Heart rate and its variability: Analysis and applications;Frecuencia cardiaca y variabilidad: Análisis y aplicaciones

Revista Andaluza de Medicina del Deporte

Volumn 3, Issue 1, 2010, Pages 33-42

  Maraes V R F S ^a  

^a UNIVERSITY OF BRASILIA   (Brazil)

Author keywords

Cardiovascular system; Heart rate variability; Physical exercises; Sympathetic nervous system

Indexed keywords

EID: 77957550464     PISSN: 18887546     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: None     Document Type: Review

References (104)

1. Guyton AC, Hall JE. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier edição 11 2006.
2. Rajendra Acharya U, Paul Joseph K, Kannathal N, Lim CM, Suri JS. Heart rate variability: a review. Med Bio Eng Comput. 2006;44(12):1031-1051.
3. Vanderlei LC, Pastre CM, Hoshi RA, Carvalho TD, Godoy MF. Noções básicas de variabilidade da frequência cardíaca e sua aplicabilidade clínica. Rev Bras Cir Cardiovascular. 2009;24(2):205-217.
4. Levy MN. Autonomic interactions in cardiac control. Ann NY Acad Sci. 1990;601:209-221.
5. Gallo Jr L, Maciel BC, Marin-Neto JA, Maritns LE, Lima-Filho EC, Golfetti R, et al. Control of heart rate during exercise in health and disease. Braz J Med Biol Res. 1995;28(11-12):1179-1184.
6. Chacon-Mikahil MP, Forti VA, Catai AM, Szrzjer JS, Golfetti R, Martins LE. Cardiorespiratory adaptations induced by aerobic training in middleaged men: the importance of a decrease in sympathetic stimulation for the contribution of dynamic exercise tachycardia. Braz J Med Biol Res. 1998;31(5):705-712.
7. Catai AM, Chacon-Mikahil MP, Martinelli FS, Forti VA, Silva E, Golfetti R, et al. Effects of aerobic exercise training on heart rate variability during wakefulness and sleep and cardiorespiratory responses of young and middle-aged healthy men. Braz J Med Biol Res. 2002;35(6):741-752.
8. Marães VR, Silva E, Catai AM, Novais LD, Moura MS, Oliveira L, et al. Identification of anaerobic threshold using heart rate response during dynamic exercise. Braz J Med Biol Res. 2005;38(5):731-735.
9. Nathelson BH. Neurocardiology in interdisciplinary area for the 80s. Arch Neurol. 1985;42(2):178-184.
10. Junqueira Jr LF. Sobre o possível papel da disfunção autonômica cardíaca na morte súbita associada à doença de Chagas. Arq Bras Cardiol. 1990; 56(6):429-434.
11. Hon EH, Lee ST. Electronic evaluations of the fetal heart rate patterns preceding fetal death. Am J Obstet Gynecol. 1965;87:817-826.
12. Ewing DJ, Marten CN, Young RJ, Clarke BF. The value of cardiovascular autonomic function tests: 10 years experience in diabets. Diabets Care. 1985;8:491-498.
13. Wolf MM, Varigos GA, Hunt D, Sloman JG. Sinus arrhytmia in acute myocardial infarction. Med J Aust. 1978;2(2):52-53.
14. Tiller WA, Mc Craty R, Altkinson M. Cardiac Coherehce. A new noninvasive measure of autonomic nervous system order. Altern Ther Health Med. 1996;2(1):52-65.
15. Liporone MA, Barcellos SR, Oliveira L, Silva E, Catai AM, Milan LA, et al. Aplicativo gráfico para análise de dados relativos a FC obtidos a partir de eletrocardiógrafo e armazenados em arquivos. Anais do V Congresso de Iniciação Científica. 1997;64.
16. Ribeiro JP, Moraes Filho RS. Variabilidade da frequência cardíaca como instrumento de investigação do sistema nervoso autônomo. Rev Bras Hipertens. 2005;12(1):14-20.
17. Rothschild M, Rothschild A, Pfeifer M. Temporary decrease in cardiac parasympathetic tone after acute myocardial infarction. Am J Cardiol. 1988; 62:37.
18. Malliani A, Pagani M, Lombardi F, Furlan R, Guzzetti S, Cerutti S. Spectral analysis to assess increased simpathetic tone in arterial hypertension. Hyperten. 1991;17(4):336-342.
19. Filho JB, Barbosa PR, Cordovil I. Modulação autonômica do coração na hipertensão arterial sistêmica. Arq Bras Cardiol. 2002;78(2):181-188.
