HRV Heart Rate Variability Variabilità del ritmo cardiaco - Dott. Giuseppe Aprile - Accademia CHIRON

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HRV Heart Rate Variability Variabilità del ritmo cardiaco - Dott. Giuseppe Aprile - Accademia CHIRON
HRV
Heart Rate Variability

 Variabilità del ritmo
      cardiaco

   Dott. Giuseppe Aprile
       3285891412
   aprile.g@gmail.com
HRV Heart Rate Variability Variabilità del ritmo cardiaco - Dott. Giuseppe Aprile - Accademia CHIRON
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Campo Elettromagnetico
      del cuore

   Il campo elettromagnetico generato dal cuore può arrivare a misurare 2,5 - 3 metri
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Modulazione del ritmo cardiaco

Armour JA. Anatomy and function of the intrathoracic neurons regulating the mammalian heart. In: Zucker
    IH, Gilmore JP, editors. Reflex control of the circulation. Boca Raton, FL: CRC Press; 1991:1-37.
Armour JA. Potential clinical relevance of the ‘little brain’ on the mammalian heart. Exp Physiol. 2008;93(2):
                                                      165-76.
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Modulazione del ritmo cardiaco

Oppenheimer S, Hopkins D. Suprabulbar neuronal regulation of the heart. In: Armour JA, Ardell
      JL, editors. Neurocardiology. New York: Oxford University Press; 1994:309-41.
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Thayer 2014
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Variabilità del ritmo
                                cardiaco HRV
                                    Cos’è?

La frequenza cardiaca (heart rate) è definita come il numero medio di battiti cardiaci al
minuto. Quello che ci interessa è il tempo che passa fra un battito cardiaco e l’altro, che
non è costante, ma cambia continuamente. Viene identificata come variabilità del ritmo
                          cardiaco (Heart rate variability - HRV)
HRV Heart Rate Variability Variabilità del ritmo cardiaco - Dott. Giuseppe Aprile - Accademia CHIRON
Variabilità del ritmo
                                             cardiaco HRV
                                             A cosa serve?
   Lo studio della Heart Rate Variability (HRV) negli ultimi anni è in crescita, perché
   rappresenta un sistema affidabile, economico, poco invasivo e ricco di informazioni.

   In letteratura troviamo numerosi articoli che utilizzano questo strumento per:

   valutare il rischio di aritmie cardiache e di infarto
   analizzare il SNA il bilanciamento dell’attività fra il sistema nervoso Simpatico e
   Parasimpatico (bilancio simpato/vagale).
   Un HRV ridotto si osserva in pazienti con disfunzione del sistema nervoso autonomo,
   ansiosi, depressi, asmatici, con disturbi psichiatrici, disturbi gastrointestinali,
   infiammazione e ipertensione.
   Indica una ridotta capacità regolatori e una scarsa adattabilità agli stimoli.

Wolf MM, Varigos GA, Hunt D, Sloman JG. Sinus arrhythmia in acute myocardial infarction. Med J Aust. 1978;2:52-53.

Akselrod S, Gordon D, Ubel FA, Shannon DC, Barger AC, Cohen RJ. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation:
a quantitative probe of beat to beat cardiovascular control. Science. 1981;213:220-222.

Felber Dietrich D, Schindler C, Schwartz J, et al. Heart rate variability in an ageing population and its association with
lifestyle and cardiovascular risk factors: results of the SAPALDIA study. Europace. 2006;8(7):521-9.
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Variabilità del ritmo
        cardiaco HRV
        A cosa serve?

Un sistema sano è un sistema in grado di
adattarsi velocemente.
Il cuore è sotto il controllo parasimpatico
(nervo vago), che lo rallenta e sotto il
controllo simpatico, che lo accelera.
Variabilità del ritmo
                                 cardiaco SNA
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 è la normale
              risposta dell'organismo a una situazione di allarme, lotta, stress.
Variabilità del ritmo
                                  cardiaco SNA
Al contrario, il Sistema Nervoso Parasimpatico (chiamato anche Attività Vagale), quando
      viene attivato, produce un rallentamento del ritmo cardiaco, un aumento del tono
     muscolare bronchiale, dilatazione dei vasi sanguinei, diminuzione della pressione,
 rallentamento della respirazione, aumento del rilassamento muscolare, il respiro diventa
più calmo e profondo, i genitali, mani e piedi diventano più caldi. Esso agisce attraverso il
  tipico mediatore chimico acetilcolina. Il Sistema Parasimpatico rappresenta la normale
    risposta dell'organismo ad una situazione di calma, riposo, tranquillità 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.
Variabilità del ritmo
                                  cardiaco SNA

