Representación de la HRV (Heart Rate Variability)
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La Variabilidad de la Frecuencia Cardíaca (Heart Rate Variability, HRV) es una medida de las variaciones en los intervalos entre latidos consecutivos del corazón, normalmente medidos como intervalos R-R en un electrocardiograma (ECG).
La HRV es un indicador no invasivo del equilibrio entre el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático.
1. Obtención de la señal HRV
- Registro de ECG: Adquisición de la señal con suficiente resolución temporal.
- Detección de picos R: Uso de algoritmos como Pan–Tompkins para localizar los máximos del complejo QRS.
- Cálculo de intervalos R-R: donde ( t_{R_i} ) es el instante del pico R número ( i ).
- Interpolación y re-muestreo: Transformación de la serie irregular de intervalos en una señal continua para análisis espectral.
2. Métodos de representación
La HRV se puede representar y analizar en dominio temporal y dominio frecuencial:
2.1 Dominio temporal
- Gráfico de intervalos R-R: Representa en el eje X el número de latido y en el eje Y la duración del intervalo ( RR_i ).
- Diagrama de Poincaré: Gráfico de dispersión donde se representa ( RR_{i+1} ) frente a ( RR_i ), permitiendo analizar la variabilidad y detectar patrones.
- Métricas comunes:
- ( SDNN ): Desviación estándar de todos los intervalos R-R.
- ( RMSSD ): Raíz cuadrada de la media de las diferencias cuadráticas sucesivas.
2.2 Dominio frecuencial
El análisis frecuencial se realiza aplicando transformadas (FFT, Lomb-Scargle, Wavelet) para obtener la densidad espectral de potencia (PSD) de la señal HRV.
Bandas típicas:
- ULF (< 0.003 Hz) – Ritmos muy lentos, asociados a ritmos circadianos.
- VLF (0.003 – 0.04 Hz) – Regulación térmica y hormonal.
- LF (0.04 – 0.15 Hz) – Actividad simpática y parasimpática.
- HF (0.15 – 0.4 Hz) – Actividad parasimpática, asociada a la respiración.
Representación:
- Espectro de potencia: Eje X → frecuencia, Eje Y → potencia (ms²/Hz).
- Cociente LF/HF: Índice del balance simpático-parasimpático.
3. Visualizaciones comunes
- Serie temporal de intervalos R-R: útil para ver variaciones globales.
- Poincaré plot: identifica patrones regulares o caóticos.
- Espectrograma tiempo-frecuencia: permite ver la evolución de LF y HF en el tiempo.
- Escalograma Wavelet: representa la energía de la HRV a diferentes escalas.
4. Aplicaciones clínicas
- Evaluación del estrés y la fatiga.
- Monitorización de pacientes con arritmias o disfunción autonómica.
- Detección temprana de alteraciones cardiovasculares.
- Seguimiento de deportistas para optimizar entrenamiento y recuperación.