20. Menezes Jr AS, Moreira HG, Daher MT. Análise da variabilidade da frequência cardíaca em pacientes hipertensos, antes e depois do tratamento com inibidores da enzima conversora da angiotensina II. Arq Bras Cardiol. 2004;22(3):78-82.
21. Saul P, Arai Y, Berger R, Lilly L, Colucci W, Cohen R. Assessment of autonomic regulation in congestive heart failure by heart rate spectral analysis. Am J Cardiol. 1988;61:1292-1299.
22. Fei L, Slade AK, Prasad K, Malik M, McKenna WJ, Camm AJ. Is there increased sympathetic activity in patients with hypertrophic cardiomyopathy? J Am Coll Cardiol. 1995;26:472-480.
23. Gregoire J, Tuck S, Yamamoto Y, Hughson RL. Heart rate variability at rest and exercise: influence of age, gender, and physical training. Can J Appl Physiol. 1996;21(6):455-470.
24. Tulppo MP, Makikallio TH, Seppanen T, Laukkanen RT, Huikuri HV. Vagal modulation of heart rate during exercise: effects of age and physical fitness. Am J Physiol. 1998;274(2 Pt 2):H424-H429
25. Novais LD, Sakabe DI, Takahashi AC, Goncora H, Taciro C, Martins LE, et al. Avaliação da variabilidade da frequência cardíaca em repouso de homens saudáveis sedentários e de hipertensos e coronariopatas em treinamento físico. Rev Bras Fisioter. 2004;8(3):207-213.
26. Kingsley M, Lewis MJ, Marson RE. Comparison of polar S810 and an ambulatory ECG system for RR interval measurement during progressive exercise. Int J Sports Med. 2005;26(1):39-44.
27. Gamelin FX, Berthoin S, Bosquet L. Validity of the polar S810 heart rate monitor to measure R-R intervals at rest. Med Sci Sports Exerc. 2006; 38(5):887-893.
28. Longo A, Ferreira D, Correia MJ. Variabilidade da frequência cardíaca. Rev Port Cardiol. 1995;14(3):241-262.
29. Antila K. Quantitative characterization of heart rate during exercise. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 1979;(153):3-68.
30. Jesus PC. Considerações metodológicas e caracterização de procedimentos implicados nas análises temporal e espectral da variabilidade da frequência cardíaca, para avaliação clínica do controle autonômico do coração. Dissertação de mestrado. Faculdade de Ciências da saúde. Universidade de Brasília; 1996.
31. Lindquist A. Noninvasive methods to study autonomic nervous control of circulation. Acta Phys Scand. 1990;138:21-22.
32. Tulppo MP, Makikallio TH, Takala TE, Seppanen T, Huikuri HV. Quantitative beat-to-beat analysis of heart rate dynamics during exercise. Am J Physiol. 1996;271(1 Pt 2):H244-H252.
33. Lima JP, Kiss MA. Limiar de variabilidade da frequência cardíaca. Revista brasileira de atividade física e saúde. 1999;4(1):29-38.
34. Brunetto AF, Roseguini BT, Silva BM, Hirai DM, Guedes DP. Limiar ventilatório e variabilidade da frequência cardíaca em adolescentes. Rev Bras Med Esporte. 2005;11(1):22-27.
35. Neter J, Wasserman W, Kutner MH. Applied Linear Regression Models. Boston: Homewood; 1989.
36. Box & Jenkins. Time Series Analysis. San Francisco: Holden-Day; 1970.
37. Morettin PA, Toloi CM. Previsão de Séries Temporais. São Paulo: Atual; 1985.
38. Morettin PA, Toloi CM. Métodos Quantitativos: Séries Temporais. São Paulo: Atual; 1986.
39. An Derson TW. Times series analysis and forecasting the Box & Jenkins approach. London & Boston: Butterworths; 1976.
40. Jenkins GM. Practical experiences with modelling and forescasting time series. Jersey Channel Islands: GJP Publications; 1979.
41. Tagaris GA, Richter W, Kim SG, Georgopoulos AP. Box-Jenkins intervention analysis of functional magnetic resonance imaging data. Neurosci Res. 1997;27(3):289-289.
42. Maciel BC, Gallo Jr L, Marin-Neto JA, Lima Filho EC, Martins LE. Autonomic nervous control of the heart rate during dynamic exercise in normal man. Clin Sci. 1986;71:457-460.
43. Gallo Jr L, Morelo Filho J, Maciel BC, Marin Neto JA, Martins LE, Lima Filho EC. Functional evaluation of sympathetic and parasympathetic system in Chagas' Disease using dynamic exercise. Cardiovasc Res. 1987;21(12):922-927.
