вариабельность пульса что это и какая норма
Вариабельность сердечного ритма — как оценить уровень стресса
В медицине известно много способов выявления болезней. В отличие от них анализ вариабельности сердечного ритма является единственным методом, который позволяет оценивать уровень здоровья и резервные возможности организма. ВСР помогает определить степень стресса — и даже количественно его измерить.
КАК РАБОТАЕТ МЕТОД
Вариабельность сердечного ритма (стресс индекс по Баевскому) определяется в ходе пульсоксиметрии, одной из пяти технологий АПК Медсканер БИОРС-05 (Велнесс). Диагностика состояния здоровья по пульсу известна уже несколько тысячелетий, и по сей день успешно применяется в Индии и Китае. Сердце влияет на все органы и системы человека, а любые нарушения в организме в свою очередь отражаются на сердечной деятельности. Это позволяет вычислять риски развития различных заболеваний и отслеживать эффективность лечения.
Современные технологии позволили усовершенствовать исследование пульса. С помощью этого метода функциональной диагностики данные получают посредством закрепляемого на пальце высокочувствительного датчика. Компьютерная программа Медсканера высчитывает длительность интервалов между сокращениями сердца (интервалов RR) и выполняет математический анализ полученных значений. Оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) основана на изменчивости этих показателей. ВСР признан золотым стандартом оценки вегетативной нервной системы, поскольку любые её нарушения влияют на работу сердца — и соответственно, на регистрируемые значения. И хотя анализ ВСР не является специфическим методом диагностики, он позволяет получить сведения о состоянии механизмов, направленных на поддержание внутреннего баланса.
Автономная нервная система (её также называют вегетативной) отвечает за регуляцию внутренних органов, эндокринных желез и сосудов. Она работает без участия сознания: например, в ответ на сильные эмоции сердце автоматически начинает биться чаще, а в кровь выбрасываются гормоны стресса. Когда автономная регуляция в порядке, организм работает как часы: успешно «отбивается» от атак бактерий и вирусов, сохраняет высокую активность мозга, быстро восстанавливается после стрессовых ситуаций. Кратковременный стресс даже полезен, происходит как бы «тренировка» нервной системы.
Однако человек не должен находиться в постоянном стрессе. Хронические переживания или грубое вторжение в биологические ритмы (переработки, недостаток сна, частая смена часовых поясов и т. п.) истощают нервную систему, в результате чего нарушается вегетативная регуляция, снижается иммунитет. Стрессом также может быть тяжелая и/или длительная болезнь, чрезмерные физические, эмоциональные нагрузки. В результате организм все хуже справляется с любым напряжением, ослабевают защитные функции, нарушается работа наиболее уязвимых органов. Возникает состояние предболезни, которое может протекать бессимптомно или проявляться признаками хронической усталости, вегетососудистой дистонии.
Показатели ВСР позволяют оценивать уровень стресса. При предболезни стресс индекс умеренно понижается, и в этом случае предотвратить болезнь поможет отдых и/или активная профилактика, оздоровительные процедуры, изменения рациона питания.
Когда происходит срыв механизмов нервной регуляции, возникают психосоматические заболевания, то есть различные функциональные расстройства, вызванные реакцией организма на стресс. Сегодня многие заболевания признаны психосоматическими, в том числе различные патологии кожи, сердечно-сосудистой системы, бронхиальная астма и другие. При наличии болезни значения параметров ВСР значительно отклоняются от нормы.
Показатели вариабельности сердечного ритма
Программа Медсканера выполняет статистическую обработку около 350 кардиоинтервалов с последующим определением параметров вариабельности сердечного ритма.
