La variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) tiene dos historias. En Occidente creció desde la observación de un clérigo sobre la respiración, pasando por los laboratorios de fisiología y las plantas de cardiología, hasta una norma de 1996 que todavía siguen todos los relojes y anillos. En la Unión Soviética nació de la medicina espacial, una historia que se cuenta en la VFC en la medicina espacial soviética. Esta página sigue la línea occidental, sobre todo tal como la expuso George Billman en su revisión histórica de 2011 (Billman, 2011).
Antes del ECG: un pulso que sigue a la respiración
Los médicos tomaban el pulso desde la Antigüedad, pero no podían cronometrarlo. Billman fecha en 1707 los primeros recuentos exactos del pulso, cuando salió a la venta un reloj con segundero que se podía detener, el «reloj de pulsaciones del médico». Con él, el reverendo Stephen Hales, un clérigo inglés y experimentador, observó en 1733 que el pulso cambiaba con la respiración. Ese ritmo, en el que el corazón se acelera al inspirar y se frena al espirar, es la arritmia sinusal respiratoria Arritmia sinusal respiratoria El aumento normal de la frecuencia cardiaca al inhalar y su descenso al exhalar. Lo impulsa el nervio vago y explica buena parte de la VFC en reposo. Más sobre Arritmia sinusal respiratoria , y sigue siendo el componente principal de la VFC a corto plazo.
Carl Ludwig, un fisiólogo alemán, lo registró en 1847 con su quimógrafo, un tambor giratorio que trazaba la presión arterial y la respiración sobre papel ahumado. La historia de Gernot Ernst sitúa en ese registro el probable descubrimiento de la VFC (Ernst, 2017). El electrocardiograma ECG Un registro de la actividad eléctrica del corazón, tomado con electrodos sobre la piel. Los intervalos RR obtenidos con un ECG son el patrón de referencia para medir la VFC. Más sobre ECG llegó en 1895 (Billman, 2011) y convirtió cada latido en un pico nítido sobre el papel. Durante los sesenta años siguientes, sin embargo, medir a mano los intervalos entre miles de latidos suponía un trabajo que a nadie le compensaba.
La década de 1960: el procesamiento digital y los bebés por nacer
En la década de 1960 cambiaron dos cosas. El procesamiento digital de señales hizo posible medir cada latido de un registro largo, y los médicos encontraron una razón para interesarse. En 1965, Hon y Lee publicaron que el sufrimiento fetal venía precedido por cambios en los intervalos entre latidos, antes de que cambiara la frecuencia cardiaca media RR medio El tiempo medio entre latidos en un registro, en milisegundos. La frecuencia cardiaca es el mismo valor al revés: 60.000 dividido entre el RR medio. Más sobre RR medio . Billman lo considera el primer uso clínico de la VFC. La idea de que la variación contiene información que la media oculta es la raíz de todo el campo.
En la década de 1970 la misma idea llegó a los adultos. La VFC se usó para reconocer la lesión de los nervios que controlan el corazón en personas con diabetes, y se vinculó con la supervivencia tras un infarto (Billman, 2011). Los dos usos se apoyaban en una interpretación sencilla: un corazón que ya no variaba era un corazón que había perdido su control nervioso.
De 1981 a 1987: el espectro y los supervivientes
1981, el espectro. Solange Akselrod y colaboradores, del MIT, publicaron en Science un artículo breve que mostraba que el análisis del espectro de potencia de las fluctuaciones de la frecuencia cardiaca podía separar por frecuencias las contribuciones del sistema nervioso. Los sistemas simpático Sistema nervioso simpático La rama de «lucha o huida» del sistema nervioso autónomo. Acelera el corazón y hace que bombee con más fuerza, pero actúa demasiado despacio para producir los cambios de la VFC latido a latido. Más sobre Sistema nervioso simpático y parasimpático Sistema nervioso parasimpático La rama de «reposo y digestión» del sistema nervioso autónomo. Frena el corazón, sobre todo a través del nervio vago, y produce la mayor parte de la variación latido a latido de la VFC. Más sobre Sistema nervioso parasimpático contribuían al espectro en frecuencias específicas, y el sistema renina-angiotensina, un sistema hormonal que regula la presión arterial, daba forma al pico lento cercano a 0,04 Hz (Akselrod y colaboradores, 1981). Billman lo incluye entre los estudios pioneros tras los cuales el campo creció con rapidez. Es el origen de las bandas LF Potencia LF La varianza de los intervalos entre latidos que cae en la banda de 0,04 a 0,15 Hz, en ms²: ritmos que se repiten cada 7 a 25 segundos. Antes se leía como actividad simpática, una lectura hoy discutida. Más sobre Potencia LF , 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 y VLF Potencia VLF Varianza de los intervalos RR en la banda de 0,003 a 0,04 Hz, en ms²: ritmos con ciclos de 25 segundos a 5 minutos. Necesita al menos 5 minutos de registro y se interpreta mejor en 24 horas. Más sobre Potencia VLF de la pantalla avanzada de tu aplicación.
1986, el cociente. Massimo Pagani y colaboradores, en Milán, analizaron a 57 personas sanas acostadas, inclinadas hasta la vertical, respirando al ritmo de un metrónomo y con betabloqueantes, además de perros conscientes con los nervios simpáticos del corazón seccionados. Encontraron dos picos principales, uno de alta frecuencia cerca de 0,25 Hz y otro de baja frecuencia cerca de 0,1 Hz, y propusieron el cociente entre ambos como indicador del equilibrio simpaticovagal Cociente LF/HF Potencia LF dividida entre potencia HF, sin unidad. Se propuso como indicador del equilibrio entre los sistemas simpático y parasimpático, pero la investigación muestra que no puede medirlo de forma fiable. Más sobre Cociente LF/HF : alrededor de 3,6 en reposo y alrededor de 21 con la inclinación a la vertical (Pagani y colaboradores, 1986). El cociente LF/HF se convirtió en el valor más citado de la VFC y, más tarde, en el más discutido; la entrada del glosario sobre el LF/HF explica por qué.
