레슨 17/20 · 레벨 4: 분석가

HRV 지표군 전체

NN 간격 시계열에서 곧바로 만드는 심박변이도(HRV) 지표는 세 묶음으로 나뉩니다. 간격과 그 차이의 통계, 히스토그램에서 읽는 지표, 푸앵카레 플롯입니다. 각각 같은 박동에 대해 서로 다른 질문에 답합니다. 이 레슨은 교육용 기록으로 이들을 모두 직접 계산하고, 단위, 최소 기록 시간, 쓰임을 정리한 표로 끝납니다.

목차 5개 섹션

핵심 정리

  • SDNN은 간격의 전체 퍼짐을 재고, RMSSD, SDSD, pNN50은 한 박동에서 다음 박동으로의 변화를 재며, 그 변화는 대부분 미주신경에 의한 것입니다.
  • SDANN과 SDNN 지수는 24시간 기록을 5분 구간으로 나눕니다. 하나는 구간 사이의 느린 변화를, 다른 하나는 구간 안의 빠른 변화를 남깁니다.
  • 삼각 지수와 TINN은 히스토그램의 모양을 읽고, 긴 기록에서 몇 개의 잘못된 박동에는 영향을 덜 받으며, 20분 이상이 필요합니다.
  • SD1은 RMSSD를 둘의 제곱근으로 나눈 값입니다. SD2는 SDNN과 SD1에서 나옵니다. 푸앵카레 플롯이 짧은 기록에 더하는 것은 새로운 정보가 아니라 그림입니다.
  • 같은 지표라도 짧은 기록의 값과 24시간 기록의 값은 서로 다른 양입니다. 같은 것끼리 비교하세요.
이 레슨을 마치면
  • 간격 목록에서 SDNN, RMSSD, SDSD, NN50, pNN50, pNN20을 계산하고, 각각이 간격 사이의 어떤 변화를 재는지 말할 수 있습니다.
  • SDANN, SDNN 지수, HRV 삼각 지수를 설명하고, 이들이 긴 기록을 필요로 하는 이유를 설명할 수 있습니다.
  • 푸앵카레 플롯에서 SD1과 SD2를 읽고 RMSSD, SDNN과 관련지을 수 있습니다.
  • 질문에 맞는 지표와, 그 지표에 필요한 기록 시간을 고를 수 있습니다.

NN 간격 NN 간격 추가 박동과 측정 오류를 제거한 뒤, 정상 박동 두 개 사이의 RR 간격을 밀리초로 나타낸 값입니다. 심박변이도(HRV) 지표 대부분은 NN 간격으로 계산합니다. NN 간격 더 알아보기 시계열에서 곧바로 만드는 심박변이도(HRV) 지표는 세 묶음으로 나뉩니다. 간격과 그 차이의 통계, 히스토그램에서 읽는 지표, 푸앵카레 플롯입니다. 각각 같은 박동에 대해 서로 다른 질문에 답합니다. 이 레슨은 교육용 기록, 곧 평균 881 ms인 간격 341개로 이루어진 오 분짜리 기록으로 이들을 모두 직접 계산하고, 단위, 최소 기록 시간, 쓰임을 정리한 표로 끝납니다.

레슨 6에서는 RMSSD RMSSD 연속한 NN 간격 차이의 제곱평균제곱근. 심장 박동 간격이 다음 간격과 얼마나 다른지를 밀리초 단위로 나타내는 심박변이도(HRV) 지표이며, 주로 미주신경 활동을 반영합니다. RMSSD 더 알아보기 , SDNN SDNN 기록에 들어 있는 모든 NN 간격의 표준편차로, 단위는 ms입니다. 전반적인 변동을 나타내며, 값이 기록 시간의 길이에 크게 좌우됩니다. SDNN 더 알아보기 , lnRMSSD를 다뤘습니다. 나머지 지표가 이들을 기준으로 정의되므로 여기서도 간단히 다시 나옵니다. 이 레슨 전체에서 NN은 간격의 개수, NNi\mathrm{NN}_i는 밀리초로 나타낸 ii번째 간격, Δi=NNi+1−NNi\Delta_i = \mathrm{NN}_{i+1} - \mathrm{NN}_i는 한 간격에서 다음 간격으로의 변화량입니다.

