NeXus Ailesi Sistemler İçin HRV Fonksiyonları – Nefes / Solunum / Kalp Hızı Değişkenliği

Daha kapsamlı PDF dosya için tıklayın

Uyarı: Bu yazı kesinlikle tıbbi bir kaynak olarak kullanılmamalıdır. Bu yazının amacı, kablosuz fizyolojik görüntüleme ve geri besleme sistemleri olan NeXus ailesi cihazları ve BioTrace+ programının “solunum terapisi”, “nefes terapisi” ve “HRV – Kalp Hızı Değişkenliği” gibi özellikleri hakkında kullanıcıyı bilgilendirmektir. Bu doküman NeXus ailesinin tüm üyeleri; NeXus-4, NeXus-10, NeXus-16, NeXus-32 için geçerlidir.

Bu yazı NeXus cihazları ve BioTrace+ programıyla birlikte gelen üstün HRV özelliklerini kullanıcıya açıklamak için oluşturulmuştur. NeXus -10 ve diğer NeXus ailesi üyeleri cihazlar, çok geniş bir sensör/elektrot yelpazesine sahiptir ve çok çeşitli protokoller, terapiler ve tedaviler için kullanılabilirler. Bu protokollerden biri de HRV – Kalp Hızı Değişkenliği protokolüdür. Bu protokolle hem HRV ölçümü yapılabilir, hem de HRV geliştirme protokolü uygulanabilir. NeXus sistemleri Windows tabanlı PC lerde çalışmaktadır. NeXus ailesi sistemlerin class IIa tıbbi sertifikaları vardır (EU) ve FDA (US) kayıtları bulunmaktadır.

Yukarıdaki resimde çift monitörlü bir sistemde çalışan BioTrace+ programının HRV ekranı görülmektedir.Ortada kablosuz çalışan bir NeXus–10 cihazı, 10 kanallı bir fizyolojik görüntüleme ve Biofeedback/Neurofeedback platformu görülmektedir.

Heart Rate (HR) sinyal alımı ve sensörler 

NeXus/BioTrace+ heart rate (HR) sinyalini iki metottan biriyle alır:

1) Parmağa takılmış bir BVP (blood volume pulse) sensörü ile

2) Göğse veya bileklere takılmış bir EKG (electrocardiogram) elektrotları ile.

BVP sensörü kullanımının avantajı, kullanım kolaylığıdır. Özel bir hazırlık aşaması yoktur ve eller çok soğuk olmadığı sürece oldukça kolay bir biçimde mükemmel bir sinyal kalitesi vardır. Dezavantajı ise BVP sensörü hareketli durumlarda kullanılamaz. (Örn. Sporda) Bunun sebebi akışkan haldeki kanın hareketten dolayı artefakt vermesidir.

EKG sinyali kullanılmasının avantajı, hem hareketli hem de hareketsiz durumlarda işe yaramasıdır. Ayrıca bu sensörden gelen bilgiler zaman skalasında daha iyi çözünürlüğe sahiptir (2048 Örnek/saniye kadar). Bu nedenle BVP sensörü genelde Biofeedback terapisi için kullanılırken, EKG elektrotları bilimsel araştırmalar ve projeler için tercih edilmektedir. EKG kullanımı için jelli elektrotlar kullanılmaktadır. Bu elektrotların yerleşimleri aşağıda gösterilmiştir.

A=Negatif Elektrot, B=Pozitif Elektrot, C=Toprak

Aşağıda bir BioTrace+ ekranında BVP sinyali gösterilmiştir. Ekranın altında BPM cinsinden gösterilen HR sinyalindeki büyük değişkenliklere dikkat ediniz. (65-85 bpm arası)

Aşağıdaki resim, EKG bazlı bir başka HRV sinyalini ve protokol ekranını göstermektedir.BioTrace+ versiyon 2008a dan sonraki sürümlerde bu ekran demo protokollerinden görülebilir.

Bu ekran, üst tarafta, LF (Low Frequency Zone) un yeşil olarak gösterildiği bir HRV spektral analizi (0-0.4 Hz arası) , ortada EKG sinyali ve altta ise kırmızıyla HR göstermektedir.

HRV ve Multi-modal Sensörler

 NeXus sistemleri multi-modal platformlar olduğu için, HRV ölçümleri başka ölçümlerle birleştirilebilir. Bunlardan bazıları:

1) Solunum (karın ve göğüs kemeri)

2) Kan akışı ve ısı kayıtları

3) EMG (kas gerilimi)

4) Deri İletimi (sympathetic arousal level)

5) EEG (SCP, Delta, Theta, Alpha, Beta ve Gamma aktivitesi)

6) Oksimetre (relative oxygen saturation) SpO2.

