La familia completa de medidas de la VFC

Las medidas de variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) que se calculan directamente a partir de la serie NN forman tres grupos: medidas de los intervalos y de sus diferencias, medidas que se leen en el histograma y el diagrama de Poincaré diagrama de Poincaré Diagrama de Poincaré Diagrama de dispersión de cada intervalo entre latidos frente al siguiente, con milisegundos en ambos ejes. La forma de la nube de puntos muestra de un vistazo la variabilidad a corto plazo y la global. Más sobre Diagrama de Poincaré . Cada una responde a una pregunta distinta sobre los mismos latidos. Esta lección las calcula todas sobre el registro de ejemplo, cinco minutos de 341 intervalos con una media de 881 ms, y termina con una tabla de unidades, duraciones mínimas y usos.

La lección 6 trató el RMSSD RMSSD RMSSD Raíz cuadrada de la media de los cuadrados de las diferencias sucesivas: medida de VFC basada en cuánto difiere cada intervalo entre latidos del siguiente, en milisegundos. Refleja sobre todo la actividad vagal. Más sobre RMSSD , el SDNN SDNN SDNN La desviación estándar de todos los intervalos NN de un registro, en milisegundos. Mide la variabilidad global, y su valor depende mucho de la duración del registro. Más sobre SDNN y el lnRMSSD lnRMSSD lnRMSSD El logaritmo natural del RMSSD, sin unidad. Al aplicar el logaritmo, los valores del RMSSD se reparten mejor, y así es más fácil comparar y analizar los cambios de un día a otro. Más sobre lnRMSSD . Aparecen aquí otra vez, brevemente, porque el resto de la familia se define a partir de ellos. En toda la lección, $N$ es el número de intervalos, $\mathrm{NN}_i$ el $i$-ésimo intervalo en milisegundos y $\Delta_i = \mathrm{NN}_{i+1} - \mathrm{NN}_i$ el salto de un intervalo al siguiente.

Grupo 1: medidas de los intervalos

NN medio y frecuencia cardiaca. El intervalo medio y 60.000 dividido entre él. La media del registro es 881 ms, o 68 latidos por minuto (lpm). La frecuencia cardiaca no es una medida de VFC, pero todas las medidas de VFC dependen de ella: un corazón más lento deja más margen para que los intervalos varíen (lección 4).

SDNN, la desviación estándar de los intervalos, en ms:

$$\mathrm{SDNN} = \sqrt{\frac{1}{N-1}\sum_{i=1}^{N}\left(\mathrm{NN}_i-\mathrm{NN}_{\mathrm{mean}}\right)^2}$$

Resta la media a cada intervalo, eleva al cuadrado, suma, divide entre una unidad menos que el número de intervalos y saca la raíz cuadrada. Mide la dispersión total, sea cual sea su origen: la respiración, las ondas de la presión arterial, las derivas lentas y cualquier otra cosa. El SDNN del registro es de 28,7 ms. En 24 horas, el SDNN es la medida con la evidencia más sólida sobre el riesgo cardiaco, con umbrales de 50 y 100 ms; en 5 minutos no tiene ese significado, porque faltan los componentes lentos que determinan el valor de 24 horas (Shaffer y Ginsberg, 2017).

El SDANN SDANN SDANN La desviación estándar del intervalo NN medio de cada segmento de 5 minutos de un registro de 24 horas, en milisegundos. Mide los cambios lentos a lo largo del día y deja fuera todo lo que sea más rápido. Más sobre SDANN y el índice SDNN índice SDNN Índice SDNN La media del SDNN de cada segmento de 5 minutos de un registro de 24 horas, en milisegundos. Conserva la variabilidad dentro de cada segmento y descarta la deriva lenta entre ellos. Más sobre Índice SDNN existen solo para registros largos. Divide una serie de 24 horas en 288 tramos de cinco minutos. El SDANN es la desviación estándar de las 288 medias de los tramos: conserva las oscilaciones lentas entre tramos (sueño, comidas, actividad) y descarta los cambios rápidos dentro de cada tramo. El índice SDNN es la media de los 288 SDNN de cada tramo: conserva los cambios rápidos y descarta las oscilaciones lentas. Entre los dos separan la parte lenta y la parte rápida del SDNN. Ambos son medidas del grupo de trabajo (Task Force) de la Sociedad Europea de Cardiología y la North American Society of Pacing and Electrophysiology (1996), y la guía de Kubios los define del mismo modo.

