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Variabilidad del Ritmo Cardiaco (VRC) Universidad de Chile, Facultad de Medicina Diploma CAF Curso ECF Prof. Marcelo Cano Cappella Mayo 2010

Variabilidad Del Ritmo Cardiaco

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Universidad de Chile, Facultad de Medicina Diploma CAF Curso ECF

Variabilidad del Ritmo Cardiaco (VRC)

Prof. Marcelo Cano Cappellacci Mayo 2010

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Como se mide el acondicionamiento fsico?Mediante una integracin de los resultados de pruebas para cada uno de sus componentes. - Para efectos cardiovasculares y pronstico vital resulta ms efectivo el VO2 max. (consumo mximo de oxgeno). - Para efectos de AVD y autovalencia resulta ms importante la fuerza.

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Como se mide el acondicionamiento fsico? La variabilidad del ritmo cardiaco, como indicador de la funcin del sistema nervioso autnomo, es una manera indirecta de medir el acondicionamiento fsico.

Mayor variabilidad del ritmo cardiaco indica mejor acondicionamiento, mejor capacidad de adaptacin a situaciones de estrs y mayor sobrevida.

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Variabilidad del ritmo cardiaco (HeartRate Variability)

Es una medicin estadstico-matemtica de los cambios ocurridos en el ritmo instantneo cardiaco por influencias del sistema nervioso autnomo (simptico-parasimptico). En base a sus mecanismos fisiolgicos celulares de accin, la activacin del sistema simptico presenta efectos y temporalidades de accin que difieren de la activacin del parasimptico, adems de que ambos efectos, en general, son opuestos.

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Que beneficios presenta la medicin de HRV? Es un test en reposo, no invasivo, de bajo costo, porttil, que permite evaluar el nivel de acondicionamiento sin someter al riesgo inherente de una evaluacin maximal de acondicionamiento fsico estndar. Permitira estudiar la disminucin de riesgo CV por efectos de un plan de ejercicios para pacientes.

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Base fisiolgica celular: Los 2 procesos de aclaramiento (recaptura y washout) de noradrenalina (NT del sistema simptico) son relativamente lentos, por ello los efectos de la noradrenalina liberada pueden durar hasta 2 minutos. Los tejidos cardiacos tienen abundante acetilcolinesterasa, por lo que el efecto del neurotransmisor desaparece rpidamente al hidrolizarse la acetilcolina (NT del sistema parasimptico).

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Base fisiolgica celular:Esta distinta condicin de aclaramiento de cada neurotransmisor es responsable de las respuestas en frecuencia para la variabilidad del ritmo cardiaco.

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio tiempoVariable SDNN RMSSD SDSD NN50 count pNN50 % Unidad ms ms ms Descripcin Desviacin estndar de todos los intervalos NN La raz cuadrada del promedio de las diferencias entre intervalos NN adyacentes Desviacin estndar de las diferencias entre intervalos NN adyacentes. Numero de pares de intervalos NN adyacentes que difieren ms de 50 ms en todo el registro. NN50 dividido por el numero total de intervalos NN

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Qu se mide?En el dominio tiempo, mtodos geomtricosVariable HRV ndice triangular Unid. Descripcin Numero total de intervalos NN dividido por el alto del histograma de todos los intervalos NN medidos en una escala discreta con tramos de 1/128 s ms Ancho de la lnea base de la mnima diferencia al cuadrado de la interpolacin triangular del ms alto peak del histograma de los intervalos NN

TINN

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Grfico Poincar

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio frecuenciaVariable Unidad Descripcin Rango de frecuencia 5 min Potencia ms2 total VLF LF LF norm ms2 ms2 n.u. La varianza de los intervalos NN en Aprox. 0.4 Hz el segmento temporal Potencia en la muy baja frecuencia Potencia en la baja frecuencia Potencia LF en unidades normalizadas LF/(potencia totalVLF)*100 0.04 Hz 0.04 0.15 Hz

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio frecuenciaVariable HF HF norm Unidad ms2 n.u. Descripcin Potencia en la alta frecuencia Potencia HF en unidades normalizadas HF/(potencia totalVLF)*100 Razn entre LF(ms2) / HF(ms2) Rango de frecuencia 0.15-0.4 Hz

