Evaluación de la respiración profunda en un minuto y su relación con las mediciones de la VFC de 24 horas

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Evaluación de la respiración profunda en un minuto y su relación con las mediciones de la VFC de 24 horas

Autores: Rollin McCraty¹, Mike Atkinson¹, Joe Dispenza²

¹ Instituto de HeartMath, CA,   ² Encephalon Inc., WA, Estados Unidos

Resumen

La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC), el cambio en los intervalos de tiempo entre los latidos cardíacos adyacentes, es una propiedad emergente de los sistemas reguladores interdependientes que opera en diferentes escalas de tiempo para adaptarse a los desafíos ambientales y psicológicos. La VFC ajustada por edad baja también se ha confirmado como un predictor fuerte e independiente de problemas de salud futuros tanto en personas sanas como en pacientes con una amplia gama de enfermedades y se correlaciona con la mortalidad por todas las causas. Las grabaciones de VFC de 24 horas se consideran el "estándar de oro" y tienen mayor poder predictivo sobre el riesgo para la salud que las grabaciones a corto plazo. Sin embargo, no siempre es práctico o rentable obtener grabaciones de la VFC de 24 horas, y las grabaciones a corto plazo se han utilizado ampliamente en la investigación y en aplicaciones clínicas durante muchos años.

Este estudio examinó las correlaciones entre un período de reposo de 10 minutos, un protocolo de respiración rítmica profunda de 1 minuto, la respuesta de la presión de la mano y mediciones de VFC en un periodo de 24 horas en 28 individuos sanos. Sobre la base de los resultados del estudio inicial, el estudio principal examinó las correlaciones entre la evaluación de 1 minuto de respiración rítmica profunda y las mediciones durante 24 horas en una población general de 805 personas. En general, los hallazgos de los estudios sugirieron que la evaluación de la respiración rítmica profunda de 1 minuto tenía altas correlaciones con las mediciones de 24 horas de la VFC mediada vagalmente y con la potencia de la VLF.

Los hallazgos de este estudio sugieren que el protocolo de respiración profunda con ritmo de 1 minuto es una evaluación ideal a corto plazo que se puede utilizar en un contexto de detección de riesgos para la salud. Cuando se observan valores bajos, se recomienda realizar una evaluación de 24 horas.

Palabras clave: VFC, variabilidad de la frecuencia cardíaca, evaluación de riesgos, respiración profunda


Introducción

La investigación de los ritmos complejos del corazón o lo que ahora se llama variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) (Donald H. Singer y otros, 1988) se ha expandido rápidamente en los últimos años. Las fluctuaciones de latido a latido en la frecuencia cardíaca son el resultado de interacciones complejas y no lineales entre varios sistemas fisiológicos diferentes. Por tanto, la VFC se considera una medida de la función neurocardíaca que refleja las interacciones corazón-cerebro y la dinámica del sistema nervioso autónomo (SNA) (R. McCraty, Atkinson, Tomasino y Bradley, 2009; F. Shaffer, McCraty y Zerr, 2014). Un nivel óptimo de VFC refleja una función saludable y una capacidad de autorregulación inherente, adaptabilidad o resiliencia (FC Geisler, Kubiak, Siewert y Weber, 2013; R. McCraty y otros, 2009; R. McCraty, Childre, D, 2010; R McCraty y Zayas, 2014; Reynard, Gevirtz, Berlow, Brown y Boutelle, 2011; Segerstrom y Nes, 2007; DH Singer, 2010) Si bien demasiada inestabilidad, como las arritmias, es perjudicial para el funcionamiento saludable, muy poca variación indica un agotamiento del sistema relacionado con la edad, estrés crónico, patología o funcionamiento inadecuado en varios niveles de los sistemas de control autorregulador (Camm y col., 1996; Donald H. Singer y otros, 1988; Thayer, Hansen, Saus-Rose y Johnsen, 2009). Se ha demostrado claramente que la VFC disminuye con la edad y los valores ajustados por edad deben usarse en el contexto de la predicción del riesgo (Umetani, Singer, McCraty y Atkinson, 1998).

HRV reducido se encontró que era un mayor factor de riesgo de muerte post-infarto de miocardio que otros factores de riesgo conocidos (Wolf, Varigos, Hunt y Sloman, 1978), y puede predecir la neuropatía autonómica en pacientes diabéticos antes de la aparición de los síntomas (Braune y Geisendorfer, 1995; D. Ewing, Campbell y Clarke, 1976; Vinik, Maser, Mitchell, y Freeman, 2003). La VFC baja ajustada por edad también se ha confirmado como un predictor fuerte e independiente de problemas de salud futuros tanto en personas sanas como en pacientes con una amplia gama de enfermedades y se correlaciona con la mortalidad por todas las causas (Dekker y col., 1997; Tsuji et al., 1994). Un número de estudios han demostrado que la reducción de la HRV se asocia con las medidas de la inflamación en sujetos sin enfermedad aparente corazón (Sajadieh y col., 2004). La VFC reducida también se observa en pacientes con disfunción autonómica, ansiedad, depresión, asma y síndrome de muerte súbita del lactante (Agelink, Boz, Ullrich y Andrich, 2002; Carney y col., 2001; Cohen y Benjamin, 2006; Kazuma, Otsuka, Matsuoka y Murata, 1997).