묶음 1: 간격의 통계

평균 NN 간격과 심박수. 평균 간격과, 60,000을 그 값으로 나눈 값입니다. 이 기록의 평균은 881 ms, 곧 분당 68회입니다. 심박수는 HRV 지표가 아니지만 모든 HRV 지표가 심박수의 영향을 받습니다. 심장이 느릴수록 간격이 변할 여지가 더 커지기 때문입니다(레슨 4).

SDNN은 간격의 표준편차이며 단위는 ms입니다.

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

각 간격에서 평균을 빼고, 제곱하고, 더한 다음, 개수보다 하나 적은 수로 나누고, 제곱근을 취합니다. 호흡, 혈압 파동, 느린 드리프트 등 그 출처가 무엇이든 전체 퍼짐을 잽니다. 이 기록의 SDNN은 28.7 ms입니다. 24시간 SDNN은 심장 위험에 대한 근거가 가장 강한 지표이며, 구분 기준은 50 ms와 100 ms입니다. 5분 SDNN에는 그런 의미가 없는데, 24시간 값을 좌우하는 느린 성분이 빠져 있기 때문입니다(Shaffer와 Ginsberg, 2017).

SDANN과 SDNN 지수 SDNN 지수 24시간 기록의 5분 구간별 SDNN을 평균한 값으로, 단위는 ms입니다. 구간 안의 변동은 담고, 구간 사이의 느린 변화는 제외합니다. SDNN 지수 더 알아보기 는 긴 기록에만 있습니다. 24시간 시계열을 오 분짜리 구간 288개로 자릅니다. SDANN은 288개 구간 평균의 표준편차입니다. 구간 사이의 느린 흔들림(수면, 식사, 활동)은 남기고 각 구간 안의 빠른 변화는 버립니다. SDNN 지수는 288개 구간 안의 SDNN을 평균한 값입니다. 빠른 변화는 남기고 느린 흔들림은 버립니다. 두 지표가 함께 SDNN의 느린 부분과 빠른 부분을 갈라 줍니다. 둘 다 유럽심장학회와 북미 심박조율·전기생리학회의 태스크포스(Task Force, 1996)가 정한 지표이며, Kubios 안내서도 같은 방식으로 정의합니다.

SDANN=SD ⁣(NNmean,(1),…,NNmean,(288)),SDNN index=1288∑k=1288SDNN(k)\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)}

첫 번째 식은 “구간 평균들의 퍼짐”으로, 두 번째 식은 “구간별 퍼짐의 평균”으로 읽으세요.

묶음 2: 변화량의 통계

이 지표들은 이웃한 간격의 차이인 Δi\Delta_i를 따릅니다. 미주신경은 일 초도 안 되어 다음 박동을 바꿀 수 있지만 교감신경은 그럴 수 없습니다(레슨 3). 따라서 Δi\Delta_i를 바탕으로 한 지표는 대부분 미주신경 미주신경 뇌간에서 심장, 폐, 장으로 이어지는 부교감신경계의 주된 신경입니다. 심장으로 가는 빠른 신호가 박동 간 심박변이도(HRV)의 대부분을 만듭니다. 미주신경 더 알아보기 브레이크를 반영하며, 그 브레이크를 거쳐 호흡을 반영합니다.

RMSSD는 연속한 NN 간격 차이의 제곱평균제곱근이며 단위는 ms입니다.

RMSSD=1N−1∑i=1N−1Δi2\mathrm{RMSSD} = \sqrt{\frac{1}{N-1}\sum_{i=1}^{N-1}\Delta_i^2}

변화량을 각각 제곱하고, 제곱을 평균한 다음, 제곱근을 취합니다. 이 기록에서는 33.4 ms가 나옵니다. 그 로그인 lnRMSSD는 3.51입니다. 로그는 치우침을 누그러뜨려 평균과 비율 변화가 제대로 작동하게 합니다(레슨 6).