LF/HF

%

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (adultos)Variable Promedio intervalo RR SDNN SDANN RMSSD V.N. >750 ms 141 39 ms 127 35 ms 27 12 ms

Schumacher / R-R Interval Variability Analysis. Biological Research for Nursing 2004. Vol. 5, No. 3, Incluye informacin de Berntson et al (1997), Crawford et al (1999) y Task Force (1996)

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (adultos)Variable Potencia LF Potencia LF nu Potencia HF Potencia HF nu LF/HF V.N. 1170 416 ms2/Hz 54 4 n.u. 975 203 ms2/Hz 29 3 n.u. 1.5 2.0

Schumacher / R-R Interval Variability Analysis. Biological Research for Nursing 2004. Vol. 5, No. 3, Incluye informacin de Berntson et al (1997), Crawford et al (1999) y Task Force (1996)

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (otros autores)

BioMedical Engineering OnLine 2004, 3:24

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (otros autores)

Prognostic value of heart rate variability in patients with end-stage renal disease on chronic haemodialysis. Hidekatsu Fukuta, et al. Nephrol Dial Transplant (2003) 18: 318325

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Variabilidad del Ritmo CardiacoValores

Normales (otros autores)

Juan Sztajzel. Heart rate variability: a noninvasive electrocardiographic method to measure the autonomic nervous system. Swiss Med Wkly 2004;134:514522

Variabilidad del Ritmo CardiacoValores

Normales (otros autores)

F.S. Martinelli et al. Heart rate variability in athletes and nonathletes at rest and during head-up tilt HRV in athletes and nonathlete. Brazilian Journal of Medical and Biological Research (2005) 38: 639-647

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La HRV mejora con el entrenamiento fsico El mal acondicionamiento fsico genera un estrs constante sobre el sistema cardiocirculatorio para satisfacer las demandas de las actividades diarias. Esto se manifiesta en la HRV por predominar las bajas frecuencias en el anlisis espectral y por dar bajos ndices de variabilidad en el anlisis estadstico. Mejoras en el acondicionamiento fsico se acompaan de aumentos en el componente de alta frecuencia de la HRV y mejoras en los ndices estadsticos de HRV.

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Mean SD and individual values analyzed over 24 h for HR, high-frequency (HF) power normalized by the average R-R interval [coefficient of component variance (CCV%)] , LF/HF. Pre = pretraining; Post= posttraining. The differences within the groups after training were evaluated by Students paired t-test. NS, not significant

Mikko P. Tulppo et al. Effects of aerobic training on heart rate dynamics in sedentary subjects. J Appl Physiol 95: 364372, 2003.

Paciente Piloto con plan de ejercicio en gimnasio

ANTES

DESPUES

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Tutorialhttp://www.physionet.org/events/hrv-2006/stauss.pdf

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Heart Rate Variability Analysis0 1 RRI (s) 300

DCAF. Variabilidad 06 mayo 08.txt Page 1/1

Heart Rate Variability AnalysisRR Interval Tim e Series1 RRI (s)

DCAF. Variabilidad 06 mayo 08.txt Page 1/1

RR Interval Tim e Series

1269

1569

0.5 0 0.2 500 Time (s) 1000 1500

0.5 0 0.02 0 -0.02 -0.04 0 50 100 150 Time (s) Units (s) (s) (1/min) (1/min) (ms) (count) (%) Value 0.450 0.007 133.32 1.87 3.6 0 0.0 0.019 55.0 0.49 0.48 SD1 0.47 (s) 0.46 0.45 0.44 0.43 0.42 200 250 500 Time (s) 1000 1500

Selected RR Interval Tim e SeriesRRI (s)

Selected RR Interval Tim e SeriesRRI (s)

0 -0.2 0 50 100 150 Time (s) Units (s) (s) (1/min) (1/min) (ms) (count) (%) Value 0.823 0.058 73.66 5.35 44.2 75 20.7 0.115 285.0 1 0.95 0.9 (s) 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.7 0.8 0.9 1 60 70 80 90 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85n

