StatBlank
Спорт и работоспособность

ВСР: расчёт RMSSD, SDNN и pNN50 по R-R интервалам

Количественно описать, насколько изменчивы интервалы между ударами сердца: общий разброс (SDNN) и быстрые, преимущественно парасимпатические колебания от удара к удару (RMSSD, pNN50).

  • 3 шкалы
  • 8 вопросов
  • Онлайн-расчёт бесплатно
Авторы
Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996; обзор F. Shaffer, J. P. Ginsberg, 2017
Контингент
Здоровые взрослые и спортсмены. Справочные значения в обзоре приведены для взрослых; у детей, пожилых и пациентов с нарушениями ритма значения иные.

Сердце бьётся не метрономом: интервалы между соседними ударами всё время немного разные, и эту изменчивость называют вариабельностью сердечного ритма (ВСР). Её считают по ряду R-R интервалов — времени между зубцами R соседних ударов в миллисекундах. Три самых частых временных показателя: SDNN (общий разброс интервалов), RMSSD и pNN50 (быстрые колебания от удара к удару, связанные в первую очередь с парасимпатической регуляцией). Вставьте ряд интервалов каждого испытуемого — калькулятор посчитает выбранный показатель, опишет группу (M ± SD, медиана с квартилями) и оформит таблицу для диплома. Уровней «хорошо / плохо» у этих показателей нет: нормы зависят от длины записи, возраста и пола, и на странице приведены только справочные значения из рецензируемых источников.

Что считается. SDNN — стандартное отклонение NN-интервалов. «NN» означает «нормальные»: из записи предварительно убраны внеочередные (эктопические) удары и артефакты, а интервалы между оставшимися синусовыми ударами называют NN. RMSSD — корень из среднего квадрата разностей соседних интервалов: сначала для каждой пары соседних интервалов берётся разность, затем разности возводятся в квадрат, усредняются, из результата извлекается корень. pNN50 — процент пар соседних интервалов, которые различаются больше чем на 50 мс. Единицы: SDNN и RMSSD — миллисекунды, pNN50 — проценты.

Какой показатель что говорит. По обзору Shaffer и Ginsberg (2017), RMSSD — основной временной показатель вагусной (парасимпатической) регуляции, он совпадает с нелинейным показателем SD1 диаграммы Пуанкаре и сильнее зависит от парасимпатики, чем SDNN. pNN50 тоже тесно связан с парасимпатической активностью и с RMSSD, но большинство исследователей предпочитают RMSSD: он надёжнее оценивает дыхательную синусовую аритмию, особенно у пожилых. SDNN отражает вклад и симпатической, и парасимпатической систем; на коротких покоящихся записях основной вклад даёт дыхательная аритмия, на суточных — ещё и медленные ритмы.

Длина записи. Привычный стандарт короткой записи — 5 минут, суточная запись (24 часа) — отдельный жанр. Сравнивать SDNN из записей разной длины нельзя: чем длиннее запись, тем больше SDNN. Для сверхкоротких записей в обзоре перечислены предложения разных авторов: для RMSSD — от 10 до 60 секунд, для SDNN — от 60 до 240 секунд, для pNN50 — 60 секунд; между работами они расходятся, а в одном из исследований 1- и 10-секундный RMSSD согласовывался с пятиминутным, а SDNN — нет. Поэтому в дипломе всегда указывайте длину записи и положение тела.

Как это используют в работе. Типичные сюжеты: утренний RMSSD спортсменов до и после блока тренировок (связанные выборки, критерий Вилкоксона); сравнение ВСР у тренированных и нетренированных (две независимые группы, критерий Манна-Уитни); связь RMSSD с результатом в тесте на выносливость (корреляция Спирмена). Показатель — детерминированная функция записи, поэтому вся «случайность» в выборке — это различия между людьми и между днями, а не погрешность формулы. Не путайте с индексом напряжения Баевского: он считается по гистограмме интервалов (мода, амплитуда моды, размах) и имеет свои уровни, см. Индекс напряжения Баевского.

Статистика под ключ — 3 500 ₽По всем методикам и расчётам для диплома. Цена фиксированная — 3 500 ₽, без каких-либо условий. Оплата по факту, когда работа готова. Заказать расчёт

Онлайн-расчёт и генерация данных

Бесплатно

Посчитайте по своим данным или подберите правдоподобный набор для диплома — с таблицей и экспортом в Word.

