Артефакты и экстрасистолы: откуда берутся ошибки ВСР

ВСР вычисляют по промежуткам между нормальными ударами сердца, а испортить её могут два вида плохих промежутков: артефакты — ошибки измерения вроде пропущенного удара или движения — и эктопические сокращения (экстрасистолы), то есть настоящие, но преждевременные удары, которые идут не от водителя ритма сердца. Один плохой промежуток способен в коротком измерении увеличить RMSSD в разы. Программы находят плохие промежутки по правилам и удаляют их или заменяют, а когда исправлять приходится слишком много, хорошее устройство отказывается показывать число.

Содержание 7 разделов

Главное

  • Артефакт — ошибка измерения: пропущенный удар, ложное срабатывание или шум от движения. Эктопическое сокращение (экстрасистола) — настоящий удар сердца, возникший не в том месте. Ни то ни другое не должно попадать в число ВСР.
  • Каждая проблема оставляет в ряду промежутков между ударами свой характерный след, по которому её и находит программа.
  • Одна экстрасистола в серии из 12 ударов подняла RMSSD с 25,8 до 280,8 мс. Сильнее всего реагируют показатели, построенные на разностях между соседними ударами.
  • Программы помечают плохие промежутки по правилам — по диапазону, по проценту от предыдущего промежутка, по локальной медиане или автоматически, — а затем удаляют их, интерполируют или разделяют. Каждое исправление немного меняет результат.
  • Когда исправлять приходится больше нескольких процентов ударов, числу нельзя доверять. Поэтому устройства измеряют, пока вы неподвижны, а иногда не показывают ВСР совсем.

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) вычисляют по промежуткам между нормальными ударами сердца. Испортить её могут два вида плохих промежутков: артефакты Артефакт Ошибка в записи сердечного ритма: пропущенный, лишний или неточно отмеченный удар, часто из-за движения или плохого контакта датчика. Артефакты могут сильно исказить показатели ВСР. Подробнее: Артефакт , то есть ошибки измерения, и экстрасистолы Эктопическое сокращение Сокращение сердца, которое возникает вне обычного водителя ритма и обычно приходит раньше срока. Эктопические сокращения встречаются часто, но искажают ВСР, если их не убрать или не исправить. Подробнее: Эктопическое сокращение — настоящие удары сердца, возникшие не в том месте. И то и другое встречается часто: люди двигаются и разговаривают во время измерения, а у здорового сердца время от времени бывают ранние удары. На этой странице показано, как выглядит каждая проблема, насколько один плохой промежуток сдвигает число, как программы находят и исправляют такие промежутки и почему устройство иногда вообще отказывается показать результат.

Две разные вещи

Артефакт — это ошибка измерения. Сердце билось нормально, но устройство неверно определило время. Типичные причины: движение, плохой контакт с кожей, пересохший или плохо затянутый нагрудный ремень, детектор, пропустивший удар или сосчитавший его дважды, и потеря пакетов Bluetooth по пути к телефону. В исследовательских рекомендациях это называют техническими артефактами: они возникают из-за плохо закреплённых электродов или из-за движения (Laborde и коллеги, 2017).

Эктопическое сокращение — это настоящий удар сердца, возникший не в том месте. Нормальный удар начинается в синусовом узле, собственном водителе ритма сердца. Эктопическое сокращение, оно же экстрасистола или преждевременное сокращение, начинается в другом месте и обычно приходит раньше срока. Если оно возникает в верхних камерах, это предсердная экстрасистола, если в нижних — желудочковая. У здоровых людей такие сокращения обычны. В исследовании 2048 здоровых взрослых от 25 до 41 года, которым 24 часа записывали ЭКГ ЭКГ Запись электрической активности сердца с помощью электродов на коже. RR-интервалы, полученные по ЭКГ, — эталонный метод измерения ВСР. Подробнее: ЭКГ , у 69 % была хотя бы одна желудочковая экстрасистола, а у типичного человека — две (von Rotz и коллеги, 2017). Национальная служба здравоохранения Великобритании (NHS) описывает пропущенные или лишние удары, которые люди иногда чувствуют, как частое и обычно безвредное явление.