SDSD SDSD 이웃한 NN 간격끼리의 차이에 대한 표준편차로, 단위는 ms입니다. RMSSD와 거의 같은 값이며, 같은 빠른 박동 간 변화를 나타냅니다. SDSD 더 알아보기 는 연속한 간격 차이의 표준편차로, RMSSD와 거의 쌍둥이입니다.

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

유일한 차이는 평균 변화량을 먼저 뺀다는 것입니다. 처음과 비슷한 심박수에서 끝나는 기록에서는 오르는 변화와 내리는 변화가 서로 상쇄되어 평균 변화량이 영에 가까우므로, SDSD와 RMSSD는 거의 일치합니다. 여기서는 33.5 ms와 33.4 ms입니다. 심장이 기록 내내 꾸준히 드리프트하면 둘은 갈라집니다. 아래 도구는 모든 단계를 보여 줍니다. 박동 하나를 바꾸고 평균 변화량과 결과가 모두 움직이는 것을 보세요.

SDSD 단계별 계산

박동 열 개, 모든 수치 표시

간격 열 개, ms 단위(300~2000)

이 간격 10개의 SDSD 값은 27.5 ms입니다.

5단계 중 5 단계

  1. 5단계 중 1단계 먼저 간격을 나열합니다

    1번째 박동880 ms
    2번째 박동826 ms
    3번째 박동812 ms
    4번째 박동823 ms
    5번째 박동848 ms
    6번째 박동877 ms
    7번째 박동880 ms
    8번째 박동866 ms
    9번째 박동828 ms
    10번째 박동815 ms

    11박동 사이의 간격 10개, 밀리초 단위입니다.

  2. 5단계 중 2단계 각 간격에서 앞 간격을 뺍니다

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

    양수는 박동 하나 동안 심장이 느려졌다는 뜻이고, 음수는 빨라졌다는 뜻입니다.

  3. 5단계 중 3단계 차이의 평균을 구합니다

    −65 ÷ 9−7.22 ms

    긴 안정 시 기록에서는 차이의 평균이 거의 0이므로 SDSD와 RMSSD가 거의 같습니다.

  4. 5단계 중 4단계 차이의 평균을 빼고 제곱합니다

    1번째 차이2188.16
    2번째 차이45.94
    3번째 차이332.05
    4번째 차이1038.27
    5번째 차이1312.05
    6번째 차이104.49
    7번째 차이45.94
    8번째 차이947.27
    9번째 차이33.38
    합6047.56
  5. 5단계 중 5단계 차이의 개수보다 1 작은 수로 나눈 뒤 제곱근을 구합니다

    6047.56 ÷ 8755.94
    √755.9427.5 ms

    SDSD 27.5 ms

JavaScript를 켜면 단계가 하나씩 나타나고 박동을 바꿀 수 있습니다.

교육용 기록의 박동 열 개로 SDSD 계산을 한 단계씩 따라갑니다. 박동을 하나라도 바꾸면 모든 단계가 갱신됩니다.

편집할 수 있는 심장 박동 간격 열 개(밀리초)가 한 줄로 있고, 그 아래에 SDSD 계산이 번호 붙은 단계로 이어집니다. 먼저 간격을 나열합니다; 각 간격에서 앞 간격을 뺍니다; 차이의 평균을 구합니다; 차이의 평균을 빼고 제곱합니다; 차이의 개수보다 1 작은 수로 나눈 뒤 제곱근을 구합니다. 마지막 단계의 결과는 SDSD 27.5 ms입니다. ‘이전’과 ‘다음’ 버튼으로 단계 사이를 이동합니다.

NN50 NN50 이웃한 NN 간격 쌍 중 차이가 50밀리초보다 큰 쌍의 개수입니다. 이를 연속한 간격 차이의 개수(간격 수보다 하나 적음)로 나누면 pNN50이 됩니다. NN50 더 알아보기 , pNN50 pNN50 이웃한 NN 간격 중 차이가 50밀리초보다 큰 것의 백분율입니다. RMSSD처럼 빠르고 미주신경이 주도하는 변화를 따라가지만, 크기가 아니라 비율로 나타냅니다. pNN50 더 알아보기 , pNN20 pNN20 이웃한 NN 간격 중 차이가 20밀리초보다 큰 것의 백분율입니다. pNN50보다 기준값이 낮은 지표로, 박동 간 변화가 작은 사람에서도 값이 움직입니다. pNN20 더 알아보기 은 변화량의 크기를 재는 대신 개수를 셉니다. NN50은 50 ms보다 큰 변화의 개수이고, pNN50은 그 개수를 전체 변화 가운데 차지하는 비율(%)로 나타낸 것이며, pNN20은 20 ms를 기준으로 같은 일을 합니다.

