HRV и пульс во время сна: почему ночь — лучшее окно для измерений

Что происходит с пульсом и HRV ночью?

Когда вы засыпаете, сердце замедляется, а небольшие изменения ритма от удара к удару — вариабельность сердечного ритма (HRV) — меняют характер. В медленном сне баланс вегетативной нервной системы смещается в сторону парасимпатического влияния — в основном за счёт роста парасимпатической активности, а не снижения симпатической [S1]. В лабораторном исследовании с участием 14 молодых здоровых человек на протяжении трёх ночей этот сдвиг происходил резко в момент засыпания [S1].

Здесь накладываются два процесса. Первый — сам сон и смена его стадий. Второй — внутренние часы: пульс и высокочастотный HRV следуют циркадному ритму и в бодрствовании, и в каждой стадии медленного сна [S3]. В той же работе у пульса был и эффект времени в течение ночи — сверх того, что объясняет соотношение стадий [S1]. К общей картине того, почему HRV меняется изо дня в день, эта страница добавляет саму ночь: что меняется внутри неё и почему именно она — привычное окно для отслеживания.

Как это работает в разных стадиях сна?

Медленный сон (поверхностные и глубокие стадии; самая глубокая называется медленноволновым сном). Засыпание и переход в более глубокие стадии связаны со сдвигом в сторону большей парасимпатической модуляции сердца [S3]. Пульс здесь ниже всего, а дыхание наиболее ровное, поэтому на большинстве записей глубокий сон — самый спокойный отрезок ночи. Внутри каждой стадии высоко- и низкочастотные компоненты HRV оставались примерно постоянными в течение ночи, так что значительная часть изменений за ночь следует за меняющимся соотношением стадий [S1].

Быстрый сон. Вегетативный баланс в быстром сне в целом был похож на бодрствование [S1], со сдвигом обратно в сторону симпатической модуляции по сравнению с глубоким сном [S3]. Дыхание и пульс становятся менее регулярными.

Пробуждения и переходы между стадиями. Пульс резко повышается при каждом переходе из более глубокого сна в более поверхностный и при пробуждениях [S2]. Короткие пробуждения — норма, и их часто не запоминают.

Что зависит от показателя. «Высокий» и «низкий» HRV во сне зависят от того, какое число рассчитывается. В небольшом лабораторном исследовании SDNN — который улавливает и более медленные колебания, а не только изменения от удара к удару — был ниже всего в медленноволновом сне и высоким в быстром сне и при пробуждениях [S2]. Показатели, отслеживающие более быстрые изменения, связанные с дыханием, ведут себя иначе. Поэтому одна и та же стадия может выглядеть «высокой» по одному показателю и «низкой» по другому; это свойство показателей, а не противоречие.

Что остаётся спорным. Одно исследование показало, что ночной профиль формируют в основном стадии сна, а не внутренние часы [S2]; другое обнаружило отчётливый циркадный ритм внутри стадий сна [S3]. Оба были небольшими лабораторными исследованиями с разным дизайном. Практический вывод верен в любом случае: более короткая, более поздняя или прерывистая ночь меняет показание отчасти через сам сон.

Как измеряют ночной HRV?

В исследованиях ночной HRV обычно берут из канала ЭКГ полисомнограммы (ПСГ) — полной лабораторной записи сна [S4]. Носимые устройства вместо этого оценивают его по пульсовому сигналу кольца, часов или нагрудного датчика, и каждый производитель сам выбирает, как превратить ночь в одно число:

• Oura измеряет HRV только во время сна; показанное значение — среднее пятиминутных замеров, сделанных, пока вы спите [S13].
• Garmin HRV Status показывает средний HRV, рассчитанный по данным за весь период сна [S14].
• Apple Watch. Apple Health записывает HRV как SDNN [S15]. Документация Apple для этого типа данных не описывает окно ночного усреднения, поэтому эта страница его не указывает.

Другие устройства по-разному взвешивают части ночи — например, глубокий сон или последнюю часть ночи. Разные окна, разные показатели (SDNN или RMSSD) и разные этапы обработки пульсового сигнала означают, что два устройства, надетые в одну и ту же ночь, могут расходиться, и ни одно из чисел не переносится на лабораторное значение. Как читать отдельное значение, описано на странице об интерпретации HRV.

Почему ночь — лучшее окно?

Во время сна большинства повседневных помех для ритма сердца нет: вы не двигаетесь, не едите, не пьёте кофе, не разговариваете и не меняете позу. На то, как измеряется HRV и насколько он надёжен, влияет множество экспериментальных, демографических и средовых факторов [S5], и ночью больше из них остаются одинаковыми от записи к записи. Поэтому ночное значение — полезная основа для личного тренда, той точки отсчёта, которая описана на странице о базовой линии HRV.

Это объясняет и то, почему утреннее измерение сразу после пробуждения или разовое дневное измерение даёт другое число. Оно записано в другом состоянии, часто за несколько минут, и на него влияют дыхание, поза и недавняя активность. Ни одно из них не ошибочно; это разные измерения, и сравнивать их стоит только с показаниями, снятыми так же. То же относится к пульсу в покое и частоте дыхания, записанным ночью.

Ночь стабильнее, но не идеально чиста. Стадии сна, пробуждения и время сна всё равно сдвигают значение (см. выше), поэтому одна ночь сама по себе говорит мало.

Что влияет на ночные значения?

Короткий или прерывистый сон, алкоголь, тяжёлый тренировочный день, инфекция, стресс, поздний ужин и менструальный цикл — всё это может сдвинуть ночной пульс и HRV. Их механизмы и данные изложены на странице о том, почему HRV меняется изо дня в день, и здесь не повторяются. Алкоголю и менструальному циклу посвящены отдельные страницы: алкоголь и HRV и менструальный цикл и HRV.

