Medidas no lineales de la VFC: ¿hacen falta?

Las medidas no lineales de la VFC, como el DFA α1 y la entropía muestral, describen el patrón de los intervalos entre latidos y no su dispersión: si los latidos «recuerdan» a los anteriores y lo predecible que es el siguiente. Revelan cosas que el SDNN y el RMSSD no ven y aparecen en programas de investigación. Para seguir tu propia recuperación con un reloj o un anillo no las necesitas; el documento de posicionamiento europeo de 2015 consideró que su uso clínico hasta ahora ha sido bastante limitado.

En esta página 5 secciones

Lo esencial

  • Las medidas no lineales describen el patrón de los latidos, no su dispersión: la memoria (DFA), la predictibilidad (entropía) y la respuesta a un latido prematuro (turbulencia).
  • Un DFA α1 cercano a 1 indica que los latidos se «recuerdan» entre sí a distintas escalas; cercano a 0,5, que se comportan como ruido. Una entropía cercana a 0 indica un patrón que se repite; un valor de 2 o más se acerca al azar.
  • No son versiones mejores del RMSSD. Aportan otro tipo de información y dependen mucho de los ajustes y de la duración del registro.
  • El documento de posicionamiento de Sassi y colaboradores (2015) concluye que estos métodos han hecho avanzar la comprensión de la señal, pero su éxito como herramientas clínicas ha sido bastante limitado.
  • Para una medición diaria con un reloj o un anillo basta el RMSSD o el lnRMSSD frente a tu propio valor de referencia.

Las medidas no lineales de la VFC describen el patrón de los intervalos entre latidos y no su dispersión. El 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 dice hasta dónde se alejan los intervalos; el 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 , cuánto saltan de un latido a otro; las medidas no lineales preguntan 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 los latidos «recuerdan» a los anteriores ( 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 ), lo predecible que es el siguiente ( entropía muestral Entropía muestral Mide lo impredecible que es la serie de latidos: menos el logaritmo de la probabilidad de que secuencias de latidos que coinciden sigan coincidiendo con un latido más. Cerca de 0 indica un patrón repetitivo; 2 o más, una serie casi aleatoria. Más sobre Entropía muestral y aproximada) y cómo responde el ritmo a un latido prematuro 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 ( turbulencia de la frecuencia cardiaca Turbulencia de la frecuencia cardiaca La aceleración breve y la recuperación más lenta del ritmo cardiaco tras un latido ventricular prematuro, medidas en un ECG de 24 horas con dos valores: inicio de la turbulencia (%) y pendiente de la turbulencia (ms por latido). Más sobre Turbulencia de la frecuencia cardiaca , capacidad de desaceleración Capacidad de desaceleración Tamaño medio de las desaceleraciones del corazón, en milisegundos, que resulta de calcular la media del patrón alrededor de cada latido más lento que el anterior. Medida vagal de 24 horas usada tras un infarto. Más sobre Capacidad de desaceleración ). No las necesitas para seguir tu propia recuperación con un reloj o un anillo. Aparecen en programas de investigación, y el documento de posicionamiento europeo de 2015 sobre ellas concluyó que han hecho avanzar la comprensión de la señal, mientras que su uso como herramientas clínicas ha sido hasta ahora bastante limitado.

Por qué «no lineales»

Toma un registro, baraja los latidos en un orden aleatorio y calcula el SDNN: no cambia. Tampoco cambian el histograma, el índice triangular 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 ni el índice de Baevsky. Esas medidas solo ven la dispersión de los intervalos. Barajar destruye el orden, y en el orden está la fisiología: la onda de la respiración, la onda más lenta de la presión arterial, la tendencia de un latido lento a ir seguido de otro. Los métodos que leen el orden, y cuyos resultados no son simples sumas de los valores, se llaman no lineales. Peng, Havlin, Stanley y Goldberger dieron fama a esta familia de métodos en 1995 al mostrar que los corazones sanos tienen correlaciones de largo alcance que se rompen en la insuficiencia cardiaca grave.

Las dos que encontrarás

DFA α1: ¿se recuerdan los latidos?

¿Tiene memoria el ritmo?

Cinco minutos del registro de ejemplo

α1 (4–16 latidos)
0,49
α2 (16–64 latidos)
0,65

El registro en reposo es sintético: una onda de respiración limpia cada cuatro latidos con ruido aleatorio entre latidos, así que entre 4 y 16 latidos se parece casi a ruido (α1 0,49), y las ondas más lentas dan algo de memoria a la escala de 16 a 64 latidos (α2 0,65). Los registros reales en reposo suelen dar un α1 de alrededor de 1 o más.

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Análisis de fluctuaciones sin tendencia de cinco minutos del registro de ejemplo. Cada punto es la oscilación típica de la suma acumulada dentro de ventanas con un número dado de latidos; en ejes logarítmicos, los puntos caen sobre rectas cuyas pendientes son α1 (de 4 a 16 latidos) y α2 (de 16 a 64 latidos). El ruido blanco da 0,5; el ruido 1/f da 1. El registro de ejemplo es sintético y da alrededor de 0,5; los registros reales en reposo suelen dar alrededor de 1 o más. Cambia la serie, o mézclale ruido, y observa las pendientes.

