Lezione 6 di 20 · Livello 2: Leggere i tuoi valori

RMSSD, SDNN e lnRMSSD spiegati

Il RMSSD misura quanto ogni intervallo tra due battiti differisce da quello che lo precede. Il SDNN misura quanto sono dispersi tutti gli intervalli. Il lnRMSSD è il RMSSD su scala logaritmica, usato per seguire gli andamenti. Descrivono gli stessi battiti in modi diversi, quindi i loro valori non si possono scambiare.

In questa pagina 6 sezioni

Da ricordare

  • Il RMSSD segue la variazione da un battito al successivo; il SDNN segue la dispersione complessiva di tutti gli intervalli.
  • Il SDNN cresce con la durata della registrazione, quindi un SDNN di 24 ore e uno di 5 minuti sono cose diverse.
  • Il lnRMSSD è il logaritmo naturale del RMSSD. Rende più facile confrontare le variazioni da un giorno all'altro.
  • Non confrontare mai il valore di una misura con valori normativi o con un dispositivo basati su un'altra misura.
Dopo questa lezione saprai
  • Definire RMSSD, SDNN e lnRMSSD in una frase ciascuno.
  • Spiegare perché il SDNN dipende dalla durata della registrazione e il RMSSD molto meno.
  • Spiegare perché i ricercatori di scienze dello sport seguono il lnRMSSD invece del RMSSD grezzo.
  • Dire quale misura riporta il tuo dispositivo e perché RMSSD e SDNN non si possono convertire l'uno nell'altro.

Il RMSSD RMSSD Radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive: misura della HRV, in ms, di quanto ogni intervallo tra battiti differisce dal successivo. Riflette soprattutto l'attività vagale. Approfondisci: RMSSD misura quanto ogni intervallo tra due battiti differisce da quello che lo precede. Il SDNN SDNN La deviazione standard di tutti gli intervalli NN di una registrazione, in millisecondi. Misura la variabilità complessiva e il suo valore dipende molto dalla durata della registrazione. Approfondisci: SDNN misura quanto sono dispersi tutti gli intervalli attorno alla loro media. Il lnRMSSD lnRMSSD Il logaritmo naturale del RMSSD, senza unità di misura. Il logaritmo riduce la dispersione dei valori del RMSSD e rende più facile confrontare e analizzare le variazioni da un giorno all'altro. Approfondisci: lnRMSSD è il logaritmo naturale del RMSSD, che i ricercatori di scienze dello sport usano per seguire gli andamenti. Tutte e tre derivano dallo stesso elenco di battiti, ma rispondono a domande diverse, quindi non si Indice di stress di Baevsky Un valore senza unità di misura, ricavato dall'istogramma degli intervalli tra i battiti. Sale quando il ritmo diventa più regolare e meno variabile, cosa che Baevsky leggeva come tensione nella regolazione dell'organismo. Approfondisci: Indice di stress di Baevsky possono scambiare.

Nella lezione 5 hai ricavato a mano un valore di variabilità della frequenza cardiaca (HRV) da un breve elenco di intervalli. Questa lezione dà un nome ai tre valori che è più probabile incontrare in un’app o in un articolo, e mostra a che cosa serve ciascuno.

Tre valori da un unico elenco di battiti

MisuraChe cosa misuraChe cosa riflette soprattuttoCambia con la durata della registrazione?Dove la vedi
RMSSDQuanto ogni intervallo differisce dal precedenteCambiamenti rapidi, legati alla respirazione e guidati dal nervo vago Nervo vago Il nervo principale del sistema nervoso parasimpatico, che va dal tronco encefalico al cuore, ai polmoni e all'intestino. I suoi segnali rapidi al cuore determinano la maggior parte della HRV da battito a battito. Approfondisci: Nervo vago PocoLa maggior parte di anelli e braccialetti (vedi lezione 8); ricerca
SDNNQuanto sono dispersi tutti gli intervalliCambiamenti legati alla respirazione nelle registrazioni brevi; anche oscillazioni lente in quelle lungheMoltoApple Watch; registrazioni mediche di 24 ore
lnRMSSDIl logaritmo naturale del RMSSDLo stesso del RMSSD, su scala logaritmicaPocoRicerca di scienze dello sport