$$\mathrm{SDANN} = \mathrm{SD}\!\left(\mathrm{NN}_{\mathrm{mean},(1)}, \ldots, \mathrm{NN}_{\mathrm{mean},(288)}\right), \qquad \mathrm{SDNN\ index} = \frac{1}{288}\sum_{k=1}^{288}\mathrm{SDNN}_{(k)}$$

Lee la primera como «la dispersión de las medias de los tramos» y la segunda como «la media de las dispersiones de los tramos».

Grupo 2: medidas de los saltos

Estas siguen $\Delta_i$, la diferencia entre intervalos vecinos. El nervio vago nervio vago Nervio vago El principal nervio del sistema nervioso parasimpático, que va del tronco encefálico al corazón, los pulmones y el intestino. Sus señales rápidas al corazón producen la mayor parte de la VFC de un latido a otro. Más sobre Nervio vago puede cambiar el siguiente latido en menos de un segundo; los nervios simpáticos no (lección 3). Por eso, todo lo que se calcula a partir de $\Delta_i$ refleja sobre todo el freno vagal y, a través de él, la respiración.

RMSSD, la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de las diferencias sucesivas, en ms:

$$\mathrm{RMSSD} = \sqrt{\frac{1}{N-1}\sum_{i=1}^{N-1}\Delta_i^2}$$

Eleva al cuadrado cada salto, calcula la media de los cuadrados y saca la raíz cuadrada. El registro da 33,4 ms. Su logaritmo, el lnRMSSD, es 3,51; el logaritmo corrige la asimetría de la distribución para que las medias y los cambios porcentuales se comporten bien (lección 6).

SDSD SDSD SDSD Desviación estándar de las diferencias entre intervalos NN vecinos, en milisegundos. Da casi el mismo valor que el RMSSD y mide el mismo cambio rápido de un latido a otro. Más sobre SDSD , la desviación estándar de las diferencias sucesivas, es casi un gemelo del RMSSD:

$$\mathrm{SDSD} = \sqrt{\frac{1}{N-2}\sum_{i=1}^{N-1}\left(\Delta_i-\Delta_{\mathrm{mean}}\right)^2}$$

La única diferencia es que primero se resta el salto medio. En un registro que termina cerca de la frecuencia con la que empezó, los saltos hacia arriba y hacia abajo se compensan y el salto medio es cercano a cero, así que el SDSD y el RMSSD casi coinciden: 33,5 ms frente a 33,4 ms aquí. Se separan cuando la frecuencia cardiaca deriva de forma continua a lo largo del registro. El gráfico interactivo de abajo muestra cada paso; cambia un latido y observa cómo varían tanto el salto medio como el resultado.

SDSD paso a paso

Diez latidos, con todos los valores a la vista

Los diez intervalos, en ms (de 300 a 2000)

Latido 1 Latido 2 Latido 3 Latido 4 Latido 5 Latido 6 Latido 7 Latido 8 Latido 9 Latido 10

SDSD de estos 10 intervalos: 27,5 ms.

Paso 5 de 5

Anterior Empezar en el paso 1

1. Paso 1 de 5 Empieza por los intervalos

   Latido 1	880 ms
   Latido 2	826 ms
   Latido 3	812 ms
   Latido 4	823 ms
   Latido 5	848 ms
   Latido 6	877 ms
   Latido 7	880 ms
   Latido 8	866 ms
   Latido 9	828 ms
   Latido 10	815 ms

   10 intervalos entre 11 latidos, en milisegundos.

2. Paso 2 de 5 Resta cada intervalo al siguiente

   Latido 2 − latido 1	−54 ms
   Latido 3 − latido 2	−14 ms
   Latido 4 − latido 3	+11 ms
   Latido 5 − latido 4	+25 ms
   Latido 6 − latido 5	+29 ms
   Latido 7 − latido 6	+3 ms
   Latido 8 − latido 7	−14 ms
   Latido 9 − latido 8	−38 ms
   Latido 10 − latido 9	−13 ms

   Un signo más significa que el corazón se ralentizó en ese latido; un signo menos, que se aceleró.