La VFC también indica resiliencia psicológica y flexibilidad conductual, lo que refleja la capacidad de un individuo para autorregularse y adaptarse eficazmente a las cambiantes demandas sociales o ambientales (Beauchaine, 2001; Berntson, Norman, Hawkley y Cacioppo, 2008). Un número creciente de estudios ha relacionado específicamente la VFC mediada por vía vagal con la capacidad de autorregulación (F. Geisler y Kubiak, 2009; Reynard et al., 2011; Segerstrom y Nes, 2007) regulación emocional, (Appelhans y Luecken de 2006; F. Geisler, Vennewald, Kubiak y Weber, 2010) interacciones sociales, (FC Geisler y col., 2013; Smith et al., 2011) el sentido de coherencia de uno (Nasermoaddeli, Sekine y Kagamimori, 2004) y los rasgos de personalidad de la autodirección (Zohar, Cloninger y McCraty, 2013) y estilos de afrontamiento (Ramaekers, Ector, Demyttenaere, Rubens y Van de Werf, 1998).

Varios estudios han demostrado una asociación entre niveles más altos de VFC en estado de reposo mediada vagalmente y rendimiento cognitivo en tareas que requieren el uso de funciones ejecutivas (Thayer et al., 2009). Thayer ha demostrado que la VFC mediada vagalmente se correlaciona con el rendimiento cortical prefrontal y la capacidad de inhibir recuerdos no deseados y pensamientos intrusivos, y que la corteza prefrontal puede desconectarse cuando los individuos están estresados ​​o amenazados. Thayer también ha demostrado que la inactividad prefrontal prolongada puede conducir a hipervigilancia, actitud defensiva y aislamiento social (Thayer et al., 2009).


Análisis HRV

La cantidad de VFC que tiene un individuo se puede evaluar con varios enfoques analíticos, aunque los más comúnmente utilizados son el análisis en el dominio de la frecuencia (densidad espectral de potencia) y el análisis en el dominio del tiempo. Las interacciones entre la actividad neuronal autónoma, la presión arterial, los sistemas de control respiratorio y de nivel superior y los factores ambientales producen ritmos tanto a corto como a largo plazo en las mediciones de la VFC (Alabdulgader et al., 2018; 1996; Hirsch y Bishop, 1981; R McCraty et al., 2017; R. McCraty y otros, 2009). Como hay una serie de revisiones recientes sobre los mecanismos fisiológicos y la interpretación de la VFC, aquí solo se proporcionará un breve resumen (Ernst, 2017; Fatisson, Oswald y Lalonde, 2016; Laborde, Mosley y Thayer, 2017; F. Shaffer y otros, 2014).


Dominio de la frecuencia Medidas

La principal ventaja del análisis espectral es que proporciona información de frecuencia y amplitud sobre los ritmos específicos que existen en la forma de onda de HRV, proporcionando un medio para cuantificar estas oscilaciones durante un período determinado. El Grupo de Trabajo internacional estandarizó las oscilaciones del ritmo cardíaco en cuatro bandas de frecuencia primarias: alta frecuencia (HF), baja frecuencia (LF), muy baja frecuencia (VLF) y ultra baja frecuencia (ULF) (Camm y col., 1996). Los valores se expresan como la densidad espectral de potencia, que es el área bajo la curva (pico) en un ancho de banda dado del espectro (R McCraty y Shaffer, 2015).

El rango de HF es de 0.15 Hz a 0.4 Hz, lo que equivale a ritmos con períodos que se producen entre 2.5 y 7 segundos. Esta banda refleja la actividad parasimpática o vagal y con frecuencia se denomina banda respiratoria porque corresponde a las variaciones de la frecuencia cardíaca (FC) relacionadas con el ciclo respiratorio conocidas como arritmia sinusal respiratoria.

