MEDICINA RIGENERATIVA - METODO RIGENERA

I Segnali Biologici

•           Potenziale d’azione: intracellulare, extracellulare.

•           Neurogramma

•           Elettroencefalogramma (EEG)

•           Elettrocardiogramma (ECG)

•           Elettromiogramma (EMG)

•           Pressione arteriosa

•           Flusso/volume respiratorio

Perché analizzare il funzionamento del Sistema Nervoso Autonomo?

 Cuore: HRV

Come Misurare il SNA: Variabilità della Frequenza Cardiaca

Importanza dell’HRV in Medicina

•           Perché l’argomento HRV o PRV è così importante?

•           Studi scientifici dimostrano che l’HRV è un indicatore affidabile di una varietà di rischi di malattie croniche e disturbi del comportamento.

•           Le misurazioni dell’HRV forniscono un feedback importante sullo stato del sistema nervoso autonomo (ANS) e le sue reazioni individuali a stress e malattia. L’HRV rappresenta un indicatore affidabile della capacità normativa dell’ANS (Sistema Nervoso Autonomo), in particolare per quanto riguarda la rigenerazione dopo stress e malattie.

•           In individui sani la frequenza cardiaca non è né costante né periodica.

•           La variabilità delle fluttuazioni della frequenza cardiaca (HRV), è determinata dalle complesse dinamiche dei rami simpatico e parasimpatico del sistema nervoso autonomo (ANS), che interagiscono al tessuto generatore di impulsi situato nell'atrio destro del cuore (nodo senoatriale).  

•           Generalmente, la stimolazione simpatica aumenta la frequenza cardiaca, mentre la stimolazione parasimpatica la diminuisce.  

•           La variabilità della frequenza cardiaca è un composto di numerose influenze che riflettono i meccanismi fisiologici di regolazione.

 

PRV
(Pulse rate variability)

•           La variabilità della frequenza del polso (PRV) è promettente tecnica fisiologica e analitica utilizzata come sostituto per la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). PRV è misurato da impulso

•           wave da vari dispositivi, inclusi dispositivi mobili e indossabili dispositivi ma la HRV viene misurata solo da un elettrocardiogramma (ECG).

•           Lo scopo di questo studio era di valutare PRV e HRV a varie temperature ambiente ed elaborare l’intercambiabilità di PRV e HRV. 

Futuro: come misureremo la funzione dell’SNA domani

Il Futuro della Variabilità della Frequenza Cardiaca 

HRV

•           Il Ritmo Cardiaco, ha una sua Variabilità Fisiologica (HRV)

•           La variabilità del ritmo cardiaco (HRV) rappresenta la quantità di fluttuazioni intorno al valore medio del ritmo stesso.

•           Essa può essere vista sia come uno specchio dell’attività del sistema di controllo cardio-respiratorio che come un valido mezzo per lo studio delle funzioni simpatiche e parasimpatiche del sistema nervoso autonomo.

•           L’applicazione clinica principale dell'analisi dell’HRV è la sorveglianza dei pazienti post-infartuati e diabetici. Per questi pazienti, la variabilità dei ritmo cardiaco dà informazioni sulla funzionalità del bilancio simpatico-parasimpatico e quindi sui rischi di morte cardiaca improvvisa (SCD).

 

Principali metriche di HRV

•           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:

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 del Tempo

Dominio del Tempo

•           I dati relativi all'andamento delle dinamiche cardiache permettono di acquisire una serie di informazioni quantitative e qualitative dalle quali è possibile comprendere lo stato del Sistema Nervoso Autonomo. I diversi tipi di analisi nel dominio del tempo e delle frequenze cardiache forniscono indicatori specifici a valenza multipla.

•           Ad esempio nel dominio del tempo il dato maggiormente conosciuto e usato dagli sportivi e da coloro che debbono mantenere elevate prestazioni intellettive è il rMSSD che riporta la misura dell'attività del sistema parasimpatico in uno specifico arco temporale. Un valore basso di rMSSD è indice di una scarsa attività parasimpatica e di difficoltà nel recupero da uno sforzo fisico o da una situazione ad elevato stress emotivo.