Un gráfico logarítmico de la fluctuación frente al tamaño de ventana, de 4 a 64 latidos, con puntos para cada tamaño y dos rectas ajustadas: una sobre 4 a 16 latidos para α1 y otra sobre 16 a 64 latidos para α2. Unos indicadores dan α1 y α2, seguidos de una frase que los explica. Cuatro botones eligen el registro en reposo, el ruido blanco, el ruido 1/f o el registro con latidos ectópicos; un control deslizante mezcla ruido blanco en la serie elegida.

El análisis de fluctuaciones sin tendencia pregunta cómo crece la oscilación de la serie a medida que se miran tramos más largos, en ejes logarítmicos. El ruido blanco, sin memoria, da una pendiente de 0,5; el ruido 1/f, con memoria a todas las escalas, da 1; un paseo aleatorio da 1,5. Cinco minutos del registro de ejemplo dan un α1 = 0,49 entre 4 y 16 latidos y un α2 = 0,65 entre 16 y 64. Cambia a ruido blanco y las dos pendientes quedan cerca de 0,5 (α1 0,48); cambia a ruido 1/f y quedan cerca de 1 (α1 1,04). Los registros reales en reposo suelen dar un valor de alrededor de 1 o más. El registro de ejemplo da un valor bajo porque es sintético: una onda respiratoria limpia cada cuatro latidos con ruido aleatorio entre latidos, que a escalas cortas se parece al ruido. Una oscilación respiratoria intensa y regular puede bajar los valores reales de α1 en el mismo sentido. El ejercicio lo lleva desde alrededor de 1 hacia 0,5 a medida que aumenta el esfuerzo, y por eso algunas aplicaciones de entrenamiento lo muestran en directo.

Entropía muestral: ¿hasta qué punto es predecible el siguiente latido?

¿Se puede predecir el siguiente latido?

Cinco minutos del registro de ejemplo

SampEn
1,67
ApEn
1,02
Tolerancia r
5,7 ms
Coincidencias en m
13
Coincidencias en m+1
1

En reposo, m = 2, r = 0,20 × DE = 5,7 ms. El tramo resaltado de 2 latidos coincide con otros 13 tramos dentro de 5,7 ms; 1 de ellos sigue coincidiendo cuando ambos tramos tienen un latido más. Contada sobre todos los tramos del registro, la entropía muestral es 1,67: el ritmo de la respiración hace que el siguiente latido sea en parte predecible.

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Los primeros 64 latidos del registro de ejemplo. Un tramo de m latidos aparece resaltado con una banda de ±r alrededor de cada latido; cualquier otro tramo que se mantenga dentro de la banda es una coincidencia, y las cajas más oscuras son coincidencias que se mantienen con un latido más. La entropía muestral (SampEn) es menos el logaritmo de la proporción de coincidencias que sobreviven, contadas en todo el registro; la entropía aproximada (ApEn) es su pariente más antigua. Cambia m y r, o pasa a una serie periódica o aleatoria.

Un gráfico de líneas con 64 intervalos entre latidos en orden. Una caja resaltada marca un tramo de plantilla de m latidos con una banda de tolerancia de más o menos r milisegundos alrededor de cada uno de sus latidos; las cajas más claras marcan otros tramos de m latidos que coinciden con la plantilla dentro de la banda, y las más oscuras, los que siguen coincidiendo cuando ambos tramos tienen un latido más. Unos indicadores dan la entropía muestral, la entropía aproximada, la tolerancia en milisegundos y los dos recuentos de coincidencias, seguidos de una frase que los explica. Dos controles deslizantes ajustan m (de 1 a 4 latidos) y r (de 0,1 a 0,6 veces la desviación estándar); tres botones eligen una serie periódica, el registro en reposo o latidos aleatorios.

La entropía muestral toma cada tramo de dos latidos, busca los tramos que coinciden con él dentro de una tolerancia y pregunta cuántos siguen coincidiendo un latido después. La entropía es el logaritmo de esa proporción con el signo cambiado. El registro de ejemplo da 1,67; una serie perfectamente periódica da 0,01, porque cada coincidencia sigue coincidiendo; los latidos aleatorios dan 2,35. Richman y Moorman la crearon en 2000 para corregir la entropía aproximada Entropía aproximada Medida de regularidad más antigua que la entropía muestral y sin unidad: cuenta cada tramo de latidos como coincidente consigo mismo, lo que la sesga hacia valores bajos en registros cortos. Más sobre Entropía aproximada , más antigua, que contaba cada tramo como coincidente consigo mismo y variaba con la duración del registro. Las dos dependen mucho de la longitud del tramo mm, de la tolerancia rr y del número de latidos, así que no se pueden comparar valores de programas distintos ni de registros de distinta duración.