Un quarto valore, il pNN50 pNN50 Percentuale di intervalli NN contigui che differiscono per più di 50 millisecondi. Segue le variazioni rapide di origine vagale, come il RMSSD, ma come quota e non come ampiezza. Approfondisci: pNN50 , compare anch’esso nella ricerca. È la quota di intervalli consecutivi che differiscono di più di 50 ms e, come il RMSSD, è strettamente legato all’ attività vagale Tono vagale L'influenza continua del nervo vago sul cuore, che lo rallenta. Di solito si stima da misure della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) come il RMSSD e la potenza HF. Approfondisci: Tono vagale (Task Force, 1996; Shaffer e Ginsberg, 2017).

RMSSD: la variazione da un battito all’altro

RMSSD sta per «root mean square of successive differences», cioè radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive. Per ottenerlo, prendi la differenza tra ogni intervallo e il successivo, eleva al quadrato queste differenze, fanne la media e calcolane la radice quadrata. È la definizione degli standard internazionali per la HRV, scritti da il gruppo di lavoro (Task Force) della Società Europea di Cardiologia e della North American Society of Pacing and Electrophysiology (Task Force, 1996).

Seguilo passo per passo qui sotto con dieci battiti della registrazione di esempio di questo corso. Ogni passaggio aggiunge una parte del calcolo, e puoi modificare qualsiasi battito per vedere come si aggiorna ogni passaggio.

RMSSD passo dopo passo

Dieci battiti, ogni numero in vista

I dieci intervalli, in ms (da 300 a 2000)

RMSSD di questi 10 intervalli è 26,9 ms.

Passaggio 5 di 5

  1. Passaggio 1 di 5 Parti dagli intervalli

    Battito 1880 ms
    Battito 2826 ms
    Battito 3812 ms
    Battito 4823 ms
    Battito 5848 ms
    Battito 6877 ms
    Battito 7880 ms
    Battito 8866 ms
    Battito 9828 ms
    Battito 10815 ms

    10 intervalli tra 11 battiti, in millisecondi.

  2. Passaggio 2 di 5 Sottrai ogni intervallo dal successivo

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

    Il segno più indica che il cuore ha rallentato per un battito, il segno meno che ha accelerato.

  3. Passaggio 3 di 5 Eleva al quadrato ogni differenza

    Differenza 12916
    Differenza 2196
    Differenza 3121
    Differenza 4625
    Differenza 5841
    Differenza 69
    Differenza 7196
    Differenza 81444
    Differenza 9169
    Somma6517

    Il quadrato rende positivo ogni valore e dà più peso ai cambiamenti grandi.

  4. Passaggio 4 di 5 Fai la media dei quadrati

    6517 ÷ 9724,11
  5. Passaggio 5 di 5 Calcola la radice quadrata

    √724,1126,9 ms

    RMSSD 26,9 ms

Con JavaScript attivo, i passaggi compaiono uno alla volta e i battiti si possono modificare.

RMSSD: il calcolo su dieci battiti della registrazione di esempio, un passaggio alla volta. Cambia un battito e ogni passaggio si aggiorna.

Una riga di dieci intervalli tra battiti modificabili, in millisecondi, poi il calcolo di RMSSD in passaggi numerati: Parti dagli intervalli; Sottrai ogni intervallo dal successivo; Eleva al quadrato ogni differenza; Fai la media dei quadrati; Calcola la radice quadrata. L’ultimo passaggio indica RMSSD pari a 26,9 ms. I pulsanti Indietro e Avanti permettono di spostarsi tra i passaggi.

Poiché confronta solo intervalli adiacenti, il RMSSD coglie i cambiamenti rapidi. Il più ampio è l’accelerazione e il rallentamento del cuore mentre inspiri ed espiri. Lo hai incontrato nella lezione 3. È guidato dal nervo vago, il principale nervo del « riposo e digestione Sistema nervoso parasimpatico Il ramo «riposo e digestione» del sistema nervoso autonomo. Rallenta il cuore, soprattutto tramite il nervo vago, e determina gran parte della variazione battito a battito della HRV. Approfondisci: Sistema nervoso parasimpatico » diretto al cuore. Per questo il RMSSD è la principale misura nel dominio del tempo che i ricercatori usano per stimare l’attività vagale (Shaffer e Ginsberg, 2017).

