hrv.expert

Калькулятор ВСР: RMSSD, SDNN, спектр и DFA α1 по RR-интервалам

Вставьте интервалы между ударами (RR) из нагрудного датчика или приложения либо откройте экспортированный файл. Вы получите RMSSD, SDNN и pNN50, диаграмму Пуанкаре, геометрические показатели гистограммы, спектр (LF, HF и LF/HF), DFA α1 и энтропию.

По одному в строке или через запятую, пробел либо табуляцию. В миллисекундах или секундах; строка заголовка допускается.

Читается здесь, в браузере, и никуда не загружается.

Ваши интервалы считываются и обрабатываются в этом браузере. Ничего не загружается и не сохраняется. Конфиденциальность

Как пользоваться

  1. Экспортируйте RR-интервалы из приложения, в котором вы записывали. Это умеет большинство приложений для нагрудных датчиков: Polar Sensor Logger, Elite HRV и HRV Logger сохраняют файл CSV или TXT, а Kubios экспортирует текстовый файл с интервалами.
  2. Вставьте числа в поле или откройте файл. Строка заголовка, столбец времени и примечания после чисел допустимы.
  3. Нажмите «Рассчитать ВСР». Проверьте строку под результатом: в ней сказано, какой столбец прочитан и приняты ли значения за миллисекунды или секунды. Если это не так, выберите единицу сами и рассчитайте заново.

Какие форматы читаются

  • Простой список: по одному интервалу в строке или через запятую, пробел либо табуляцию.
  • Таблица, разделённая запятыми, точками с запятой или табуляцией. Столбец RR находится по заголовку, например RR, RRI, rr_ms, RR-interval [ms], IBI или interval. Без заголовка берётся тот единственный столбец, значения которого похожи на интервалы между ударами и не растут непрерывно, поэтому столбец времени за интервалы не примут.
  • Миллисекунды или секунды. Единица в заголовке, например [ms] или (s), учитывается; иначе значения меньше 10 считаются секундами. Десятичные запятые (0,812) тоже подходят.
  • До 50 000 интервалов (около 14 часов при 60 ударах в минуту) из файла размером до 5 МБ.

Что означают числа

Прежде чем что-либо рассчитывать, калькулятор применяет собственное правило: интервалы вне диапазона 300–2000 мс и интервалы, отличающиеся более чем на 25 % от медианы соседних, удаляются как артефакты — пропущенные или лишние удары, а не реальные изменения. Разности никогда не берутся через удалённый удар. В результате перечислен каждый удалённый удар, и он отмечен на ритмограмме. Другие программы и демонстрация на странице глоссария об артефактах используют иные правила и могут отметить другие удары.

RMSSD
Насколько каждый интервал отличается от следующего, в миллисекундах. В покое в основном отражает работу успокаивающего (парасимпатического) отдела нервной системы. Именно это число большинство приложений показывает как ВСР.
lnRMSSD
Натуральный логарифм RMSSD: он растягивает шкалу в области низких значений, и его удобнее усреднять за недели.
SDNN
Стандартное отклонение всех чистых интервалов: общая вариабельность, быстрая и медленная вместе.
pNN50
Доля соседних интервалов, различающихся более чем на 50 мс.
SD1 и SD2
Ширина и длина облака точек на графике «Диаграмма Пуанкаре». SD1 равно RMSSD, делённому на √2, поэтому несёт ту же информацию. SD2 рассчитывается по SDNN и SD1 как √(2 × SDNN² − SD1²) (Brennan и коллеги, 2001).
Стресс-индекс Баевского
Индекс напряжения регуляторных систем (ИН): насколько плотно сгруппированы интервалы. Он показывается только для записи не короче 2 минут, потому что гистограмме, на которой он основан, нужен длинный ряд.
Триангулярный индекс ВСР и TINN
Два числа, которые получают по гистограмме интервалов со столбцами по 7,8125 мс: число интервалов, делённое на высоту самого высокого столбца, и ширина основания треугольника, наилучшим образом приближающего гистограмму. Оба растут с вариабельностью и рассчитаны на записи от 5 минут до 24 часов.
Мощность LF, HF, VLF и ULF
Вариабельность, разложенная по скорости колебаний: HF (0,15–0,4 Гц) следует за дыханием, LF (0,04–0,15 Гц) смешивает ритмы артериального давления с медленным дыханием, VLF (0,003–0,04 Гц) и ULF (ниже 0,003 Гц) ещё медленнее. Каждый показатель — это площадь под спектром в своём диапазоне, в мс². Спектр строится методом Уэлча по интервалам, пересчитанным с частотой 4 Гц, после удаления тренда методом smoothness priors. В 5-минутной записи VLF — в основном медленный дрейф; Task Force не советует оценивать его по таким коротким записям.
LF n.u., HF n.u. и LF/HF
LF и HF как доли их суммы (нормализованные единицы) и их отношение. Они описывают соотношение двух диапазонов, а не баланс двух отделов нервной системы.
DFA α1 и α2
Детрендированный флуктуационный анализ: как размах колебаний интервалов растёт с длиной рассматриваемого участка — на участках из 4–16 ударов (α1) и 16–64 ударов (α2). Около 1 удары обладают «памятью» на всех масштабах; около 0,5 они ведут себя как шум. В записях в покое α1 обычно около 1 или выше, хотя сильный регулярный ритм дыхания может его снизить. С ростом нагрузки он смещается примерно от 1 при лёгком усилии к 0,5 при тяжёлом; порог 0,75, который используют некоторые приложения, применим только во время ступенчатой нагрузочной пробы.
Выборочная и приближённая энтропия
Насколько непредсказуем ритм: если две серии из двух ударов похожи, совпадёт ли и следующий за ними удар. Чем выше значение, тем менее регулярен ритм. Выборочная энтропия — более новый вариант с меньшим смещением.