Один из важных параметров — ПАРС. Этот показатель активности регуляторных систем отражает способность адаптироваться к неблагоприятным воздействиям. Указывается в баллах (1-10). В таблице ниже указаны состояния систем регуляции, которые диагностируют на основании этого показателя.
| Состояние | Балл ПАРС | Характеристика |
| Оптимальное напряжение систем | 1-2 | Поддерживается гармоничное взаимодействие между воздействием среды и организмом |
| Умеренное напряжение | 3-4 | Отражает влияние неблагоприятных факторов среды, эмоциональный стресс |
| Выраженное напряжение систем | 4-6 | Защитные механизмы мобилизованы, повышена активность стресс-систем организма |
| Перенапряжение | 6-8 | Функциональная недостаточность адаптационно-защитных механизмов |
| Истощение систем регуляции | 8-10 | Снижение активности адаптационно-регуляторных систем, появление симптомов заболевания |
Среди других основных показателей вариабельности сердечного ритма выделяют следующие:
Значения вариабельности сердечного ритма
После измерения вариабельности сердечного ритма программа анализирует полученные значения параметров. В заключении приводится их характеристики. Например, возрастание величин RMSSD или pNN50 отражает активацию парасимпатической регуляции, а повышение индекса вегетативного баланса (VB) говорит о внутренних токсических процессах в организме. Подобное встречается при угрозе развития острого нарушения мозгового кровообращения или инфаркта миокарда, а возрастание этих параметров в 8-12 раз с большой вероятностью свидетельствует о наличии злокачественного процесса. Показатель SI весьма чувствителен к повышению тонуса симпатической НС, его повышение связано со степенью эмоциональной/физической нагрузки. При приступе стенокардии в покое значение этого параметра может возрастать до 1000-1500 ед.
Для чего используется метод вариабельности сердечного ритма
Расчёт ВСР применяется в санаторно-курортном лечении, клинической практике и научной деятельности. Этот метод успешно используют для оценки профессиональной пригодности к любой работе, связанной со стрессом, но особенно активно в деятельности спортивных тренеров и диетологов/нутрициологов. С помощью анализа вариабельности сердечного ритма определяют оптимальную нагрузку и готовность организма к очередной тренировке, своевременно выявляют переутомление, контролируют состояние здоровья в процессе реабилитации.
Индекс стресса также важен в диетологии для подбора правильного режима питания. Многие люди «заедают стресс», и поэтому никакие диеты не помогут им сбросить лишний вес. Для оценки стресса диетологи часто используют специальные опросники, однако этот метод субъективен и не точен, в отличие от инструментального исследования. При выявлении высокого уровня стресса необходимо индивидуально подбирать комплекс упражнений для нивелирования его влияния на пищевые пристрастия.
Кроме того, прибор для определения вариабельности сердечного ритма помогает выявить риски развития заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и эндокринной систем, подобрать оптимальную схему лечения и контролировать её эффективность, прогнозировать вероятность развития осложнений и составлять программы профилактики.
Пульсоксиметр и насыщение крови кислородом
Пульсоксиметр Медсканера также работает как прибор для оценки насыщения крови кислородом без необходимости прокола кожи (с помощью пальцевого датчика). Он позволяет быстро выявить кислородное голодание (гипоксию). Это состояние опасно для любых органов и тканей, но особенно для головного мозга. Его своевременное выявление позволяет предотвратить развитие тяжелой гипоксии. Часто она встречается у недоношенных новорожденных, а также при хронических легочных или сердечно-сосудистых заболеваниях. Хроническое кислородное голодание может возникать по разным причинам и приводит к ухудшению памяти и концентрации внимания, слабости, расстройствам сна и снижению работоспособности, повышает риск инфарктов, инсультов и нарушений ритма сердца.
Сovid-19 — новая реальность
Оценка насыщения крови кислородом имеет особое значение в условиях пандемии COVID-19. Сниженная оксигенация в крови свидетельствует о наличии проблем в лёгких и косвенно указывает на присутствие в организме новой коронавирусной инфекции.
Что касается ВСР, определение стресс индекса полезно в «постковидном» периоде, так как одно из осложнений — это поражение нервной системы и её повышенная возбудимость.