200

250

Tim e Dom ain ResultsVariable Statistical Measures Mean RR* STD Mean HR* STD RMSSD NN50 pNN50 Geometric Measures RR triangular index TINN

Poincare Plot*SD1 = 31.7 ms

(Short-term HRV) SD2 = 115.1 ms (Long-term HRV)

Tim e Dom ain ResultsVariable Statistical Measures Mean RR* STD Mean HR* STD RMSSD NN50 pNN50 Geometric Measures RR triangular index TINN

Poincare Plot*SD1 =

2.9 ms (Short-term HRV) SD2 = 16.8 ms (Long-term HRV)

SD2 SD1

SD2

n+1

RRI

(ms)

(ms)

Distributions*

Distributions*

0.9

0.95

1

0.42

0.44

0.46 RRI (s)

0.48

125

130

135

140

RRI

n+1

0.42

0.43

0.44

0.45

0.46n

0.47

0.48

0.49

RRI (s)

HR (beats/min)

RRI (s)

HR (beats/min) -4 x 10

RRI (s)

Frequency Dom ain ResultsNon Parametric Spectrum (FFT) 0.02 0.01 PSD (s2/Hz) PSD (s2/Hz) Parametric Spectrum (AR Model)

Frequency-4 Dom ain Resultsx 10 1.5 1.5 PSD (s /Hz) 1 PSD (s2/Hz) 1 0.5 0 0 Frequency Band VLF LF HF LF/HF 0.1 Peak (Hz) 0.0293 0.0664 0.1934 0.2 0.3 0.4 Power (n.u.) 86.8 13.2 0.52

Non Parametric Spectrum (FFT)

Parametric Spectrum (AR Model)

0.015 0.01 0.005 0 0 0.1 Peak (Hz) 0.0195 0.0859 0.2070 0.2 0.3 0.4 Power (n.u.) 68.1 31.9 0.5 Frequency (Hz) Power Power (ms2 ) (%) 134 14.3 547 58.4 256 27.3 2.138

0.005

0.5

0 0 Frequency Band VLF LF HF LF/HF 0.1 Peak (Hz) 0.0000 0.1016 0.2051 0.2 0.3 0.4 Power (n.u.) 74.7 16.8 0.5 Frequency (Hz) Power Power (ms2) (%) 322 21.1 979 64.4 220 14.5 4.450

0 Frequency (Hz) Power Power (ms2 ) (%) 9 67.6 4 28.1 1 4.3 6.599

0 Frequency Band VLF LF HF LF/HF

0.1 Peak (Hz) 0.0000 0.0684 0.3652

0.2

0.3

0.4 Power (n.u.) 74.6 3.7

0.5

Frequency Band VLF LF HF LF/HF

Frequency (Hz) Power Power (ms2) (%) 11 60.0 7 38.1 0 1.9 19.996

05-Jun-2008 - HRV Analysis Software v1.1 SP1

*Results are calculated from the non-detrended selected RRI signal.

T he Biomedical Signal Analysis Group 05-Jun-2008 - HRV Analysis Software v1.1 SP1 Department of Applied Physics University of Kuopio, Finland *Results are calculated from the non-detrended selected RRI signal.

T he Biomedical Signal Analysis Group Department of Applied Physics University of Kuopio, Finland

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Ejemplo de alto grado de RSARespiration Rate Cambios en la FC con la respiracin. Se observa un elevado tono vagal y gran variabilidad. Heart

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Ejemplo de bajo grado de RSASe observa un bajo tono vagal o aumento en la acividad simptica y baja variabilidad de la FC relacionada con la respiracin.

Respiration Heart Rate

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Mediciones espectrales para 5 sujetos en 3 condiciones de evaluacin (5 minutos)60 50 40 30 20 10 0 Basal Estrs Pensamientos + VLF LF HF

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HRV y BdmintonVariabilidad de la frecuencia cardiaca en un deportista juvenil durante una competicin de bdminton de mximo nivel. Rev Andal Med Deporte. 2009;2(2):70-4