Что делают с ночным ритмом сердца нарушения сна?

Апноэ сна. При обструктивном апноэ сна дыхательные пути во сне многократно сужаются или смыкаются. В крупной клинической серии пульс постепенно замедлялся в начале каждой остановки дыхания, а затем резко ускорялся, когда дыхание возобновлялось; этот повторяющийся рисунок опосредован вегетативной нервной системой [S9]. В небольшом исследовании у пациентов с обструктивным апноэ сна симпатическая нервная активность и артериальное давление не снижались ни в одной стадии сна — в отличие от здорового сна [S10]. Эти колебания добавляют изменчивости ночному ритму сердца, а не говорят об отдыхе. Паттерны HRV использовали для отбора людей на направление в лабораторию сна [S4], но значение с носимого устройства не может диагностировать апноэ. Для диагностики используют полисомнографию или технически адекватный домашний тест на апноэ сна [S12]. Носовое и ротовое дыхание во сне разобраны на странице о носовом дыхании.

Бессонница. Широко распространено мнение, что у людей с бессонницей HRV ниже, но критический обзор не смог подтвердить, что HRV при бессоннице надёжно снижен: исследования сильно различались, и большинство из них имели высокий риск систематической ошибки [S11].

Когда обратиться к врачу. Громкий храп с остановками дыхания, которые замечает кто-то другой, пробуждения с ощущением удушья или нехватки воздуха, сильная дневная сонливость или давние трудности с засыпанием или поддержанием сна — повод обратиться к врачу или сомнологу. Боль в груди, обмороки, сильная одышка или сердцебиение с головокружением требуют срочной помощи. Как принести данные носимого устройства на такой приём, описано в статье об отчёте ONDA для сомнолога и в более широкой серии о врачах и ваших данных.

Что показывают данные?

Установлено. Условия записи влияют на HRV, поэтому рекомендуют сопоставимые условия (консенсус экспертов) [S5].

Зависит от условий. Медленный сон смещает работу сердца в сторону парасимпатического влияния, а быстрый сон больше похож на бодрствование [S1] [S3] [S4]. Апноэ сна вызывает циклический рисунок «замедление — ускорение» пульса [S9]. У потребительских устройств есть известные ограничения в распознавании бодрствования в период сна [S7]. Пульс и высокочастотный HRV следуют циркадному ритму внутри стадий сна [S3]. У здоровых молодых взрослых в лаборатории трекеры сна хорошо распознавали сон, но их оценки стадий непостоянно совпадали с ПСГ [S6]; в выборку вошли 34 здоровых молодых взрослых на протяжении трёх ночей подряд [S6].

Предварительные данные. Анализ, проведённый производителем, сообщил о лучшем совпадении по стадиям сна, когда к движению добавили вегетативные и циркадные сигналы [S8]. Данные о сохраняющейся симпатической активности во сне при обструктивном апноэ сна получены в небольшом исследовании [S10].

Спорно. Какая часть ночного профиля определяется стадиями сна, а какая — внутренними часами [S2] [S3]. Снижен ли HRV при бессоннице [S11].

Неизвестно. Насколько хорошо конкретная современная модель носимого устройства воспроизводит лабораторный ночной HRV у конкретного человека и как ночной HRV связан с качеством сна, каким его ощущает сам человек.

О чём он не говорит

«Часы точно определяют мои стадии сна по HRV». Как общее правило — нет. В лабораторном сравнении с полисомнографией оценки стадий сна у устройств были непостоянными, а на прерывистых ночах результаты были хуже [S6]. Экспертный обзор указывает на ошибочную классификацию бодрствования в период сна и неясную точность у некоторых групп людей [S7]. Более благоприятные результаты по стадиям получены в исследованиях, которые проводили сами производители устройств [S8]. Графики стадий — это оценки, а не исследование сна.

«Высокий ночной HRV означает хороший сон». Сам по себе — нет. В небольшом лабораторном исследовании SDNN был высоким в быстром сне и при пробуждениях и самым низким в глубоком сне [S2], а повторяющиеся колебания пульса при апноэ сна добавляют изменчивости, а не говорят об отдыхе [S9]. По некоторым показателям более высокое число может получиться после более прерывистой ночи.

• Одна ночь — не приговор. Стадии, пробуждения и время сна сдвигают значение от ночи к ночи.
• Устройства не взаимозаменяемы. Окна, показатели и обработка различаются [S13] [S14] [S15], и методы, используемые в исследованиях, тоже разные [S4] [S5].
• Носимое устройство — не исследование сна. Оно не может диагностировать апноэ сна или бессонницу [S12].

Короткий сон — лишь одна из причин низкого показателя; см. почему у меня низкий HRV?.

В ONDA

ONDA строит вашу личную базовую линию по значениям, сохранённым в Apple Health, — с Apple Watch или другого устройства, которое передаёт туда данные о сердце [S16]. Окно составляет 14 дней, и ONDA сравнивает ваш последний день с данными с вашим собственным коридором — средним за предыдущие дни с достаточными данными плюс-минус одно стандартное отклонение — и отмечает его, только если он выходит за коридор не менее чем на 1,5 стандартного отклонения и изменился на минимальную величину. Apple Health записывает HRV как SDNN, поэтому базовая линия HRV в ONDA — это базовая линия по SDNN. ONDA не определяет стадии сна по HRV и не диагностирует апноэ сна, бессонницу или какое-либо другое состояние.