La gama LF es de entre 0.04 y 0.15 Hz, lo que equivale a ritmos o modulaciones con periodos que ocurren entre los 7 y 25 segundos. Esta región refleja principalmente la actividad de los barorreceptores en reposo (Alberto Malliani, 1995). En grabaciones ambulatorias de VFC de 24 horas, se ha sugerido que la banda LF refleja la actividad simpática y la relación LF / HF se ha utilizado de manera controvertida para evaluar el equilibrio entre la actividad simpática y parasimpática (A. Malliani, Lombardi, Pagani y Cerutti, 1994; Pagani, Lombardi y Guzzette, 1986; Pal et al., 2013). Sin embargo, varios investigadores han desafiado esta perspectiva y han argumentado de manera persuasiva que en condiciones de reposo, la banda LF solo refleja la actividad barorrefleja y no la inervación simpática cardíaca.^{40, 71, 96, 105-107} En grabaciones ambulatorias a largo plazo, la banda LF se aproxima bastante a la actividad simpática cuando se produce un aumento de la actividad simpática (Axelrod, Lishner, Oz y otros, 1987). Sin embargo, esta interpretación no es apropiado cuando se utilizan grabaciones de descanso a corto plazo (R McCraty y Shaffer, 2015). 

El VLF es la potencia en el rango entre 0.0033 y 0.04 Hz, lo que equivale a ritmos o modulaciones con períodos que ocurren entre 25 y 300 segundos. Aunque todas las medidas de 24 horas de la VFC que reflejan una VFC baja están relacionadas con un mayor riesgo de resultados adversos, la banda VLF tiene asociaciones más fuertes con la mortalidad por todas las causas que las bandas LF y HF (Hadase y col., 2004; Schmidt et al., 2005; Tsuji et al., 1996; Tsuji et al., 1994). La evidencia experimental sugiere que el ritmo VLF se genera intrínsecamente por el sistema nervioso cardíaca intrínseca del corazón y que la amplitud y la frecuencia de estas oscilaciones son modulados por la actividad simpática eferente (R McCraty y Shaffer, 2015).

El rango ULF cae por debajo de 0.0033 Hz (333 segundos o 5.6 minutos). Las oscilaciones circadianas en la frecuencia cardíaca son la fuente principal de este ritmo, aunque otros procesos reguladores de acción muy lenta aumentan la potencia en esta banda (Camm y col., 1996).


Las mediciones de tiempo de dominio

Los índices de dominio del tiempo cuantifican la cantidad de varianza en los intervalos entre latidos (IBI) utilizando medidas estadísticas. Las tres medidas de dominio del tiempo más comúnmente reportadas son el SDNN, el índice SDNN y el RMSSD. El SDNN es la desviación estándar de los intervalos entre latidos iniciados por el seno normal a normal (NN) medidos en milisegundos. Esta medida refleja el reflujo y el flujo de todos los factores que contribuyen a la VFC. En grabaciones de 24 horas, la SDNN está altamente correlacionada con ULF y la potencia total (Umetani y col., 1998). En las grabaciones en reposo a corto plazo, la fuente principal de la variación está mediada vagalmente. El índice SDNN es la media de las desviaciones estándar de todos los intervalos NN para cada segmento de 5 minutos. Por lo tanto, esta medición solo estima la variabilidad debida a los factores que afectan la VFC en un período de 5 minutos. En los registros de VFC de 24 horas, se calcula dividiendo primero el registro de 24 horas en 288 segmentos de cinco minutos y luego calculando la desviación estándar de todos los intervalos NN contenidos dentro de cada segmento. El índice SDNN es el promedio de estos 288 valores (Camm y col., 1996). Esta medida tiende a correlacionarse con la potencia de VLF durante un período de 24 horas (F. Shaffer y otros, 2014).

El RMSSD es la raíz cuadrada de las diferencias sucesivas entre los latidos cardíacos normales. Este valor se obtiene calculando primero cada diferencia de tiempo sucesiva entre latidos en milisegundos. Luego, cada uno de los valores se eleva al cuadrado y el resultado es la raíz cuadrada del promedio de todas las diferencias sucesivas al cuadrado. El RMSSD refleja la variación de latido a latido en la frecuencia cardíaca y es la principal medida del dominio del tiempo utilizada para estimar los cambios mediados vagalmente reflejados en la VFC (Camm y col., 1996). El RMSSD está correlacionado con la potencia de HF (F. Shaffer y otros, 2014).

El rango de frecuencia cardíaca media (MHRR) se calcula promediando las diferencias entre la frecuencia cardíaca máxima durante la inspiración y la frecuencia cardíaca mínima durante la espiración para cada ciclo respiratorio durante la duración de la prueba de 1 minuto, generalmente 5-6 respiraciones. El rango medio de intervalo entre latidos (MIBIR) se calcula de la misma manera que MHHR solo usando intervalos entre latidos en milisegundos. Esto evita la influencia potencial de la transformación de la frecuencia en latidos por minuto utilizada en el cálculo de la FCM.

La relación de la espiración a inspiración (proporción E: I), es la relación entre el intervalo RR más largo durante la expiración del intervalo RR más corto durante la inspiración. La media de las relaciones para cada ciclo de respiración durante el ensayo 1-minuto se utilizó en este estudio.


