Variabilità ritmo cardiaco e Apple Watch



La misurazione della variabilità della frequenza cardiaca, chiamata in inglese Heart Rate Variability (HRV), è sempre stato un cavallo di battaglia del sito. Anche se nel 2016 molte persone erano scettiche sul suo potenziale utilizzo a fini sportivi, dopo tre anni quasi tutte si sono ricredute. In effetti oggi le scelte a disposizione per misurare l’HRV sono sensibilmente aumentate, non soltanto con fascia Polar o misurazioni dal dito, opzioni difficilmente praticabili dal sottoscritto per l’infortunio alla spalla occorso durante la Stramilano 2019.

Per fortuna oggi esiste un’alternativa, misurando l’HRV attraverso Apple Watch. La visualizzazione dei dati si potrà effettuare sia su Apple Health sia su HRV4training, a nostro modo di vedere la migliore piattaforma per monitorare l’HRV a fini sportivi.

Apple Watch e HRV, come fare

Chi indossa Apple Watch sa benissimo che è un coltellino svizzero per effettuare un’infinità di cose. Tra quelle meno conosciute, c’è sicuramente la possibilità di misurare la variabilità della frequenza cardiaca, ossia la variazione statistica tra un battito cardiaco ed il successivo.

ma come si effettua la misurazione? quali sono i principali limitazioni? che cosa stima effettivamente l’Apple watch?

Questa piccola guida descrive passo a passo come fare e indica le principali limitazioni dei dati. Ringraziamo Marco Altini, ideatore di HRV4training per il supporto nella stesura dell’articolo. Di seguito l’indice della recensione e il dettaglio per argomento

Principali metriche di HRV

Come tutti i lettori sanno, la variabilità della frequenza cardiaca consente di capire lo stato di riposo o di stress di un individuo e valutare eventuali condizioni di sovrallenamento. Per dettagli, rimandiamo alla guida dettagliata della variabilità della frequenza cardiaca o la recensione di HRV4training. Ma la variabilità del battito si misura in diversi modi e tecniche di analisi. In generale, l’HRV può essere misurato con diverse metriche, tra loro correlate:

Dominio Temporale

Le principali metriche di analisi basate sul calcolo temporale sono le seguenti:

  • RMSSD: Valore quadratico medio delle differenze successive dei battiti cardiaci.
  • ln (RMSSD): applicando il logaritmo naturale a RMSSD per distribuire i numeri in un intervallo più semplice da analizzare
  • SDNN: deviazione standard degli intervalli normali NN (R-R)
  • NN50: il numero di coppie di intervalli normali NN (R-R) successivi che differiscono di oltre 50 ms
  • PNN50: la proporzione di NN50 divisa per il numero totale di intervalli normali NN (R-R)

Dominio di frequenza

Per completezza della trattazione, è possibile misurare l’HRV anche attraverso l’analisi del dominio di frequenza. Essa è una complessa tecnica di analisi che mostra quanto di un segnale si trova all’interno di una o più bande di frequenza (intervalli). Per quanto riguarda la variabilità della frequenza cardiaca, la ricerca ha identificato alcune bande di frequenza che tendono a correlarsi con determinati fenomeni fisiologici, come l’attività del sistema nervoso parasimpatico. Le metriche principali saranno queste:

  • High Frequency power (HF): l’attività nella frequenza 0.15 – 0.40Hz range
  • Low Frequency power (LF), a frequenze più basse. Si noti che le misurazioni della bassa frequenza richiedono tempi di lettura lunghi, di almeno 2 minuti
  • LF/HF Ratio: il rapporto tra le due frequenze

Iphone, HRV e la migliore metrica

La metrica RMSSD è considerata la misura più pertinente e accurata dell’attività del sistema nervoso autonomo nel breve termine, come confermato anche dalla Società Europea di cardiologia. In altri termini, RMSSD ha un chiaro legame fisiologico all’attività parasimpatica, al riposo ed al sistema di recupero. L’unica metrica disponibile sull’ecosistema Apple è però la SDNN, storicamente utilizzata nella comunità medica per misurazioni lunghe 24 ore, ma meno studiata per quelle brevi.

