A análise da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem duas raízes. No Ocidente, ela nasceu do monitoramento fetal e da medicina do coração. Na União Soviética, nasceu da medicina espacial, onde Vasily Parin e Roman Baevsky usaram as variações dos intervalos entre os batimentos para avaliar como os cosmonautas lidavam com o estresse (Baevsky e Chernikova, 2017). As duas linhas começaram separadas. A partir dos anos 1990, equipes russas, americanas e alemãs estudaram cosmonautas em conjunto, e as revisões russas citam os principais artigos ocidentais.
Boa parte da história soviética vem do próprio Baevsky e de seus colegas, então esta página indica quem afirma o quê.
Por que os médicos espaciais observavam o batimento cardíaco
Os primeiros voos espaciais levantaram uma questão prática: como a pessoa a bordo está lidando com a situação, neste exato momento? Baevsky e Chernikova (2017) escrevem que a análise da VFC “foi desenvolvida pela primeira vez na medicina espacial”. Os primeiros voos tripulados precisavam de um modo rápido de avaliar as reações de uma pessoa e a capacidade dela de continuar trabalhando sob estresse.
Duas pessoas lideraram o trabalho inicial.
- Vasily Parin foi um dos principais fisiologistas soviéticos da circulação sanguínea. Uma história de 2013, de Grigoriev e Baevsky, o chama de fundador da cardiologia espacial. Ela associa o nome dele ao uso da análise da VFC e da sismocardiografia no espaço e aos primeiros equipamentos médicos a bordo. O livro de 1967 que ele escreveu com colegas, Space cardiology, moldou a área por anos.
- Roman Baevsky (1928 a 2020) começou como médico militar de aviação na ilha de Sacalina, de 1952 a 1957. Foi um dos últimos orientandos de doutorado de Parin. Construiu os primeiros aparelhos russos de balistocardiografia, que captam as pequenas forças de cada batimento por meio de sensores no corpo (Tank e colaboradores, 2020).
Dos primeiros cães a Gagarin
Segundo o obituário, escrito por colegas da Alemanha e da Rússia, Baevsky participou diretamente da preparação dos primeiros voos espaciais com animais e com seres humanos. O texto diz que ele obteve registros da frequência cardíaca da cadela Laika e fez medições semelhantes em Yuri Gagarin, a primeira pessoa no espaço (Tank e colaboradores, 2020). Ele também publicou uma avaliação de registros de sismocardiografia, que captam os movimentos mecânicos do coração, dos voos Vostok 5 e Vostok 6.
Baevsky e Chernikova (2017) escrevem que animais em ausência de peso mostraram grandes oscilações nos batimentos e na respiração. 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 de Gagarin também mostrou variação acentuada nos intervalos entre os batimentos durante o voo orbital. Os autores interpretaram essas mudanças como perturbações na retroalimentação do sistema de controle autonômico do corpo, “em que o cérebro é o comandante”.
Como ler a regulação do corpo no ritmo
Ao longo da década de 1960, o grupo soviético transformou essas observações em métodos. Baevsky e Chernikova (2017) listam os marcos:
- Em 1966, no primeiro simpósio sobre análise matemática do ritmo cardíaco, Parin apresentou um extenso relatório e disse que o método tinha vindo da cardiologia espacial.
- Em 1967, Parin, Baevsky e Nikulina apresentaram “Heart rate as an indicator of neuroendocrine regulation” no 18º congresso da Federação Astronáutica Internacional, em Belgrado.
- Em 1968, foi proposto um modelo de controle da frequência cardíaca com dois circuitos: um circuito inferior, automático, que acompanha a respiração, e um circuito superior, central, que passa a participar mais sob estresse.
- No fim da década de 1960, Nidekker e Baevsky propuseram a análise espectral da frequência cardíaca, para encontrar os ritmos que se repetem nela.
Quando o corpo está calmo, os intervalos entre os batimentos aumentam e diminuem a cada respiração. Quando o estresse aciona os centros superiores de controle, o ritmo fica mais regular e os intervalos, mais parecidos entre si 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 . Por isso, um ritmo regular era interpretado como sinal de tensão. O índice de estresse de Baevsky dá um número a isso, a partir de um histograma dos intervalos.
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
Na União Soviética, a pesquisa sobre a VFC atingiu o auge nas décadas de 1970 e 1980 (Baevsky e Chernikova, 2017).
Entre a saúde e a doença: o diagnóstico pré-nosológico
A medicina espacial lida com pessoas saudáveis em condições extremas, e por isso a pergunta era quanto esforço o corpo fazia para continuar bem. Baevsky chamou o estudo dessa zona intermediária de “diagnóstico pré-nosológico”, do grego nosos, doença. O objetivo era captar a passagem da saúde em direção à doença antes de os sintomas aparecerem (Tank e colaboradores, 2020). Os colegas de Baevsky escrevem que os livros dele sobre o assunto influenciaram a medicina preventiva, esportiva e de reabilitação na Rússia e as políticas de saúde do Ministério da Saúde russo.
Mais tarde, a equipe de Baevsky descreveu isso como um “semáforo da saúde”. A zona amarela fica entre a saúde e a doença: o corpo está sob tensão, mas não doente, e a prevenção ainda pode ajudar (Baevsky e colaboradores, 2015). As medidas de VFC alimentaram pontuações de “risco de adaptação” para cada pessoa (Baevsky e Chernikova, 2016) e um índice de atividade dos sistemas reguladores que vai de 1 a 10 (Baevsky e Chernikova, 2017).