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

50 ms보다 큰 변화를 세고, 전체 변화의 개수로 나눈 뒤, 백분율로 만듭니다. 이 기록에는 50 ms를 넘는 변화가 28개 있으므로 pNN50은 8.2%이고, pNN20은 70.0%입니다. 개수를 세는 방식은 RMSSD보다 거칩니다. 변화가 대부분 40 ms인 사람은 미주신경 브레이크가 아무리 활발해도 pNN50이 영에 가깝습니다. 그래서 pNN20이 제안되었고, Laborde 연구진(2017)이 RMSSD를 더 선호하는 이유이기도 합니다. pNN50은 Task Force(1996)의 시간 영역 지표 중 하나이며, Kubios는 문턱값을 설정으로 보고합니다(NNxx, 기본값 50 ms).

HR max − HR min은 호흡 한 번마다 나타나는 심박수 흔들림의 평균으로, 단위는 분당 박동 수이며 최소 2분이 필요합니다(Shaffer와 Ginsberg, 2017). Kubios는 비슷한 이름으로 다른 양을 보고합니다. 전체 샘플의 가장 낮은 심박수와 가장 높은 심박수로, 각각 5박동 이동 평균에서 구합니다. 이 사이트의 계산 라이브러리가 계산하는 이 둘의 차이는 이 기록에서 분당 4회입니다. 어느 쪽이든 미주신경 긴장도 미주신경 긴장도 미주신경이 심장에 지속적으로 미치는 영향으로, 심장을 느리게 합니다. 보통 RMSSD나 HF 파워 같은 심박변이도(HRV) 지표로 추정합니다. 미주신경 긴장도 더 알아보기 못지않게 호흡의 깊이와 속도를 따릅니다.

묶음 3: 히스토그램

간격을 구간으로 나누어 개수를 셉니다. Task Force는 1/128초, 곧 7.8125 ms 폭의 구간을 썼는데, 이는 당시 128 Hz 홀터 기록기의 샘플 간격이었으며, 이렇게 얻은 히스토그램 D(k)D(k)에서 두 가지 지표를 정의했습니다(Task Force, 1996).

HRV 삼각 지수 HRV 삼각 지수 기록에 있는 NN 간격의 전체 개수를 그 히스토그램에서 가장 높은 막대의 높이로 나눈 값입니다. 전체 변이를 나타내는 단위 없는 기하학적 지표로, 잘못 잡힌 박동 몇 개에는 거의 움직이지 않습니다. HRV 삼각 지수 더 알아보기 는 간격의 개수를 가장 높은 히스토그램 구간의 높이로 나눈 값입니다.

HRV triangular index=Nmax⁡kD(k)\mathrm{HRV\ triangular\ index} = \frac{N}{\max_k D(k)}

높고 좁은 히스토그램(변동이 작음)은 지수가 작고, 낮고 넓은 히스토그램은 지수가 큽니다. 이 기록의 간격 341개는 17개의 구간에 퍼져 있고, 가장 많이 찬 구간에 39개가 들어 있으며, 지수는 8.7입니다. 단위는 없습니다.

TINN TINN NN 간격 히스토그램에 가장 잘 맞는 삼각형의 밑변 너비로, 단위는 ms입니다. 24시간 홀터 분석에서 전반적인 변동을 나타내는 기하학적 지표입니다. TINN 더 알아보기 (NN 간격 히스토그램의 삼각 보간)은 최소제곱법으로 히스토그램에 삼각형을 맞추고 그 밑변의 폭을 ms로 보고합니다. 이 기록의 TINN은 125 ms입니다.