1987, los supervivientes. Robert Kleiger y colaboradores analizaron cintas de Holter de 24 horas de 808 personas que habían sobrevivido a un infarto, registradas unos 11 días después. De todo lo que se midió, la VFC, definida como la desviación estándar de todos los intervalos normales entre latidos, fue lo que más se asoció con la muerte en los 31 meses siguientes. Quienes tenían un 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 inferior a 50 ms tenían 5,3 veces más probabilidades de morir que quienes superaban los 100 ms, y la asociación se mantuvo tras ajustar por la eficacia con que bombeaba el corazón (Kleiger y colaboradores, 1987). Este estudio convirtió la VFC en una herramienta de la cardiología y sigue siendo el dato que se cita primero; la página sobre la VFC y la longevidad lo sitúa en su contexto.
1996: las normas
A mediados de la década de 1990, cientos de artículos usaban decenas de definiciones. En 1996, un grupo de trabajo (Task Force) de la Sociedad Europea de Cardiología y la North American Society of Pacing and Electrophysiology publicó normas compartidas: las medidas en el dominio del tiempo (SDNN, 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 , 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 otras), las bandas de frecuencia ( ULF Potencia ULF La varianza de los intervalos entre latidos por debajo de 0,003 Hz, en ms²: ritmos más lentos que un ciclo cada 5 minutos, incluido el ciclo día-noche. Solo puede medirse en un registro de 24 horas. Más sobre Potencia ULF , VLF, LF, HF), registros de 5 minutos y de 24 horas, y la regla de que solo cuentan los latidos normales, con los 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 eliminados antes (Task Force, 1996). Ernst señala que desde 1996 la mayoría de las mediciones y los cálculos las siguen. Cuando tu anillo da el RMSSD de la noche, usa una definición escrita para cintas de hospital de 24 horas.
Para saber más Qué resolvieron las normas y qué no
La Task Force resolvió las definiciones, las unidades y las reglas de registro, y dio interpretaciones prudentes de lo que significa cada medida: el RMSSD y la HF como principalmente vagales, la LF como una mezcla con contribución del barorreflejo, y el cociente LF/HF como un índice aproximado del equilibrio. No resolvió los valores normales para la población general, el significado de la VLF ni si la LF mide en absoluto la actividad simpática. Esas discusiones ocuparon las dos décadas siguientes, y las entradas del glosario sobre la potencia LF y la potencia HF recogen en qué punto están.
Después de 1996: medidas no lineales, deportistas y sensores de consumo
Medidas no lineales. Los investigadores tomaron herramientas de la física para describir la forma de la serie de latidos en lugar de su dispersión: el análisis de fluctuaciones sin tendencia DFA α1 Exponente de escala a corto plazo del análisis de fluctuaciones sin tendencia. Cerca de 1, los latidos tienen memoria a todas las escalas; cerca de 0,5 se comportan como ruido. El α2 es la misma pendiente en tramos más largos. Más sobre DFA α1 , la entropía y los diagramas de Poincaré. En 2015, un documento de posicionamiento conjunto de grupos de cardiología europeos y de Asia y el Pacífico las revisó y concluyó que, aunque habían mejorado la comprensión técnica de la señal, su éxito como fuente de nuevas herramientas clínicas había sido limitado (Sassi y colaboradores, 2015).
Entrenamiento guiado por la VFC. En la década de 2000, los científicos del deporte usaban la VFC para ver cómo asimilaban la carga los deportistas. En 2007, un ensayo finlandés convirtió la medición matutina en una decisión: 26 hombres con una forma física moderada se dividieron en un grupo con plan fijo, un grupo guiado por la VFC, que solo corría fuerte cuando la VFC matutina era normal o subía, y un grupo de control. Los dos grupos de entrenamiento ganaron velocidad, y el grupo guiado por la VFC mejoró su consumo máximo de oxígeno de 56 a 60 ml/kg/min (Kiviniemi y colaboradores, 2007). La página sobre la VFC y el entrenamiento sigue ese hilo.
Sensores de consumo. Las cámaras del teléfono, las bandas pectorales emparejadas con aplicaciones y, después, los anillos y los relojes pusieron un valor de VFC nocturno al alcance de millones de personas a partir de la década de 2010. Su precisión varía: frente a un ECG médico, la combinación de banda y aplicación quedó a alrededor de un 4 % del valor del ECG en el RMSSD, y un anillo a alrededor de un 7 %, mientras que una aplicación con la cámara del teléfono se equivocó en más de un 100 % (Stone y colaboradores, 2021). Las medidas son las de la Task Force; los sensores son nuevos. En qué se diferencian se explica en cómo se mide la VFC.
Las dos líneas se encuentran
La línea soviética empezó por separado a principios de la década de 1960, cuando Parin y Baevsky usaron los intervalos entre latidos para juzgar cómo afrontaban el estrés los cosmonautas, y produjo sus propias medidas, como el índice de estrés 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 . A partir de la década de 1990, estudios conjuntos de Rusia, Estados Unidos y Alemania en la estación Mir y en la Estación Espacial Internacional unieron las dos tradiciones, y las revisiones rusas citan los artículos occidentales mencionados arriba. Esa historia se cuenta en la VFC en la medicina espacial soviética.