7) Opsiyonel: Oxygen flow ve CO2 (Capnography) ** Satıcınıza danışınız

8) Opsiyonel: gerçek zamanlı Bloodpressure monitoring. ** Satıcınıza danışınız

Kalp Hızı Değişkenliği (HRV) güçlü bir ölçümdür ve son yıllarda üzerinde çok fazla araştırma yapılmıştır. İnternette www.pubmed.gov veri bankası en az adet 2000 HRV için yazılmış makale sunmaktadır.

Gördüğünüz gibi sadece HRV ile kısıtlı kalmayarak NeXus size beyin aktivitesinden solunuma kadar bir çok alanda yardımcı olabilmektedir.

Abdominal ve Torasik Solunum

NeXus-10 ile, HRV kaydı, BVP ve EKG kaydı ve karın veya göğüs solunumu aynı anda kaydedebilir. Aşağıdaki BioTrace ekran görüntüsü 24 bit kesinlikteki sensörlere bir örnektir.

NeXus-10 aynı anda 10 sensör bağlantısına izin verdiğinden, kullanıcının ölçüm için aşağıdaki opsiyonları bulunmaktadır:

1) Sympathetic arousal için Deri İletim Sensörü

2) Relatif vasoconstriction ve vasodilation için yüksek çözünürlüklü Deri Isısı Sensörü

3) Kas tonu ve kas aktivitesi ölçümü için EMG

4) Beyin aktivitesi ölçümü için EEG

5) Opsiyonel olarak gerçek zamanlı kan basıncı (BP) ölçümü de eklenebilir.

 

Stres ve Performans Testi

 Stres profillemesi, stres testleri ve performans (spor) testleri sırasında genellikle çok yönlü sensör yaklaşımı kullanılmaktadır.

Uzun ve kısa psikofizyolojik stres testleri NeXus için BioTrace+ ile birlikte standart olarak gelmektedir.

Uyarı : Bu yazı herhangi bir şekilde tıbbi kaynak olarak kullanılmamalıdır.

HRV (Kalp Hızı Değişkenliği) Biofeedback Terapisi

 Kalp hızı değişkenliği (HRV) kardiyak otonom sinir aktivitesini tahmin etmenin bir yoludur. HRV, stres, rahatlama, egzersiz gibi psikofizyolojik duruma göre değiştiği gibi aynı zamanda yaşa ve sağlığa göre de değişir. Yüksek HRV genel olarak iyidir. Stres ve rahatlama için genel HRV normları henüz oluşturulma aşamasındadır ancak yetişkin biri için aşağıdaki skorlamaları öneririz: (değerler yavaş karın solunumunda beats per minute olarak ve 6 solunum/dakikalık solunum yardımcısı (pacer)ile bulunmuştur)

 

HRV 0-5                      Düşük

HRV 5-10                    Ortalama

HRV 10-15                  İyi

HRV 15-20                  Çok İyi

HRV 20-30                  Mükemmel

 Lütfen bu skorların normlara dayanmadığını unutmayınız ve sadece terapi öncesi, sırasında ve sonrasındaki rölatif değerlendirme ve ilerleme durumunu ölçmek için kullanılması gerektiğine dikkat ediniz.

 NeXus ile HRV terapisinde genellikle bir solunum sensoru kullanılır. Aslında işlem, otonom sinir sistemi ve kardiyo vaskular sisteminin işlevlerini optimize etmek ve dengelemek için yapılan bir biofeedback rahatlama terapisidir. Karın solunumu da kan basıncını düşüren bir yöntemdir.

 

Yukarıdaki HRV terapi ekranında, solda HR (turuncu) in BPM olarak gösterilmiştir. Hareket etmeyen ve rahatlamış durumdaki tipik bir insanda bu değerlerin 60-70 bpm gibi düşük değerler olması beklenir. İkinci bar grafiği (mavi) rölatif karın solunumunu gösterir. Kişi bu iki grafik sayesinde HRV ve solunumun nasıl birbiriyle ilişkide olduğunu rahatça gözleyebilir. Amaç, yavaş nefes alarak HRV yi ve solunum ile HR uyumunu yükseltmektir.

HR ve solunumun birbirine uyumu arttıkça (0.5 linear korelasyon veya ayarlanabilir) çiçek açılacaktır.

Uyarı : Bu yazı herhangi bir şekilde tıbbi kaynak olarak kullanılmamalıdır.  

HRV ve Solunum Terapisi

 BioTrace+ programı birçok ücretsiz fizyolojik ekran ve protokolle gelir ve bunların her biri farklı sesli, görsel vs. feedback verir. Aşağıdaki ekran görüntüsü, nefes alış ve verişine tepki veren bir balon görüntüsüdür ve burada karın solunumu terapisi görülmektedir. Nefes alımı balonu genişletirken, verişte balon küçülecektir. Aynı zamanda solunum sinyali, dalga sesi için de kullanılmaktadır. Nefes alışı sesi arttırırken veriş azaltacaktır.