Longitudes de grabación

Las longitudes de registro de la VFC se pueden obtener durante períodos que van desde 1 minuto hasta semanas, aunque la duración más común de registro a corto plazo es de 5 minutos, mientras que el período más común a largo plazo es de 24 horas. La duración del período de registro afecta significativamente los valores de HRV (Laborde et al., 2017) y es inapropiado comparar cualquier métrica de HRV cuando se obtiene de diferentes longitudes de registro (Fred Shaffer y Ginsberg, 2017). Además, el contexto en el que se realiza la grabación también afecta significativamente a los valores, como el estado de reposo o ambulatorio, sentado o supino. Deben obtenerse registros de HRV de 24 horas para proporcionar una evaluación completa de las fluctuaciones de VL F y ULF (Kleiger, Stein, y Bigger, 2005).

Obviamente, los períodos de registro más largos proporcionan más información sobre la función autónoma, el estado de salud, las reacciones al estrés y las influencias ambientales de lo que es posible en los registros a corto plazo. Por ejemplo, la frecuencia cardíaca (FC) de 24 horas, las respuestas a los factores estresantes, las cargas de trabajo y los diferentes aspectos de los ritmos circadianos, las diferencias en la FC día-noche, los ciclos de sueño-vigilia, la actividad onírica, etc., solo se pueden observar en 24 horas grabaciones. Por lo tanto, los registros de la VFC de 24 horas se consideran el "estándar de oro" para la evaluación clínica de la VFC (Fred Shaffer y Ginsberg, 2017) y tienen mayor poder predictivo o riesgo para la salud que las grabaciones a corto plazo (L. Fei, X. Copie, M. Malik, y AJ Camm, 1996; Kleiger y col., 2005; Nolan et al., 1998), que normalmente no se correlacionan bien con las grabaciones de 24 horas (Lü Fei, Xavier Copie, Marek Malik y A John Camm, 1996).

Por supuesto, no siempre es práctico o rentable obtener registros de VFC de 24 horas en contextos de investigación, clínica, salud mental o evaluación de riesgos para la salud a gran escala. Por lo tanto, las grabaciones a corto plazo se han utilizado ampliamente en la investigación durante muchos años (Camm y col., 1996) y más recientemente en aplicaciones de consumo. Debe tenerse en cuenta que en las grabaciones en reposo a corto plazo, la fuente principal de la variación se debe a procesos (parasimpáticos) mediados por vía vagal (F. Shaffer y otros, 2014).

Si bien el protocolo de grabación a corto plazo más común es de 5 minutos en un estado de reposo sentado (Camm y col., 1996), Han utilizado los investigadores grabaciones de ultra-corta que van desde 10 segundos a 240 segundos (Baek, Cho, Cho y Woo, 2015; Bradley et al., 2010; van den Berg y otros, 2018). En un estudio que investigó las correlaciones entre los registros estándar de VFC de 5 minutos y ultracortos en una población grande, se encontró que se requerían diferentes longitudes mínimas de recodificación para cada variable de VFC y grupo de edad. Los hallazgos básicos fueron que la FC requirió 10 segundos, la potencia HF requirió 20 segundos, RMSSD requirió 30 segundos, la potencia LF requirió 90 segundos, la SDNN requirió 240 segundos, mientras que la potencia VLF requirió 270 segundos (Baek et al., 2015).

Otro enfoque para las evaluaciones de la VFC a corto plazo se desarrolló a partir de los protocolos desarrollados para las evaluaciones de la función autónoma en pacientes diabéticos llamado respuesta de la frecuencia cardíaca a la respiración profunda (DJ Ewing, Martin, Young y Clarke, 1985; Watkins y MacKay, 1980). Para esta evaluación, el paciente se sienta en silencio y respira profunda y uniformemente a una frecuencia de 6 respiraciones por minuto durante tres ciclos de respiración sucesivos. Las frecuencias cardíacas máxima y mínima durante cada ciclo respiratorio se miden y expresan como las diferencias máxima y mínima en la frecuencia cardíaca. Se encontró que esta evaluación tiene una mejor utilidad diagnóstica en un paciente diabético que la maniobra de Valsalva, la respuesta de la frecuencia cardíaca de mentir a parado, el cambio de presión arterial postural y la prueba de agarre sostenido (DJ Ewing y col., 1985). Se encontró que el uso de 1 minuto a ritmo de respiración profunda a los 6 respiraciones por minuto protocolo como un índice de pronóstico después de un infarto de miocardio como una evaluación de HRV fue un buen predictor de la mortalidad y la muerte súbita por todas las causas en esta población (Katz, Liberty, Porath, Ovsyshcher y Prystowsky, 1999). Por tanto, se considera una de las pruebas más fiables de función cardiovagal (Baja, 2004).