Ни то ни другое не должно попадать в число ВСР. ВСР призвана описывать, как нервная система ускоряет и замедляет работу синусового узла, поэтому в формулах используются только интервалы между нормальными сокращениями ( NN-интервалы NN-интервал RR-интервал между двумя нормальными ударами сердца, в миллисекундах, после удаления экстрасистол и ошибок измерения. Большинство показателей ВСР рассчитывают именно по NN-интервалам. Подробнее: NN-интервал ). Удары, которые начал не синусовый узел Синусовый узел Естественный водитель ритма сердца — небольшой участок клеток, который запускает каждый нормальный удар. Без влияния нервов он срабатывает примерно 100 раз в минуту; в покое блуждающий нерв удерживает частоту ниже. Подробнее: Синусовый узел , называют физиологическими артефактами, и с ними тоже нужно работать (Quigley и коллеги, 2024). Laborde и коллеги относят к ним эктопические сокращения, фибрилляцию предсердий, вздохи и кашель.

АртефактЭктопическое сокращение (экстрасистола)
Что этоОшибка в обнаружении или определении времени удараНастоящий удар, возникший вне синусового узла
Типичная причинаДвижение, плохой контакт, пропуск удара или ложное срабатывание, потеря данныхСамо сердце; кофеин, алкоголь, стресс или плохой сон у некоторых людей учащают их
Что делает нагрудный датчикЕсли электроды сухие или ремень плохо затянут, может пропустить удар или добавить несуществующийЗаписывает его точно
Что делают часы или кольцоДвижение и свободная посадка вызывают множество ошибокНередко пропускают его, так что он выглядит как пропущенный удар
Что делает программа для анализа ВСРНаходит и исправляетНаходит и исправляет

Как выглядит каждая проблема на ритмограмме

Ритмограмма Ритмограмма График интервалов между ударами в том порядке, в каком они следовали: одна точка на удар, значения в миллисекундах. ВСР на нём видна как волнистая линия, а не как одно число. Подробнее: Ритмограмма — это ряд промежутков между ударами, изображённый точками: одна точка на промежуток, чем длиннее промежуток, тем выше точка. В покое точки плавно поднимаются и опускаются в такт дыханию. Каждая проблема нарушает эту картину по-своему, и программа ищет именно такую форму (Lipponen и Tarvainen, 2019).

  • Пропущенный удар Ошибка измерения Один промежуток примерно вдвое длиннее: детектор пропустил удар.
  • Ложный удар Ошибка измерения Один промежуток разделён на два коротких: засчитано то, что не было ударом.
  • Экстрасистола Настоящее сокращение Короткий промежуток, затем длинная пауза: преждевременное сокращение, возникшее вне обычного водителя ритма.
  • Шум движения Ошибка измерения Серия разбросанных значений, то слишком длинных, то слишком коротких: движение заглушило сигнал.
  • Фибрилляция предсердий Нет обычного ритма Нерегулярность от начала до конца. Обычного ритма не осталось, поэтому ВСР значит не то, что обычно.
Каждая проблема оставляет свой характерный след в ряду промежутков между ударами (ритмограмме). Чем выше точка, тем длиннее промежуток. Цветные точки — ошибочные; бледная линия — то, что делало сердце. Иллюстративные значения, а не записи.

Небольшие графики времени между ударами сердца (5), по одному на каждую проблему; каждый нарисован на фоне бледной линии обычного ритма в покое. Пропущенный удар: одно значение примерно вдвое выше соседних и на одну точку меньше. Ложный удар: одно обычное значение заменено двумя, примерно вдвое меньшими. Экстрасистола: одно значение намного ниже линии, сразу за ним — намного выше: короткий промежуток, затем длинная пауза. Шум движения: серия значений, разбросанных далеко выше и ниже линии. Фибрилляция предсердий: все значения разные, устойчивой линии нет совсем.