Как проводится обследование
Для проведения пульсоксиметрии с расчётом вариабельности сердечного ритма требуется подключить Медсканер к ноутбуку или компьютеру. Прибор подключается через USB-порт, что исключает вероятность поражения электрическим током. Анализ выполняется бесконтактно, путём измерения оптической проводимости крови в капиллярах (мелких сосудах пальца) в красном и инфракрасном диапазонах.
Для регистрации данных, которая занимает 5 минут, используется датчик, выполняющий 1000 измерений за 1 с (что значит 1 измерение в 1 мс), что позволяет получить точные показатели. Кроме того, в Медсканере есть возможность получить данные для определения ВСР при проведении электрокардиографии по первому стандартному отведению. В этом случае компьютерная программа анализирует данные от электродов ЭКГ, закрепляемых на ногах и руках.
На указательный палец кисти левой (или правой) руки надевают датчик: таким образом, чтобы красный светодиод внутри датчика был над ногтем пальца. Во время обследования необходимо сидеть неподвижно 5 минут. Чтобы уменьшить влияние внешних факторов, предпочтительнее закрыть глаза и постараться дышать ровно. После записи данных они обрабатываются компьютерной программой и прибор выдает заключение о функциональном состоянии организма и уровне стресса с подробным пояснением каждого параметра.
При наличии у обследуемого человека непрозрачного лака на ногтях или «спортивного сердца» (когда анакротический и дикротический зубцы пульсоксиметрической волны практически одинаковые) применение датчика пульсоксиметра для регистрации ВСР невозможно. В этом случае для измерения нужно подключить к обследуемому человеку на руки и на ноги прищепки ЭКГ и произвести съем данных по первому стандартному отведению.
Противопоказания и рекомендации по проведению процедуры
Анализ вариабельности сердечного ритма посредством пульсоксиметрического датчика или с отведений ЭКГ является безвредным и безболезненным методом. Противопоказания отсутствуют, однако не следует надевать датчик пульсоксиметра или прищепки ЭКГ на места с поврежденной кожей.
В течение суток до обследования не рекомендуется принимать лекарственные препараты, а также стоит воздержаться от физиотерапевтических процедур (за исключением случаев мониторинга проводимых мероприятий). Температура в помещении должна поддерживаться на уровне 19-23°С.
Перед процедурой диагностики желательно посидеть или полежать несколько минут в удобном положении. В ходе исследования следует избегать воздействия на датчик пульсоксиметра прямых солнечных лучей или яркого искусственного освещения.
Проведение исследования с помощью Медсканера Велнесс подробно освещено в видеоинструкции, а примеры отчётов программы можно посмотреть по следующей ссылке.
О чем вам расскажет вариабельность сердечного ритма: гид
Как один параметр, измеренный с помощью смартфона, определяет состояние вашего организма
Многие ученые считают, что будущее за превентивной медициной: наши гаджеты будут собирать достаточное количество информации о показателях здоровья, чтобы можно было начать принимать меры еще до того, как появится реальная проблема. Пока это во многом мечты: точные замеры по-прежнему делаются в лабораториях и клиниках на дорогом и мощном оборудовании.
Тем не менее кое-что уже можно измерять и с помощью смартфона. Например — вариабельность сердечного ритма (heart rate variability, HRV). Мобильные приложения научились «распаковывать» простую метрику в десятки полезных данных об организме, по которой делаются выводы об уровне стресса, работе центральной нервной системы и многом другом.
Как это возможно? Расскажем в нашем гиде.
Космическая технология
Использовать HRV начали еще в 1960-х. Его придумали как неинвазивный способ измерять уровень стресса в организме, оценивать функциональное состояние, риск заболеть и другие параметры. Изначально HRV применяли, чтобы следить за самочувствием астронавтов. Но вариабельность оказалась таким всеобъемлющим показателем, что вскоре изучать ее стали и за пределами NASA.