TINN=Nt−Mt,(Mt,Nt)=arg⁡min⁡M,N∑k(D(k)−qM,N(k))2\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

삼각형의 두 밑점을 움직여 히스토그램에 가장 잘 맞춘 다음, 둘 사이를 재는 것으로 읽으세요.

긴 기록에서는 멀리 떨어진 구간에 있는 몇 개의 엉뚱한 간격이 피크나 맞춘 삼각형을 거의 움직이지 못합니다. 이것이 잡음이 많은 24시간 기록에서 SDNN보다 갖는 장점이며, 이 지표를 긴 기록용으로 설계한 이유입니다. Catai 연구진(2020)은 Task Force를 인용하며 기하학적 방법에는 최소 20분, 가급적 24시간을 권합니다. 5분 기록에서는 히스토그램이 들쭉날쭉하고 지수가 가장 많이 찬 구간 하나에 좌우되며, Shaffer와 Ginsberg(2017)는 5분 구간에 아티팩트가 두 개 있으면 SDNN과 RMSSD가 그렇듯 TINN도 왜곡될 수 있다고 지적합니다.

박동을 구간별로 나누기

교육용 기록 5분

간격
341
가장 많이 찬 구간
39
삼각 지수
8.7
TINN
125 ms
SDNN
28.7 ms

충분한 휴식: 간격 341개를 7.8 ms 단위의 구간 17개로 나눴습니다. 가장 많이 찬 구간에 간격이 39개 들어 있으므로 삼각 지수는 341 ÷ 39 = 8.7입니다. 히스토그램에 가장 잘 맞는 삼각형은 816 ms에서 941 ms까지이므로 TINN은 125 ms입니다. 두 수치는 이 히스토그램의 모양을 나타낼 뿐, 박동의 순서는 나타내지 않습니다.

JavaScript를 켜면 조작 도구가 작동합니다.

교육용 기록 5분의 히스토그램으로, 구간마다 간격이 몇 개 들어가는지 보여 줍니다. HRV 삼각 지수는 간격의 수를 가장 높은 막대의 높이로 나눈 값이고, TINN은 막대에 가장 잘 맞는 삼각형의 밑변입니다. 구간 폭을 바꾸거나 ‘스트레스 상태’, ‘드리프트 있음’, ‘이소성 박동 있음’ 기록으로 바꿔 보면서 두 수치를 확인하세요.

500~1300 ms의 RR 간격을 7.8 ms 구간으로 나눈 막대그래프입니다. 가장 높은 막대가 강조되어 있고, 막대 위에 왼쪽 끝점에서 꼭대기를 지나 오른쪽 끝점에 이르는 삼각형이 그려져 있습니다. 수치 표시에는 간격의 수, 간격이 가장 많은 구간의 간격 수, HRV 삼각 지수, 두 끝점을 포함한 TINN, SDNN이 나오고, 그 뒤에 수치를 설명하는 문장이 이어집니다. 슬라이더로 구간 폭을 정하고, 버튼 네 개로 ‘충분한 휴식’, ‘스트레스 상태’, ‘드리프트 있음’, ‘이소성 박동 있음’ 기록 중에서 고릅니다.

푸앵카레 플롯

각 간격을 다음 간격과 짝지어 점으로 찍습니다. 세로축에 NNi+1\mathrm{NN}_{i+1}, 가로축에 NNi\mathrm{NN}_i를 둡니다. 안정된 심장은 대각선 위에 조밀한 구름을 그리고, 호흡은 그 구름을 대각선을 따라 늘이며, 박동 간 지터는 대각선을 가로질러 넓힙니다. 두 개의 표준편차가 이 구름을 기술합니다. 대각선을 가로지르는 SD1 SD1과 SD2 푸앵카레 플롯에서 점들이 퍼진 정도를 나타내는 두 지표로, 단위는 ms입니다. SD1은 폭으로 RMSSD처럼 단기 변동을, SD2는 길이로 전반적인 변동을 반영합니다. SD1과 SD2 더 알아보기 과 대각선을 따라가는 SD2이며, 둘 다 단위는 ms입니다.