  • Пропущенный удар сливает два промежутка в один, примерно вдвое длиннее. Одна точка подскакивает вверх, а общее число точек становится на одну меньше.
  • Лишнее или ложное срабатывание делит один промежуток на два коротких. Две точки опускаются вниз.
  • Эктопическое сокращение приходит рано, поэтому его промежуток короткий, а затем сердце делает паузу до следующего нормального удара, и промежуток после него длинный. Пара «короткий — длинный» и есть его признак. На часах или кольце ранний удар часто выбрасывает слишком мало крови, чтобы его заметить, и пара превращается в один длинный промежуток, похожий на пропущенный удар. Почему так, объясняет материал ФПГ: как это работает.
  • Шум от движения разбрасывает серию точек далеко вверх и вниз от линии. При движении сигнал датчика колеблется сильнее, чем пульс, поэтому детектор находит удары не там, где они есть, или пропускает их.
  • Фибрилляция предсердий — другое дело. Промежутки нерегулярны от начала до конца, потому что ритм уже не задаёт синусовый узел. Нормального участка для сравнения нет, поэтому очистка не поможет: числа ВСР по такой записи значат не то, что обычно. В обзоре Peltola фибрилляция предсердий названа физиологическим артефактом, который может длиться от минут до часов, и приведён совет удалять целые нарушенные участки, а при частых плохих ударах — всю запись (Peltola, 2012).

Почему они возникают в повседневной жизни

У большинства плохих измерений есть обычная причина.

Движение. Ходьба, набор текста, жесты и перемена позы в кресле смещают датчик относительно кожи. Больше всего страдают оптические датчики в часах и кольцах. В исследовании потребительских и исследовательских носимых устройств ошибка пульса при активности была в среднем на 30 % выше, чем в покое (Bent и коллеги, 2020), а обзор ВСР по пульсовой волне показал, что физическая активность резко ухудшала её согласованность с ЭКГ, нередко до неприемлемого уровня (Schäfer и Vagedes, 2013).

Свободная посадка. Часы или кольцо, которые болтаются, теряют устойчивый контакт с кожей, а нагрудный ремень, который сползает, теряет электрический контакт. И то и другое приводит к пропущенным и ложным ударам. О сухих электродах, статическом электричестве и потерянных пакетах Bluetooth рассказывает материал как нагрудные датчики измеряют ВСР.

Холодные руки. Холод сужает мелкие сосуды кожи. У 16 человек охлаждение и согревание кожи меняли сигнал ФПГ ФПГ Оптический метод: свет направляют в кожу и улавливают пульсацию крови при каждом ударе сердца. Большинство часов, колец и приложений с камерой телефона оценивают по ней ВСР. Подробнее: ФПГ (Jeong и коллеги, 2014). Более слабый пульс легче пропустить.

Разговор, кашель и вздохи. Каждое из этих действий на несколько секунд меняет дыхание и двигает грудную клетку. Laborde и коллеги относят вздохи и кашель к физиологическим артефактам и просят не говорить и не двигаться во время записи в покое.

Положение во сне. Если лежать на руке с часами, датчик может прижаться или перекоситься, а если сильно прижимать кончик пальца к камере телефона, из него выдавливается кровь. И то и другое меняет пульс, который видит датчик. Проблему давления объясняет материал ВСР по кончику пальца.

Кофеин, алкоголь и экстрасистолы. В рандомизированном исследовании 100 взрослых две недели носили монитор для непрерывной записи ЭКГ, а по текстовым сообщениям им случайным образом назначали дни, когда нужно пить кофе. В дни с кофе у них было в среднем 154 желудочковые экстрасистолы в сутки против 102 в дни без кофеина; число предсердных экстрасистол значимо не различалось (Marcus и коллеги, 2023). У 202 молодых взрослых, за которыми наблюдали с помощью ЭКГ во время заранее запланированного обильного употребления алкоголя, желудочковые экстрасистолы были чаще в часы выпивки, а предсердные — в контрольные периоды (Brunner и коллеги, 2024). NHS называет алкоголь, кофеин, никотин, стресс, тревогу и недосып частыми причинами ощущения сердцебиения.