    La capacità dell'organismo di modificare il proprio bilanciamento verso l'uno o l'altro
  sistema, è molto importante ed è un meccanismo fondamentale che tende all'equilibrio
dinamico dell'organismo sia dal punto di vista fisiologico che psicologico. Da ciò 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.
  Nata nel campo della cardiologia, grazie a numerosi studi scientifici la HRV negli ultimi
anni ha mostrato la sua importanza come indicatore attendibile in diversi ambiti applicativi
   inerenti, ad esempio, la psicofisiologia, la psicologia, la psichiatria, la psicoterapia, la
 medicina olistica, la medicina dello sport, e le applicazioni risultano tutt’ora in aumento.
Variabilità del ritmo
                  cardiaco
              Come si misura?

La HRV può essere agevolmente misurata tramite ECG
Variabilità del ritmo
                                    cardiaco
                                Come si misura?

  La HRV può essere agevolmente misurata mediante un sensore fotopletismografico
applicato ad un dito o all’orecchio, che rileva le variazioni cicliche del tono pressorio nei
  capillari del dito stesso, che rappresentano fedelmente il battito cardiaco. Una volta
 digitalizzati, i dati sono analizzati da un software che provvede a calcolare la distanza
esatta fra un battito cardiaco e l'altro (espressa in millisecondi) e a creare un diagramma
   che esprime la distanza R-R fra un battito e l'altro, in funzione del numero di battiti
                              cardiaci, il cosiddetto tacogramma.
HRV Assessment
 Frequenze SNA
Variabilità del ritmo
                                   cardiaco
                               Come si misura?
A questo punto, il software esegue ulteriori analisi più complesse, ossia il Resampling del
      tacogramma, la Trasformata di Fourier ed il calcolo dello Spettro di Potenza del
     tacogramma (espressa in ms2), che rappresenta le componenti di frequenza del
 tacogramma e contiene le informazioni essenziali per arrivare alla sopracitata 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.
Variabilità del ritmo
                                    cardiaco

Gli studi e le ricerche degli ultimi anni hanno permesso di distinguere, all’interno di questo
                              spettro, tre sotto-bande di frequenze:
   VLF (Very Low Frequency): frequenze comprese fra 0.01 e 0.04 Hz. La banda VLF è
      dovuta in parte all'attività del Sistema Nervoso Simpatico, dai cambiamenti nella
    termoregolazione, ed in ambito psicologico è influenzata dalle preoccupazioni e dai
                           pensieri ossessivi (worry and rumination).
  LF (Low Frequency): frequenze comprese fra 0.04 e 0.15 Hz. La banda delle LF viene
      considerata principalmente dovuta al Sistema Nervoso Simpatico e all'attività di
                                    regolazione dei barocettori.
HF (High Frequency): frequenze comprese fra 0.15 e 0.4 Hz. La banda HF è considerata
espressione dell'attività del Sistema Nervoso Parasimpatico e del Vagale. Questa zona di
 frequenze subisce un’elevata influenza da parte di ritmo e profondità della respirazione.
Variabilità del ritmo
                                    cardiaco

Infine, per l’analisi della HRV, sono importanti anche i parametri "Deviazione Standard" del
     tacogramma e "Total Power", proporzionale al quadrato della deviazione standard:
 entrambi esprimono il grado complessivo della variabilità della frequenza cardiaca, quindi
  l’attività complessiva del Simpatico + Parasimpatico, mentre il rapporto fra Simpatico e
                       Parasimpatico viene misurato dal rapporto LF/HF.
Variabilità del ritmo
     cardiaco
Variabilità del ritmo
     cardiaco
HRV Assessment
HRV Assessment
HRV Assessment
HRV Assessment SDNN
Standard deviation of the NN Intervals
      square root of variance
HRV Assessment RMSSD
square root of the mean squared differences of successive NN intervals