Шаг 1. Что вам нужно?

Пишу диплом и хочу, чтобы всё сделали за меняСтатистика под ключ: расчёты, таблицы, графики и выводы — останется вставить в работу. 3 500 ₽, оплата по факту. Возможно и написание диплома целиком — с сопровождением до защиты и бесплатными правками.
1 / 4

Шкалы методики

RMSSD, мс

Корень из среднего квадрата разностей соседних интервалов. Главный временной показатель быстрой парасимпатической вариабельности.

ряд R-R интервалов одной записи

SDNN, мс

Стандартное отклонение NN-интервалов: общий разброс интервалов за запись.

ряд R-R интервалов одной записи

pNN50, %

Процент пар соседних интервалов, различающихся более чем на 50 мс.

ряд R-R интервалов одной записи

Полный текст методики

Вариабельность сердечного ритма — расчётный показатель, а не опросник: пунктов и вариантов ответа у неё нет. Ниже приведён порядок сбора данных и расчёта; в скачиваемый бланк вносят исходный ряд интервалов, результат и вывод.

Шкала ответов: мс (SDNN, RMSSD); % (pNN50)

  1. 1.Запишите ритм в состоянии покоя в выбранном положении тела (лёжа или сидя) и укажите длину записи; для сравнения групп условия записи должны быть одинаковыми.
  2. 2.Получите ряд R-R интервалов в миллисекундах (с нагрудного датчика, электрокардиографа или пульсометра с выгрузкой интервалов).
  3. 3.Уберите внеочередные удары и артефакты: останутся интервалы между нормальными синусовыми ударами (NN-интервалы).
  4. 4.Вычислите разность каждой пары соседних интервалов: dᵢ = RRᵢ₊₁ − RRᵢ.
  5. 5.RMSSD = корень из среднего значения квадратов разностей dᵢ, в миллисекундах.
  6. 6.SDNN = стандартное отклонение всех NN-интервалов (делитель n − 1), в миллисекундах.
  7. 7.pNN50 = число пар соседних интервалов с |dᵢ| > 50 мс, делённое на число пар (n − 1), умноженное на 100 %.
  8. 8.Запишите показатель, длину записи, положение тела, время суток и способ удаления артефактов; результаты разных условий записи между собой не смешивайте.

Ключи: как обрабатываются ответы

  1. 1Шаг 1. Получите ряд RR₁, RR₂, …, RRₙ (мс), уберите внеочередные удары и артефакты — останутся NN-интервалы. Если интервалы записаны в секундах, умножьте на 1000.
  2. 2Шаг 2. Разности соседних интервалов: dᵢ = RRᵢ₊₁ − RRᵢ, i = 1 … n − 1 (всего n − 1 разностей).
  3. 3Шаг 3. RMSSD = √( (d₁² + d₂² + … + dₙ₋₁²) / (n − 1) ), мс.
  4. 4Шаг 4. SDNN = √( Σ(RRᵢ − среднее)² / (n − 1) ), мс. Здесь выборочное стандартное отклонение (делитель n − 1); делитель n даёт чуть меньшее число, при 300 интервалах — на 0,17 %.
  5. 5Шаг 5. NN50 — число разностей, у которых |dᵢ| строго больше 50 мс (ровно 50 мс не считается). pNN50 = NN50 / (n − 1) × 100 %.
  6. 6Шаг 6. Уровней у авторов нет: результат не оценивают как «норму» или «отклонение». Сравнивайте группы между собой, а справочные значения коротких записей из таблицы на странице используйте только как ориентир.

Как обрабатывать математически

Единица измерения

мс (SDNN, RMSSD); % (pNN50)

Тип шкалы

Количественная (отношений)

Как описывать

M ± SD или Me [Q₁; Q₃]; часто ln RMSSD

Основные критерии

Стьюдент / Вилкоксон / Манна-Уитни

Распределение показателей ВСР нередко далеко от нормального. В обзоре Shaffer и Ginsberg (2017) отмечено, что их записывают в исходных единицах или в виде натурального логарифма (ln), чтобы приблизить распределение к нормальному. Поэтому сначала проверьте нормальность критерием Шапиро-Уилка; при отклонении от нормальности возьмите ln RMSSD (параметрические критерии) или ранговые критерии на исходных значениях. pNN50 на короткой записи принимает лишь несколько дискретных значений (при 20 интервалах — шаги по 5,3 %), и для него лучше подходят ранговые критерии. Сравнивая группы, убедитесь, что записи одной длины и сняты в одном положении тела и в одно время суток.

