Engy

Методология анализа вариабельности сердечного ритма. Просто о сложном

В основе Engy Health лежит методология анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР, или Heart Rate Variability — HRV). Методология создана учёными кардиологами и физиологами ИМБП РАН в 1960-х годах для контроля стресса, напряжения и здоровья космонавтов во время их подготовки к полётам с целью избегания срывов в экстремальных для организма условиях.

Благодаря доказанной эффективности в космической кардиологии, с 1970-х годов методология постепенно начала использоваться в спортивной медицине ввиду схожести задач — обеспечить здоровье спортсмена и отсутствие срывов перед соревнованиями вопреки повышенному физическому и психическому напряжению.

Вскоре ВСР также стала популярна в промышленной и военной медицине. В 1996 году приняты международные стандарты ВСР. Сегодня Engy Health делает ранее «закрытые» для повседневного использования методы ВСР доступными каждому для управления своим стрессом и напряжением, для профилактического контроля ментального и физического здоровья, для избегания срывов, выгораний и перенапряжения.

01. Что такое вариабельность сердечного ритма (ВСР)?

Это физиологическое явление, проявляющееся в неравномерной длительности интервалов между ударами сердца

02. Чем обусловлена вариабельность сердечного ритма?

Сердце и нервная система взаимосвязаны. Явление ВСР связано со способностью различных частей нервной системы влиять на сердечный ритм благодаря наличию в сердце большого количества нервных окончаний. Например, нервная система может замедлять или убыстрять пульс: во время стресса ваш пульс быстрее, а во время сна — спокойней.

03. Как анализируется вариабельность сердечного ритма?

Вариабельность сердечного ритма напоминает волну: короткие интервалы сменяются длинными интервалами.

Ученые применяют три метода для анализа волн вариабельности сердечного ритма:

• Спектральный анализ
• Анализ вариационной пульсометрии
• Статистический анализ

Методы анализа вариабельности сердечного ритма, применяемые сервисом Engy Health, в точности соответствуют методологическим требованиям ИМБП РАН и закреплены в «Стандартах измерения, физиологической интерпретации и клинического использования» Рабочей группы Европейского Кардиологического Общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии подробнее.

Как работает метод спектрального анализа?

В рамках спектрального анализа к вариабельности сердечного ритма применяется математическое преобразование Фурье. После преобразования Фурье выделяется 3 волны:

HF (High Frequency) — мощность высокочастотной области спектра, быстрые волны, диапазон от 0.15 Гц до 0.4 Гц, периоду между 2.5 сек и 7 сек. Мощность волны коррелирует с уровнем синтеза ацетилхолина, органического соединения в нашем организме, вырабатываемого под воздействием сигналов парасимпатической нервной системы (о симпатической и парасимпатической системах читайте в следующей главе). Таким образом, через анализ HF-волн мы можем увидеть напряжение парасимпатической нервной системы

LF (Low Frequency) — мощность низкочастотной части спектра, медленные волны, диапазон от 0.04 Гц до 0.15 Гц, период между 7 сек и 25 сек. Мощность волны коррелирует с уровнем синтеза адреналина, медиатора симпатической части вегетативной нервной системы. То есть LF показывают напряжение симпатической нервной системы.

VLF (Very Low Frequency) — очень медленные волны, с частотой до 0.04 Гц. Период между 25 до 300 сек. VLF отражает работу гуморальной системы, которая влияет на состояние организма через изменение химического состава крови под действием сигналов центральной нервной системы. VLF коррелирует с напряжением гуморальной системы.
В сервисе Engy Health с помощью спектрального анализа рассчитываются показатели Total Power, Состав TP, HF, LF, VLF и Баланс LF/HF.

Как работают методы вариационной пульсометрии?

Методы вариационной пульсометрии предполагают геометрический анализ гистрограмм, созданных на основе данных пульса. На гистограммах ниже по горизонтальной оси отражена длительность кардиоинтервалов, а по вертикальной — частота повторения кардиоинтервалов с этой длительностью. Слева указана типичная гистограмма человека не вовлеченного в стресс, справа — испытывающего стресс. На основе данных гистограмм измеряются геометрические параметры фигур.

Гистограмма человека, находящегося в спокойном состоянии

Гистограмма человека, находящегося в стрессе

В Engy Health методы вариационной пульсометрии применяются для расчёта показателей Диаграмма Баевского, ПАРС, Стресс (Индекс Напряжения) и Пульс.

Как работает статистический анализ?

Основаны на статистическом анализе гистограмм. В сервисе Engy Health на основе статического анализа рассчитываются показатели SDNN, RMSSD и CV.

04. За что ответственны симпатическая, парасимпатическая и центральная нервная системы?

Анализ вариабельности сердечного ритма позволяет выявлять напряжение различных элементов нервной системы по отдельности. Одна из важнейших функций нервной системы — реагировать на изменения внешней и внутренней среды и адаптировать организм к этим изменениям, при этом стресс выступает инструментом данной адаптации. Системами адаптации в организме являются симпатическая и парасимпатическая нервные системы.

