COSA E’ LA HEART RATE VARIABILITY

La HRV e' la naturale variabilita' della frequenza cardiaca in risposta a fattori quali il ritmo del respiro, gli stati emozionali, lo stato di ansia, stress, rabbia, rilasssamento, pensieri, etc. In un cuore sano, la frequenza cardiaca risponde velocemente a tutti questi fattori, modificandosi a seconda della situazione, per meglio far adattare l'organismo alle diverse esigente che l'ambiente continuamente ci sottopone. In generale, un individuo sano mostra una buon grado di variabilita' della frequenza cardiaca, cioe' un buon grado di adattabilita' psicofisica alle diverse situazioni. La HRV e' correlata alla interazione fra il Sistema Nervoso Simpatico e Parasimpatico.

In particolare, il Sistema nervoso Simpatico, quando viene attivato, produce una serie di effetti quali: accelerazione del battito cardiaco, dilatazione dei bronchi, aumento della pressione arteriosa, vasocostrizione periferica, dilatazione pupillare, aumento della sudorazione. I mediatori chimici di queste risposte vegetative sono la noradrenalina, l'adrenalina, la corticotropina, e diversi corticosteroidi. Il sistema Simpatico e' la normale risposta dell'organismo a una situazione di allarme, lotta, stress.

Al contrario, il Sistema Nervoso Parasimpatico (chiamato anche Attivita' Vagale), quando viene attivato, produce un rallentamento del ritmo cardiaco, un aumento del tono muscolare bronchiale, dilatazione dei vasi sanguinei, diminuizione della pressione, rallentamento della respirazione, aumento del rilassamento muscolare, il respiro diventa piu' calmo e profondo, i genitali, mani e piedi diventano piu' caldi. Esso agisce attraverso il tipico mediatore chimico acetilcolina. Il Sistema Parasimpatico rappresenta la normale risposta dell'organismo ad una situazione di calma, riposo, tranquillita' ed assenza di pericoli e stress. Il nostro corpo, in ogni momento, si trova in una situazione determinata dall'equilibrio o dalla predominanza di uno di questi due sistemi nervosi.
La capacita' dell'organismo di modificare il proprio bilanciamento verso l'uno o l'altro sistema, e' molto importante ed e' un meccanismo fondamentale che tende all'equilibrio dinamico dell'organismo sia dal punto di vista fisiologico che psicologico. Da cio' la grande importanza di avere oggi uno strumento scientifico come la HRV in grado di valutare lo stato relativo del sistema nervoso Simpatico e Parasimpatico.
 

COME VIENE MISURATA LA HRV

I
 In ambito diverso dalla cardiologia, la HRV puo' essere piu' agevolmente misurata mediante un sensore Fotopletismografico applicato ad un dito. Il sensore fotopletismografico funziona attraverso l'emissione e la captazione di luce infrarossa, che e' assorbita dal sangue. Il sensore rileva le variazioni cicliche del tono pressorio nei capillari delle dita, che rappresentano fedelmente il battito cardiaco. Dopo essere stati digitalizzati, i dati sono analizzati da un software molto complesso che provvede a calcolare la distanza esatta fra un battito cardiaco e l'altro (questa distanza viene espressa in millisecondi) ed in questo modo si puo' creare un diagramma che esprime la distanza R-R fra un battito e l'altro, in funzione del numero di battiti cardiaci.



 
Esempio di segnale pletismografico: le varie onde rappresentano ogni battito cardiaco e le linee blu rappresentano il punto in cui il programma riconosce l'apice di ogni onda e quindi da qui calcola la distanza esatta in millisecondi fra un battito e l'altro.

Esempio di TACOGRAMMA.  
La distanza temporale fra un battito cardiaco ed il successivo viene chiamato tempo R-R e viene espresso in millisecondi (ms).
Il tacogramma viene raccolto normalmente nell'arco di 4-5 minuti (cioe' vengono conteggiati circa 300 battiti cardiaci in tutto)
A questo punto, il software esegue ulteriori analisi piu' complesse, attraverso operazioni chiamate "Resampling del tacogramma" poi segue la Trasformata di Fourier ed il calcolo dello Spettro di Potenza del tacogramma.

Lo Spettro di Potenza rappresenta le componenti di frequenza del tacogramma, e contiene le informazioni essenziali per arrivare finalmente alla stima del bilanciamento fra Simpatico e Parasimpatico. Lo Spettro di potenza (nel dominio delle frequenze) esprime la potenza delle frequenze comprese fra 0.01 e 0.4 Hz.
La potenza (Power) viene espressa in millisecondi al quadrato.