Пошаговый план расчёта

  1. 1Запишите ВСР каждого испытуемого в одинаковых условиях: одно положение тела, одна длина записи (обычно 5 минут), по возможности одно время суток.
  2. 2Уберите из ряда внеочередные удары и артефакты: интервалы между оставшимися синусовыми ударами — это NN-интервалы, и считать нужно по ним. Два артефакта в пятиминутной записи уже могут заметно исказить SDNN и RMSSD.
  3. 3Выберите показатель в калькуляторе (RMSSD, SDNN или pNN50) и вставьте ряд интервалов каждого испытуемого одной строкой через «/».
  4. 4Проверьте строки: интервалы 250–3000 мс; если калькулятор называет строку неподходящей, ищите пропущенный разделитель или интервал в секундах вперемешку с миллисекундами.
  5. 5Опишите группу: M ± SD либо Me [Q₁; Q₃]; проверьте нормальность критерием Шапиро-Уилка, при отклонении от нормальности используйте ln RMSSD или ранговые критерии.
  6. 6Выберите критерий по дизайну исследования и в выводе укажите показатель, длину записи, положение тела и способ удаления артефактов.

Какой критерий выбрать

Замеры «до / после» у одних и тех же людейНапример: утренний RMSSD 8 бегунов до и после четырёхнедельного блока тренировок.Критерий ВилкоксонаТе же связанные замеры при нормальном распределении (после ln-преобразования) и большой группеНапример: ln RMSSD 35 студентов в начале и в конце семестра.Критерий СтьюдентаДве независимые группы (разные люди)Например: RMSSD пловцов и не занимающихся спортом.Критерий Манна-УитниТри и более независимые группыНапример: SDNN у спринтеров, средневиков и стайеров.Критерий Краскела-УоллисаСвязь ВСР с другим показателемНапример: связь RMSSD с временем бега на 3 км.Корреляция СпирменаПросто описать группуНапример: средний SDNN футболистов команды (n = 22).Описательная статистика

Что ещё пригодится

Критерий Шапиро-Уилкапроверка нормальности RMSSD или ln RMSSD перед выбором критерияОписательная статистикаM ± SD, медиана и квартили показателей ВСР группы

Пример обработки результатов

Условные данные: утренний RMSSD (мс) восьми бегунов, записанный по пятиминутной записи лёжа, до и после четырёхнедельного блока аэробных тренировок. Первые восемь «до» совпадают с первыми восемью записями примера в калькуляторе. Вопрос: изменилась ли быстрая парасимпатическая вариабельность.

До:   38,4 31,5 57,4 23,0 44,1 16,9 52,4 27,0

После: 43,9 38,2 59,6 29,5 42,4 21,0 60,3 31,2

  1. 1Дизайн: одни и те же 8 испытуемых, два замера → связанные выборки. Выборка малая, нормальность не гарантирована → критерий Вилкоксона.
  2. 2Разности «после − до»: +5,5; +6,7; +2,2; +6,5; −1,7; +4,1; +7,9; +4,2. Единственный нетипичный (отрицательный) сдвиг — −1,7.
  3. 3Ранги абсолютных разностей: 1,7 → 1; 2,2 → 2; 4,1 → 3; 4,2 → 4; 5,5 → 5; 6,5 → 6; 6,7 → 7; 7,9 → 8. Сумма рангов нетипичного (отрицательного) сдвига: T эмп = 1.
  4. 4При n = 8 T крит = 3 (p < 0,05) и 0 (p < 0,01). T эмп = 1 ≤ 3 → различие значимо на уровне p < 0,05; на уровне p < 0,01 — нет (1 > 0).
  5. 5Медиана RMSSD выросла с 34,95 до 40,30 мс (Q₁–Q₃: 26,00–46,18 до, 30,78–47,83 после).