Насколько один плохой удар меняет числа

Вот короткая серия из 12 промежутков в покое, в миллисекундах:

950, 980, 1010, 1000, 970, 940, 930, 960, 990, 1010, 990, 960

Теперь пусть седьмой удар придёт рано, через 60 % обычного промежутка. Промежуток в 930 мс становится 558 мс, а следующий, 960 мс, берёт на себя остаток: 1332 мс. Общее время то же. В таблице показаны RMSSD RMSSD Среднеквадратичное значение разностей соседних NN-интервалов: показатель ВСР в миллисекундах, построенный на том, насколько каждый интервал между ударами отличается от следующего. В основном отражает активность блуждающего нерва. Подробнее: RMSSD и SDNN SDNN Стандартное отклонение всех NN-интервалов записи, в миллисекундах. Показывает общую вариабельность; его значение сильно зависит от длительности записи. Подробнее: SDNN , рассчитанные по формулам этого сайта, для чистой серии, для серии с оставленным эктопическим сокращением и после каждого способа очистки. В последних двух строках то же самое показано для пропущенного удара.

СерияПромежутковRMSSD (мс)SDNN (мс)
Чистая1225,826,8
Эктопическое сокращение оставлено12280,8167,1
Эктопическая пара удалена1029,624,5
Эктопическая пара заменена интерполяцией (957 и 973 мс)1223,823,2
Правило этого сайта (удаляет оба, никогда не сравнивает через пропуск)1026,024,5
Пропущенный удар оставлен (1970 мс)11445,9302,1
Пропущенный удар разделён надвое1227,126,0

Один ранний удар увеличил RMSSD примерно в 11 раз, а SDNN — примерно в 6 раз. RMSSD реагирует сильнее всего, потому что строится на разности между каждым промежутком и следующим. В чистой серии эти разности составляют 10–30 мс. Эктопическая пара добавляет три скачка в сотни миллисекунд, а RMSSD возводит каждый скачок в квадрат перед усреднением, поэтому большие скачки заглушают всё остальное. SDNN измеряет, насколько каждый промежуток отстоит от среднего. Пара уводит два промежутка далеко от среднего, но само среднее почти не меняется, поэтому SDNN растёт меньше. Любой способ очистки возвращает оба числа близко к чистым значениям, но ни один не возвращает их точно.

Двенадцать промежутков — очень короткое измерение, поэтому эффект так велик. В пятиминутной учебной записи, которая используется в уроке о цепочке сигнала (промежутков в ней — 341), тот же ранний удар затрагивает 0,6 % промежутков и всё равно поднимает RMSSD с 33,4 до 57,9 мс, то есть на 73 %. SDNN растёт на 36 %, мощность HF Мощность HF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне от 0,15 до 0,40 Гц, в мс²: это диапазон обычного дыхания. Отражает в основном вагусную активность при частоте дыхания от 9 до 24 вдохов в минуту. Подробнее: Мощность HF — на 38 %, мощность LF Мощность LF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне 0,04–0,15 Гц, в мс²: ритмы, повторяющиеся каждые 7–25 секунд. Раньше её считали показателем симпатической активности, но теперь это оспаривают. Подробнее: Мощность LF — на 30 %. Интерполяция пары возвращает RMSSD к 33,4 мс. RMSSD, построенный на разностях между соседними ударами, реагирует сильнее всего. Спектр тоже реагирует, потому что один резкий скачок распределяет ложную мощность по всем диапазонам, включая HF.

Исследования с этим согласуются. Моделируя пропущенные и ложные обнаружения зубца R, Berntson и Stowell (1998) обнаружили, что один артефакт в серии длиной 128 секунд может добавить больше ложной дисперсии, чем реальная изменчивость человека в покое, — во всех обычно анализируемых частотных диапазонах и во временных показателях тоже. Руководство пользователя Kubios HRV показывает, что всего два артефакта на пятиминутном отрезке значимо меняют SDNN и RMSSD. А в коротких записях правка даже менее 5 % интервалов может сдвинуть HF, LF, pNN50 pNN50 Процент пар соседних NN-интервалов, которые различаются более чем на 50 миллисекунд. Как и RMSSD, отражает быстрые вагусные изменения, но выражается долей, а не величиной. Подробнее: pNN50 и RMSSD (Peltola, 2012, ссылаясь на Salo и коллег, 2001).