3. Paso 3 de 5 Calcula la diferencia media

   −65 ÷ 9	−7,22 ms

   En un registro largo en reposo, las diferencias tienen una media casi nula, y por eso el SDSD y el RMSSD casi coinciden.

4. Paso 4 de 5 Resta la diferencia media y eleva al cuadrado

   Diferencia 1	2188,16
   Diferencia 2	45,94
   Diferencia 3	332,05
   Diferencia 4	1038,27
   Diferencia 5	1312,05
   Diferencia 6	104,49
   Diferencia 7	45,94
   Diferencia 8	947,27
   Diferencia 9	33,38
   Suma	6047,56

5. Paso 5 de 5 Divide entre uno menos que el número de diferencias y calcula la raíz cuadrada

   6047,56 ÷ 8	755,94
   √755,94	27,5 ms

   SDSD 27,5 ms

Con JavaScript activado, los pasos se muestran de uno en uno y se pueden cambiar los latidos.

Una fila de diez intervalos entre latidos editables, en milisegundos, y después el cálculo de SDSD en pasos numerados: Empieza por los intervalos; Resta cada intervalo al siguiente; Calcula la diferencia media; Resta la diferencia media y eleva al cuadrado; Divide entre uno menos que el número de diferencias y calcula la raíz cuadrada. El último paso da SDSD 27,5 ms. Los botones «Anterior» y «Siguiente» permiten pasar de un paso a otro.

El NN50 NN50 NN50 El número de pares de intervalos NN contiguos que difieren en más de 50 milisegundos. Si se divide entre el número de intervalos, se obtiene el pNN50. Más sobre NN50 , el pNN50 pNN50 pNN50 Porcentaje de intervalos NN contiguos que difieren en más de 50 milisegundos. Sigue los cambios rápidos de origen vagal, como el RMSSD, pero como proporción y no como magnitud. Más sobre pNN50 y el pNN20 pNN20 pNN20 El porcentaje de intervalos NN contiguos que difieren en más de 20 milisegundos. Es una variante del pNN50 con un umbral más bajo, que sigue respondiendo en personas con cambios pequeños de un latido al siguiente. Más sobre pNN20 cuentan los saltos en lugar de medirlos. El NN50 es el número de saltos mayores de 50 ms; el pNN50 es ese recuento como porcentaje de todos los saltos; el pNN20 hace lo mismo con un umbral de 20 ms:

$$\mathrm{pNN50} = \frac{\#\{\,i : |\Delta_i| > 50\ \mathrm{ms}\,\}}{N-1}\times 100$$

Cuenta los saltos mayores de 50 ms, divide entre el número de saltos y exprésalo como porcentaje. El registro tiene 28 saltos de más de 50 ms, así que el pNN50 es 8,2 %, mientras que el pNN20 es 70,0 %. Un recuento es más tosco que el RMSSD: una persona cuyos saltos son casi todos de 40 ms tiene un pNN50 cercano a cero por muy activo que sea el freno vagal, y por eso se propuso el pNN20 y por eso Laborde y colaboradores (2017) prefieren el RMSSD. El pNN50 es una de las medidas del dominio del tiempo de la Task Force (1996), y Kubios muestra el umbral como un ajuste (NNxx, 50 ms por defecto).

La frecuencia cardiaca máxima menos la mínima es la oscilación media de la frecuencia cardiaca dentro de cada respiración, en latidos por minuto, y necesita al menos 2 minutos (Shaffer y Ginsberg, 2017). Kubios da una magnitud distinta con un nombre parecido: la frecuencia cardiaca más baja y la más alta de toda la muestra, cada una a partir de una media móvil de 5 latidos. La diferencia entre ambas, que es la que calcula la biblioteca de cálculo de este sitio, es de 4 latidos por minuto en el registro. En cualquier caso, sigue la profundidad y el ritmo de la respiración al menos tanto como el tono vagal tono vagal Tono vagal La influencia continua del nervio vago sobre el corazón, que hace que lata más despacio. Suele estimarse a partir de medidas de VFC como el RMSSD y la potencia HF. Más sobre Tono vagal .