Что такое вариабельность сердечного ритма
Если очень упрощать — это показатель, отражающий неравномерность вашего сердцебиения.
Сердце бьется с неравными интервалами. Если ваш пульс — 60 ударов в минуту, это не значит, что ваше сердце сокращается ровно раз в секунду. На самом деле, ваше сердцебиение выглядит примерно так:
И это совершенно нормально. Сердце и не должно биться равномерно, оно даже не должно к этому «стремиться». Напротив — чем больше неравномерность, она же вариабельность сердечного ритма, тем лучше ваше функциональное состояние.
Как измерить HRV?
Показатели вариабельности рассчитывают различные приложения. Среди них, к примеру, Welltory — один из топовых сервисов в этой сфере с российскими корнями. Есть еще HRV4Training — это приложение заточено под спортсменов и помогает понять, как тренировки влияют на вариабельность (и наоборот). Приложение платное, им пользуются профессиональные спортсмены вроде членов NBA, NHL и участников Олимпийских игр.
Если вы хотите повысить точность измерений, можно подключать к приложениям гаджеты, которые считывают показатель вариабельности сердечного ритма — например, нагрудный датчик, специальный фитнес-браслет или клипсу. Есть и такие приложения — в частности, CardioMood и Elite HRV, — где вариабельность измеряется не с помощью камеры, а исключительно с помощью кардиомониторов.
Также показатель вариабельности самостоятельно измеряют некоторые гаджеты: например, Apple Watch и Oura Ring (кольцо, чья основная цель — мониторинг сна). Результаты можно увидеть в приложениях Apple Health и Oura соответственно. Но тут есть нюанс: эти гаджеты измеряют всего один показатель вариабельности — и поэтому их нельзя использовать для расширенной аналитики, в том числе подключать к приложениям, разработанным именно для анализа вариабельности.
Обратите внимание, что не каждый гаджет подойдет для измерения вариабельности — например, популярные Fitbit и Mi Band не «отдают» значения интервалов между ударами сердца, поэтому на базе их данных нельзя вычислить параметры, связанные с HRV. Список подходящих устройств можно посмотреть, например, тут.
Какие показатели рассчитываются на базе HRV
Один из главных параметров вариабельности сердечного ритма — это SDNN (Standard Deviation of the Normal-to-Normal). Как можно догадаться из названия, он помогает узнать стандартное (среднеквадратичное) отклонение интервалов между ударами сердца — их еще называют RR-интервалами — от среднего значения. Именно этот параметр отслеживают Apple Watch, и его можно увидеть в приложении Apple Health.
Есть еще один важный параметр вариабельности, сходный с SDNN — RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences). Для его расчета используется разница между каждым RR-интервалом и предыдущим интервалом — то есть этот показатель дает представление о динамике. Параметр RMSSD использует в измерении вариабельности кольцо Oura Ring — его вы увидите на графике HRV в приложении Oura.
И SDNN, и RMSSD, и RR-интервалы измеряются в миллисекундах (мс).
На базе полученных параметров — SDNN, RMSSD и RR-интервалов — высчитывают и другие показатели. Один из важнейших — это pNN50: он показывает вероятность того, что каждый случайно выбранный интервал будет отличаться от среднего более чем на 50 мс. Сравнивая здоровых людей с теми, у кого, например, есть проблемы с сердцем, можно увидеть, что у здоровых показатель pNN50 оказывается выше.
Еще на базе HRV рассчитываются «волны». Не будем углубляться в детали — просто представьте, что все RR-интервалы выстроили в столбики, и стали считать маленькие колебания волнами с высокой частотой (high frequency, HF), а большие — с низкой (low frequency, LF и very low frequency, VLF).
Какое отношение к здоровью имеют эти цифры?