Il RMSSD regge bene anche nelle registrazioni brevi. In uno studio su 3387 adulti misurati da sdraiati, anche un solo tratto di 10 secondi dava un RMSSD valido rispetto a una registrazione da 4 a 5 minuti. Il SDNN richiedeva di più: gli autori raccomandano almeno 30 secondi, oppure la media di più tratti da 10 secondi. A ogni durata provata, il RMSSD concordava con la registrazione più lunga meglio del SDNN (Munoz e colleghi, 2015). La maggior parte degli anelli e dei braccialetti che incontrerai nella lezione 8 riporta il RMSSD.

SDNN: la dispersione complessiva

Il SDNN è la deviazione standard degli intervalli tra battiti normali (la sigla «NN» indica gli intervalli tra battiti ordinari, esclusi i battiti in più e quelli mancati) (Task Force, 1996). Dice quanto, in media, ogni intervallo si discosta dall’intervallo medio complessivo.

Calcolalo qui sotto sugli stessi dieci battiti. Poi allunga molto il battito 1: un solo intervallo lontano dalla media aggiunge un grande scarto al quadrato, e il SDNN balza in alto.

SDNN passo dopo passo

Dieci battiti, ogni numero in vista

I dieci intervalli, in ms (da 300 a 2000)

SDNN di questi 10 intervalli è 28,0 ms.

Passaggio 6 di 6

  1. Passaggio 1 di 6 Parti dagli intervalli

    Battito 1880 ms
    Battito 2826 ms
    Battito 3812 ms
    Battito 4823 ms
    Battito 5848 ms
    Battito 6877 ms
    Battito 7880 ms
    Battito 8866 ms
    Battito 9828 ms
    Battito 10815 ms

    10 intervalli tra 11 battiti, in millisecondi.

  2. Passaggio 2 di 6 Trova l’intervallo medio

    Somma degli intervalli8455 ms
    Numero di intervalli10
    Media8455 ÷ 10 = 845,5 ms
  3. Passaggio 3 di 6 Sottrai la media da ogni intervallo

    Battito 1880 − 845,5 = 34,5
    Battito 2826 − 845,5 = −19,5
    Battito 3812 − 845,5 = −33,5
    Battito 4823 − 845,5 = −22,5
    Battito 5848 − 845,5 = 2,5
    Battito 6877 − 845,5 = 31,5
    Battito 7880 − 845,5 = 34,5
    Battito 8866 − 845,5 = 20,5
    Battito 9828 − 845,5 = −17,5
    Battito 10815 − 845,5 = −30,5
  4. Passaggio 4 di 6 Eleva al quadrato ogni scarto

    Battito 11190,25
    Battito 2380,25
    Battito 31122,25
    Battito 4506,25
    Battito 56,25
    Battito 6992,25
    Battito 71190,25
    Battito 8420,25
    Battito 9306,25
    Battito 10930,25
    Somma7044,50
  5. Passaggio 5 di 6 Dividi per il numero di intervalli meno uno

    7044,50 ÷ 9782,72

    Dividere per N − 1 invece che per N dà la deviazione standard campionaria, la scelta più usata.

  6. Passaggio 6 di 6 Calcola la radice quadrata

    √782,7228,0 ms

    SDNN 28,0 ms

Con JavaScript attivo, i passaggi compaiono uno alla volta e i battiti si possono modificare.

SDNN: il calcolo su dieci battiti della registrazione di esempio, un passaggio alla volta. Cambia un battito e ogni passaggio si aggiorna.

Una riga di dieci intervalli tra battiti modificabili, in millisecondi, poi il calcolo di SDNN in passaggi numerati: Parti dagli intervalli; Trova l’intervallo medio; Sottrai la media da ogni intervallo; Eleva al quadrato ogni scarto; Dividi per il numero di intervalli meno uno; Calcola la radice quadrata. L’ultimo passaggio indica SDNN pari a 28,0 ms. I pulsanti Indietro e Avanti permettono di spostarsi tra i passaggi.

