A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem duas histórias. No Ocidente, ela nasceu da observação de um vigário sobre a respiração, passou por laboratórios de fisiologia e enfermarias de cardiologia e chegou a um padrão de 1996 que todo relógio, anel e pulseira ainda segue. Na União Soviética, nasceu da medicina espacial, história contada em VFC e medicina espacial soviética: uma breve história. Esta página acompanha a linha ocidental, em boa parte como George Billman a expôs na revisão histórica de 2011 (Billman, 2011).
Antes do ECG: um pulso que acompanha a respiração
Os médicos tomam o pulso desde a Antiguidade, mas por muito tempo não tinham como cronometrá-lo. Billman situa em 1707 as primeiras contagens exatas do pulso, quando foi posto à venda um relógio com ponteiro de segundos que podia ser parado, o “relógio de pulsação do médico”. Com ele, o reverendo Stephen Hales, clérigo e experimentador inglês, notou em 1733 que o pulso mudava com a respiração. Esse ritmo, o coração acelerando ao inspirar e desacelerando ao expirar, é a arritmia sinusal respiratória Arritmia sinusal respiratória O aumento normal da frequência cardíaca ao inspirar e a queda ao expirar. É comandado pelo nervo vago e responde por boa parte da VFC em repouso. Mais sobre Arritmia sinusal respiratória (ASR), e ainda hoje responde pela maior parte da VFC de curto prazo.
Carl Ludwig, um fisiologista alemão, registrou esse ritmo em 1847 com o seu quimógrafo, um tambor giratório que traçava a pressão arterial e a respiração em papel enfumaçado. A história de Gernot Ernst situa nesse registro a provável descoberta da VFC (Ernst, 2017). O eletrocardiograma ECG Um registro da atividade elétrica do coração, feito com eletrodos na pele. Os intervalos RR obtidos por ECG são o padrão de referência para medir a VFC. Mais sobre ECG veio em 1895 (Billman, 2011), transformando cada batimento em um pico agudo no papel. Durante os sessenta anos seguintes, porém, medir à mão os intervalos entre milhares de batimentos era um trabalho grande demais para a utilidade que alguém via nele.
Anos 1960: computadores e bebês ainda não nascidos
Duas coisas mudaram nos anos 1960. O processamento digital de sinais tornou possível medir cada batimento em um registro longo, e os médicos encontraram um motivo para se importar. Em 1965, Hon e Lee relataram que, antes do sofrimento fetal, os intervalos entre os batimentos mudavam, e isso antes de a frequência cardíaca média RR médio O tempo médio entre os batimentos em um registro, em milissegundos. A frequência cardíaca é o mesmo valor invertido: 60.000 dividido pelo RR médio. Mais sobre RR médio se alterar. Billman considera esse o primeiro uso clínico da VFC. A ideia de que a variação traz informações que a média esconde é a raiz de toda a área.
Nos anos 1970, a mesma ideia chegou aos adultos. A VFC passou a ser usada para identificar lesões nos nervos que controlam o coração em pessoas com diabetes e foi associada à sobrevivência depois de um infarto (Billman, 2011). Os dois usos partiam de uma interpretação simples: um coração que deixava de variar era um coração que tinha perdido o controle nervoso.
De 1981 a 1987: o espectro e os sobreviventes
1981, o espectro. Solange Akselrod e colaboradores, no MIT, publicaram um artigo curto na Science mostrando que a análise do espectro de potência das flutuações da frequência cardíaca podia separar as contribuições do sistema nervoso por frequência. Os sistemas simpático Sistema nervoso simpático O ramo de “luta ou fuga” do sistema nervoso autônomo. Acelera o coração e o faz bombear com mais força, mas age devagar demais para comandar a VFC de um batimento ao outro. Mais sobre Sistema nervoso simpático e parassimpático Sistema nervoso parassimpático O ramo de “repouso e digestão” do sistema nervoso autônomo. Desacelera o coração, principalmente pelo nervo vago, e comanda a maior parte da variação batimento a batimento da VFC. Mais sobre Sistema nervoso parassimpático contribuíam para o espectro em frequências específicas, e o sistema renina-angiotensina, um sistema hormonal que controla a pressão arterial, moldava o pico lento perto de 0,04 Hz (Akselrod e colaboradores, 1981). Billman o inclui entre os estudos pioneiros depois dos quais a área cresceu rapidamente. Esse artigo é a origem das bandas LF Potência LF A variância dos intervalos entre batimentos que cai na banda de 0,04 a 0,15 Hz, em ms²: ritmos que se repetem a cada 7 a 25 segundos. Já foi lida como atividade simpática, leitura hoje contestada. Mais sobre Potência LF (baixa frequência), HF Potência HF A variância dos intervalos entre os batimentos que cai na banda de 0,15 a 0,40 Hz, em ms²: a faixa da respiração normal. Reflete principalmente a atividade vagal quando a respiração é de 9 a 24 por minuto. Mais sobre Potência HF (alta frequência) e VLF Potência VLF Variância dos intervalos entre batimentos na banda de 0,003 a 0,04 Hz, em ms²: ritmos que se repetem a cada 25 s a 5 min. Exige ao menos 5 minutos de registro e é melhor avaliada em 24 horas. Mais sobre Potência VLF (muito baixa frequência) na tela avançada do seu aplicativo.
