Higuchi Fractal Analysis of Heart Rate Variability is Sensitive during Recovery from Exercise in Physically Active Men / Análise da variabilidade da frequência cardíaca pelo método da dimensão fractal de higuchi é sensível durante a recuperação após exercício em homens fisicamente ativos

OBJECTIVE: Nonlinear techniques to assess heart rate variability (HRV) have received much recent attention. We aimed to evaluate nonlinear HRV responses during recovery from exercise through the novel algorithm Higuchi Fractal Dimension. METHOD: We examined 35 healthy male volunteers aged between 18 and 35 years old. For the training of exercise intensity we used 60% of Vmax determined through a progressive test using the Conconi threshold. HRV was analyzed 10 minutes before and 10 minutes after exercise. We analyzed the geometric indices of HRV (SD1, a measure of short-term HRV and SD2, a measure of long-term HRV) and applied the Higuchi Fractal Dimension to RR intervals. RESULTS: During recovery from exercise the Poincaré plot indices SD1 and SD1/SD2 decreased while SD2 and SD2/SD1 increased (p<0.0001) compared to control at rest. All parameters of Higuchi Fractal Dimension analysis were lowered after exercise compared to control at rest (p<0.0001). CONCLUSION: Physical exercise acutely decreased the chaotic behavior of HRV as measured through the Higuchi Fractal Dimension analysis. Physiologically, this indicates that we detected complex changes in HRV immediately after exercise.

OBJETIVO: Métodos não-lineares para avaliar a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) têm recebido muita atenção recente. Nosso objetivo é analisar as respostas não-lineares da VFC durante a recuperação do exercício através do novo algoritmo da análise fractal da dimensão de Higuchi. MÉTODO: Foram examinados 35 voluntários saudáveis, com idade entre 18 e 35 anos. Para o treinamento de intensidade de exercício utilizamos 60% de Vmax determinado através de um teste progressivo utilizando o limiar de Conconi. A VFC foi analisada 10 minutos antes e 10 minutos após o exercício. Analisamos os índices geométricos de VFC (SD1, uma medida de VFC em curto prazo e SD2, uma medida de VFC em longo prazo) e aplicamos a Dimensão Fractal de Higuchi aos intervalos RR. RESULTADOS: Durante a recuperação do exercício, os índices de plot de Poincaré SD1 e SD1/SD2 diminuíram, enquanto que SD2 e SD2/SD1 aumentaram (p <0,0001) em relação ao repouso. Todos os parâmetros da análise da Dimensão Fractal de Higuchi foram reduzidos após o exercício em comparação com o controle em repouso (p <0,0001). CONCLUSÃO: O exercício físico diminuiu agudamente o comportamento complexo da VFC, conforme medido pela análise da Dimensão Fractal de Higuchi. Fisiologicamente, isso indica que detectamos alterações na complexidade da VFC imediatamente após o exercício.

Chaotic analysis of heart rate dynamics after an exercise with flexible pole / Análise caótica da dinâmica da frequência cardíaca após exercício com barra flexível

INTRODUCTION: Exercises with a flexible pole have been applied in clinical practice for upper limb rehabilitation. Nevertheless, its acute effects on cardiac autonomic regulation are unclear. OBJECTIVE: To evaluate the acute effects of exercise with flexible pole on complex behavior of heart rate variability (HRV). METHOD: We investigated 32 healthy female volunteers aged between 18 and 25 years who performed a session of exercise with a flexible pole. HRV was analyzed 10 minutes before and 10 minutes immediately after the exercise. RESULTS: Exercises with a flexible pole did not significantly change time and frequency domain indices of HRV. Non-linear analysis of HRV through the Higuchi Fractal Dimension was not significantly changed during recovery from exercise compared to the control reading at rest. CONCLUSION: Exercises with the flexible pole were unable to acutely change chaotic behavior of heart rate dynamics. This is advantageous for assessments of levels of rehabilitative treatment required in such patients; and their susceptibility to dynamical diseases.

INTRODUÇÃO: Exercícios com uma barra flexível têm sido usados na prática clínica para a reabilitação do membro superior. No entanto, os seus efeitos agudos sobre a regulação autonômica cardíaca não estão bem esclarecidas. OBJETIVO: Avaliar os efeitos agudos do exercício com barra flexível sobre o comportamento complexo da variabilidade da frequência cardíaca (VFC). MÉTODO: Foram investigadas 32 voluntárias saudáveis com idades entre 18 e 25 anos que realizaram uma sessão de exercício com barra flexível. A VFC foi analisada 10 minutos antes e 10 minutos imediatamente depois do exercício. RESULTADOS: Os exercícios com a barra flexível não alteraram significativamente os domínios de tempo e frequência de VFC. Análise não-linear da VFC através da Dimensão Fractal Higuchi mostra que a mesma não foi significativamente alterada durante a recuperação do exercício em relação ao controle pré-exercício. CONCLUSÃO: O exercício com a barra flexível não alterou profundamente o comportamento caótico da dinâmica da frequência cardíaca. Isto é vantajoso para a avaliação de níveis de tratamento de reabilitação necessário em tais pacientes; e sua suscetibilidade a doenças dinâmicas.

Higuchi fractal dimension applied to RR intervals in children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder

BACKGROUND: Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is categorized by a lowered attention span, recklessness, and hyperactivity. Autonomic nervous system inequality has previously been studied using the same data by chaotic global techniques. We aim to compare the autonomic function of children with ADHD and controls by analyzing heart rate variability (HRV) METHODS: 28 children with ADHD (22 boys, mean age 10.0 years ± 1.9 years) and 28 controls (15 boys, mean age 9.9 years ± 1.8 years) rested in supine position with spontaneous breathing for 20 minutes. Heart rate was recorded beat by beat. HRV analysis was performed by Higuchi Fractal Dimension technique. RESULTS: ADHD promoted an increase in the Higuchi Fractal Dimension. The optimum value of Kmax was 10. CONCLUSION: ADHD significantly altered cardiac autonomic modulation as measured by the Higuchi fractal dimension of HRV. It can therefore be stated that ADHD has increased the complexity of the HRV signal through cardiac autonomic modulation.

INTRODUÇÃO: O transtorno de deficit de atenção e hiperatividade (TDAH) é caracterizado por um período reduzido de atenção, impulsividade e hiperatividade. O desequilíbrio na função do sistema nervoso autônomo (SNA) tem sido previamente estudado utilizando-se técnicas globais da teoria do caos. OBJETIVO: comparar a função autonômica de crianças com TDAH e controles por meio da análise da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) MÉTODO: 28 crianças com TDAH (22 meninos, com média de idade de 10,0 anos ± 1,9 anos) e 28 controles (15 meninos, com média de idade de 9,9 anos ± 1,8 anos) permaneceram em decúbito dorsal, com respiração espontânea por 20 minutos. A frequência cardíaca foi registrada batimento a batimento e a análise da VFC foi realizada pela técnica de Dimensão Fractal Higuchi. RESULTADOS: TDAH promoveu um aumento na Dimensão Fractal Higuchi. O valor ideal de Kmax foi 10. CONCLUSÃO: O TDAH alterou significantemente a modulação autonômica cardíaca, como demonstrado pela Dimensão Fractal Higuchi da VFC. Assim, pode-se afirmar que crianças com TDAH apresentaram aumento das respostas caóticas neste tipo de análise da modulação autonômica cardíaca.