Los dos indicadores más utilizados para la evaluación de la respiración profunda son la gama media de la frecuencia cardíaca (MHRR) y la relación de la espiración a inspiración (E: I). El método MHRR se mide a partir de una serie de respiraciones profundas sucesivos, a un ritmo de 6 respiraciones por minuto. La diferencia entre la frecuencia cardiaca máxima y mínima durante cada ciclo de respiración se calcula. El resultado se expresa como la media de las diferencias de la frecuencia cardíaca en latidos por minuto (BPM) (Escudos, 2009). La relación E: I evalúa la relación entre el intervalo RR más largo durante la expiración del intervalo RR más corto durante la inspiración (Ziegler y col., 1992). En esencia, la evaluación de respiración profunda de 1 minuto es un tipo de "prueba de provocación" que se utiliza para determinar la cantidad máxima de VFC mediada vagalmente (parasimpática) que su sistema nervioso autónomo es capaz de producir en el momento de la medición. En un estudio con 293 participantes con edades comprendidas entre los 10 y los 82 años, se comparó la evaluación de la VFC en reposo de 5 minutos y la evaluación de la respiración profunda con ritmo de 1 minuto en las medidas del dominio del tiempo y de la frecuencia y en las relaciones MHHR y E: I. Se encontró que la variación máxima de las medidas de frecuencia cardíaca en la prueba de respiración profunda de 1 minuto tenía las correlaciones negativas más altas con la edad en comparación con todos los parámetros de la VFC en la evaluación de reposo de 5 minutos (Russoniello, Zhirnov, Pougatchev y Gribkov, 2013).

Solo conocemos un estudio que ha examinado las correlaciones entre las medidas de VFC a corto plazo y de 24 horas, que se realizó en una población de pacientes con infarto de miocardio confirmado. La correlación entre un registro del estado de reposo de 5 minutos y las medidas de 24 horas fue relativamente pobre (r = 0.51), aunque fue significativa. Al año de seguimiento, tanto las medidas a corto como a largo plazo fueron significativamente menores en los pacientes que murieron que en los supervivientes. Sin embargo, la evaluación a largo plazo fue claramente superior al estado de reposo, las evaluaciones a corto plazo para predecir el riesgo. Los autores sugirieron que se deberían utilizar grabaciones a corto plazo para todos los pacientes y realizar una evaluación de 24 horas en personas con valores de VFC a corto plazo deprimidos (Lü Fei y col., 1996).


Métodos y procedimientos.

En los estudios que se informan aquí, examinamos las correlaciones entre las medidas de VFC en estado de reposo a corto plazo, la evaluación de respiración profunda con ritmo de 1 minuto y las medidas de 24 horas. Se realizaron dos estudios. El primero fue un estudio piloto de laboratorio más pequeño (N-28) con individuos sanos que comparó un período de estado de reposo de 10 minutos, estados de reposo de un minuto (promedio de un minuto de la grabación de 10 minutos), respuesta de VFC al ejercicio de agarre manual , la evaluación de respiración profunda con ritmo de 1 minuto y las medidas de 24 horas. El segundo estudio primario examinó las correlaciones entre la evaluación de respiración profunda con ritmo de 1 minuto y las medidas de 24 horas en una población general (N = 805) de individuos, independientemente del estado de salud.


Participantes

Los participantes en el estudio piloto (N-28) fueron voluntarios sanos que eran empleados de una de las dos organizaciones HeartMath ubicados en Boulder Creek, CA. 70% eran mujeres (17 mujeres, 11 hombres). El grupo en su conjunto tenía una edad media de 55 años (rango 25-64 años). Las personas con un trastorno de salud conocido o que tomó los medicamentos que se sabe afectan la función autonómica fueron excluidos del estudio. El estudio se llevó a cabo en el otoño de 2010.

Para el estudio primario, los participantes (N = 805) fueron reclutados de una población general de individuos, independientemente del estado de salud, que asistían a una de una serie de conferencias de autodesarrollo entre 2014 y 2016 en varias ciudades como Cabo, Bon y Tacoma. El 73% eran mujeres (596 mujeres, 213 hombres). La edad media fue de 50.1 años (rango 19-89 años). No hubo criterios de exclusión, aparte de aceptar firmar el formulario de consentimiento informado. La investigación cumplió con todos los estándares aplicables para la ética de la experimentación de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Todos los participantes firmaron un consentimiento informado y pudieron retirarse del estudio en cualquier momento.


Recolección de datos de HRV

Todos los participantes en ambos estudios se sometieron a grabaciones de VFC ambulatorias de 24 horas (Bodyguard2, Firstbeat Technologies Ltd., Jyväskylä, Finlandia). Se instruyó a los participantes sobre cómo detener la grabadora al final del período de grabación de 24 horas. Se utilizaron electrodos desechables transpirables microporosos Ambu Blue Sensor VL para todas las grabaciones. Los electrodos se colocaron en una posición V5 modificada. El registrador HRV calcula el intervalo RR (R es un punto correspondiente al pico del complejo QRS de la onda del ECG; y RR es el intervalo entre R sucesivas) del electrocardiograma muestreado a 1000 Hz. Los datos del intervalo RR se almacenaron localmente en la memoria del dispositivo y se descargaron a una estación de trabajo de computadora al finalizar las grabaciones.