Как работает коррекция

Коррекция состоит из двух шагов: найти плохие промежутки и решить, что делать с каждым.

Как находят плохие промежутки

Программы используют одно или несколько правил, примерно от самого простого к самому тщательному.

  • Фильтр по диапазону. Отбрасывается любой промежуток вне правдоподобного диапазона, например от 300 до 2000 мс (от 200 до 30 ударов в минуту). Piskorski и Guzik (2005) называют это квадратным фильтром. Он ловит грубые ошибки, но пропускает эктопическое сокращение, у которого оба промежутка попадают в диапазон.
  • Процент от предыдущего промежутка. Помечается промежуток, который отличается от предыдущего больше чем на заданную долю, например на 20 %. Фильтр отношений Piskorski и Guzik удаляет удар, когда отношение соседних промежутков выходит за пределы от 0,8 до 1,2. Они описывают его как самый агрессивный из своих фильтров, но и самый склонный оставлять плохие удары: когда подряд идёт несколько похожих плохих промежутков, часть из них выглядит нормально для правила, которое сравнивает только соседей.
  • Расстояние от локальной медианы. Каждый промежуток сравнивают с медианой окружающих промежутков и помечают, если он слишком сильно от неё отличается. Kubios HRV сравнивает каждый промежуток с локальным средним и предлагает пороги от 0,45 с («очень низкий») до 0,05 с («очень сильный»), заданные для 60 ударов в минуту и масштабируемые под пульс. Калькулятор ВСР этого сайта применяет описанное выше правило диапазона, а затем отбрасывает промежуток, который более чем на 25 % отличается от медианы пяти промежутков с каждой стороны.
  • Собственный разброс человека. Berntson и коллеги (1990) задали порог по распределению разностей между соседними ударами у самого человека, используя показатели на основе перцентилей, которые плохие значения искажают меньше, чем обычное среднее. Их правило пометило все 1494 смоделированных и реальных артефакта в тестовых данных при доле ложных тревог ниже 0,3 %.
  • Обнаружение и классификация. Lipponen и Tarvainen (2019) объединили пороги, которые адаптируются со временем, с классификатором, распознающим форму, которую создаёт каждая проблема. Он нашёл все смоделированные пропущенные и лишние удары и 96,96 % реальных предсердных и желудочковых эктопических сокращений при специфичности 99,94 %. После коррекции средняя ошибка в показателях ВСР для пропущенных и лишних ударов была ниже 2 %. Автоматическая коррекция в Kubios HRV Premium тоже работает с разностями между соседними промежутками, и в её руководстве эта статья указана как её валидация.

Порог имеет значение. Alcantara и коллеги (2020) обработали одни и те же записи 312 человек при каждой настройке Kubios и обнаружили, что результаты значимо различались; между двумя крайними настройками средний SDNN различался на 39 мс у детей, на 27 мс у молодых взрослых и на 8 мс у взрослых среднего возраста. Строгое правило удаляет настоящие удары, а мягкое пропускает плохие. Поэтому исследовательские рекомендации советуют проверять автоматическую коррекцию визуально (Quigley и коллеги, 2024).

Как исправляют помеченный промежуток

Есть три основных варианта.