Как оформить это в дипломе

В таблице 1 представлены медиана и квартили RMSSD до и после блока тренировок и результат сравнения по критерию Вилкоксона.

Таблица 1 — RMSSD бегунов до и после тренировочного блока, мс (n = 8)

ЗамерQ₂₅MeQ₇₅T эмпT критp
До26,0034,9546,18———
После30,7840,3047,8313< 0,05

На рисунке 1 графически представлены медианные значения RMSSD до и после тренировочного блока отдельно в двух подгруппах по четыре человека.

0306034,9541,05Записи 1–4 (n = 4)Записи 1–4 (n = 4)35,5536,8Записи 5–8 (n = 4)Записи 5–8 (n = 4)RMSSD, мс (медиана)ПодгруппаДоПосле

Рисунок 1 — Медиана RMSSD до и после тренировочного блока в двух подгруппах бегунов

В первой подгруппе (записи 1–4) медиана выросла с 34,95 до 41,05 мс, во второй (записи 5–8) — с 35,55 до 36,80 мс. Второй столбец каждой пары выше первого: сдвиг в сторону большей ВСР, заметнее в первой подгруппе.

Значимость сдвига оценивали критерием Вилкоксона для связанных выборок. T эмп = 1 при T крит = 3 (α = 0,05) и T крит = 0 (α = 0,01), n = 8. Поскольку T эмп ≤ T крит при α = 0,05, различие значимо на уровне p < 0,05. Критерий показывает сдвиг в группе, но не причину: на RMSSD влияют сон, нагрузка накануне, дыхание и время суток.

Вывод

На условной выборке из 8 бегунов RMSSD после четырёхнедельного блока значимо выше, чем до него (T эмп = 1, p < 0,05): медианы 34,95 и 40,30 мс. Причину сдвига только по этим данным назвать нельзя.

Определения и формулы

Все три показателя считаются по одному ряду интервалов RR₁ … RRₙ в миллисекундах после удаления внеочередных ударов и артефактов. Справа в таблице — что именно вводить в калькулятор и как записать.

Временные показатели ВСР

ПоказательОпределениеФормулаЕдиница
SDNNСтандартное отклонение NN-интервалов√( Σ(RRᵢ − RR̄)² / (n − 1) )мс
RMSSDКорень из среднего квадрата разностей соседних интервалов√( Σ(RRᵢ₊₁ − RRᵢ)² / (n − 1) )мс
pNN50Процент пар соседних интервалов, различающихся более чем на 50 мсNN50 / (n − 1) × 100%

В Kubios NN50 делят на общее число NN-интервалов n, а не на число пар n − 1 (Djientcheu и соавт., 2026); у пятиминутной записи разница порядка 0,3 %. Страница считает по числу пар, как в формулировке Shaffer и Ginsberg (2017).

Два ручных примера расчёта

Запись А: 800, 810, 790, 850, 780 мс (n = 5). Разности: +10; −20; +60; −70. Квадраты: 100; 400; 3600; 4900, сумма 9000, среднее 9000 / 4 = 2250, корень RMSSD = 47,4 мс. Среднее интервалов (800 + 810 + 790 + 850 + 780) / 5 = 806; отклонения: −6; +4; −16; +44; −26; квадраты 36; 16; 256; 1936; 676, сумма 2920, делим на n − 1 = 4: 730, корень SDNN = 27,0 мс. Больше 50 мс по модулю две разности (60 и 70) из четырёх: pNN50 = 2 / 4 × 100 = 50,0 %.

Запись Б: 1000, 950, 1050, 1000, 1100 мс. Разности: −50; +100; −50; +100. Квадраты: 2500; 10000; 2500; 10000, сумма 25000, среднее 6250, RMSSD = 79,1 мс. Среднее 1020; отклонения −20; −70; +30; −20; +80; квадраты 400; 4900; 900; 400; 6400, сумма 13000, делим на 4: 3250, SDNN = 57,0 мс. Разности ровно 50 мс в NN50 не входят (нужно «больше 50»), поэтому считаются только две сотни: pNN50 = 2 / 4 × 100 = 50,0 %. Если бы порог был нестрогим, получилось бы 100 %.

Те же числа можно проверить в калькуляторе: вставьте «800/810/790/850/780» в режиме «посчитать для себя» и переключайте показатель.