                                   Variazioni sul breve termine delle alte
                                   frequenze
                                   Relationship between the RMSSD and
                                   pNN50 (a) and pNN50
                                   and NN50 (b) measures of HRV assessed
                                   from 857 nominal 24- hour Holter tapes
                                   recorded in survivors of acute myocardial
                                   infarction before hospital discharge. The
                                   NN50 measure used in b was normalized in
                                   respect to the length of the recording (data of
                                   St George’s Post-infarction Research Survey
                                   Programme).
HRV Assessment
  Total power
Sostanza grigia periacqueduttale

Oppenheimer S, Hopkins D. Suprabulbar neuronal regulation of the heart. In: Armour JA, Ardell
      JL, editors. Neurocardiology. New York: Oxford University Press; 1994:309-41.
HRV Biofeedback

 Attraverso esercizi di regolazione dell’HRV è possibile incrementare lo
 stimolo vagale.
 Respirare con cicli di 6 respirazione per minuto, sotto il controllo
 dell’HRV, può indurre numerosi benefici:

Lehrer P, Vaschillo E, Lu SE, et al. Heart rate variability biofeedback: effects of age on heart rate variability, baroreflex
gain, and asthma. Chest. 2006;129(2):278-84.

Ratanasiripong P, Ratanasiripong N, Kathalae D. Biofeedback intervention for stress and anxiety among nursing
students: a randomized controlled trial. ISRN Nurs. 2012;2012:827972.

Beckham AJ, Greene TB, Meltzer-Brody S. A pilot study of heart rate vari- ability biofeedback therapy in the treatment
of perinatal depression on a specialized perinatal psychiatry inpatient unit. Arch Womens Ment Health. 2013;16(1):
59-65.

Hallman DM, Olsson EM, von Schéele B, Melin L, Lyskov E. Effects of heart rate variability biofeedback in subjects
with stress-related chronic neck pain: a pilot study. Appl Psychophysiol Biofeedback. 2011;36(2):71-80.

Lin G, et al. Heart rate variability biofeedback decreases blood pressure in prehypertensive subjects by improving
autonomic function and barore- flex. J Altern Complement Med. 2012;18(2):143-52.
HRV Biofeedback

Attraverso esercizi di regolazione dell’HRV è possibile incrementare lo
stimolo vagale.
Respirare con cicli di 6 respirazione per minuto, sotto il controllo
dell’HRV.
Esistono diversi sensori che permettono di monitorare l’Hiv e dare un
feedback al paziente mentre utilizza la tecnica.

Un modo è concentrarsi nella zona cardiaca e rallentare la
respirazione, fino a farla durare circa 10 secondi, concentrandosi sul
flusso d’aria che entra e esce dal torace.
HeartMath Institute
HRV Biofeedback

  Questo semplice esercizio aumenta la coerenza cardiaca e l’attività del
  nervo vago, che induce una serie di effetti benefici a cascata nella
  gestione delle situazioni frustranti, nei deficit dell’attenzione, nella
  gestione del dolore, nell’epilessia, nella depressione e nell’ansia.

  Aumentando la capacità regolatoria del sistema nervoso autonomo

Lehrer P, Vaschillo E, Lu SE, et al. Heart rate variability biofeedback: effects of age on heart rate variability, baroreflex
gain, and asthma. Chest. 2006;129(2):278-84.

Ratanasiripong P, Ratanasiripong N, Kathalae D. Biofeedback intervention for stress and anxiety among nursing
students: a randomized controlled trial. ISRN Nurs. 2012;2012:827972.

Beckham AJ, Greene TB, Meltzer-Brody S. A pilot study of heart rate vari- ability biofeedback therapy in the treatment
of perinatal depression on a specialized perinatal psychiatry inpatient unit. Arch Womens Ment Health. 2013;16(1):
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Hallman DM, Olsson EM, von Schéele B, Melin L, Lyskov E. Effects of heart rate variability biofeedback in subjects
with stress-related chronic neck pain: a pilot study. Appl Psychophysiol Biofeedback. 2011;36(2):71-80.

Lin G, et al. Heart rate variability biofeedback decreases blood pressure in prehypertensive subjects by improving
autonomic function and barore- flex. J Altern Complement Med. 2012;18(2):143-52.
Dott. Giuseppe Aprile
GRAZIE           3285891412
         studiodottaprile@gmail.com
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