Представим, что в вашей жизни случается стрессовая ситуация, например, на улице вы встретили злую собаку. У вас расширятся зрачки, уменьшится слюноотделение, увеличится пульс и пр. За мобилизацию организма при стрессе ответственна симпатическая нервная система, напряжение которой мы можем проанализировать с помощью LF-волн. В Engy Health мы называем LF — Активностью.

Если вы убежали от собаки, то организм постепенно восстановится после стресса: сузятся зрачки, увеличится слюноотделение, восстановится пульс. За восстановление организма после стресса ответственна парасимпатическая нервная система. В сервисе Engy Health мы называем HF — Восстановлением.

Предположим, вы инстинктивно боитесь собак, но ваш мозг остановил вас от побега: на собаке был намордник, и ваш мозг — орган центральной нервной системы — убелил вас, что она не представляет опасности. Степень сознательного вмешательства центральной нервной системы в автономную работу симпатической и парасимпатической нервных систем можно проанализировать с помощью VLF-волн. В сервисе Engy Health мы называем VLF — Мотивацией, она коррелирует со степенью психологического и/или интеллектуального перенапряжения.

ЦНС

Парасимпатическая

Симпатическая

Парасимпатическая

Сужает зрачок

Стимулирует слюноотделение

Замедляет сердцебиение

Сужает бронхи

Стимулирует пищеварение

Стимулирует желчный пузырь

Сокращает мочевой пузырь

Расслабляет прямую кишку

Симпатическая

Расширяет зрачок

Уменьшает слюноотделение

Увеличивает частоту сокращений сердца

Расслабляет бронхи

Замедляет пищеварение

Стимулирует выделение глюкозы печенью

Расслабляет мочевой пузырь

Сокращает прямую кишку

Стимулирует выделение адреналина

05. Какая практическая польза в контроле здоровья с помощью вариабельности сердечного ритма?

Осознание принципа работы нервной системы и управление напряжением её элементов даёт вам следующие возможности:

• Здоровье. Вы понимаете, когда ситуативный стресс из-за длительности и интенсивности может перерасти в хронический стресс, и избежать ментальных и физических срывов на нервной почве

• Продуктивность. Вы можете чётко и объективно определять предельную границу своей продуктивности в карьере или бизнесе, выход за которую чреват срывами

• Work/Life. Вы по объективным физиологическим данным можете определять оптимальный режим жизни, сна, работы, спорта, диет — на основе этих данных найти свой work/life баланс

• Здоровый спорт. Вы определяете оптимальный для вашего здоровья уровень спортивной нагрузки для избегания срывов и перетренированности. Вы более эффективно движетесь к своим целям в спорте и ЗОЖ.

• Осознанность. Вы можете объективно определять эффективность практик, направленных на снижение уровня стресса, включая йогу, медитации, восстановление в отпуске и пр.

• Экономия времени и денег. Вы вовремя делаете паузы, снижаете уровень стресса и восстанавливаете здоровье профилактически за счет своевременного отдыха, без медикаментозного или клинического вмешательства, обычно обладающих побочными эффектами

06. Как использовать ENGY

С помощью ENGY вы можете понять, какой режим оптимален именно для вас. Вы сможете осознанно управлять собственным здоровьем, отслеживая его реакции на стрессы, режим питания, сна, отдыха, работы. Выстраивайте оптимальный, индивидуальный work/life баланс с помощью математического анализа сердечного ритма.

ENGY и сон

Вариабельность сердечного ритма изменяется в зависимости от количества, качества и режима сна. Таким образом, с помощью анализа ВСР вы можете выявить оптимальный индивидуальный режим сна для поддержания здоровья

1. Фунтова, И. И., Е. С. Лучицкая, И. Н. Слепченкова, А. Г. Черникова, and Р. М. Баевский. «Исследование функционального состояния организма во время сна в условиях длительной невесомости. Космический эксперимент Сонокард.» Клиническая информатика и телемедицина 10 (2013): 59-74.
2. Вейн, А. М., К. В. Судаков, Я. И. Левин, Е. А. Юматов, Г. В. Ковров, and К. Н. Стрыгин. «Стадии сна после психоэмоциональных воздействий: индивидуальность изменений.» Физиологический журнал им. ИМ Сеченова 87, no. 3 (2001): 289-295.
3. Воронин, И. М., and Е. В. Бирюкова. «Вариабельность сердечного ритма во время сна у здоровых людей.» Вестник аритмологии 30 (2002): 68-71.
4. Chouchou, Florian, and Martin Desseilles. «Heart rate variability: a tool to explore the sleeping brain?.» Frontiers in neuroscience 8 (2014): 402.