Todas las grabaciones de VFC se analizaron usando DADiSP 6.7. Inter-Beat-intervalos mayores o menores que 30% de la media de los cuatro intervalos anteriores se consideraron artefactos, y se retiraron de la ficha análisis. Siguiendo un procedimiento automatizado edición, todas las grabaciones fueron revisadas manualmente por un técnico experimentado, y, si es necesario, corregir. Las grabaciones diarias fueron procesados ​​en segmentos consecutivos de 5 min de acuerdo con las normas establecidas por el Grupo de Trabajo de HRV. (Novak, Saul y Eckberg, 1997) Se excluyó del análisis cualquier segmento de 5 minutos con> 10% de los IBI faltantes o eliminados durante la edición.


Estudio piloto

Los participantes completaron un registro del estado de reposo de 10 minutos mientras estaban sentados en posición vertical en una silla cómoda, luego de lo cual realizaron la Evaluación de respiración profunda de HRV de 1 minuto, seguida de un ejercicio de agarre manual de dos minutos poco después de que se conectó el registrador de HRV de 24 horas. El ECG se registró (Biopac MP 30) a una frecuencia de muestreo de 250 Hz durante cada segmento del protocolo. Para la grabación del estado de reposo, se indicó a los participantes que se sentaran en silencio durante 10 minutos sin hablar, mascar chicle, leer, etc.), tratando de permanecer lo más quietos posible sin sacrificar la comodidad. Se les indicó que no meditaran ni utilizaran otras prácticas similares, que no participaran en una actividad mental o emocional intensa y que mantuvieran los ojos abiertos para evitar quedarse dormidos. Para la respiración profunda con ritmo de 1 minuto, se indicó a los participantes que respiraran tan profundamente como pudieran al ritmo que se muestra en una pantalla de ritmo de respiración (XXX), que era un ritmo de diez segundos (cinco segundos en la respiración y cinco segundos en la exhalación). El período de estimulación duró un minuto (seis ciclos de respiración). Algunas personas necesitaron una sesión de práctica antes de completar con éxito el aspecto de respiración profunda del protocolo. Para el segmento de agarre manual del protocolo, la fuerza de agarre máxima de cada participante se determinó primero (dinamómetro Biopac MP3X) a partir de dos breves contracciones con su mano no dominante. Posteriormente, los participantes realizaron un agarre manual sostenido durante 2 minutos al 35% de su fuerza máxima de agarre. Este fue típicamente un ejercicio exhaustivo.


Estudio primario

Para el estudio primario, a todos los participantes se les equipó y usaron una grabadora de VFC ambulatoria durante 24 horas. Al comienzo del período de registro, se instruyó a los participantes en el protocolo de respiración profunda con ritmo de 1 minuto como se describe anteriormente. La única diferencia fue que a los participantes no se les dio una sesión de práctica.


Estadística

Se calcularon los coeficientes de correlación y los valores de P para todas las medidas de HRV de 24 horas y de corto plazo (IBM SPSS ver 22). Las correlaciones para el estudio piloto se presentan en la Tabla 1 y las correlaciones para el estudio primario se presentan en la Tabla 2.


Resultados

Estudio piloto

Como se muestra en la Tabla 1, todas las evaluaciones HRV ensayadas tiene significativas correlaciones negativas con la edad. Las correlaciones más altas eran las medidas de 24 horas de LF y HF potencia (r = -0.62, -0.59 p <0.01), seguido de potencia total (TP) (r = -0.56 p <0.01), y el poder VLF (r = -0.48, p <0.05). La evaluación de la respiración profunda 1-minuto tenía las siguientes correlaciones más altas negativos: SDNN (r = -0.57, p <0.01), RMSSD (r = -0.56, p <0.01) y MHHR (r = -0.49, p <0.01). Las correlaciones en la evaluación del estado y empuñadura descansando 10 minutos con la edad tuvieron resultados similares para potencia HF (r = -0.53, p <0.01). La potencia de LF era (r = -0.41, p <0.01) para el estado de reposo de 10 minutos, y (r = -0.46, p <0.01) para la evaluación del mango. La potencia de VLF para el estado de reposo no se correlacionó significativamente con la edad.