Какая длительность записи нужна разным показателям?

Панели, для которых минимум не достигнут, сообщают об этом вместо числа. Минимумы, которые использует калькулятор: HF — 1 минута, LF — 2 минуты, VLF — 5 минут, ULF — 24 часа; геометрические показатели гистограммы — 5 минут; DFA α1 — 64 удара, α2 — 20 минут; выборочная и приближённая энтропия — 200 ударов.

Сколько нужно записывать для RMSSD и SDNN?

По стандарту Task Force это 5-минутная запись в покое. RMSSD стабилизируется уже за минуту-две; SDNN продолжает расти по мере удлинения записи, поэтому значения SDNN из записей разной длительности сравнивать нельзя.

Почему для HF нужна 1 минута, для LF — 2 минуты, а для VLF — 5 минут?

Ритм должен повториться несколько раз, чтобы спектр мог его измерить. HF повторяется каждые 3–7 секунд, LF — каждые 7–25 секунд, VLF — с периодом от 25 секунд до 5 минут. Task Force требует около 1 минуты для HF, 2 минут для LF и 5 минут для VLF; для ULF (ниже 0,003 Гц) нужна 24-часовая запись.

Почему для геометрических показателей гистограммы нужно 5 минут?

Триангулярный индекс и TINN считают интервалы в столбцах по 7,8 мс, а в короткой записи большинство столбцов почти пусты, поэтому самый высокий столбец и подобранный треугольник неустойчивы. Калькулятор показывает их от 5 минут; Task Force предпочитает не менее 20 минут, а в идеале 24 часа.

Почему для DFA α2 нужно 20 минут, а для энтропий — 200 ударов?

α2 — это наклон прямой, подобранной по блокам из 16–64 ударов, и для подбора нужно много блоков самого большого размера. Выборочная и приближённая энтропия считают совпадающие серии ударов; если ударов меньше примерно 200, совпадает слишком мало пар и подсчёт мало что значит. α1 по блокам из 4–16 ударов работает начиная с 64 ударов.

Что, кроме длины записи, меняет результаты?

Поза, частота и глубина дыхания, разговор, кофеин, время суток и любые пропущенные или лишние удары. Сравнивайте сопоставимое: ту же длительность, позу и время суток, с удалёнными артефактами.

Длительность записи и условия влияют на результаты

Показатели ВСР зависят от того, как долго вы записывали и чем занимались. Стандарт Task Force 1996 года определяет 5 минут как короткую запись и предупреждает, что SDNN из записей разной длительности сравнивать нельзя, потому что SDNN растёт с удлинением записи. RMSSD устойчивее на коротких записях, но и на него влияют поза, дыхание, разговор, кофе и время суток.

Поэтому сравнивайте сопоставимое: ту же длительность, ту же позу и то же время суток. Для корректного сравнения с опубликованными данными возьмите 5-минутную запись в покое и проверьте RMSSD в инструменте «Проверка ВСР». Сделать такую запись можно в инструменте «Измерение ВСР нагрудным датчиком».

Источники

  • Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation 1996;93(5):1043–1065. doi:10.1161/01.CIR.93.5.1043
  • Brennan M, Palaniswami M, Kamen P. Do existing measures of Poincaré plot geometry reflect nonlinear features of heart rate variability? IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2001;48(11):1342–1347. doi:10.1109/10.959330
  • Tarvainen MP, Ranta-aho PO, Karjalainen PA. An advanced detrending method with application to HRV analysis. IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2002;49(2):172–175. doi:10.1109/10.979357
  • Peng CK, Havlin S, Stanley HE, Goldberger AL. Quantification of scaling exponents and crossover phenomena in nonstationary heartbeat time series. Chaos 1995;5(1):82–87. doi:10.1063/1.166141
  • Richman JS, Moorman JR. Physiological time-series analysis using approximate entropy and sample entropy. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2000;278(6):H2039–H2049. doi:10.1152/ajpheart.2000.278.6.H2039
  • Pincus SM. Approximate entropy as a measure of system complexity. Proceedings of the National Academy of Sciences 1991;88(6):2297–2301. doi:10.1073/pnas.88.6.2297