Accuratezza dati e metrica SDNN

Prima di stabilire se adottare Apple Watch come strumento di misura dell’HRV dobbiamo quindi rispondere a due domande:

  • La misura dell’Apple Watch è accurata?
  • come è correlata la metrica SDNN di Apple con quella RMSSD suggerita dalla società Europea di Cardiologia?

Calcolo HRV con SDNN e Apple Watch

Per fortuna alla prima domanda la risposta è positiva. In effetti, i ricercatori dell’Università di Saragozza in Spagna, hanno pubblicato un documento che mostra che gli intervalli RR estratti dall’Apple Watch durante l’uso dell’app Respirazione, sono davvero molto accurati. Questa è una grande notizia in quanto dimostra che l’unità di informazione di base (intervalli RR) può essere considerata attendibile.

Quindi l’SDNN viene calcolato con precisione quando si utilizza l’app Respirazione!

Correlazione SDNN con RMMSD

Non abbiamo avuto la necessità di rispondere alla seconda domanda perché ci ha pensato Marco, utilizzando in uno studio dedicato 2 anni di dati longitudinali HRV di 15000 persone. Ciò rappresenta circa 10 milioni di dati HRV. La risposta è semplice: i due dati sono molto correlati con una correlazione di 0.93 e praticamente intercambiabili, soprattutto durante una fase di scarico dell’allenamento. Per la scienza comunque la risposta ai fattori di stress acuti per rMSSD è un indicatore leggermente migliore di SDNN:

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App Respirazione / Breath

Dal punto di vista pratico, per poter misurare la variabilità della frequenza cardiaca, basta aprire sull’Apple Watch l’app Respirazione e premere il tasto Inizia/Start:

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Magicamente dopo qualche secondo l’Apple Watch ci informerà di focalizzarci sul nostro respiro

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il dispositivo vibrerà e mostrerà un simil-ologramma che si apre e si chiude per consentire di respirare ed inspirare

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durante la rilevazione, il fiore si ingrandirà e ridurrà per consentirci di focalizzare la mente al respiro

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Dopo 60 secondi esatti il messaggio finale sarà la conferma della rilevazione effettuata

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e la rilevazione del battito medio e del tempo speso nella giornata per la rilevazione, nel mio caso specifico effettuata tre volte. Ovviamente i miei gerani non potevano rilevare i battiti:

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Al completamento della rilevazione, non resta che visualizzare i dati sull’Iphone. Ci saranno due alternative:

1) utilizzare Apple Health / Salute

2) importare i dati in HRV4training

Visualizzazione HRV con Apple Watch

L’importazione dei dati è immediata. In tal caso basterà aprire l’iPhone e avviare l’app Salute.

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Cercando la sezione Dati sanitari, si riuscirà a visualizzare alcune informazioni cardiologiche. In particolare, a parte il battito cardiaco, frequenza a riposo e altro, sarà possibile vedere la metrica Variabilità frequenza cardiaca. Interessante notare due aspetti:

  1. si troveranno altre misurazioni che Apple Watch effettuerà durante la notte ed il giorno;
  2. esiste un report temporale che consente di vedere tutte le misurazioni, manuali ed automatiche.

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Ovviamente molte di queste misurazioni sono prive di contesto e quindi non offrono consigli pratici per l’atleta. L’HRV è influenzato da così tanti fattori: l’unico modo significativo per raccogliere dati rappresentativi dello stress fisiologico è misurarla al mattino. Proprio per questo che la vera alternativa ad HRV4training è l’utilizzo di un App professionale del Sonno, per esempio Autosleep, dove la misurazione è contestuale e semplice da capire:

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Importazione dati su HRV4training

L’importazione su HRV4training richiede di svolgere i seguenti passaggi per raccogliere dati significativi:

  • Selezionare Health come origine dati in Menu / Impostazioni, quindi autorizzare HRV4Training per leggere i dati HRV da Health;
  • Dopo aver misurato i dati con l’App Respirazione ed entro 1 ora dalla misurazione, basta aprire HRV4training e scegliere di misurare i dati:

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Una volta caricata la misurazione, basterà semplicemente aggiungere i soliti Tag per contestualizzare i dati.

Bibliografia

  • Hernando et al., «Validazione delle misurazioni di variabilità della frequenza cardiaca di Apple Watch durante il rilassamento e lo stress mentale in soggetti sani.»





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