  • Удалить. Плохие промежутки отбрасывают, и ряд смыкается. Это просто и не добавляет ничего придуманного. Но запись становится короче, а два промежутка, которые никогда не были соседями, оказываются рядом, что даёт спектру ложную ступеньку. Salo и коллеги (2001) не рекомендовали удаление для RMSSD и pNN50, а в 24-часовых спектрах без значимой ошибки можно было удалить лишь 5 % данных, тогда как интерполяция работала хорошо.
  • Заменить интерполяцией. Плохие промежутки заменяют значениями, полученными из соседних: их средним, прямой линией между ними (линейная интерполяция) или плавной кривой через окружающие точки (кубический сплайн). Время и число ударов сохраняются, а это нужно для спектров. Цена — сглаживание: заполненный участок спокойнее настоящих ударов, и сообщалось, что линейное и сплайновое заполнение повышают мощность в диапазоне низких частот (Peltola, 2012).
  • Вставить удар. Для пропущенного удара длинный промежуток снова делят на два. Это верно только тогда, когда длинный промежуток действительно скрывает один необнаруженный удар. Эктопическую паузу делить нельзя, потому что никакого удара не пропущено.
  1. Удаление Экстрасистола RMSSD 29,6 мс Короткий и длинный интервалы отбрасываются, промежуток закрывается: остаётся интервалов — 10. Цена: Запись становится короче, а два удара, никогда не бывшие соседними, оказываются рядом. Для спектрального анализа это ложный скачок.
  2. Интерполяция Экстрасистола RMSSD 23,8 мс Два интервала заменяются точками на прямой между хорошими соседними: 957 и 973 мс. Цена: Время и число ударов сохраняются, но заполненный участок получается более гладким, чем настоящие удары.
  3. Разделение Пропущенный удар RMSSD 27,1 мс Удвоенный интервал 1970 мс разрезается на два: 985 и 985 мс. Удар возвращается на место. Цена: Верно, только если длинный промежуток действительно скрывает один удар. Паузу после экстрасистолы разделять никогда нельзя.
Один ряд из двенадцати ударов, исправленный тремя способами. Пустые маркеры — ошибочные интервалы, заполненные — ряд после исправления. В чистом ряду RMSSD равен 25,8 мс; если оставить экстрасистолу, то 280,8 мс. Иллюстративные значения.

Три панели, на каждой небольшой график из двенадцати интервалов между ударами около 1000 мс. Удаление: из-за экстрасистолы появились интервалы 558 и 1332 мс; оба удалены, линия сомкнулась, стало на две точки меньше, RMSSD 29,6 мс. Интерполяция: те же два интервала заменены значениями 957 и 973 мс на прямой между соседними, RMSSD 23,8 мс. Разделение: из-за пропущенного удара остался один интервал 1970 мс; он разрезан на два по 985 мс, RMSSD 27,1 мс. В чистом ряду RMSSD равен 25,8 мс.

Для коротких измерений выбор метода важен меньше, чем объём правки: когда исправлены два промежутка из двенадцати, любой метод из таблицы оказывается в нескольких миллисекундах от чистого значения, а если оставить удар, RMSSD вырастает более чем в десять раз.

Подробнее Почему эктопическое сокращение не всегда можно исправить

Интерполяция исходит из того, что ритм вокруг эктопического сокращения в остальном нормален. Quigley и коллеги (2024) указывают, что эктопическое сокращение может сбить или изменить текущий ритм, поэтому сложение или сглаживание интервалов вокруг него не всегда восстанавливает то, что сделал бы нормальный удар. Материал ВСР по ЭКГ и холтеровскому монитору описывает, как эффект может перейти на следующие удары; это одна из причин, почему клинический анализ смотрит на запись ЭКГ, а не только на список интервалов. Когда эктопические сокращения частые, безопаснее исключить этот участок или всю запись (Peltola, 2012) и указать, какая часть была удалена (Quigley и коллеги, 2024).

Добавьте в пятиминутную учебную запись ниже пропущенный удар, лишний удар или эктопическое сокращение, затем выберите метод коррекции и сравните RMSSD, SDNN и спектр с чистой записью.

Исправляем один плохой удар

Учебная запись, интервалов: 341

Отмечено: 1 из 341 интервалов

Показатель Чистая С плохим ударом Исправленная
RMSSD (мс) 33,4 70,2 70,2
SDNN (мс) 28,7 51,7 51,7
pNN50 (%) 8,2 8,8 8,8
Мощность LF (мс²) 120 1241 1241
Мощность HF (мс²) 635 2314 2314

Из-за пропущенного удара один интервал получается примерно вдвое длиннее соседних. Без исправления RMSSD вырастает с 33,4 до 70,2 мс, в 2,1 раза выше настоящего значения, а SDNN меняется меньше.

Кнопки работают при включённом JavaScript.

Один плохой удар в пятиминутной учебной записи. Правило отмечает любой интервал, который отличается больше чем на 250 мс от медианы соседних; выбранный вами метод исправляет его. Сравните числа до и после с чистой записью.