ENGY и стресс

Стресс как таковой сам по себе не может считаться вредным: он необходим для повышения тонуса жизни. Однако частые стрессовые ситуации и отрицательные эмоциональные воздействия нарушают нормальную деятельность коры головного мозга и центров гипоталамической области. Ослабление же контроля со стороны коры головного мозга ведет к значительному повышению возбудимости сосудодвигательного центра и, следовательно, к нарушению сосудистого тонуса. Методы ВСР через оценку состояния симпатической нервной системы и баланс вегетативной нервной системы позволяют выявлять уровень стресса и контролировать его.

1. Меерсон, Ф. З. (1981). Адаптация, стресс и профилактика. Наука.
2. Судаков, К. В. «Новые акценты классической концепции стресса.» Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 123, no. 2 (1997): 124-130.
3. Судаков, К. В. «Индивидуальность эмоционального стресса.» Журнал неврологии и психиатрии им. CC Корсакова 105, no. 2 (2005): 4-12.
4. Димитриев, Д. А., and Е. В. Саперова. «Вариабельность сердечного ритма и артериальное давление при ментальном стрессе.» Российский физиологический журнал им. ИМ Сеченова 101, no. 1 (2015): 98-107.

ENGY и отдых

Благодаря какому отдыху вы восстанавливаетесь быстрее всего? Когда вам срочно нужно отдохнуть? Сколько нужно времени на восстановление после серьезной нагрузки? Метод ВСР, используемый в ENGY, даёт четкие индивидуальные ответы на эти вопросы

1. Коваленко, С. А., and Л. И. Кудий. «Особенности вариабельности сердечного ритма у лиц с различной частотой дыхания.» Физиология человека 32, no. 6 (2006): 126-128.
2. Щербаков, Н. С. «Анализ вариабельности сердечного ритма при функциональной нагрузке и состоянии покоя.» Здоровье и образование в XXI веке 13, no. 4 (2011).
3. Амиров, Н. Б., and Е. В. Чухнин. «Вегетативная регуляция ритма сердца у здоровых лиц в покое и при функциональных нагрузках.» Фундаментальные исследования 5 (2009): 7. Reply

ENGY и питание

В погоне за идеальной фигурой мы часто забываем о здоровье. Сбрасывая килограммы, наносим вред всему организму, поэтому после диеты и изнуряющих тренировок вес возвращается. Сервис ENGY с помощью ВСР позволяет отслеживать влияние диеты на комплексное состояние здоровья. Благодаря ENGY вы осознаете влияние диеты на уровень энергии, напряжения, ресурсов и здоровья организма

1. Карпенко, Ю. Д. Димитриев Д.А. «Влияние индекса массы тела на вариабельность сердечного ритма у студентов в условиях относительного покоя и экзаменационного стресса.» Journal of Siberian Medical Sciences 6 (2012).
2. Meule, Adrian, Rebecca Freund, Ann Kathrin Skirde, Claus Vögele, and Andrea Kübler. «Heart rate variability biofeedback reduces food cravings in high food cravers.» Applied psychophysiology and biofeedback 37, no. 4 (2012): 241-251.
3. Matsumoto, Tamaki, Chiemi Miyawaki, Hidetoshi Ue, Tomo Kanda, Yasuhide Yoshitake, and Toshio Moritani. «Comparison of thermogenic sympathetic response to food intake between obese and non‐obese young women.» Obesity Research 9, no. 2 (2001): 78-85.
4. Schulz, André, Diana S. Ferreira de Sá, Angelika M. Dierolf, Annika Lutz, Zoé Van Dyck, Claus Vögele, and Hartmut Schächinger. «Short‐term food deprivation increases amplitudes of heartbeat‐evoked potentials.» Psychophysiology 52, no. 5 (2015): 695-703.

ENGY и спорт

Достаточно ли у вас резервов, чтобы начать интенсивные тренировки и сколько времени нужно для восстановления сил, какой вид активности наилучшим образом повышает ваш адаптационный потенциал? Все это возможно исследовать с помощью метода ВСР и сервисом ENGY

1. Игишева, Л. Н., Э. М. Казин, and А. Р. Галеев. «Влияние умеренной физической нагрузки на ВСР у детей младшего и среднего школьного возраста.» Физиология человека 32, no. 3 (2006): 55-61.
2. Питкевич, Ю. Э. «Вариабельность сердечного ритма у спортсменов.» Проблемы здоровья и экологии 4 (26) (2010).
3. Шаханова, Ангелина Владимировна, Якуб Камболетович Коблев, and Светлана Станиславовна Гречишкина. «Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы спортсменов разных видов спорта по данным вариабельности ритма сердца.» Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки 1 (2010).
4. Викулов, A. Д., А. Д. Немиров, Е. Л. Ларионова, and А. Ю. Шевченко. «Вариабельность сердечного ритма у лиц с повышенным режимом двигательной активности и спортсменов.» Физиология человека 31, no. 6 (2005): 54-59.