1986, a razão. Massimo Pagani e colaboradores, em Milão, analisaram 57 pessoas saudáveis deitadas, inclinadas até a posição vertical em uma mesa basculante, respirando no ritmo de um metrônomo e sob efeito de betabloqueadores, além de cães conscientes com os nervos simpáticos cardíacos seccionados. Encontraram dois picos principais, um de alta frequência perto de 0,25 Hz e um de baixa frequência perto de 0,1 Hz, e propuseram a razão entre os dois como marcador do balanço simpatovagal Razão LF/HF Potência LF dividida pela potência HF, sem unidade. Foi proposta como medida do equilíbrio entre os sistemas simpático e parassimpático, mas as pesquisas mostram que ela não consegue medi-lo de forma confiável. Mais sobre Razão LF/HF : em repouso, cerca de 3,6; durante a inclinação para a posição vertical, cerca de 21 (Pagani e colaboradores, 1986). A razão LF/HF tornou-se o número mais citado e, mais tarde, o mais contestado da VFC; o verbete do glossário sobre a razão LF/HF explica por quê.
1987, os sobreviventes. Robert Kleiger e colaboradores analisaram fitas de Holter de 24 horas de 808 sobreviventes de infarto, gravadas cerca de 11 dias depois dele. De tudo o que foi medido, a VFC, definida como o desvio padrão de todos os intervalos entre batimentos normais, teve a ligação mais forte com a morte nos 31 meses seguintes. Quem tinha SDNN SDNN O desvio padrão de todos os intervalos NN de um registro, em milissegundos. Mede a variabilidade global, e o valor depende muito da duração do registro. Mais sobre SDNN abaixo de 50 ms tinha 5,3 vezes mais probabilidade de morrer do que quem tinha mais de 100 ms, e a ligação se manteve depois do ajuste pela capacidade de bombeamento do coração (Kleiger e colaboradores, 1987). Esse estudo transformou a VFC em uma ferramenta da cardiologia, e o resultado dele ainda é o primeiro número que se cita; a página VFC e longevidade: o que os estudos de mortalidade mostram o coloca em contexto.
1996: os padrões
Em meados dos anos 1990, centenas de artigos usavam dezenas de definições. Em 1996, a Task Force, grupo de trabalho da Sociedade Europeia de Cardiologia e da Sociedade Norte-Americana de Estimulação e Eletrofisiologia, publicou padrões compartilhados: as medidas no domínio do tempo (SDNN, RMSSD RMSSD Raiz quadrada da média dos quadrados das diferenças sucessivas: medida de VFC calculada a partir de quanto cada intervalo entre batimentos difere do seguinte, em milissegundos. Reflete principalmente a atividade vagal. Mais sobre RMSSD , pNN50 pNN50 Percentual de intervalos NN vizinhos que diferem em mais de 50 milissegundos. Acompanha as mudanças rápidas de origem vagal, como o RMSSD, mas como proporção, e não como tamanho. Mais sobre pNN50 e outras), as bandas de frequência ( ULF Potência ULF A variância dos intervalos entre batimentos abaixo de 0,003 Hz, em ms²: ritmos mais lentos que um ciclo a cada 5 minutos, entre eles o ciclo dia-noite. Só pode ser medida em um registro de 24 horas. Mais sobre Potência ULF , VLF, LF, HF), registros de 5 minutos e de 24 horas e a regra de que só contam os batimentos normais, com os batimentos ectópicos Batimento ectópico Batimento que se origina fora do marca-passo natural do coração e costuma chegar antes da hora. É comum, mas distorce a VFC se não for removido ou corrigido. Mais sobre Batimento ectópico removidos antes (Task Force, 1996). Ernst observa que, desde 1996, a maioria das medições e dos cálculos segue esse padrão. Quando o seu anel mostra o RMSSD da noite, ele usa uma definição escrita para as fitas hospitalares de 24 horas.