새로운 정보가 아닙니다. SD1은 RMSSD를 둘의 제곱근으로 나눈 값이며(엄밀히는 SDSD를 나눈 값이고, SDSD는 RMSSD와 거의 같습니다), Shaffer와 Ginsberg(2017)는 SD1과 RMSSD를 동일한 것이라고 부릅니다.

SD1=RMSSD2,SD2=2 SDNN2−SD12\mathrm{SD1} = \frac{\mathrm{RMSSD}}{\sqrt{2}}, \qquad \mathrm{SD2} = \sqrt{2\,\mathrm{SDNN}^2 - \mathrm{SD1}^2}

이 기록의 SD1은 23.6 ms, SD2는 33.1 ms이고, 둘의 비 SD1/SD2는 0.71입니다. 아래 도구는 RMSSD에서 시작해 나눗셈을 보여 줍니다.

SD1 단계별 계산

박동 열 개, 모든 수치 표시

간격 열 개, ms 단위(300~2000)

이 간격 10개의 SD1 값은 19.0 ms입니다.

6단계 중 6 단계

  1. 6단계 중 1단계 먼저 간격을 나열합니다

    1번째 박동880 ms
    2번째 박동826 ms
    3번째 박동812 ms
    4번째 박동823 ms
    5번째 박동848 ms
    6번째 박동877 ms
    7번째 박동880 ms
    8번째 박동866 ms
    9번째 박동828 ms
    10번째 박동815 ms

    11박동 사이의 간격 10개, 밀리초 단위입니다.

  2. 6단계 중 2단계 각 간격에서 앞 간격을 뺍니다

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

    양수는 박동 하나 동안 심장이 느려졌다는 뜻이고, 음수는 빨라졌다는 뜻입니다.

  3. 6단계 중 3단계 각 차이를 제곱합니다

    1번째 차이2916
    2번째 차이196
    3번째 차이121
    4번째 차이625
    5번째 차이841
    6번째 차이9
    7번째 차이196
    8번째 차이1444
    9번째 차이169
    합6517

    제곱하면 모든 값이 양수가 되고, 큰 변화에 더 큰 비중이 실립니다.

  4. 6단계 중 4단계 제곱한 값의 평균을 냅니다

    6517 ÷ 9724.11
  5. 6단계 중 5단계 제곱근을 구합니다

    √724.1126.9 ms
  6. 6단계 중 6단계 2의 제곱근으로 나눕니다

    26.9 ÷ 1.41419.0 ms

    SD1은 푸앵카레 구름의 대각선을 가로지르는 폭이며, RMSSD와 같은 정보를 담고 있습니다.

    SD1 19.0 ms

JavaScript를 켜면 단계가 하나씩 나타나고 박동을 바꿀 수 있습니다.

교육용 기록의 박동 열 개로 SD1 계산을 한 단계씩 따라갑니다. 박동을 하나라도 바꾸면 모든 단계가 갱신됩니다.

편집할 수 있는 심장 박동 간격 열 개(밀리초)가 한 줄로 있고, 그 아래에 SD1 계산이 번호 붙은 단계로 이어집니다. 먼저 간격을 나열합니다; 각 간격에서 앞 간격을 뺍니다; 각 차이를 제곱합니다; 제곱한 값의 평균을 냅니다; 제곱근을 구합니다; 2의 제곱근으로 나눕니다. 마지막 단계의 결과는 SD1 19.0 ms입니다. ‘이전’과 ‘다음’ 버튼으로 단계 사이를 이동합니다.

이 플롯이 더하는 것은 그림입니다. 이소성 박동은 구름에서 멀리 떨어져 찍히므로, 푸앵카레 플롯은 기록이 얼마나 깨끗한지 확인하는 가장 빠른 시각적 방법입니다. 구름의 면적 S=π SD1 SD2S = \pi\,\mathrm{SD1}\,\mathrm{SD2}를 전체 변동으로 보고하기도 합니다. Shaffer와 Ginsberg(2017)는 SD1/SD2를 균형 지수로 쓰는 것은 교감신경 교감신경계 자율신경계에서 ‘투쟁-도피 반응’을 맡는 갈래입니다. 심장을 빠르게 뛰게 하고 더 세게 수축시키지만, 작용이 느려서 박동 간 심박변이도(HRV)를 만들어 내지는 못합니다. 교감신경계 더 알아보기 활성화가 있는 긴 기록에서뿐이라고 지적하고, Laborde 연구진(2017)은 푸앵카레 지표를 단독 지수가 아니라 RMSSD와 HF HF 파워 0.15~0.40 Hz 대역, 곧 일반적인 호흡 범위에 들어가는 심장 박동 간격의 분산이며 단위는 ms²입니다. 호흡이 분당 9~24회일 때는 주로 미주신경 활동을 반영합니다. HF 파워 더 알아보기 (고주파)를 보완하는 것으로 봅니다.