•           In alcune condizioni è possibile apprezzare una particolare combinazione di attività simpatica e parasimpatica altamente funzionale al raggiungimento della risonanza e sincronizzazione dei sistemi oscillatori interni. Questo permette di ottenere elevati benefici fisici e psicologici in quanto ottimizza le funzioni dei sistemi respiratorio, cardiovascolare, ormonale e immunitario, oltre a un notevole risparmio energetico.

•           La ricerca scientifica ha permesso di comprendere quanto sia importante per un buon recupero psicofisico, dopo intensi allenamenti o importanti stress emotivi, allenarsi a generare e mantenere lo stato di Coerenza Cardiaca. Uno stato di elevato equilibrio incrementa la velocità di recupero e conferisce una grande calma e lucidità mentale. 

Indicatori qualitativi e quantitativi della Variabilità della Frequenza Cardiaca Dominio del Tempo

•           Nell'analisi del dominio del tempo di HRV gli intervalli tra le successive onde R normali nell'elettrocardiogramma sono misurati durante il periodo di registrazione.

•           Una varietà di metriche statistiche può essere calcolata direttamente dagli intervalli e altre possono essere derivate dalle differenze tra gli intervalli.

•           (SDNN): La radice quadrata della varianza (SDNN) è probabilmente la misura del dominio del tempo più popolare di HRV. Una parte significativa della varianza di questa misurazione (30-40%) è attribuita alle differenze giorno-notte nell'intervallo NN sta per battito cardiaco normale rispetto ai battiti ectopici o ad altri artefatti).

•           Pertanto, sono necessarie lunghe registrazioni ECG (almeno 18 ore) per la sua corretta stima.

•           La deviazione standard degli intervalli NN medi di 5 minuti (SDANN) è un'altra versione della stessa misura, sebbene sia molto più fluida e meno sensibile agli artefatti inediti, ai battiti mancati e alla complessità ectopica.

•           Entrambi questi parametri sono più sensibili a rallentare le tendenze nei dati sulla frequenza cardiaca e sono quindi utilizzati per quantificare le fluttuazioni rm longte.

•           La radice quadrata delle differenze quadrate medie degli intervalli NN successivi (RMSSD), il conteggio assoluto delle differenze tra intervalli NN successivi superiori a 50 ms (NN50) e la proporzione di differenze superiori a 50 ms (pNN50), sono le variabili più comuni calcolate come differenze tra i normali intervalli R-R.

Indicatori qualitativi e quantitativi della Variabilità della Frequenza Cardiaca Dominio del Tempo

•           Nell'analisi del dominio del tempo di HRV gli intervalli tra le successive onde R normali nell'elettrocardiogramma sono misurati durante il periodo di registrazione.

•           Una varietà di metriche statistiche può essere calcolata direttamente dagli intervalli e altre possono essere derivate dalle differenze tra gli intervalli.

•           (SDNN): La radice quadrata della varianza (SDNN) è probabilmente la misura del dominio del tempo più popolare di HRV. Una parte significativa della varianza di questa misurazione (30-40%) è attribuita alle differenze giorno-notte nell'intervallo NN sta per battito cardiaco normale rispetto ai battiti ectopici o ad altri artefatti).

•           Pertanto, sono necessarie lunghe registrazioni ECG (almeno 18 ore) per la sua corretta stima.

•           La deviazione standard degli intervalli NN medi di 5 minuti (SDANN) è un'altra versione della stessa misura, sebbene sia molto più fluida e meno sensibile agli artefatti inediti, ai battiti mancati e alla complessità ectopica.

•           Entrambi questi parametri sono più sensibili a rallentare le tendenze nei dati sulla frequenza cardiaca e sono quindi utilizzati per quantificare le fluttuazioni rm longte.

•           La radice quadrata delle differenze quadrate medie degli intervalli NN successivi (RMSSD), il conteggio assoluto delle differenze tra intervalli NN successivi superiori a 50 ms (NN50) e la proporzione di differenze superiori a 50 ms (pNN50), sono le variabili più comuni calcolate come differenze tra i normali intervalli R-R.

Dominio delle Frequenze

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

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

Accuratezza dati e metrica SDNN

metrica SDNN

•           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.