Para saber mais O que os padrões resolveram e o que não resolveram
A Task Force resolveu as definições, as unidades e as regras de registro, e deu interpretações cautelosas do que cada medida significa: RMSSD e HF como principalmente vagais, LF como uma mistura com contribuição do barorreflexo e a razão LF/HF como um índice aproximado de equilíbrio. Não definiu valores normais para a população geral nem o significado da potência VLF, e não resolveu se a potência LF chega a medir a atividade simpática. Essas discussões atravessaram as duas décadas seguintes, e os verbetes do glossário do site sobre potência LF e potência HF mostram em que ponto está o debate.
Depois de 1996: medidas não lineares, atletas e dispositivos vestíveis
Medidas não lineares. Os pesquisadores tomaram emprestadas ferramentas da física para descrever a forma da série de batimentos, e não a sua dispersão: análise de flutuações destendenciadas DFA α1 Expoente de escala de curto prazo da análise de flutuações destendenciadas. Perto de 1, os batimentos têm memória em todas as escalas; perto de 0,5, comportam-se como ruído. O α2 é a mesma inclinação em trechos mais longos. Mais sobre DFA α1 , entropia, gráficos de Poincaré. Em 2015, um documento de posicionamento conjunto de grupos de cardiologia europeus e da Ásia-Pacífico as revisou e concluiu que, embora tivessem aprofundado a compreensão técnica do sinal, o sucesso delas em produzir novas ferramentas clínicas tinha sido limitado (Sassi e colaboradores, 2015).
Treinamento guiado pela VFC. Nos anos 2000, cientistas do esporte já usavam a VFC para observar como os atletas lidavam com a carga de treinamento. Em 2007, um ensaio finlandês transformou a medição matinal em uma decisão: 26 homens com condicionamento moderado foram divididos em um grupo com plano fixo, um grupo guiado pela VFC, que corria em alta intensidade apenas quando a VFC da manhã estava normal ou subindo, e um grupo de controle. Os dois grupos de treino ficaram mais rápidos, e o grupo guiado pela VFC aumentou o consumo de oxigênio de pico de 56 para 60 ml/kg/min (Kiviniemi e colaboradores, 2007). A página VFC e treino: como usá-la para orientar os treinos retoma esse tema.
Dispositivos vestíveis. Câmeras de celular, cintas peitorais combinadas com aplicativos e, depois, anéis e relógios levaram um número noturno de VFC a milhões de pessoas a partir dos anos 2010. A precisão deles varia: em comparação com um ECG médico, uma combinação de cinta e aplicativo ficou a cerca de 4% do ECG no RMSSD e um anel, a cerca de 7%, enquanto um aplicativo de câmera de celular errou em mais de 100% (Stone e colaboradores, 2021). As medidas são as da Task Force; os sensores é que são novos. Como eles diferem é o tema de Como medir a VFC: sensores, momento e precisão.
As duas linhas se encontram
A linha soviética começou separadamente no início dos anos 1960, com Parin e Baevsky usando os intervalos entre batimentos para avaliar como os cosmonautas lidavam com o estresse, e produziu medidas próprias, como o índice de estresse Índice de estresse de Baevsky Um número sem unidade, obtido do histograma dos intervalos entre os batimentos cardíacos. Sobe quando o ritmo fica mais estável e menos variável, o que Baevsky lia como tensão sobre a regulação do organismo. Mais sobre Índice de estresse de Baevsky . A partir dos anos 1990, estudos conjuntos de russos, americanos e alemães na Mir e na Estação Espacial Internacional aproximaram as duas tradições, e as revisões russas citam os artigos ocidentais acima. Essa história é contada em VFC e medicina espacial soviética: uma breve história.