Справочные значения: что известно и чего нет

Единых границ нормы для коротких записей у авторов показателей нет. Ниже — значения, которые можно честно процитировать; нигде они не являются порогом «норма / не норма» для конкретного человека.

Короткие записи здоровых взрослых (Nunan и соавт., 2010; по таблице 6 обзора Shaffer и Ginsberg, 2017)

ПоказательСреднее (SD) по исследованиямДиапазон среднихИсследований
SDNN, мс50 (16)32–9327
RMSSD, мс42 (15)19–7515

Обзор 44 исследований, 21 438 здоровых взрослых; записи после доклада Task Force 1996 года. В обзор вошли три крупных популяции возрастом от 40 лет, что может объяснять сравнительно низкие значения. Это средние ПО ИССЛЕДОВАНИЯМ с разным дыханием (свободное и заданное), полом и методом, а не распределение отдельных людей.

SDNN за 24 часа: единственные пороги в источнике

SDNN, записанный за 24 часа, считается в кардиологии «золотым стандартом» стратификации риска. По данным Kleiger и соавт. (1987), приведённым в обзоре Shaffer и Ginsberg (2017) для перенёсших инфаркт: SDNN меньше 50 мс — группа нездоровых, 50–100 мс — сниженное здоровье, больше 100 мс — здоровые; у выживших после инфаркта с SDNN выше 100 мс риск смерти за период наблюдения был в 5,3 раза ниже, чем при SDNN ниже 50 мс.

Эти пороги относятся только к 24-часовой записи у кардиологических пациентов. К пятиминутной записи здоровых студентов или спортсменов их применять нельзя: SDNN растёт с длиной записи, поэтому у короткой записи он закономерно ниже.

Что влияет на ВСР: пол, возраст, спорт

  • Возраст: временные показатели ВСР снижаются с возрастом; наиболее заметное падение — между вторым и третьим десятилетием жизни (Bonnemeier и соавт., в обзоре Shaffer и Ginsberg). У RMSSD и pNN50 в выборке 1743 человек 40–100 лет (Almeida-Santos и соавт., там же) описана U-образная кривая: падение с 40 до 60 лет и рост после 70.
  • Пол: по метаанализу 296 247 здоровых участников, у женщин выше средняя ЧСС (интервалы короче), ниже SDNN и индекс SDNN, особенно в суточных записях; мощность высокочастотной составляющей выше.
  • Спортсмены: краткосрочные значения 145 элитных легкоатлетов (87 мужчин, 58 женщин, 18–33 лет; запись лёжа 2,5 минуты) опубликованы Berkoff и соавт. (J Strength Cond Res, 2007, 21:227–231, doi:10.1519/R-20135.1), средние и SD по полу для SDNN, RMSSD и pNN50 — в первоисточнике; вид спорта на показатели ВСР в этой выборке не повлиял.
  • Способ регистрации: сравнение записей по фотоплетизмографии (пульсометр на запястье, смартфон) и по ЭКГ в одной из работ дало расхождения менее 6 % для большинства показателей ВСР и 29,9 % для pNN50 (Jeyhani и соавт., 2015, по обзору Shaffer и Ginsberg).

Как вводить данные и чего не делать

  • Одна строка — один человек. Ряд интервалов — в одной клетке без пробелов: 812/805/830/… Пробел как разделитель допустим только внутри одной клетки при вводе вручную; при вставке из Excel используйте «/».
  • Интервалы в миллисекундах. Если все значения меньше 10, калькулятор считает их секундами (0,812) и умножает на 1000.
  • Интервалы вне 250–3000 мс калькулятор отклоняет: это значения вне правдоподобного диапазона 20–240 уд/мин, и такая строка почти всегда — опечатка или артефакт. Правдоподобие проверяется только по этим границам: удалять внеочередные удары и артефакты нужно до ввода.
  • Меньше трёх интервалов считать нечего. Чем короче запись, тем менее надёжен SDNN; для сравнений придерживайтесь одной длины записи.
  • Не усредняйте R-R интервалы разных людей в один ряд: считайте показатель отдельно для каждого, а группу описывайте по индивидуальным значениям.
  • ВСР — не диагноз и не оценка здоровья: результат зависит от дыхания, сна, кофе, нагрузки накануне и времени суток.

Частые вопросы