44. Marães VR, Catai AM, Oliveira L, Moura MS, Trevelin LC, Gallo JR, et al. Study of variability of instantaneous heart rate for the detection of anaerobic threshold. Italian Journal of Anatomy and Embryology. 1996; Suppl al 101 Catania Itália octobre.
45. Ribeiro TF, Gomes VR, Moura MS, Marães VR, Catai AM, Oliveira L, et al. Estudo do limiar de anaerobiose em mulheres sedentárias durante esforço físico dinâmico. Anais XIII Reunião da Federação de Sociedades de Biologia Experimental. 1998;258.
46. Petto J, Ribeiro TF, Gomes VR, Moura MS, Marães VR, Catai AM, et al. Determinação do limiar de anaerobiose (LA) pela variabilidade da frequência cardíaca (FC), utilizando-se o modelo autorregressivo integrado medias móveis. Rev Soc Cardiol Estado de São Paulo. 1999;9:33.
47. Ferreira V. A influência da idade e da reposição hormonal sobre a modulação autonômica do coração e o limiar de anaerobiose. Dissertação (Mestrado em Bioengenharia) - Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos/HCFMRP. São Carlos: lnstituto de Química de São Carlos; 2003.
48. Marães VR, Teixeira LC, Catai AM, Milan LA, Rojas FA, Oliveira L, et al. Determinação e validação do limiar de anaerobiose a partir de métodos de análise de frequência cardíaca e de sua variabilidade. Rev Soc Cardiol Estado de São Paulo. 2003;13(4):1-16.
49. Oliveira L, Milan LA, Catai, AM, Gallo Jr L, Silva E. Modelo semiparamétrico de análise do comportamento da frequência cardíaca. En: XVII Reunião anual da Federação de Sociedades de Biologia Experimental. FESBE. Salvador: CD Rom; 2002.
50. Cripps TR, Malik M, Farrell TS, Camm AJ. Prognostic value of reduced heart rate variability after myocardial infarction: clinical evaluation of a new analysis method. Br Heart J. 1991;65:14-19.
51. Farrell TG, Bashir Y, Cripps T. Risk stratification for arrythmic events in post-infarction patients based on heart rate variability, ambulatory electrocardiographic variables and the signal-averaged electrocardiogram. J Am Coll Cardiol. 1991;18:687-697.
52. Kamath MV, Fallen EL. Power spectral analysis of heart rate variability: a noninvasive signature of cardiac autonomic function. Cret Rev Biomed Eng. 1994;21:245-311.
53. Malik M, Camm AJ. Heart rate variability and clinical cardiology. Br Heart J. 1994;71:3-6.
54. Akselrod S, Gordon D, Ubel FA, Shannon DC, Barger AC, Conen RJ. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beatto-beat cardiovascular control. Science. 1981;213(10):220-222.
55. McCraty R, Atkinson M, Tiller WA, Rein G, Watkins AD. The effects of emotions on short-term power spectrum analysis of heart rate variability. Am J Cardiol. 1995;76(14):1089-1093. Erratum in: Am J Cardiol 1996; 77(4):330.
56. Akselrod S, Gordon D, Madwed J, Snidman NC, Shannon DC, Cohen RJ. Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis. Am J Phys. 1985;249(18):H867-H875.
57. Ikuta T, Himoda O, Kano T. Quantitative assessment of the autonomic nervous nervous system activites during atropine-induced bradycardia by heart rate spectral analysis. J Auton Nerv Syst. 1995; 52:71-76.
58. Castro CL, Nóbrega AC, Araújo CG. Testes autonômicos cardiovasculares: Uma revisão crítica. Parte II. Arq Bras Cardiol. 1992;59(2):151-158.
59. Lombardi F, Montano N, Finocchiaro ML, Ruscone TG, Cerutti S, Baselli G, et al. Spectral analysis of sympathetic discharge in decerebrate cats. J Auton Nerv Syst. 1990;30:S97-S100.
60. Ori Z, Monir G, Weiss J, Sayhouni X, Singer DH. Heart rate variability frequency domain analysis. Cardiol Clin. 1992;10(3):499-537.
61. Grasso R, Schena F, Gulli G, Cevese A. Does low-frequency of heart period reflect a specific parasympathetic mechanism? J Auton Nerv Syst. 1996; 63:30-38.