Линия промежутков между ударами за первые 60 с учебной записи: добавленный артефакт виден как всплеск, на каждом отмеченном интервале кружок, а поверх нарисована исправленная линия. В таблице RMSSD, SDNN, pNN50, мощность LF и мощность HF для чистой записи, с оставленным артефактом и после исправления, а также число отмеченных интервалов. Одна группа кнопок добавляет пропущенный удар, лишний удар или экстрасистолу либо возвращает чистую запись; другая выбирает метод исправления: оставить, удалить, среднее соседних, линейная интерполяция или кубический сплайн. Оставленный пропущенный удар примерно удваивает RMSSD; любой метод возвращает его к значению чистой записи с точностью до нескольких процентов.

Чтобы увидеть артефакты за целые сутки, откройте лабораторию ВСР и выберите день «Проблемы с записью»: экстрасистолы, плохо затянутый ремень и шум от движения на прогулках и во время пробежки. Чтобы проверить одну из своих записей, вставьте её интервалы в калькулятор ВСР: он перечислит каждый удалённый удар с временем и причиной.

Пределы качества и почему устройства пропускают измерения

Какой объём коррекции уже слишком велик? Единого согласованного значения нет, но рекомендации указывают в одну сторону:

  • Kubios HRV рекомендует держать долю исправленных ударов ниже 5 % и по умолчанию предупреждает о данных низкого качества, если доля выше.
  • Большинство исследователей требуют не менее 80 % нормальных интервалов, а в опубликованных исследованиях правили от 1 до 30 % ударов (Peltola, 2012).
  • Рекомендации 2024 года по психофизиологии призывают исследователей сообщать долю удалённых или исправленных ударов и проверять, не изменила ли правка результаты, если её доля превышала 1 % (Quigley и коллеги, 2024).

Устройства следуют той же логике, и это объясняет несколько вещей, которые замечают люди.

Почему часы и кольца измеряют ВСР во сне или в покое. Показания оптического датчика хорошо согласуются с ЭКГ в покое и намного хуже — при движении (Schäfer и Vagedes, 2013). Поэтому большинство носимых устройств берёт ВСР из тихих участков ночи или из измерения, которое вы запускаете, сидя неподвижно.

Почему ночь иногда остаётся без ВСР или с пропуском. Если вы спали беспокойно, носили ремешок свободно или у вас были холодные руки, устройство может не найти достаточно участков с чистыми ударами. Производители редко публикуют свои точные правила, но хорошее устройство оставляет пропуск, а не сообщает число, построенное на догадках.

Почему нагрудный датчик или приложение отклоняет измерение. Измерение нагрудным датчиком на этом сайте отказывается показывать результат, если пришло менее 40 чистых ударов или если пришлось удалить более 10 % промежутков. Затем он объясняет причину, например «Слишком много ударов выглядели неверно (пропущенные или лишние удары)», и подсказывает, как повторить. Измерение камерой телефона допускает до 20 %, потому что пульсовой сигнал с камеры более шумный, но и требует чистой пульсовой волны.

Чтобы измерения проходили проверку:

  1. Сидите или лежите неподвижно и молчите всё время измерения.
  2. Дышите обычно.
  3. Смочите электроды нагрудного ремня и наденьте его плотно, чуть ниже грудных мышц.
  4. Надевайте часы или кольцо плотно, а холодные руки сначала согрейте.
  5. Если измерение отклонено, подождите минуту и сделайте его снова. Отказ обычно связан с тем, как проводилось измерение.
  6. Оценивайте свою ВСР по динамике за дни и недели. Одно странное значение чаще оказывается проблемой измерения, чем изменением в организме.

Когда экстрасистолы имеют значение

Приложение для ВСР или носимое устройство не может сказать, какая именно экстрасистола у вас была и важна ли она. Нагрудный датчик передаёт только моменты ударов, а не запись ЭКГ, а часы нередко вообще пропускают экстрасистолы. Частые экстрасистолы могут к тому же резко завысить ВСР, как объясняет материал почему ВСР вдруг стала выше обычной.

