Частота дыхания

Другие названия: частота дыхания (ЧД), оценка дыхания по ЭКГ, EDR

Сколько вдохов вы делаете за минуту. Она сама по себе меняет ВСР: чем медленнее и глубже дыхание, тем больше размах колебаний от удара к удару, а при частоте ниже примерно 9 вдохов в минуту дыхательный пик переходит из диапазона HF в LF.

Каждый вдох слегка подталкивает сердце: на вдохе оно бьётся быстрее, на выдохе медленнее. Это дыхательная синусовая аритмия Дыхательная синусовая аритмия Нормальное ускорение пульса на вдохе и замедление на выдохе. Его задаёт блуждающий нерв, и на него приходится значительная часть ВСР в покое. Подробнее: Дыхательная синусовая аритмия , и то, как вы дышите, меняет её размах.

Почему это важно для вариабельности сердечного ритма (ВСР).

  • Частота и глубина дыхания меняют значение. Quigley и коллеги (2024) отмечают, что дыхательные колебания растут, когда дыхание замедляется и каждый вдох становится глубже, неважно, происходит это само или по метроному. Медленный глубокий вдох может повысить 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 без изменения вагусного тонуса.
  • Диапазон 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 рассчитан на обычное дыхание. По Laborde, Mosley и Thayer (2017), диапазон HF охватывает дыхание от 9 вдохов в минуту (0,15 Гц) до 24 в минуту (0,40 Гц). Если дышать реже, пик дыхания смещается в диапазон 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 , поэтому HF падает, а LF/HF Отношение LF/HF Мощность LF, делённая на мощность HF; безразмерная величина. Её предлагали как показатель баланса симпатической и парасимпатической систем, но исследования показали, что надёжно она его не измеряет. Подробнее: Отношение LF/HF растёт. Quigley и коллеги берут диапазон, который начинается с 0,12 Гц (около 7 вдохов в минуту), и говорят то же самое: дыхание вне диапазона снижает HF.
  • На RMSSD это влияет меньше. Поэтому Laborde и коллеги предпочитают RMSSD и советуют измерять частоту дыхания, а не задавать её принудительно.

Дыхание по сердцебиению. Дыхание оставляет след в интервалах между ударами и в форме ЭКГ ЭКГ Запись электрической активности сердца с помощью электродов на коже. RR-интервалы, полученные по ЭКГ, — эталонный метод измерения ВСР. Подробнее: ЭКГ , поэтому программа может оценить его без датчика дыхания. Это называется оценкой дыхания по ЭКГ (EDR); так устройство без датчика дыхания может показать частоту дыхания. Lipponen и Tarvainen (2022) проверили в Kubios два таких метода на 262 записях в покое и 123 записях при нагрузке: учёт и формы ЭКГ, и интервалов работал лучше, чем одни интервалы, при среднем разбросе ошибки около 4 вдохов в минуту.

Передвиньте ползунок ниже с 15 на 7 вдохов в минуту и следите, как пик дыхания пересекает линию 0,15 Гц.

Куда в спектре попадает дыхание

Учебная модель, а не запись

Дыхательный пик
0,25 Гц
Мощность HF
635 мс²
Мощность LF
120 мс²
LF/HF
0,19
HF, нормализованная
84 n.u.

При 15 вдохах в минуту дыхательный пик находится на 0,25 Гц, внутри диапазона HF. Мощность HF равна 635 мс², LF/HF — 0,19.

Ползунок работает при включённом JavaScript.

Спектр ВСР за пять смоделированных минут при дыхании с частотой, заданной ползунком. Дыхательный пик находится на частоте дыхания: при дыхании чаще 9 вдохов в минуту он в диапазоне HF; при более медленном он пересекает линию 0,15 Гц и попадает в LF, поэтому HF падает, а LF/HF растёт, хотя в модели нервной системы ничего не изменилось.

Закрашенный спектр от 0 до 0,5 Гц с выделенными диапазонами VLF, LF и HF и вертикальной линией на 0,15 Гц. При 15 вдохах в минуту самый высокий пик находится на 0,25 Гц, внутри HF, а меньший пик на 0,1 Гц — от ритма давления. Если сдвинуть ползунок до 6 вдохов в минуту, дыхательный пик перейдёт на 0,1 Гц, сольётся с пиком давления и поднимется над остальными, а диапазон HF опустеет. Ниже выведены пиковая частота, мощность LF и HF, LF/HF и HF в нормализованных единицах.

Урок ВСР, стресс и дыхание показывает, как использовать это на практике.

Источники

  1. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting Frontiers in Psychology, 2017
  2. Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology—Part 1: Physiological underpinnings and foundations of measurement Psychophysiology, 2024
  3. Accuracy of Kubios HRV software respiratory rate estimation algorithms Computing in Cardiology, 2022

Все термины глоссария