62. Pagani M, Somers V, Furlan R, Dell'Orto S, Conway J, Baselli G, et al. Changes in autonomic regulation induced by physical training in mild hypertension. Hypertension. 1988;12:600-610.
63. Arai Y, Saul JP, Albrecht P, Hartley LH, Lilly LS, Cohen RJ, et al. Modulation of cardiac autonomic activity during and immediately after exercise. Am J Physiol. 1989;256:H132-H141.
64. Perini R, Orizio C, Baselli G, Cerutti S, Veicsteinas A. The influence of exercise intensity on the power spectrum of heart rate variability. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1990;61:143-148.
65. Skyschally A, Bruer HM, Heusch G. The analysis of heart rate does not provide a reliable measurement of cardiac sympathetic activity. Clin Sci (Colch). 1996:91(suppl):102-104.
66. Neves VF, Perpétuo NM, Sakabe DI, Catai AM, Gallo Jr L, Silva De Sá MF, et al. Análise dos índices espectrais da variabilidade da frequência cardíaca em homens de meia idade e mulheres na pós-menopausa. Rev Bras Fisioter São Carlos. 2006;10(4):401-406.
67. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation. 1996;93(5):1043-1065.
68. Godoy MF, Takakura IT, Correa PR. Relevância da análise do comportamento dinâmico não-linear (Teoria do Caos) como elemento prognóstico de morbidade e mortalidade em pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica. Arq Ciênc Saúde. 2005;12(4):167-171.
69. Karvonen MJ, Kentala E, Mustala O. The effects of training on heart rate: a longitudinal study. Ann Med Exp Biol Fenn. 1957;35(3):307-315.
70. Palatini P. Need for a revision of the normal limits of resting hear rate. J Hypertens. 1999;33:622-625.
71. Taylor JA, Hayano J, Seals DR. Lesser vagal withdrawl during isometric exercise with age. J Appl Physiol. 1979;(3):805-811.
72. Wasserman K, Hansen JE, Sue D, Whipp BJ, Casaburi R. Principles of exercise testing and interpretation. 2a edição. Editora Lea & Febiger; 1994.
73. Shannon DC, Carley DW, Benson H. Aging modulation of heart rate. Am J Physiol. 1987;253:H874-H877.
74. Ricklin H, Maccarter DJ, Maire R, Amann FW, Candinas R. Age and Sex related changes in heart rate to ventilation coupling: implications for rate adaptive pacemaker algorithms. PACE. 1997;20:104-111.
75. Zuttin RS, Moreno MA, César MC, Martins LE, Catai AM, Silva E. Avaliação da modulação autonômica da frequência cardíaca nas posturas supina e sentada de homens jovens sedentários. Rev Bras Fisioter. 2008;12(1):7-12.
76. Blair SN, Painter P, Pate RR, Smith LK, Taylor CB. Resource Manual for Guidelines for Exercise Testing and Prescription. American College of Sports Medicine. Philadelphia: Lea & Febiger; 1988.
77. Baker SP, Marchand S, O'neil E. Age-related changes in cardiac muscarinic receptors decreased ability of the receptor to form a high affinity agonist binding state. J Gerontol. 1985;40:141-146.
78. Narayanan N, Derby JA. Effects of age on muscarinic cholinergic receptors in rat myocardium. Can J Physiol Pharmacol. 1983;61:822-829.
79. Shvakev VN, Sousunov AA. A sucessive transformation of the autonomic nervous system during ontogenesis. Arc Anat Histol Embriol. 1989;76:5-18.
80. Hayano J, Skakibara Y, Yamada M, Kamiya T, Yamada M. Accuracy of assessment of cardiac vagal tone by heart rate variability in normal subjects. Am J Cardiol. 1991;76:199-204.
81. Mcardle WD, Katch FI, Katch VL. Essential of Exercise Physiology. 1994.
82. Smith ML, Beightol L A, Fritsch-Yelle JM, Ellenbogen KA, Porter TR, Eckberg DL. Valsalva's maneuver revisited: a quantitative method yielding insights into human autonomic control. Heart Circ Physiol. 1996;40: H1240-H1249.
83. Kawaguchi LY, Nascimento AC, Lima MS, Frigo L, Paula Júnior AR, Tierra- Criollo CJ, et al. Caracterização da variabilidade de frequência cardíaca e sensibilidade do barorreflexo em indivíduos sedentários e atletas do sexo masculino. Rev Bras Med Esporte. 2007;13(4):231-236.