Gli studi e le ricerche degli ultimi 15 anni, hanno permesso di distinguere tre sotto-bande di frequenze, chiamate rispettivamente:
1) VLF (Very Low Frequency) frequenze comprese fra 0.01 e 0.04 Hz   La banda VLF e' dovuta in parte all'attivita' del Sistema Nervoso Simpatico, inoltre dai cambiamenti nella termoregolazione, ed in ambito psicologico, e' influenzata dalle preoccupazioni e dai pensieri ossessivi (worry and rumination)
2) LF (Low Frequency) frequenze comprese fra 0.04 e 0.15 Hz   La banda delle LF viene considerata principalmente dovuta all'attivita' del Sistema Nervoso Simpatico, e all'attivita' di regolazione dei barocettori.
3) HF (High Frequency) frequenze comprese fra 0.15 e 0.4 Hz.   La banda delle HF viene considerata espressione dell'attivita' del Sistema Nervoso Parasimpatico e del Vagale. Questa zona di frequenze subisce una elevata influenza da parte del ritmo e profondita' della respirazione.
4) Infine sono importanti anche i parametri chiamati "Deviazione Standard" del tacogramma o anche il parametro "Total Power" che e' proporzionale al quadrato della deviazione standard.
Entrambi questi parametri esprimono il grado complessivo della variabilita' della frequenza cardiaca, quindi la attivita' complessiva del Simpatico + Parasimpatico. Il rapporto invece fra Simpatico e Parasimpatico viene invece misurato dal rapporto fra LF/HF

RANGE DI NORMALITA’

L'esperienza clinica degli ultimi 15 anni ha anche permesso di arrivare a definire dei range normali di valori di tutti questi parametri:
Frequenza cardiaca, Deviazione standard Tacogramma (SD), Power Totale, Power VLF, Power LF, Power HF.
I valori della Power sono spesso espressi anche nella loro forma logaritmica, per es. Ln(TotPower)
Benche' la definizione dei range di normalita' non sia completamente uguale fra diversi autori e fra gli standard Americani ed Europei, nel contesto di questo software sono stati adottati i seguenti valori di riferimento, utilizzati da una delle piu' avanzate ditte Americane nel settore della HRV, la CARDIOLOGIX nel loro software HeartScanner.

Gli standard sono i seguenti:
 

Frequenza Cardiaca = 59 - 96 b/m

Dev. Standard = 78 - 220 ms (millisecondi)

Ln(TotalPower) = 7.2 - 9.1

Ln(Power VLF) = 6.6 - 8.6

Ln(Power LF) = 5.9 - 8.0

Ln(Power HF) = 3.8 - 7.0

Rapporto LF/HF = 0.6 - 10

INTERPRETAZIONE FINALE DEI DATI

La interpretazione finale dei dati puo' essere effettuata in vari modi: seguendo l'esempio della Cardiologix, troviamo particolarmente facile ed intuitivo, specie per l'ambito applicativo della Psicologia e Medicina Olistica, utilizzare un diagramma che colloca il risultato all'interno di 9 combinazioni:


Figura 4: Diagramma Finale del bilanciamento fra Simpatico e Parasimpatico. Il risultato e’ il punto rosso che puo’ cadere in una delle 9 aree definite dal diagramma, che mostra il Logaritmo della Power delle bande LF e HF.

Il significato delle 9 combinazioni e' il seguente:
(LF=Simpatico; HF=Parasimpatico)
Zona (1) LF=basso HF=basso
Viene mantenuto un bilanciamento fra il simpatico e il parasimpatico con un basso livello di attivita' di regolazione di entrambi i sistemi.
Zona (2) LF=basso HF=normale
Moderata dominanza del sistema parasimpatico con un basso livello del simpatico e normale livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (3) LF=basso HF=alto
Significativa dominanza del sistema parasimpatico con un basso livello del simpatico ed alto livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (4) LF=normale HF=basso
Moderata dominanza del sistema nervoso simpatico con un normale livello del simpatico ed basso livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (5) LF=normale HF=normale
Viene mantenuto un bilanciamento fra il simpatico ed il parasimpatico con un normale livello della loro attivita' regolatoria.
Zona (6) LF=normale HF=alto
Moderata dominanza del sistema parasimpatico con normale livello del simpatico ed alto livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (7) LF=alto HF=basso
Significativa dominanza del sistema simpatico con elevato livello del simpatico ed basso livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (8) LF=alto HF=normale
Moderata dominanza del sistema simpatico con alto livello del simpatico ed normale livello di regolazione del parasimpatico.
Zona (9) LF=alto HF=alto
Viene mantenuto un bilanciamento fra il simpatico ed il parasimpatico con un elevato livello di attivita' di regolazione di entrambi i sistemi.