Respiración profunda a ritmo de 1 minuto

En general, el 1 min. la respiración profunda con ritmo tuvo las correlaciones más altas con las medidas de 24 horas. El SDNN se correlacionó con la potencia de AF de 24 horas (r = 0.74, p <0.01), la potencia de LF (r = 0.72, p <0.01), la potencia de VLF (r = 0.64, p <0.01), TP (r = 0.70, p <0.01), RMSSD (r = 0.71, p <0.01) y SDNN (r = 0.66, p <0.01). De manera similar, la RMSSD se correlacionó con la potencia de AF (r = 0.72, p <0.01), la potencia de LF (r = 0.74, p <0.01), la potencia de VLF (r = 0.67, p <0.01), TP (r = 0.72, p <0.01) y SDNN (r = 0.69, p <0.01). La FCM también estuvo altamente correlacionada con la potencia de AF (r = 0.77, p <0.01), la potencia de LF (r = 0.75, p <0.01), la potencia de VLF (r = 0.66, p <0.01) y TP (r = 0.72, p <0.01), RMSSD (r = 0.73, p <0.01) y SDNN (r = 0.58, p <0.01).


Estado de reposo 10 Minuto

En la evaluación del estado de reposo de 10 minutos, la potencia de HF se correlacionó con HF de 24 horas (r = 0.71, p <0.01), LF (r = 0.70, p <0.01), VLF (r = 0.51, p <0.01), TP (r = 0.60, p <0.01) RMSSD (r = 0.60, p <0.01) y SDNN (r = 0.48, p <0.01). La potencia de LF se correlacionó con la LF de 24 horas (r = 0.50, p <0.01), la potencia de VLF (r = 0.39, p <0.05), TP (r = 0.44, p <0.05) pero no se correlacionó con la de 24 horas RMSSD o SDNN. La única correlación de la potencia de VLF en el registro del estado de reposo fue con VLF de 24 horas (r = 0.46, p <0.05). El TP se correlacionó con HF de 24 horas (r = 0.49, p <0.01), LF (r = 0.50, p <0.01), VLF (r = 0.52, p <0.01), TP (r = 0.53, p <0.01 ) RMSSD (r = 0.38, p <0.05) y SDNN (r = 0.42, p <0.05).


Empuñadura

Durante la evaluación del agarre manual, la potencia de HF se correlacionó con HF de 24 horas (r = 0.58, p <0.01), LF (r = 0.58, p <0.01), VLF (r = 0.46, p <0.01), TP (r = 0.53, p <0.01), RMSSD (r = 0.55, p <0.01) y SDNN (r = 0.46, p <0.05). La potencia de LF se correlacionó con HF de 24 horas (r = 0.51, p <0.01), LF (r = 0.58, p <0.01), potencia de VLF (r = 0.54, p <0.05) TP (r = 0.58, p <0.05 ) y RMSSD (r = 0.56, p <0.01). El TP se correlacionó con HF de 24 horas (r = 0.58, p <0.01), LF (r = 0.63, p <0.01), VLF (r = 0.72, p <0.01), TP (r = 0.61, p <0.01 ), RMSSD (r = 0.63, p <0.01) y SDNN (r = 0.40, p <0.05).


Tabla 1

Basándonos en el resultado del estudio piloto, optamos por utilizar el protocolo de respiración profunda con ritmo de 1 minuto en el estudio primario.


Estudio primario

Todas las evaluaciones de la VFC con la excepción de Ibis en las evaluaciones de 24 horas tenían significativas correlaciones negativas con la edad (Tabla 2). Las correlaciones más altas eran con el LF (r = -0.521, p <0.01) y la potencia HF (r = -0.506, p <0.01), seguido de TP (r = -0.455 p <0.01), el índice de SDNN (r = -0.436 , p <0.01), RMSSD (r = -0.427, p <0.01), y el poder VLF (r = -0.377, p <0.05). 

Para las correlaciones entre 1 min. evaluación de respiración profunda estimulada y medidas de 24 horas, las correlaciones más altas fueron con la media de IBI (r = 0.761 p <0.01) y su medida relacionada HR (0.756 p <0.01) ,. Los IBI tienen una relación inversa con la frecuencia cardíaca, donde los IBI más grandes equivalen a una frecuencia cardíaca más baja. La frecuencia cardíaca y los IBI son un indicador ideal de los cambios en el equilibrio relativo entre la actividad parasimpática y simpática y cómo el sistema autónomo responde y se adapta a varios tipos de factores estresantes o desafíos (R McCraty y Shaffer, 2015).

Las correlaciones más altas para las variables de la VFC con las fuentes eran mediadas por el vago de la VFC. El 1-min. de ritmo respiración profunda RMSSD se correlacionó positivamente con alimentación de 24 horas HF (r = 0.60, p <0.01), RMSSD (r = 0.62, p <0.01), energía de BF (r = 0.64, p <0.01). También se correlacionó con el poder VLF (r = 0.57, p <0.01) TP (r = 0.42, p <0.01), el índice de SDNN (r = 0.59, p <0.01), y SDNN (r = 0.41, p <0.01) .