84. Nishimura RA, Tajik J. The Valsalva maneuver and response revisited. Mayo Clinic Procedures. 1986;61:211-217.
85. Martinelli FS. Respostas da frequência cardíaca e da pressão arterial sistêmica às manobras postural passiva e de Valsalva, em indivíduos sedentários e atletas corredores de longa distância. Dissertação de Mestrado. Campinas, Brasil: Faculdade de Educação Física - UNICAMP; 1996.
86. Marães VR, Santos MD, Catai AM, Moraes FR, Oliveira L, Gallo Júnior L, et al. Modulação do sistema nervoso autonômico na resposta da frequência cardíaca em repouso e a MV com o incremento da idade. Rev Bras Fisioter. 2004;8(2):97-103.
87. Gelber DA, Pfeifer M, Dawson B, Schumer M. Cardiovascular autonomic nervous system tests: determination of normative values and effect of confounding variables. J Auton Nerv Syst. 1997;62:40-44.
88. Fuenmayor AJ, Rosales JG, Fuenmayor AM. Relationship between autonomic nervous system test results, ejection fraction and inducibility of sustained ventricular arrhythmias by means of electrophysiological studies. Cardiology. 1996;87:200-204.
89. O'Brein LA, O'Hare P, Corrall RJ. Heart rate variability in healthy subjects: Effect of age and the derivation of normal ranges for tests of autonomic function. Br Heart J. 1986;55:348-354.
90. Williamson JW, Nóbrega AC, Winchester SZ, Mitchell JH. Instantaneous heart rate increase with dynamic exercise: central command and muscle-heart reflex contributions. J Appl Physiol. 1995;78(4):1273-1279.
91. Vybrial T, Bryg RJ, Maddens ME, Bahsin SS, Cronin S, Boden, et al. Effects of transdermal scopolamine on heart rate variability in normal subjects. Am J Cardiol. 1990;65:604-608.
92. Ferry A. The Reproducibility of VO2máx, Ventilatory, and Lactate Threshold in Elderly Women. Med Sci Sports Exerc. 1986;18:425-430.
93. Brooks GA. Current Concepts in Lactate Exchange. Med Sci Sports Exerc. 1991;23:895-906.
94. Conconi F, Ferrari M, Ziglio PG, Droghetti P, Codeca L. Determination of the anaerobic threshold by a noninvasive field test in runners. J Appl Physiol. 1982;52:869-873.
95. Bunc V, Hofmann P, Leitner H, Gaisl G. Verification of the heart rate threshold. Eur J Appl Physiol. 1995;70:263-269.
96. Hofmann P, Bunc V, Leitner H, Pokan R, Gaisl G. Heart rate threshold related to lactate turn point and steady-state exercise on a cycle ergometer. Eur J Appl Physiol. 1994;69:132-139.
97. Hinkley DV. Inference in two-phase regression. J Am Stat Assoc. 1971; 66:736-743.
98. Soler A M. "Change point" em modelos de regressão: metodologia e aplicações. En: Relatório Trienal de Pesquisa. Instituto de Planejamento e Estudos Ambientais (IPEA); 1988. p. 1-21.
99. st Congress of the Brazilian Physiological Society & Joint Meeting with The Physiological Society. Ribeirão Preto; 2006. p. 164.
100. Neves VF, Silva de Sá MF, Gallo Jr L, Catai AM, Martins LE, Crescêncio JC, et al. Autonomic modulation of heart rate of young and postmenopausal women undergoing estrogen therapy. Braz J Med Biol Res. 2007;40(4):491-499.
101. Nishioka K, Sashika H, Andho N, Tochikubo O. Relation between 24-h heart rate variability and blood pressure fluctuation during exercise in stroke patients. Circ J. 2005;69:717-721.
102. Machado AA, Vento DA, Maraes VR. Frequência Cardíaca e pressão arterial de pacientes com AVE e hipertensão submetidos à Fisioterapia Cardiovascular. En: InterCOBRAF 2006. Santos: Revista Brasileira de Fisioterapia; 2006. p. 10.
103. Paschoal MA, Trevizan PF, Scodeler NF. Variabilidade da frequência cardíaca, lípides e capacidade física de crianças obesas e não obesas. Arq Bras Cardiol. 2009;93(3):239-246.
104. Lopes FL, Pereira FM, Reboredo MM, Castro TM, Vianna JM, Novo Jr JM, et al. Redução da variabilidade da frequência cardíaca em indivíduos de meia-idade e o efeito do treinamento de força. Rev Bras Fisioter. 2007; 11(2):113-119.