Grupo 3: el histograma

Reparte los intervalos en clases y cuéntalos. La Task Force usó clases de 1/128 de segundo, 7,8125 ms, el espaciado de muestreo de los registradores Holter de 128 Hz de la época, y definió dos medidas sobre el histograma resultante $D(k)$ (Task Force, 1996).

El índice triangular de la VFC índice triangular de la VFC Índice triangular de la VFC Número de intervalos NN de un registro dividido por la altura de la barra más alta de su histograma. Medida geométrica de la variabilidad global, sin unidad, que unos pocos latidos erróneos apenas alteran. Más sobre Índice triangular de la VFC es el número de intervalos dividido entre la altura de la clase más alta:

$$\mathrm{HRV\ triangular\ index} = \frac{N}{\max_k D(k)}$$

Un histograma alto y estrecho (poca variabilidad) da un índice pequeño; uno bajo y ancho da un índice grande. Los 341 intervalos del registro se reparten en 17 clases, la más llena contiene 39 y el índice es 8,7. No tiene unidad.

El TINN TINN TINN Ancho, en milisegundos, de la base del triángulo que mejor se ajusta al histograma de intervalos NN. Medida geométrica de la variabilidad global, obtenida del análisis Holter de 24 horas. Más sobre TINN , la interpolación triangular del histograma NN, ajusta un triángulo al histograma por mínimos cuadrados y da la anchura de su base en ms. El TINN del registro es de 125 ms.

$$\mathrm{TINN} = N_t - M_t, \qquad (M_t, N_t) = \arg\min_{M, N}\sum_k \bigl(D(k) - q_{M,N}(k)\bigr)^2$$

Léelo así: desliza los dos vértices de la base del triángulo hasta que encaje lo mejor posible con el histograma y mide la distancia entre ellos.

En un registro largo, unos pocos intervalos sueltos en una clase lejana apenas cambian la altura del pico ni el triángulo ajustado. Esa es su ventaja frente al SDNN en un registro de 24 horas con errores, y el motivo por el que se diseñaron para registros largos: Catai y colaboradores (2020), citando a la Task Force, recomiendan al menos 20 minutos y preferiblemente 24 horas para los métodos geométricos. En 5 minutos el histograma es irregular, el índice depende de una sola clase, la más llena, y Shaffer y Ginsberg (2017) señalan que dos artefactos artefactos Artefacto Un error en el registro de los latidos (uno no detectado, uno de más o uno mal situado en el tiempo), a menudo por movimiento o mal contacto del sensor. Puede distorsionar mucho los valores de VFC. Más sobre Artefacto en un segmento de 5 minutos pueden distorsionar el TINN, igual que el SDNN y el RMSSD.

Ordena los latidos en clases

Cinco minutos del registro de ejemplo

Intervalos en cada clase de 500 a 1300 ms

500 700 900 1100 1300

Intervalos

341

En la clase más llena

39

Índice triangular

8,7

TINN

125 ms

SDNN

28,7 ms

En reposo: 341 intervalos agrupados en 17 clases de 7,8 ms. La clase más llena contiene 39, así que el índice triangular es 341 ÷ 39 = 8,7. El triángulo que mejor se ajusta al histograma va de 816 a 941 ms, así que el TINN es 125 ms. Los dos valores describen la forma de este histograma, no el orden de los latidos.

En reposo Con estrés Con deriva Latidos ectópicos

Anchura de clase 7,8 ms (1/128 s, la clase de la Task Force)

Los controles funcionan cuando JavaScript está activado.

Un gráfico de barras con intervalos RR de 500 a 1300 ms agrupados en clases de 7,8 ms. La barra más alta aparece resaltada y sobre las barras se dibuja un triángulo que va del extremo izquierdo al vértice y al extremo derecho. Unos indicadores dan el número de intervalos, el recuento de la clase más llena, el índice triangular de la VFC, el TINN con sus dos extremos y el SDNN, seguidos de una frase que explica los valores. Un control deslizante ajusta la anchura de clase y cuatro botones eligen un registro en reposo, con estrés, con deriva o con latidos ectópicos.