Экстрасистолы, которые ощущаются как замирание, трепет или толчок в сердце, обычны и, как правило, безвредны (NHS). Обратитесь к врачу, если они повторяются или становятся чаще, если длятся дольше нескольких минут, а также если у вас есть заболевание сердца или у родственников были проблемы с сердцем. Срочно обращайтесь за помощью, если ощущение сердцебиения не проходит или сопровождается болью в груди, одышкой, ощущением надвигающегося обморока или обмороком. Полный список приведён на странице может ли ВСР выявить проблемы с сердцем. Эти советы действуют, что бы ни показывала ВСР.

Частые вопросы

Чем артефакт отличается от экстрасистолы?

Артефакт — ошибка измерения: устройство пропустило удар, приняло за удар то, что ударом не было, или потеряло сигнал, пока вы двигались. Экстрасистола (эктопическое сокращение) — настоящий удар сердца, который возникает вне обычного водителя ритма и обычно приходит раньше срока. Оба вида дают промежутки, не отражающие нормальный ритм сердца, поэтому до расчёта ВСР их удаляют или исправляют.

Опасны ли экстрасистолы?

Обычно нет. В исследовании 2048 здоровых взрослых в возрасте от 25 до 41 года у 69 % за 24 часа была хотя бы одна желудочковая экстрасистола. Национальная служба здравоохранения Великобритании (NHS) советует обратиться к терапевту, если ощущение сердцебиения повторяется или становится чаще, длится дольше нескольких минут, а также если у вас есть заболевание сердца или у родственников были проблемы с сердцем. Срочно обращайтесь за помощью, если оно не проходит или сопровождается болью в груди, одышкой, ощущением надвигающегося обморока или обмороком.

Почему часы не показывают ВСР в некоторые ночи?

Датчику на запястье нужны периоды неподвижности и хороший контакт с кожей, чтобы определить момент каждой пульсовой волны. В беспокойную ночь или при свободно сидящем ремешке чистых ударов может не хватить для надёжного числа, и тогда устройство оставляет пропуск, а не гадает.

Сколько исправленных ударов — это слишком много?

Единого согласованного предела нет. Kubios, широко используемая программа для анализа ВСР, советует держать долю исправленных ударов ниже 5 % и по умолчанию предупреждает, если она выше. Измерение нагрудным датчиком на этом сайте не засчитывается, если удалено более 10 % интервалов или осталось менее 40 чистых ударов.

Источники

  1. Role of editing of R–R intervals in the analysis of heart rate variability Frontiers in Physiology, 2012
  2. ECG artifacts and heart period variability: Don't miss a beat! Psychophysiology, 1998
  3. Ectopic beats in heart rate variability analysis: effects of editing on time and frequency domain measures Annals of Noninvasive Electrocardiology, 2001
  4. An approach to artifact identification: application to heart period data Psychophysiology, 1990
  5. Filtering Poincaré plots Computational Methods in Science and Technology, 2005
  6. A robust algorithm for heart rate variability time series artefact correction using novel beat classification Journal of Medical Engineering & Technology, 2019
  7. Impact of Using Different Levels of Threshold-Based Artefact Correction on the Quantification of Heart Rate Variability in Three Independent Human Cohorts Journal of Clinical Medicine, 2020
  8. Kubios HRV User's Guide, version 3.5 Kubios Oy, 2021
  9. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting Frontiers in Psychology, 2017
  10. Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology, Part 1: physiological underpinnings and foundations of measurement Psychophysiology, 2024
  11. How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? A review on studies comparing photoplethysmographic technology with an electrocardiogram International Journal of Cardiology, 2013
  12. Investigating sources of inaccuracy in wearable optical heart rate sensors npj Digital Medicine, 2020
  13. Effects of skin surface temperature on photoplethysmograph Journal of Healthcare Engineering, 2014
  14. Risk factors for premature ventricular contractions in young and healthy adults Heart, 2017
  15. Acute effects of coffee consumption on health among ambulatory adults New England Journal of Medicine, 2023
  16. Acute alcohol consumption and arrhythmias in young adults: the MunichBREW II study European Heart Journal, 2024
  17. Heart palpitations NHS