•           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

•           Studio di 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: 

Indicatori qualitativi e quantitativi della Variabilità della Frequenza Cardiaca Dominio delle Frequenze

•           • Banda ad alta frequenza (HF, 0,15 – 0,4 Hz). L’alta frequenza è una conseguenza della respirazione e deriva principalmente dall’attività vagale del sistema nervoso parasimpatico.

•           • Banda a bassa frequenza (LF, 0,04 – 0,15 Hz). La bassa frequenza deriva dall’attività simpatica e ci sono ipotesi di fissazione nel ritardo della curva dei barocettori. Questo ritardo è spiegato perché il sistema simpatico utilizza un sistema di messaggistica secondario noto come AMP ciclico.

•           • Banda di frequenza molto bassa (VLF, 0,0033 – 0,04 Hz). L’origine della frequenza molto bassa non è ancora ben compresa ma è attribuita alla regolazione termica del sistema interno del corpo.

•           • Banda di frequenza ultra bassa (ULF, 0 – 0,0033 Hz). La base dell’ULF è la variazione giorno/notte. 

Lo spettro ELF

•           Di fatto sotto i 9 kHz non si riceve alcun segnale artificiale se non, raramente, stazioni militari non ufficialmente riconosciute.

•           Presumibilmente si tratta di segnali inviati da terra ai sottomarini in immersione (Norad e stazioni Cutler, USA).

•           Si dice che in ELF gli USA riescano a comunicare in CW fin nelle profondità abissali per onda diretta e senza l'interferenza dei fenomeni ionosferici.

•           Indicatori di analisi spettrale

•           TP , mc2 - capacità totale di tutti i componenti spettrali . Definisce come somma delle capacità nella gamma di HF LF e VLF .

•           VLF , mc2 - onde lente ( T > 30 sec , V

•           LF , mc2 - onde medie ( T = 10-30 sec , V = 0,04-0,15 Hz ) , associato ad attività simpatica (soprattutto con il centro vasomotorio ) .

•           HF , mc2 - onde respiratorie o onde veloci ( T = 2,5-6,6 sec, V = 0,15-0,4 Hz ) , riflette i processi respiratori e altri tipi di attività parasimpatica

Indicatori qualitativi e quantitativi della Variabilità della Frequenza Cardiaca Dominio delle Frequenze

•             Nel dominio delle frequenze il dato di maggiore interesse è quello relativo alle 3 zone di oscillazione cardiaca, ognuna delle quali riflette specifiche attività del Sistema Nervoso Autonomo:

 

•             TP: Total Power - Modulazione Autonomica complessiva La HF Parasimpatica legato alla Respirazione e la LF Simpatica legata ai Barocettori.

 

•             Ritmi Circadiani e Metabolismo UHF: Fascia Ultra Low Frequency – ULF, (ULF, 0 – 0,0033 Hz). La base dell’ULF è la variazione giorno/notte (Ritmi Circadiani), Metabolismo

 

•             Termoregolazione e Ormoni VHF: fascia Very Low Frequency - VLF, comprende le oscillazioni fra 0,0033 e 0,03 Hz, rappresenta i cambiamenti più lenti del battito cardiaco ed è direttamente correlata con le attività di termoregolazione corporea e al ciclo ormonale;

 

•             PARASIMPATICO LF: fascia Low Frequency - LF, comprende le oscillazioni fra 0,03 e 0,15 Hz, rappresenta i cambiamenti lenti del battito cardiaco ed è un indice di attività simpatica, e dell'efficacia del loop barocettoriale, fra i sistemi cardiovascolare e respiratorio, nella fascia di Hz;

 

•             SIMPATICO HF: fascia High Frequency - HF, comprende le oscillazioni fra 0,15 a 0,40 Hz, rappresenta i cambiamenti più veloci dovuti all'attività parasimpatica.

•             È stato dimostrato che periodi di stress cronico generano un incremento delle frequenze cardiache nella fascia di bassa frequenza con una perdita di attività in quella elevata, rispecchiando il naturale incremento dell'attività del sistema simpatico a scapito di quello parasimpatico.

•             La conoscenza, da parte di uno sportivo, di questo dato può conferire un grande vantaggio per dimensionare la quantità e qualità degli allenamenti prima che si manifestino effetti cumulativi psicofisiologici, sotto forma di spossatezza o di decremento delle prestazioni atletiche.