El diagrama de Poincaré

Representa cada intervalo frente al siguiente: $\mathrm{NN}_{i+1}$ en el eje vertical y $\mathrm{NN}_i$ en el horizontal. Un corazón estable dibuja una nube compacta sobre la diagonal; la respiración la estira a lo largo de la diagonal; la variación de un latido a otro la ensancha en perpendicular. Dos desviaciones estándar describen la nube: el SD1 SD1 SD1 y SD2 Dos medidas de la dispersión de los puntos de un diagrama de Poincaré, en milisegundos. El SD1 es la anchura y sigue la variabilidad a corto plazo, como el RMSSD; el SD2 es la longitud y sigue la variabilidad global. Más sobre SD1 y SD2 , en perpendicular a la diagonal, y el SD2, a lo largo de ella, ambos en ms.

No son información nueva. El SD1 es el RMSSD dividido entre la raíz cuadrada de dos (en rigor, el SDSD, que es casi lo mismo), y Shaffer y Ginsberg (2017) dicen que el SD1 y el RMSSD son idénticos:

$$\mathrm{SD1} = \frac{\mathrm{RMSSD}}{\sqrt{2}}, \qquad \mathrm{SD2} = \sqrt{2\,\mathrm{SDNN}^2 - \mathrm{SD1}^2}$$

El SD1 del registro es de 23,6 ms, el SD2 de 33,1 ms y su cociente SD1/SD2 es 0,71. El gráfico interactivo de abajo parte del RMSSD y muestra la división.

SD1 paso a paso

Diez latidos, con todos los valores a la vista

Los diez intervalos, en ms (de 300 a 2000)

Latido 1 Latido 2 Latido 3 Latido 4 Latido 5 Latido 6 Latido 7 Latido 8 Latido 9 Latido 10

SD1 de estos 10 intervalos: 19,0 ms.

Paso 6 de 6

Anterior Empezar en el paso 1

1. Paso 1 de 6 Empieza por los intervalos

   Latido 1	880 ms
   Latido 2	826 ms
   Latido 3	812 ms
   Latido 4	823 ms
   Latido 5	848 ms
   Latido 6	877 ms
   Latido 7	880 ms
   Latido 8	866 ms
   Latido 9	828 ms
   Latido 10	815 ms

   10 intervalos entre 11 latidos, en milisegundos.

2. Paso 2 de 6 Resta cada intervalo al siguiente

   Latido 2 − latido 1	−54 ms
   Latido 3 − latido 2	−14 ms
   Latido 4 − latido 3	+11 ms
   Latido 5 − latido 4	+25 ms
   Latido 6 − latido 5	+29 ms
   Latido 7 − latido 6	+3 ms
   Latido 8 − latido 7	−14 ms
   Latido 9 − latido 8	−38 ms
   Latido 10 − latido 9	−13 ms

   Un signo más significa que el corazón se ralentizó en ese latido; un signo menos, que se aceleró.

3. Paso 3 de 6 Eleva al cuadrado cada diferencia

   Diferencia 1	2916
   Diferencia 2	196
   Diferencia 3	121
   Diferencia 4	625
   Diferencia 5	841
   Diferencia 6	9
   Diferencia 7	196
   Diferencia 8	1444
   Diferencia 9	169
   Suma	6517

   Elevar al cuadrado hace positivos todos los valores y da más peso a los cambios grandes.

4. Paso 4 de 6 Calcula la media de los cuadrados

   6517 ÷ 9	724,11

5. Paso 5 de 6 Calcula la raíz cuadrada

   √724,11	26,9 ms

6. Paso 6 de 6 Divide entre la raíz cuadrada de dos

   26,9 ÷ 1,414	19,0 ms

   El SD1 es la anchura de la nube de Poincaré en perpendicular a su diagonal; contiene la misma información que el RMSSD.

   SD1 19,0 ms

Con JavaScript activado, los pasos se muestran de uno en uno y se pueden cambiar los latidos.