Las clínicas

La turbulencia de la frecuencia cardiaca y la capacidad de desaceleración se desarrollaron como marcadores de riesgo y se probaron sobre todo con ECG 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 de 24 horas de personas que habían sufrido un infarto. La turbulencia evalúa el barorreflejo Barorreflejo El reflejo que estabiliza la presión arterial de un latido a otro al modificar la frecuencia cardiaca. Su retraso hace que la frecuencia suba y baje cada 10 segundos más o menos: el ritmo de 0,1 Hz de la potencia LF. Más sobre Barorreflejo a partir de la respuesta del ritmo a un latido ventricular prematuro; la capacidad de desaceleración calcula la media de las desaceleraciones del corazón a lo largo de un día. El estudio de Bauer y colaboradores de 2006 con 1455 supervivientes de un infarto, validado en otras dos cohortes, encontró que la capacidad de desaceleración predijo la muerte mejor que la fracción de eyección o el SDNN. Son marcadores de riesgo para cardiólogos, no valores de bienestar, y los relojes y anillos no los muestran.

El veredicto

Sassi y colaboradores revisaron toda la familia en 2015 para el grupo de trabajo de e-Cardiología de la Sociedad Europea de Cardiología y la European Heart Rhythm Association: medidas fractales, entropía, dinámica simbólica y caos. Su conclusión es que los métodos han mejorado la comprensión de la señal, que los resultados de laboratorios especializados en pacientes seleccionados son interesantes pero no establecen un uso clínico, que el éxito en la creación de herramientas clínicas, como la identificación del riesgo, ha sido bastante limitado, y que hacen falta nuevos estudios prospectivos. El resumen de Shaffer y Ginsberg de 2017 enumera las medidas junto a las de la Task Force y señala, por ejemplo, que el DFA se diseñó para registros de varias horas.

¿Las necesitas?

Para una medición matutina o nocturna con un reloj o un anillo, no. El RMSSD o el 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 frente a tu propio valor de referencia Valor de referencia Tu nivel y tu rango habituales de VFC, obtenidos de semanas de mediciones tomadas siempre del mismo modo. Comparar una medición con tu valor de referencia dice más que compararla con otras personas. Más sobre Valor de referencia responde a la pregunta para la que sirven esas mediciones, y los valores no lineales necesitan registros más limpios y más largos de lo que da un sensor de muñeca, además de unos ajustes que habría que mantener fijos. Merece la pena conocerlas si lees artículos de investigación, usas Kubios HRV o un programa similar, o ves el DFA α1 en una aplicación de entrenamiento. Las páginas del glosario sobre el DFA α1, la entropía muestral, la entropía aproximada, la turbulencia de la frecuencia cardiaca y la capacidad de desaceleración dan para cada una su fórmula y un ejemplo resuelto, y ¿Qué significan LF, HF, VLF y n.u. en mi aplicación de VFC? trata los valores de frecuencia que suelen aparecer a su lado.

Preguntas frecuentes

Mi aplicación muestra el DFA α1 durante el ejercicio. ¿Para qué sirve?

Algunas aplicaciones de entrenamiento usan el α1 como indicador de la intensidad del ejercicio: está cerca de 1 con un esfuerzo suave y baja hacia 0,5 a medida que el esfuerzo aumenta, y Rogers y colaboradores propusieron en 2021, a partir de 15 corredores, que el punto en que cruza 0,75 marca el primer umbral ventilatorio. El método necesita una señal limpia de una banda pectoral y aún se está validando.

¿Es mejor una entropía muestral más alta?

No necesariamente. Un ritmo perfectamente regular da un valor cercano a 0 y los latidos aleatorios dan un valor alto, y los dos extremos son patrones poco saludables. En los estudios, las medidas de entropía disminuyen con la edad, pero el valor depende tanto de los ajustes que solo se pueden comparar valores del mismo programa y de la misma duración de registro.

¿Puede mi reloj calcularlas?

Los cálculos se pueden hacer en cualquier teléfono, pero los relojes y anillos no las muestran, y la mayoría de estas medidas necesita una serie de intervalos más limpia y más larga de la que ofrece un sensor de muñeca. Los programas de investigación como Kubios HRV sí las calculan, a partir de una banda pectoral o de una exportación de ECG.

Fuentes

  1. Advances in heart rate variability signal analysis: joint position statement by the e-Cardiology ESC Working Group and the European Heart Rhythm Association co-endorsed by the Asia Pacific Heart Rhythm Society Europace, 2015
  2. Quantification of scaling exponents and crossover phenomena in nonstationary heartbeat time series Chaos, 1995
  3. Physiological time-series analysis using approximate entropy and sample entropy American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology, 2000
  4. Deceleration capacity of heart rate as a predictor of mortality after myocardial infarction: cohort study The Lancet, 2006
  5. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  6. Heart rate turbulence: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use: International Society for Holter and Noninvasive Electrophysiology consensus Journal of the American College of Cardiology, 2008
  7. A new detection method defining the aerobic threshold for endurance exercise and training prescription based on fractal correlation properties of heart rate variability Frontiers in Physiology, 2021