Можно ли найти аэробный порог по ВСР (DFA α1)?

Да, приблизительно, при хорошем нагрудном датчике. Во время нагрузки со ступенчатым ростом показатель ВСР DFA α1 снижается примерно с 1,0 при лёгком усилии к 0,5 при тяжёлом. В исследовании 2021 года с участием 15 мужчин пульс, при котором он пересекал 0,75, в среднем совпадал с первым вентиляционным порогом с точностью около 2 ударов в минуту. Это полезная оценка, а не лабораторное исследование, и артефакты или экстрасистолы могут её испортить.

Содержание 4 раздела

Главное

  • DFA α1 описывает, как коррелированы между собой интервалы между ударами: в покое и при лёгкой нагрузке он около 1,0, а при тяжёлой снижается к 0,5.
  • Значение α1, равное 0,75, связывали с первым (аэробным) порогом, а 0,5 — со вторым.
  • В исследовании 2021 года с 15 мужчинами пульс при α1 = 0,75 в среднем на 1,9 удара в минуту превышал порог газообмена, а индивидуальные различия доходили примерно до 12 ударов.
  • Нужны нагрудный датчик, ровно нарастающая нагрузка и мало артефактов; сильная коррекция ударов смещает сам α1.
  • Используйте это как оценку для настройки тренировочных зон и сверяйте её с тем, как ощущается нагрузка.

Приблизительно да, если использовать нагрудный датчик. Во время тренировки со ступенчато растущей нагрузкой показатель ВСР DFA α1 DFA α1 Краткосрочный скейлинговый показатель детрендированного флуктуационного анализа. Около 1 — удары связаны «памятью» на всех масштабах, около 0,5 — ведут себя как шум. α2 — тот же наклон на более длинных участках. Подробнее: DFA α1 снижается примерно с 1,0 при лёгком усилии к 0,5 при тяжёлом. Пульс, при котором он пересекает 0,75, в среднем совпадал с первым вентиляционным (аэробным) порогом с точностью около 2 ударов в минуту (Rogers и коллеги, 2021).

Что измеряет DFA α1

Большинство показателей ВСР отвечают на вопрос, насколько сильно меняются промежутки между ударами. Детрендированный флуктуационный анализ (DFA) спрашивает, как они меняются: следуют ли за длинным промежутком скорее другие длинные и повторяется ли эта картина и на коротких, и на длинных отрезках. α1 — его краткосрочный вариант, по окнам примерно от 4 до 16 ударов (Quigley и коллеги, 2024).

  • α1 около 1,0 означает, что промежутки коррелированы по фрактальному закону; это типично для покоя и очень лёгкой нагрузки.
  • α1 около 0,5 означает, что они ведут себя как случайный шум, без памяти от одного удара к следующему.

Переключайте в окне ниже готовые настройки, чтобы увидеть оба края шкалы и то, как меняется наклон подобранной прямой:

Помнит ли ритм своё прошлое?

Пять минут учебной записи

α1 (4–16 ударов)
0,49
α2 (16–64 ударов)
0,65

Запись в покое синтетическая: чистая дыхательная волна каждые четыре удара и случайный шум между ударами, поэтому на 4–16 ударах она почти похожа на шум (α1 0,49), а более медленные волны придают окнам от 16 до 64 ударов некоторую память (α2 0,65). Настоящие записи в покое обычно дают α1 около 1 или выше.

Элементы управления работают при включённом JavaScript.

Детрендированный флуктуационный анализ пяти минут учебной записи. Каждая точка — типичное колебание накопленной суммы внутри окон заданной длины в ударах; на двойной логарифмической шкале точки ложатся на прямые, наклон которых — α1 (от 4 до 16 ударов) и α2 (от 16 до 64 ударов). Белый шум даёт 0,5, шум 1/f даёт 1. Учебная запись синтетическая и даёт около 0,5; настоящие записи в покое обычно дают около 1 или выше. Переключайте ряд или подмешивайте к нему шум и следите за наклонами.

График на двойной логарифмической шкале: колебание в зависимости от длины окна от 4 до 64 ударов; для каждой длины окна — точка, и проведены две прямые: одна по окнам от 4 до 16 ударов для α1, другая по окнам от 16 до 64 ударов для α2. Ниже выведены α1 и α2 и предложение, объясняющее их. Четыре кнопки выбирают запись в покое, белый шум, шум 1/f или запись с экстрасистолами; ползунок подмешивает белый шум в выбранный ряд.

При физической нагрузке вагусный «тормоз» отпускает по мере роста усилия. Michael и коллеги (2017) отмечают, что уже при умеренной нагрузке 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 падает ниже 5 мс, и классическим показателям ВСР почти нечего сообщить. α1 продолжает меняться на всём диапазоне, поэтому он и пригоден для оценки интенсивности.