Una fila de diez intervalos entre latidos editables, en milisegundos, y después el cálculo de SD1 en pasos numerados: Empieza por los intervalos; Resta cada intervalo al siguiente; Eleva al cuadrado cada diferencia; Calcula la media de los cuadrados; Calcula la raíz cuadrada; Divide entre la raíz cuadrada de dos. El último paso da SD1 19,0 ms. Los botones «Anterior» y «Siguiente» permiten pasar de un paso a otro.

Lo que aporta el diagrama es una imagen. Los latidos ectópicos latidos ectópicos Latido ectópico Un latido que nace fuera del marcapasos normal del corazón y suele llegar antes de tiempo. Los latidos ectópicos son frecuentes, pero distorsionan la VFC si no se eliminan o se corrigen. Más sobre Latido ectópico quedan lejos de la nube, así que un diagrama de Poincaré es la comprobación visual más rápida de que un registro está limpio. Su área, $S = \pi\,\mathrm{SD1}\,\mathrm{SD2}$, se publica a veces como variabilidad total. Shaffer y Ginsberg (2017) señalan que el SD1/SD2 se usa como índice de equilibrio solo en registros largos con activación simpática presente, y Laborde y colaboradores (2017) consideran las medidas de Poincaré complementos del RMSSD y de la potencia HF potencia HF Potencia HF La varianza de los intervalos entre latidos que cae en la banda de 0,15 a 0,40 Hz, en ms²: el rango de la respiración normal. Refleja sobre todo la actividad vagal si se respira de 9 a 24 veces por minuto. Más sobre Potencia HF (alta frecuencia), no índices independientes.

Cada latido frente al siguiente

Cinco minutos del registro de ejemplo

SD1 (a lo ancho)

23,6 ms

SD2 (a lo largo)

33,1 ms

SD1/SD2

0,71

RMSSD

33,4 ms

SDNN

28,7 ms

La longitud de la nube es 1,4 veces su anchura: SD1 23,6 ms en perpendicular a la diagonal (cambio rápido), SD2 33,1 ms a lo largo de ella (cambio lento y rápido a la vez).

Oscilación de un latido a otro (respiración) 35 ms Oscilaciones lentas (presión arterial, deriva) 25 ms

Añadir un latido ectópico

Los controles deslizantes y el botón funcionan cuando JavaScript está activado.

Un diagrama de dispersión cuadrado con el intervalo anterior en horizontal y el siguiente en vertical, ambos en milisegundos y con la escala ajustada a la nube, una línea diagonal de identidad y una elipse inclinada a lo largo de ella. Unos indicadores dan el SD1, el SD2, su cociente, el RMSSD y el SDNN, seguidos de una frase que explica la forma. Dos controles deslizantes ajustan el tamaño de la oscilación de un latido a otro y el de las oscilaciones lentas; un botón añade un latido prematuro, y entonces el indicador muestra también el SD1 y el SD2 de antes de añadirlo.

Cuál usar y cuándo

Las duraciones mínimas proceden de la Task Force (1996) y de los estudios de registros ultracortos resumidos por Shaffer y Ginsberg (2017) y por Laborde y colaboradores (2017). Hay dos advertencias que valen para todas. La primera: un valor de registro corto y uno de 24 horas de la misma medida son magnitudes distintas, porque el registro largo contiene procesos lentos que el corto no puede recoger (Shaffer y Ginsberg, 2017). La segunda: una regla expresada en latidos y otra expresada en minutos se separan cuando cambia la frecuencia cardiaca: 5 minutos son unos 300 latidos a 60 por minuto y 500 a 100 por minuto, y por eso Catai y colaboradores (2020) piden a los autores que indiquen si si Índice de estrés de Baevsky Un número, sin unidad, calculado a partir del histograma de los intervalos entre latidos. Sube cuando el ritmo se vuelve más estable y menos variable, algo que Baevsky interpretaba como tensión en la regulación del organismo. Más sobre Índice de estrés de Baevsky una ventana se fijó en tiempo o en latidos.

La lección 18 deja atrás la serie indexada por latidos y se pregunta cuánta variabilidad hay en cada ritmo: el espectro.