HRV і пульс під час сну: чому ніч — найкраще вікно для вимірювань

Що відбувається з пульсом і HRV уночі?

Коли ви засинаєте, серце сповільнюється, а невеликі зміни ритму від удару до удару — варіабельність серцевого ритму (HRV) — змінюють характер. У повільному сні баланс вегетативної нервової системи зміщується в бік парасимпатичного впливу — переважно за рахунок зростання парасимпатичної активності, а не зниження симпатичної [S1]. У лабораторному дослідженні за участю 14 молодих здорових осіб протягом трьох ночей цей зсув відбувався різко в момент засинання [S1].

Тут накладаються два процеси. Перший — сам сон і зміна його стадій. Другий — внутрішній годинник: пульс і високочастотний HRV слідують циркадному ритму і в неспанні, і в кожній стадії повільного сну [S3]. У тій самій роботі в пульсу був і ефект часу впродовж ночі — понад те, що пояснює співвідношення стадій [S1]. До загальної картини того, чому HRV змінюється з дня на день, ця сторінка додає саму ніч: що змінюється всередині неї і чому саме вона — звичне вікно для відстеження.

Як це працює в різних стадіях сну?

Повільний сон (поверхневі й глибокі стадії; найглибша називається повільнохвильовим сном). Засинання й перехід у глибші стадії пов’язані зі зсувом у бік більшої парасимпатичної модуляції серця [S3]. Пульс тут найнижчий, а дихання найрівніше, тому на більшості записів глибокий сон — найспокійніший відрізок ночі. Усередині кожної стадії високо- та низькочастотні компоненти HRV залишалися приблизно сталими впродовж ночі, тож значна частина змін за ніч слідує за змінним співвідношенням стадій [S1].

Швидкий сон. Вегетативний баланс у швидкому сні загалом був схожий на неспання [S1], зі зсувом назад у бік симпатичної модуляції порівняно з глибоким сном [S3]. Дихання і пульс стають менш регулярними.

Пробудження та переходи між стадіями. Пульс різко підвищується при кожному переході з глибшого сну в поверхневіший і під час пробуджень [S2]. Короткі пробудження — норма, і їх часто не пам’ятають.

Що залежить від показника. «Високий» і «низький» HRV уві сні залежать від того, яке число розраховується. У невеликому лабораторному дослідженні SDNN — який уловлює і повільніші коливання, а не лише зміни від удару до удару — був найнижчим у повільнохвильовому сні та високим у швидкому сні й під час пробуджень [S2]. Показники, що відстежують швидші зміни, пов’язані з диханням, поводяться інакше. Тому та сама стадія може виглядати «високою» за одним показником і «низькою» за іншим; це властивість показників, а не суперечність.

Що залишається дискусійним. Одне дослідження показало, що нічний профіль формують переважно стадії сну, а не внутрішній годинник [S2]; інше виявило чіткий циркадний ритм усередині стадій сну [S3]. Обидва були невеликими лабораторними дослідженнями з різним дизайном. Практичний висновок правильний у будь-якому разі: коротша, пізніша або переривчаста ніч змінює показник частково через сам сон.

Як вимірюють нічний HRV?

У дослідженнях нічний HRV зазвичай беруть із каналу ЕКГ полісомнограми (ПСГ) — повного лабораторного запису сну [S4]. Носимі пристрої натомість оцінюють його за пульсовим сигналом кільця, годинника чи нагрудного датчика, і кожен виробник сам обирає, як перетворити ніч на одне число:

• Oura вимірює HRV лише під час сну; показане значення — середнє п’ятихвилинних вимірів, зроблених, поки ви спите [S13].
• Garmin HRV Status показує середній HRV, розрахований за даними за весь період сну [S14].
• Apple Watch. Apple Health записує HRV як SDNN [S15]. Документація Apple для цього типу даних не описує вікна нічного усереднення, тому ця сторінка його не вказує.

Інші пристрої по-різному зважують частини ночі — наприклад, глибокий сон або останню частину ночі. Різні вікна, різні показники (SDNN або RMSSD) і різні етапи обробки пульсового сигналу означають, що два пристрої, вдягнені в ту саму ніч, можуть розходитися, і жодне з чисел не переноситься на лабораторне значення. Як читати окреме значення, описано на сторінці про інтерпретацію HRV.

Чому ніч — найкраще вікно?

Під час сну більшості повсякденних перешкод для ритму серця немає: ви не рухаєтеся, не їсте, не п’єте каву, не розмовляєте й не змінюєте позу. На те, як вимірюється HRV і наскільки він надійний, впливає безліч експериментальних, демографічних і середовищних чинників [S5], і вночі більше з них залишаються однаковими від запису до запису. Тому нічне значення — корисна основа для особистого тренду, тієї точки відліку, яку описано на сторінці про базову лінію HRV.

Це пояснює й те, чому ранкове вимірювання одразу після пробудження чи разове денне вимірювання дає інше число. Його записано в іншому стані, часто за кілька хвилин, і на нього впливають дихання, поза та нещодавня активність. Жодне з них не хибне; це різні вимірювання, і порівнювати їх варто лише з показниками, знятими так само. Те саме стосується пульсу в спокої і частоти дихання, записаних уночі.

Ніч стабільніша, але не ідеально чиста. Стадії сну, пробудження та час сну все одно зсувають значення (див. вище), тому одна ніч сама по собі говорить мало.

Що впливає на нічні значення?