Что показали исследования

Rogers и коллеги (2021) обследовали 15 мужчин во время бега на беговой дорожке со ступенчатым ростом нагрузки, используя исследовательскую ЭКГ ЭКГ Запись электрической активности сердца с помощью электродов на коже. RR-интервалы, полученные по ЭКГ, — эталонный метод измерения ВСР. Подробнее: ЭКГ с частотой 1000 Гц и газоанализатор. α1 рассчитывали по 2-минутным окнам, обновляя каждые 5 секунд. В качестве маркера взяли 0,75, середину между 1,0 и 0,5:

Средняя разница с порогом газообменаСогласованность
Пульс при α1 = 0,75Выше на 1,9 удара в минуту (в среднем 154 против 152)Индивидуальные различия от примерно 8 ниже до 12 выше; r = 0,97
Потребление кислорода при α1 = 0,75Выше на 0,33 мл/кг/минr = 0,99

Rogers и Gronwald (2022) рассмотрели работы, вышедшие после этого: значение 0,75 было связано с аэробным порогом у бегунов-любителей, кардиологических пациентов и триатлетов высокого уровня, а дальнейшее снижение примерно до 0,5 соответствовало второму, анаэробному порогу.

Ограничения

  • Плохие удары. Rogers и коллеги исключили 2 из 17 мужчин из-за частых экстрасистол из предсердий, верхних камер сердца. Rogers и Gronwald сообщают о пренебрежимо малом смещении α1 при коррекции 1–3 % ударов и о большем смещении при 6 % при одном из методов коррекции, хотя пульс на пороге при этом менялся не более чем на 1 удар в минуту.
  • Датчики. В первом исследовании использовали ЭКГ с частотой 1000 Гц. Датчик Polar H7 давал пороги примерно на 4 удара в минуту ниже, чем ЭКГ. Для оптических датчиков на запястье достаточная точность не показана.
  • Кого проверяли. В исследовании 2021 года не было женщин. Результаты получены на ступенчато нарастающей нагрузке, а не на тренировках с постоянной нагрузкой.
  • Индивидуальный разброс. Средняя разница в 2 удара в минуту скрывает индивидуальные различия до 12.

Как попробовать

  1. Наденьте нагрудный датчик, который передаёт интервалы между ударами.
  2. Выполните ступенчатую пробу: начните легко и каждые несколько минут повышайте темп или мощность, пока не станет тяжело.
  3. Используйте приложение, которое показывает α1 в реальном времени или анализирует файл после тренировки, и отметьте пульс, при котором α1 пересекает 0,75.
  4. Повторите в другой день и сверьте число с тем, как ощущается нагрузка и как меняется дыхание.

Калькулятор ВСР на этом сайте шаг 3 выполнить не может. Он выдаёт один α1 для всего загруженного файла. Для пробы со ступенчатой нагрузкой α1 нужно считать по коротким скользящим окнам, например по 2-минутным, как в исследовании выше, и сопоставлять с пульсом, поэтому используйте приложение, созданное для этого.

Если у вас уже выявлены нарушения ритма сердца или часто бывает ощущение сердцебиения, α1, вероятно, будет ненадёжным, а перед пробой с максимальной нагрузкой стоит поговорить с врачом. О ВСР в тренировках в целом — в уроке ВСР в тренировках и восстановлении.

Частые вопросы

Можно ли использовать оптический датчик часов?

Надёжно нельзя. DFA α1 зависит от точного времени ударов, а в исследованиях использовали ЭКГ или нагрудный датчик. Даже нагрудный датчик Polar H7 в одном сравнении давал порог примерно на 4 удара в минуту ниже, чем ЭКГ.

В каких приложениях есть DFA α1?

Rogers и Gronwald (2022) перечисляют несколько веб- и мобильных приложений, которые показывают его в реальном времени, а также поле данных для Garmin, alphaHRV, которое обновляет его каждую секунду по последним 200 ударам. Kubios может рассчитать его по записанному файлу.

Почему DFA α1 падает по мере роста нагрузки?

При лёгком усилии интервалы между ударами блуждают коррелированно, по фрактальному закону. С ростом нагрузки вагусный «тормоз» отпускает, и эта картина распадается до случайного нескоррелированного шума, где α1 около 0,5. Точный механизм ещё изучают.

Источники

  1. A New Detection Method Defining the Aerobic Threshold for Endurance Exercise and Training Prescription Based on Fractal Correlation Properties of Heart Rate Variability Frontiers in Physiology, 2021
  2. Fractal Correlation Properties of Heart Rate Variability as a Biomarker for Intensity Distribution and Training Prescription in Endurance Exercise: An Update Frontiers in Physiology, 2022
  3. Cardiac Autonomic Responses during Exercise and Post-exercise Recovery Using Heart Rate Variability and Systolic Time Intervals—A Review Frontiers in Physiology, 2017
  4. Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology—Part 1: Physiological underpinnings and foundations of measurement Psychophysiology, 2024