El MIBIR, ms también estuvo altamente correlacionado con las variables mediadas por vía vagal de 24 horas; Potencia de AF (r = 0.52, p <0.01), RMSSD (r = 0.52, p <0.01) y potencia de LF (r = 0.58, p <0.01). También se correlacionó con la potencia de VLF (r = 0.49, p <0.01), la potencia total en 5 min (r = 0.54, p <0.01), TP (r = 0.37, p <0.01), índice SDNN (r = 0.51, p <0.01) y SDNN (r = 0.36, p <0.01).

La SDNN de respiración profunda de ritmo profundo de 1 minuto se correlacionó con la potencia de AF de 24 horas (r = 0.55, p <0.01), la potencia de LF r = (0.61, p <0.01), la potencia de VLF (r = 0.53, p <0.01) , TP (r = 0.59, p <0.01), RMSSD (r = 0.55, p <0.01), índice SDNN (r = 0.56, p <0.01) y SDNN (r = 0.40, p <0.01).

Tabla 2.

Discusiones y conclusiones

Examinamos las correlaciones entre las medidas de la VFC durante un estado de reposo a corto plazo, la respiración profunda con ritmo de 1 minuto, el agarre manual y las medidas de 24 horas. En el estudio piloto, que se llevó a cabo en nuestro laboratorio con individuos sanos conocidos, pudimos asegurarnos de que todos los protocolos se siguieron cuidadosamente. Esto fue especialmente importante para la evaluación de respiración profunda a ritmo de 1 minuto, ya que es importante que los participantes respiren tan profundamente como puedan durante la evaluación. Descubrimos que muchos de los participantes requerían una sesión de práctica antes de poder familiarizarse con la respiración tan profundamente como se sintieran cómodos al ritmo de seis respiraciones por minuto.

En esencia, la evaluación de la respiración profunda con ritmo de 1 minuto determina la VFC máxima práctica que el sistema cardiorrespiratorio es capaz de producir en el momento de la evaluación. Esto requiere que el participante respire a la frecuencia de resonancia del sistema cardiorrespiratorio y respire tan profundamente como pueda para maximizar el impulso respiratorio (Houtveen, Rietveld y De Geus, 2002). Resonancia se produce en un sistema oscilatorio cuando hay un gran aumento repentino en amplitud a una frecuencia específica. La mayoría de los modelos matemáticos muestran que la frecuencia de resonancia del sistema cardiovascular humano está determinado por los bucles de retroalimentación entre el corazón y el cerebro (Baselli y col., 1994; deBoer, Karemaker, y Strackee, 1987; Karavaev et al., 2016) y es de aproximadamente 0.1 Hz. La resonancia es un aspecto del estado de coherencia de la VFC, que se asocia con un cambio en el equilibrio autónomo hacia una mayor actividad parasimpática, mayor sincronización corazón-cerebro, mayor resonancia vascular y arrastre entre diversos sistemas oscilatorios fisiológicos (R. McCraty y otros, 2009; R. McCraty, Childre, D, 2010; Tiller, McCraty y Atkinson, 1996).

En general, los resultados del estudio piloto controlado sugieren que el 1-min ritmo de respiración profunda evaluación no sólo tenía las más altas correlaciones con las medidas de las 24 horas de la VFC mediada por el nervio vago, que también tenía un poco mejores correlaciones con el poder VLF que el 10- VFC en reposo minutos.

se llevó a cabo el estudio primario para aumentar la generalización de los resultados del estudio piloto con respecto a la 1-min ritmo evaluación respiración profunda. Mientras correlaciones algo inferiores a las medidas de 24 horas de HRV mediada por el nervio vago, y el poder VLF permanecieron pertinente, el RMSSD en 1-min. evaluación de la respiración profunda ritmo tenía una correlación 0.60 con una potencia HF 24 horas, una correlación 0.64 con potencia de BF y una correlación 0.57 con poder VLF. Este es un factor importante como el bajo consumo de energía en el ritmo VLF tiene asociaciones más fuertes con todas las causas de mortalidad que las bandas LF y HF (Tsuji et al., 1996; Tsuji et al., 1994), se asocia con muerte arrítmica (Bigger y col., 1992), Trastorno de estrés postraumático (Shah et al., 2013), Y de alta inflamación (Carney y col., 2007; Lampert y col., 2008). Además, fue el más corto en tiempo y es relativamente fácil de hacer.

En conclusión, los resultados de este estudio sugieren que el protocolo de respiración profunda ritmo de 1 minuto es un útil y una prueba potencialmente importante que puede ser utilizado en el contexto de la evaluación de riesgos de salud para la detección de pacientes. Cuando se encontraron valores bajos, se recomienda que se realice una evaluación de 24 horas.


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