Короткий або переривчастий сон, алкоголь, важкий тренувальний день, інфекція, стрес, пізня вечеря та менструальний цикл — усе це може зсунути нічний пульс і HRV. Їхні механізми та дані викладено на сторінці про те, чому HRV змінюється з дня на день, і тут не повторюються. Алкоголю та менструальному циклу присвячено окремі сторінки: алкоголь і HRV та менструальний цикл і HRV.

Що роблять із нічним ритмом серця порушення сну?

Апное сну. При обструктивному апное сну дихальні шляхи уві сні багаторазово звужуються або змикаються. У великій клінічній серії пульс поступово сповільнювався на початку кожної зупинки дихання, а потім різко прискорювався, коли дихання відновлювалося; цей повторюваний малюнок опосередкований вегетативною нервовою системою [S9]. У невеликому дослідженні за участю пацієнтів з обструктивним апное сну симпатична нервова активність і артеріальний тиск не знижувалися в жодній стадії сну — на відміну від здорового сну [S10]. Ці коливання додають мінливості нічному ритму серця, а не свідчать про відпочинок. Патерни HRV використовували для відбору людей на направлення до лабораторії сну [S4], але значення з носимого пристрою не може діагностувати апное. Для діагностики використовують полісомнографію або технічно адекватний домашній тест на апное сну [S12]. Носове й ротове дихання уві сні розглянуто на сторінці про носове дихання.

Безсоння. Поширена думка, що в людей із безсонням HRV нижчий, але критичний огляд не зміг підтвердити, що HRV при безсонні надійно знижений: дослідження дуже різнилися, і більшість із них мали високий ризик систематичної помилки [S11].

Коли звернутися до лікаря. Гучне хропіння із зупинками дихання, які помічає хтось інший, пробудження з відчуттям задухи чи браку повітря, сильна денна сонливість або давні труднощі із засинанням чи підтриманням сну — привід звернутися до лікаря або сомнолога. Біль у грудях, непритомність, сильна задишка або серцебиття із запамороченням потребують невідкладної допомоги. Як принести дані носимого пристрою на такий прийом, описано в статті про звіт ONDA для сомнолога і в ширшій серії про лікарів і ваші дані.

Що показують дані?

Встановлено. Умови запису впливають на HRV, тому рекомендують порівнянні умови (консенсус експертів) [S5].

Залежить від умов. Повільний сон зміщує роботу серця в бік парасимпатичного впливу, а швидкий сон більше схожий на неспання [S1] [S3] [S4]. Апное сну спричиняє циклічний малюнок «сповільнення — прискорення» пульсу [S9]. У споживчих пристроїв є відомі обмеження в розпізнаванні неспання в період сну [S7]. Пульс і високочастотний HRV слідують циркадному ритму всередині стадій сну [S3]. У здорових молодих дорослих у лабораторії трекери сну добре розпізнавали сон, але їхні оцінки стадій непостійно збігалися з ПСГ [S6]; до вибірки увійшли 34 здорових молодих дорослих протягом трьох ночей поспіль [S6].

Попередні дані. Аналіз, проведений виробником, повідомив про кращий збіг за стадіями сну, коли до руху додали вегетативні та циркадні сигнали [S8]. Дані про стійку симпатичну активність уві сні при обструктивному апное сну отримано в невеликому дослідженні [S10].

Дискусійно. Яка частина нічного профілю визначається стадіями сну, а яка — внутрішнім годинником [S2] [S3]. Чи знижений HRV при безсонні [S11].

Невідомо. Наскільки добре конкретна сучасна модель носимого пристрою відтворює лабораторний нічний HRV у конкретної людини і як нічний HRV пов’язаний з якістю сну, якою її відчуває сама людина.

Про що він не говорить

«Годинник точно визначає мої стадії сну за HRV». Як загальне правило — ні. У лабораторному порівнянні з полісомнографією оцінки стадій сну в пристроїв були непостійними, а на переривчастих ночах результати були гіршими [S6]. Експертний огляд указує на помилкову класифікацію неспання в період сну та неясну точність у деяких групах людей [S7]. Сприятливіші результати щодо стадій отримано в дослідженнях, які проводили самі виробники пристроїв [S8]. Графіки стадій — це оцінки, а не дослідження сну.

«Високий нічний HRV означає добрий сон». Сам по собі — ні. У невеликому лабораторному дослідженні SDNN був високим у швидкому сні й під час пробуджень і найнижчим у глибокому сні [S2], а повторювані коливання пульсу при апное сну додають мінливості, а не свідчать про відпочинок [S9]. За деякими показниками вище число може вийти після переривчастішої ночі.

• Одна ніч — не вирок. Стадії, пробудження та час сну зсувають значення від ночі до ночі.
• Пристрої не взаємозамінні. Вікна, показники й обробка різняться [S13] [S14] [S15], і методи, які використовують у дослідженнях, теж різні [S4] [S5].
• Носимий пристрій — не дослідження сну. Він не може діагностувати апное сну чи безсоння [S12].

Короткий сон — лише одна з причин низького показника; див. чому в мене низький HRV?.

В ONDA

ONDA будує вашу особисту базову лінію за значеннями, збереженими в Apple Health, — з Apple Watch або іншого пристрою, який передає туди дані про серце [S16]. Вікно становить 14 днів, і ONDA порівнює ваш останній день із даними з вашим власним коридором — середнім за попередні дні з достатніми даними плюс-мінус одне стандартне відхилення — і позначає його, лише якщо він виходить за коридор щонайменше на 1,5 стандартного відхилення та змінився на мінімальну величину. Apple Health записує HRV як SDNN, тому базова лінія HRV в ONDA — це базова лінія за SDNN. ONDA не визначає стадій сну за HRV і не діагностує апное сну, безсоння чи будь-який інший стан.