La differenza emerge col passare del tempo. In una breve registrazione a riposo, una larga parte del SDNN deriva dallo stesso ritmo respiratorio Frequenza respiratoria Quanti respiri fai al minuto. Da sola fa variare la HRV: un respiro più lento e profondo amplia l'oscillazione tra i battiti, che sotto circa 9 respiri al minuto passa dalla banda HF alla LF. Approfondisci: Frequenza respiratoria che guida il RMSSD. Nelle registrazioni più lunghe, il SDNN conta anche le oscillazioni più lente, come i cambi di attività e il passaggio tra giorno e notte (Shaffer e Ginsberg, 2017). Più a lungo registri, più oscillazioni lente cogli, quindi il SDNN continua a crescere. Gli standard internazionali per la HRV definiscono «inappropriato» confrontare valori di SDNN ricavati da registrazioni di durata diversa (Task Force, 1996). Un SDNN di 24 ore ottenuto con un Holter medico e un SDNN di 5 minuti ottenuto con un orologio sono valori diversi.

L’app Salute di Apple registra la HRV dell’Apple Watch come SDNN. Il suo tipo di dato si chiama «heartRateVariabilitySDNN», la deviazione standard degli intervalli tra battiti normali. Se ne hai uno, leggi la pagina Perché l’Apple Watch dà una HRV diversa dagli altri?

lnRMSSD: perché usare un logaritmo

I valori del RMSSD hanno una distribuzione asimmetrica. La maggior parte delle misurazioni si concentra nella zona centrale, ma alcune sono molto alte, il che allunga la scala. Un salto da 80 a 100 ms sembra enorme accanto a un passaggio da 20 a 25 ms, eppure entrambi sono un aumento del 25%.

Il logaritmo naturale attenua questo effetto. Su scala logaritmica, variazioni percentuali uguali appaiono uguali, e le medie e le altre misure statistiche si comportano come dovrebbero. I ricercatori di scienze dello sport che seguono gli atleti giorno per giorno applicano il logaritmo al RMSSD per via di questa asimmetria, e di solito seguono il lnRMSSD come media mobile a 7 giorni (Plews e colleghi, 2012 e 2013). Userai questa idea nella lezione 10.

Un esempio rapido: un RMSSD di 40 ms dà ln(40) ≈ 3,69. Un RMSSD di 50 ms dà ln(50) ≈ 3,91.

Alcune app trasformano il lnRMSSD in un punteggio su una scala propria. Se la tua app mostra un valore come 65 senza «ms» dopo, controlla nelle pagine di aiuto come è costruito. Non confrontarlo con le tabelle del RMSSD.

Approfondisci La matematica del lnRMSSD

«ln» è il logaritmo naturale, cioè in base e (circa 2,718). Trasforma la moltiplicazione in addizione: ln(a × b) = ln(a) + ln(b). Quindi un aumento del 10% del RMSSD aggiunge sempre circa 0,095 al lnRMSSD, sia che tu parta da 20 ms sia da 80 ms.

Per tornare dal lnRMSSD al RMSSD, eleva e a quella potenza: e^3,69 ≈ 40 ms. Se inserisci il lnRMSSD, lo strumento «La mia HRV è normale?» fa questo calcolo al posto tuo.

I ricercatori applicano il logaritmo anche perché molti test statistici comuni presuppongono valori distribuiti in modo simmetrico ai due lati della media. Il RMSSD grezzo ha una lunga coda di valori alti; il suo logaritmo è molto più simmetrico.

Quale conviene seguire?

Usa la misura che ti dà il tuo dispositivo, e usa sempre quella. Per gli andamenti quotidiani del recupero, la scelta abituale è il RMSSD o il lnRMSSD, perché risponde ai cambiamenti a breve termine e funziona con registrazioni brevi. Se il tuo dispositivo riporta il SDNN, segui il SDNN confrontandolo solo con sé stesso. L’andamento conserva il suo valore.

Quello che non devi mai fare è mescolarle. Un SDNN di 48 ms e un RMSSD di 48 ms non sono la stessa cosa. Lo strumento «La mia HRV è normale?» ti chiede quale misura hai e la confronta solo con i valori di riferimento della popolazione per quella misura. Per il quadro più ampio, vedi le pagine Come misurare la HRV: sensori, tempi, precisione e HRV su Oura, WHOOP, Garmin e Apple Watch.