각 박동과 다음 박동

교육용 기록 5분

SD1(폭)
23.6 ms
SD2(길이)
33.1 ms
SD1/SD2
0.71
RMSSD
33.4 ms
SDNN
28.7 ms

구름의 길이가 폭의 1.4배입니다. SD1 23.6 ms는 대각선을 가로지르는 폭(빠른 변화), SD2 33.1 ms는 대각선을 따라가는 길이(느린 변화와 빠른 변화를 합친 것)입니다.

JavaScript를 켜면 슬라이더와 버튼이 작동합니다.

교육용 기록의 모든 간격을 바로 다음 간격과 짝지어 나타낸 그래프입니다. 대각선을 가로지르는 구름의 폭이 SD1(빠른 박동 간 변화)이고, 대각선을 따라가는 구름의 길이가 SD2(느린 변화와 빠른 변화를 합친 것)입니다. 슬라이더를 움직여 각 종류의 흔들림을 바꾸거나, 조기 박동을 하나 추가해 SD1이 크게 오르는 것을 확인하세요.

앞 간격을 가로축, 다음 간격을 세로축으로 하는 정사각형 산점도입니다. 두 축 모두 ms 단위이고 구름 부근으로 확대되어 있으며, 항등선인 대각선과 그 방향으로 기운 타원이 있습니다. 수치 표시에는 SD1, SD2, 그 비, RMSSD, SDNN이 나오고, 그 뒤에 모양을 설명하는 문장이 이어집니다. 슬라이더 두 개로 박동 간 흔들림과 느린 흔들림의 크기를 정하고, 버튼으로 조기 박동을 하나 추가하면 수치 표시에 추가 전의 SD1과 SD2도 함께 나옵니다.

어떤 지표를 언제 쓸까

지표(단위)따르는 것필요한 최소 시간쓰임
평균 NN 간격 평균 RR 간격 기록에서 심장 박동 사이의 평균 시간을 밀리초로 나타낸 값입니다. 심박수는 이 수를 뒤집은 값으로, 60,000을 평균 RR 간격으로 나눈 수입니다. 평균 RR 간격 더 알아보기 (ms), 심박수(bpm)모든 것길이 무관다른 모든 수치의 맥락
SDNN(ms)전체 퍼짐5분, 위험 평가는 24시간전체 변동성, 24시간 위험 구간
SDANN SDANN 24시간 기록을 5분 구간으로 나눠 구간별 평균 NN 간격을 구하고 그 표준편차를 낸 값으로, 단위는 ms입니다. 하루 동안의 느린 변화만 반영하고 빠른 변화는 반영하지 않습니다. SDANN 더 알아보기 (ms)5분 구간 사이의 느린 흔들림24시간일주기와 활동 패턴
SDNN 지수(ms)5분 구간 안의 빠른 변화24시간하루 동안의 평균 단기 변동성
RMSSD(ms), lnRMSSD lnRMSSD RMSSD의 자연로그이며 단위가 없습니다. 로그를 취하면 RMSSD 값의 치우친 퍼짐이 고르게 펴져서 날마다의 변화를 비교하고 분석하기 쉬워집니다. lnRMSSD 더 알아보기 (단위 없음)박동 간 변화(미주신경)1분, 5분이 표준, 10초 제안아침 측정, 훈련, 스트레스
SDSD(ms)변화량, 드리프트 제거RMSSD와 같음RMSSD와 같은 용도, 심박수가 드리프트할 때만 다름
NN50(개수), pNN50(%)큰 변화(미주신경)2분RMSSD 교차 확인, 오래된 연구
pNN20(%)더 작은 변화2분변화가 50 ms를 거의 넘지 않는 사람
HR max − HR min(bpm)호흡에 따른 흔들림2분호흡수를 알 때의 호흡성 동성부정맥(RSA) 호흡성 동성부정맥 숨을 들이쉴 때 심박수가 오르고 내쉴 때 내려가는 정상적인 변화입니다. 미주신경이 일으키며 안정 시 심박변이도(HRV)의 상당 부분을 이룹니다. 호흡성 동성부정맥 더 알아보기
HRV 삼각 지수(단위 없음)히스토그램 높이20분, 이상적으로 24시간잡음이 많은 긴 기록
TINN(ms)히스토그램 폭20분, 이상적으로 24시간잡음이 많은 긴 기록
SD1(ms), SD2(ms), SD1/SD2변화량, 퍼짐, 둘의 비90초 제안, 5분시각적 확인, RMSSD·SDNN과 같은 사실