Aşağıdaki ekran, HRV nin frekans analizini göstermektedir. Grafik, görsel feedback için kullanılabilir.

HRV ve Solunum Şablonu

 BioTrace+ programı standart olarak tümleşik Solunum Şablonu ile birlikte gelir. Bu araç örnek bir sinyal (şablon) yaratarak kişiye doğru yavaş karın solunumunu göstermek için kullanılır.

T1: soluk alma, T2: nefes tutma, T3: soluk verme, T4: bekleme süreleri tamamen kullanıcı tarafından ayarlanabilir. Bu örnekte 5 saniye (5000 ms) soluk alma ve 5 saniye soluk verme, toplam 10 saniyelik solunum döngüsüyle dakikada 6 solunuma denk gelmektedir. (60 saniye) ‘-‘ veya ‘+’ tuşuna basarak (veya herhangi bir zamanda klavyeden + ve – tuşlarına basarak), 0.5 bpm adımlarla solunum şablonu ayarlanabilir.

HRV Terapisi, Terapist Ekranı:

 BioTrace+ terapiste bir çok çekim ekranı sunar. Örneğin aşağıdaki ekran bunlardan biridir. Burada gerçek zamanlı HR ve solunum çiftli grafikle ve 3 bar grafikle gösterilmektedir. İlk bar grafiğinde gösterilen HRV, anlık olarak hesaplanır ve son 15 saniyedeki değişkenliği gösterir.

Bu ekran ile, terapist açıkça şu parametreleri görebilir.

Çizgisel Grafikler:

 1) Çizgisel grafik: Solunum (mavi) ile anlık kalp hızının (HR – Kırmızı) çakışması

Soldan sağa bar grafikler:

 2) Son 15 saniyedeki ortalama  veya bpm cinsinden HRV

3) HRV nin LF (Low Freuency) bölgesindeki aktivitenin yüzdesi

4) Solunum ve HRV arasındaki uyumluluk

 

Not: Eğer tüm bar grafikler yüksek olursa, terapi sonuçlarının daha iyi olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak tam optimum durumun bulunması için henüz yeterli araştırma yapılmamıştır. Araştırmalar yoğun biçimde sürmektedir.

Araştırmacılar İçin 24 Saate Kadar HRV Kaydı

 NeXus-10, 10 a kadar sinyali kaydedebilen oldukça küçük ve hafif bir sistemdir. Veriler iki şekilde elde edilebilir:

1) Canlı kayıt için kablosuz BlueTooth bağlantısı sayesinde (şimdilik 10 Metreye kadar)

2) Verileri bir flash (SD) hafıza kartına kaydederek, (24 saate kadar)

HRV terapisinin yanı sıra, NeXus-10 aynı zamanda HR, solunum ve diğer verileri SD kartına kaydedebilir.

Kişi, NeXus-10 u birkaç saat için üzerinde taşıyabilir ve HR verisini daha sonra analiz edilmek üzere kaydedebilir. HRV analiz sonuçları özel formattaki HRV raporuna dönüştürülebilir, bu rapor basılabilir. 8 saatlik kaydın örnek HRV raporu aşağıdadır.

Not: 0.1 Hz civarındaki LF tepeciğine dikkat ettiniz mi?

HRV İstatistikleri

BioTrace+ programı birçok veri işleme ve hesaplama yöntemi kullanabilir. Şimdilik üretilebilen istatistiksel değişkenler ve açıklamaları aşağıdadır:

İstatistik          Birim               Açıklama

 NNMin            ms                    Bulunan en küçük IBI (NN = IBI)

NNMax            ms                    Bulunan en büyük IBI

NNMean          ms                    Tüm IBI değerlerinin ortalaması

SDNN              ms                    Tüm NN intervallerinin standart sapması

RMSSD           ms                    Tüm interval farklarının RMS i

NN50               count                50 ms ten büyük farkların sayısı

pNN50              %                     NN50 intervallerinin yüzdesi

VLF                 ms squared        Very Low Frequency bileşenleri 0-0.04 Hz

LF                   ms squared        Low Frequency bileşenleri 0.04-0.15 Hz

HF                   ms squared        High Frequency bileşenleri 0.15-0.4 Hz

LF/HF              ratio                 LF ve HF bileşenlerinin oranı

%LF                %                     LF in tüm spektruma göre yüzdesi

%HF               %                     HF in tüm spektruma göre yüzdesi

BPM                rate                  En yüksek LF spektral tepesinin BPM i

IBI = Inter Beat Interval – Atım Arası Aralık

RMS = Root-Mean Square

Daha kapsamlı PDF dosya için tıklayın