Это главный вопрос. Речь здесь идет не прямом соответствии показателя состоянию организма (сдаешь анализ на кортизол –> понимаешь, какой у тебя уровень стресса), а о корреляции. Но — корреляции, подкрепленной большой статистикой.
Наблюдая, например, за показателем SDNN в течение длительных — суточных — измерений, ученые выяснили, что вариация этого показателя отражает, насколько хорошо в целом организм контролирует работу сердца. Это косвенно говорит о том, эффективна ли вегетативная (автономная) нервная регуляция организма. Обнаружили они это математически — проследив за корреляциями показателя SDNN и параметров, отражающих работу вегетатики.
Вегетативная система регулирует работу желез и внутренних органов в автономном режиме — в том смысле, что не зависит от воли человека: мы не можем усилием мысли заставить сердце биться быстрее или сузить зрачки. Состоит из двух дополняющих друг друга частей — симпатической и парасимпатической. Первая, вопреки названию, обычно не сулит ничего хорошего — это система, реагирующая на стресс. Вторая — регулирует работу организма в расслабленном, спокойном состоянии. Проще всего представить работу двух систем на примере травоядного животного — скажем, зебры: пока она мирно пасется, работает парасимпатическая система, при виде хищника включается система симпатическая. Чрезмерная, незатихающая активность симпатической системы у человека — признак хронического стресса.
Что делает с нами симпатическая и парасимпатическая нервная система. Источник: Silvia Bunge, ResearchGate
С RMSSD, который достаточно точен даже при краткосрочных замерах — около 5 минут, другая история. Ученые во время своих экспериментов, тоже математически, выяснили, что в коротких промежутках на разнице между соседними ударами сердца и вариабельности сердечного ритма больше сказывается парасимпатика — та часть автономной нервной системы, что отвечает за расслабление. Именно поэтому параметр RMSSD можно использовать для того, чтобы оценить, насколько хорошо организм сейчас восстанавливается.
В итоге: RMSSD — более точный параметр для краткосрочных замеров, больше реагирует на парасимпатику, позволяет прямо сейчас оценить восстановление; SDNN — менее точный в быстрых замерах, имеет смысл наблюдать за ним в динамике, чтобы оценить, насколько вы в стрессе, сбалансирована ли автономная нервная система и не является ли ваша симпатика чересчур активированной.
Про упомянутые выше «волны» установили такие соответствия: HF—волны отвечают в большей степени за работу парасимпатической системы и за дыхание. Если они в данный момент сильны, значит, вы активно восстанавливаетесь. Мощность HF-волн недостаточна? Возможно, организм работает из последних сил, и нужно сесть и расслабиться, помедитировать и подышать.
А вот LF-волны, напротив, отражают активность симпатической нервной системы — той самой, что отвечает мобилизацией на стресс. Если их мощность достаточна, значит, вы в тонусе. Слишком высокий показатель может говорить о том, что вы перенапряглись, и нужно сбавить обороты. Низкая активность LF волн — показатель того, что вы чересчур расслаблены, и надо собраться и добавить здорового стресса в жизнь.
Еще один важный показатель — это соотношение LF/HF. Оно отражает то, насколько сбалансирована работа вегетативной нервной системы между двумя ее отделами — симпатическим и парасимпатическим. В норме это соотношение должно быть не ниже единицы.
Показатель VLF тоже говорит скорее о состоянии организма в целом. Он помогает определить, справляется ли автономная нервная система с регуляцией вашего состояния — или для борьбы со стрессом уже приходится подключать центральную нервную систему.
Как это работает: пример
Я измерила вариабельность сердечного ритма во время написания этого текста. Все показатели оказались в порядке: SDNN равен 76 мс (это даже лучше, чем в среднем у женщин моего возраста — 25–35 лет), RMSSD — 59 мс, тоже чуть лучше, чем в среднем. Если же брать нормативные диапазоны, то я буду на верхней границе нормы — отличный результат. И pNN50, который у меня равен 32,8%, находится ровно на уровне среднего здорового молодого человека.