Essas pontuações descrevem risco e tensão. Não são diagnósticos e foram criadas para monitorar pessoas no trabalho, sobretudo na medicina aeronáutica e espacial (Baevsky e Chernikova, 2016).
Voos longos, Mir e a ISS
O trabalho continuou à medida que os voos ficaram mais longos.
- Mir. Em 1994, uma equipe da Harvard Medical School, do Johnson Space Center da NASA e do instituto de Baevsky em Moscou descreveu a dinâmica da frequência cardíaca em cosmonautas em voos longos a bordo da estação Mir (Goldberger e colaboradores, 1994).
- Um voo de 14 meses. O grupo de Baevsky acompanhou o médico e cosmonauta V. V. Polyakov durante um voo de 438 dias, o mais longo até a publicação do estudo. Com registros cardíacos de 24 horas e outros métodos, concluíram que a adaptação à ausência de peso ocorre em etapas, com níveis superiores de controle entrando em ação com o tempo (Baevsky e colaboradores, 1998).
- A Estação Espacial Internacional (ISS). Pesquisadores russos, alemães e americanos registraram oito cosmonautas homens em voos de 162 a 196 dias. A frequência cardíaca e a VFC permaneceram estáveis em voo, enquanto a pressão arterial e a frequência respiratória Frequência respiratória Quantas respirações você faz por minuto. Ela muda a VFC por si só: respirar mais devagar e mais fundo aumenta a oscilação entre os batimentos e, abaixo de cerca de 9 respirações por minuto, essa oscilação passa da banda HF para a LF. Mais sobre Frequência respiratória caíram. Os autores interpretaram isso como uma adaptação saudável. A VFC durante a respiração lenta e ritmada diminuiu em seis dos oito. Eles viram nisso uma reserva menor de controle vagal (de “ repouso e digestão 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 ”) (Baevsky e colaboradores, 2007).
- Pneumocard. Este experimento da ISS envolveu 25 membros russos da tripulação e 226 sessões de registro, 130 delas a bordo da estação, com sensores do coração, da respiração e da pulsação. Os autores observaram que a influência vagal costumava aumentar no início de uma missão e defendem que a análise da VFC, somada à avaliação pré-nosológica, poderia apoiar os cuidados médicos em missões longas (Baevsky e colaboradores, 2014).
Como a linha ocidental da pesquisa de VFC cresceu
A linha ocidental tem uma página própria, Breve história da VFC no Ocidente, de Hales e Ludwig até os padrões de 1996 e os relógios e anéis inteligentes. Em poucas palavras: a revisão de Billman (2011) sobre a história da VFC não menciona o programa espacial. Ela situa o primeiro uso clínico em 1965: Hon e Lee viram que o sofrimento fetal era precedido por mudanças nos intervalos entre os batimentos, 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 mudar. Nos anos 1970, a VFC foi usada para detectar lesão dos nervos em pessoas com diabetes e associada à sobrevivência depois de um infarto (Billman, 2011).
Em 1981, Akselrod e colaboradores usaram a análise espectral para mostrar que os sistemas nervosos 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 deixam cada um a sua marca em frequências diferentes da variação da frequência cardíaca. Billman inclui esse trabalho entre os estudos pioneiros após os quais a área cresceu rapidamente. Em 1996, um grupo de trabalho (Task Force) europeu e norte-americano publicou padrões comuns para medir a VFC, interpretá-la e usá-la na clínica (Task Force, 1996). Recomendações metodológicas russas vieram em 2001 (Baevsky e Chernikova, 2017).
Onde as duas linhas diferem e onde se encontram
| Medicina espacial soviética e russa | Cardiologia e fisiologia ocidentais | |
|---|---|---|
| Ponto de partida | Cosmonautas saudáveis sob estresse, início dos anos 1960 | Sofrimento fetal (1965), depois pacientes com infarto e diabetes |
| Pergunta principal | Qual é o grau de tensão da regulação do organismo, e como ele está se adaptando? | Quem corre maior risco de doença ou morte? |
| Medidas típicas | Medidas de histograma, como o índice de estresse, e a análise espectral | Medidas no domínio do tempo, como o 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 e o 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 , e a potência espectral |
| Referência principal | Os métodos de Baevsky e as recomendações russas de 2001 | Os padrões da Task Force de 1996 |
As duas linhas de fato se influenciaram. Baevsky e Chernikova (2017) citam Hon e Lee, Akselrod e a Task Force e comparam o histograma deles com o “ índice triangular Índice triangular da VFC Número de intervalos NN de um registro dividido pela altura da barra mais alta do histograma deles. Medida geométrica da variabilidade geral, sem unidade, que alguns batimentos com erro quase não alteram. Mais sobre Índice triangular da VFC ” ocidental, que também é construído a partir de um histograma dos intervalos entre batimentos. Os estudos da Mir e da ISS foram trabalhos conjuntos entre equipes russas, alemãs e americanas.
Você pode ver as duas tradições neste site. A maioria dos relógios e anéis mostra o RMSSD, uma medida dos padrões ocidentais (leia Como medir a VFC: sensores, momento e precisão). O teste com cinta peitoral também mostra o índice de estresse de Baevsky quando o registro é longo o bastante.