Approfondisci Il resto della famiglia nel dominio del tempo

Gli standard internazionali elencano più misure nel dominio del tempo di quelle appena viste (Task Force, 1996). Le incontrerai negli articoli di ricerca e nei software di analisi come Kubios HRV:

  • RR medio, l’intervallo medio, e la frequenza cardiaca, che è 60.000 diviso per questo valore.
  • SDSD, la deviazione standard delle differenze da un battito all’altro. In una registrazione a riposo è quasi lo stesso valore del RMSSD.
  • NN50 e pNN50, il numero e la quota di differenze superiori a 50 ms, e pNN20, la stessa cosa con una soglia di 20 ms, che continua a variare in chi ha battiti che raramente saltano di 50 ms.
  • SDANN e l’indice SDNN, che dividono un SDNN di 24 ore nella deriva lenta tra segmenti di 5 minuti e nella variazione al loro interno.
  • L’indice triangolare della HRV e il TINN, ricavati dall’istogramma degli intervalli, e SD1 e SD2, ricavati dal diagramma di Poincaré. SD1 è il RMSSD diviso per la radice quadrata di 2.

Le pagine del glossario calcolano ciascuna misura sulla registrazione di esempio di questo corso, mostrando ogni passaggio.

Misure nel dominio della frequenza

Gli articoli di ricerca e alcune app dividono la HRV anche in ritmi di velocità diverse, come un suono si può dividere in bassi e acuti. I due che incontrerai più spesso sono HF (alta frequenza), il ritmo veloce che segue la respirazione ed è il corrispondente nel dominio della frequenza del RMSSD, e LF (bassa frequenza), un ritmo più lento, di circa un’onda ogni 10 secondi. Le app a volte mostrano il loro rapporto, LF/HF Rapporto LF/HF La potenza LF divisa per la potenza HF, senza unità di misura. Era stato proposto come indicatore del bilancio tra sistema simpatico e parasimpatico, ma la ricerca mostra che non riesce a misurarlo in modo affidabile. Approfondisci: Rapporto LF/HF , come punteggio di «equilibrio». Va preso con cautela: può stimare l’equilibrio tra i due rami del sistema nervoso solo in condizioni controllate (Shaffer e Ginsberg, 2017), e la lezione 3 ha spiegato perché. Non ti serve nessuna di queste misure per leggere i tuoi dati. La lezione 18, nel livello Analisi, costruisce uno spettro passo per passo con un grafico interattivo che puoi comandare tu, e la domanda Che cosa significano LF, HF, VLF e n.u. nell’app? decifra una schermata completa di frequenze.

Prossima lezione: HRV e valori normativi: età, sesso e forma fisica.

Prova tu

Verifica quale misura riporta il tuo dispositivo. Cerca nelle pagine di aiuto o nell'esportazione dall'app. Scrivi il nome della misura accanto al valore che hai annotato nella lezione 2. Se è il RMSSD, calcolane il logaritmo naturale con il tasto ln della calcolatrice del telefono.

Verifica quello che hai capito

Rispondi correttamente a 3 domande su 4 (60%) per superare il quiz e segnare questa lezione come completata. Puoi riprovare quante volte vuoi: a ogni tentativo l’ordine delle opzioni cambia e resta il punteggio migliore.

Le domande qui sotto si leggono anche senza JavaScript. Per controllare le risposte serve JavaScript.

Domanda 1 Quale misura considera la variazione da un intervallo tra battiti al successivo?
Domanda 2 Per la stessa persona, perché un SDNN di 24 ore è molto più grande di un SDNN di 5 minuti?
Domanda 3 Perché i ricercatori di scienze dello sport seguono spesso il lnRMSSD invece del RMSSD?
Domanda 4 Il tuo Apple Watch mostra 48 ms. Una tabella di valori normativi elenca valori di RMSSD. Puoi confrontarli direttamente?

Mappa del corso

Fonti

  1. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  2. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology), 1996
  3. Validity of (ultra-)short recordings for heart rate variability measurements PLOS ONE, 2015
  4. Heart rate variability in elite triathletes, is variation in variability the key to effective training? A case comparison European Journal of Applied Physiology, 2012
  5. Training adaptation and heart rate variability in elite endurance athletes: opening the door to effective monitoring Sports Medicine, 2013
  6. heartRateVariabilitySDNN (HealthKit documentation) Apple Developer