최소 기록 시간은 Task Force(1996)와, Shaffer와 Ginsberg(2017) 및 Laborde 연구진(2017)이 정리한 초단시간 연구에서 나온 것입니다. 모든 지표에 해당하는 주의점이 두 가지 있습니다. 첫째, 같은 지표라도 짧은 기록의 값과 24시간 기록의 값은 서로 다른 양입니다. 긴 기록에는 짧은 기록이 담을 수 없는 느린 과정이 들어 있기 때문입니다(Shaffer와 Ginsberg, 2017). 둘째, 박동 수로 정한 규칙과 분으로 정한 규칙은 심박수가 달라지면 어긋납니다. 5분은 분당 60회일 때 약 300박동, 분당 100회일 때 약 500박동이며, 그래서 Catai 연구진(2020)은 저자들에게 분석 구간을 시간으로 정했는지 박동 수로 정했는지 밝혀 달라고 요청합니다.

레슨 18은 박동 번호로 색인한 시계열을 떠나, 변동이 각 리듬에 얼마나 들어 있는지, 곧 스펙트럼을 묻습니다.

HRV 지표 전체 보기

실습

스트랩 앱에서 오 분 이상의 기록을 내보내거나 계산기의 샘플을 쓰고, RMSSD, SDNN, pNN50, SD1을 적으세요. SD1이 RMSSD를 1.414로 나눈 값인지 확인한 다음, 박동 하나를 놓쳤다면 네 가지 중 어느 것이 가장 크게 달라질지 생각해 보세요.

이해도 확인

5문제 중 3문제(60%)를 맞히면 통과하고, 이 레슨이 완료로 표시됩니다. 횟수 제한 없이 다시 풀 수 있습니다. 보기 순서는 매번 바뀌고, 가장 높은 점수가 기록됩니다.

아래 문제는 JavaScript 없이도 읽을 수 있습니다. 답을 확인하려면 JavaScript가 필요합니다.

1번 문제 RMSSD와 SDSD는 같은 연속 차이에서 계산합니다. 계산 예에서 둘은 서로 0.1 ms 이내의 차이로 나왔습니다. 왜일까요?
2번 문제 단계별 계산 도구는 RMSSD로 SD1을 계산해 보여 줍니다. 둘의 관계는 무엇일까요?
3번 문제 24시간 기록을 오 분짜리 구간 288개로 나눴습니다. 288개 구간 평균의 표준편차인 지표는 무엇일까요?
4번 문제 다음 지표 가운데 의미가 있으려면 가장 긴 기록이 필요한 것은 무엇일까요?
5번 문제 미주신경 브레이크를 따라가면서 잘못된 박동 하나에 크게 흔들리지 않는 아침 수치를 원합니다. 어떤 조합이 가장 알맞을까요?

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강좌 구성

출처

  1. 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
  2. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  3. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting Frontiers in Psychology, 2017
  4. Heart rate variability: are you using it properly? Standardisation checklist of procedures Brazilian Journal of Physical Therapy, 2020
  5. Kubios HRV User's Guide, version 3.5 Kubios Oy, 2021