Приложение, которое я использовала — Welltory — выдало мне вердикт: сейчас вы в хорошем состоянии, у вас много энергии, а стресс оптимален. Поэтому, например, я могу сегодня пойти на силовую тренировку или взяться за сложную задачу по работе (чем я, собственно, и занимаюсь).
Но завтра мои параметры могут быть совсем иными — а значит, я получу другие советы и буду корректировать нагрузку в соответствии со своим состоянием.
Другой пример. Вчера я сделала измерение HRV перед сном.
Показатель HF-волн был на уровне 2170 мc2, LF — 1580 мc2. Соответственно, соотношение LF/HF было равно 0,7 — вроде бы ниже нормы. Но, как выяснилось, для позднего вечера это в самый раз: это значило лишь, что я хорошо восстанавливаюсь, и организм вошел в режим расслабления перед сном.
Показатель VLF оказался равен 4495 мc2. Приложение сказало мне, что это очень много — я, видимо, слишком вымоталась, и «из-за повышенного физического или эмоционального возбуждения автономная нервная система уже не справляется с управлением ритмом вашего сердца». В этот день я прошла около 12 тысяч шагов — это почти в два раза больше, чем я хожу обычно. Наверно, проблема была в этом.
Можно проще?
Для тех, кому лень разбираться во всем многообразии сложных параметров вариабельности, приложения предлагают простой «вердикт» — для этого показатели HRV переводятся в интуитивно понятные всем факторы. В случае с Welltory, которым пользуюсь я, это стресс, энергия и продуктивность (в вечернее время параметр «продуктивность» меняется на «тяжесть дня»).
Как рассчитываются эти факторы? Все довольно просто.
Есть готовые формулы, которые исследователи вывели математически, изучая разные параметры HRV, объективные и субъективные факторы самочувствия человека. Оказалось, что уровень стресса коррелирует с SDNN и LF — показателями, связанными с симпатикой. Энергия рассчитывается на базе работы парасимпатики, то есть параметров RMSSD и HF: чем хуже работает парасимпатическая нервная система, тем больше усталости копится — и энергии становится меньше. Наконец, показатель продуктивности/тяжести дня скоррелирован с работой префронтальной коры: чем больше она вынуждена вмешиваться в контроль за работой сердца, тем меньше ресурса остается для продуктивной работы. И определить это можно с помощью параметра VLF.
А как все эти готовые формулы применимы к жизни конкретного человека? Вот как: эти формулы «калибруются» под каждого пользователя приложения. Понятно, что мы все разные — и предсказать самочувствие любого случайного человека по одной и той же формуле было бы нереально. Поэтому приложение использует самообучающийся алгоритм — и в качестве исходных данных берет ваши замеры и обратную связь о самочувствии (картинка в правом верхнем углу).
Как применять это на практике?
Вариабельность сердечного ритма — хороший способ быстро и достаточно точно оценить функциональное состояние организма. В отличие от пульса, который в большей степени отражает реакцию организма на физическую активность, HRV учитывает также ментальную и эмоциональную нагрузку. Поэтому, измерив вариабельность сердечного ритма, вы можете в целом оценить, как ваше тело переносит все происходящее в вашей жизни.
Показатели, связанные с HRV, нестабильны. Поэтому интереснее всего наблюдать за ними в динамике. Если уж решите измерять вариабельность сердечного ритма, делайте это регулярно, желательно — в одно и то же время. Хотя бы 4–5 замеров в неделю — и со временем вы сможете увидеть какие-то тренды, заметить корреляцию параметров с образом жизни и, возможно, внести в него какие-то изменения.
Наверное, не стоит относиться к показателям вариабельности слишком серьезно. Замеры не должны заменять здравый смысл и ощущения, но они могут помочь в некоторых ситуациях. Например, так.