The effect of yoga on cardiovascular health as measured by heart rate variability in a sample of breast cancer patients

The study is a three-armed randomized controlled trial comparing values for heart rate variability (HRV), a measure of cardiovascular health, throughout a yoga intervention of breast cancer patients undergoing radiotherapy. Patients attended either a yoga (n=45), stretch, (n=46), or control (n=42) condition 3 times per week for 6 weeks of radiation. Electrocardiograms (ECGs) were conducted on each participant to provide the values necessary for HRV analysis. Analyses focused on examining scores for those participants with HRV baseline values considered to be below the cutoff point for healthy HRV levels, defined by the authors as below the cutpoint of 68 ms. From the entire sample of 133 with available baselines, 26 yogis, 26 stretchers, and 23 controls were determined to be “pathologic” in terms of HRV, and selected for follow-up analysis at 3 weeks and then again at 6 weeks. Though no statistically significant differences were found between either group means at each timepoint or group change score means, the yoga group had consistently higher mean score and mean change scores. These findings are suggestive and indicate the need to refine the use of ECGs and HRV analysis programs to more accurately and comprehensively assess the effects of yoga on cardiovascular health in cancer patients.^

Impact of ocean acidification and warming on respiration, heart rate and acid-base status of Mytilus edulis from the North Sea

Anthropogenic climate change confronts marine organisms with rapid trends of concomitant warming and CO2 induced ocean acidification. The survival and distribution of species partly depend on their ability to exploit their physiological plasticity during acclimatization. Therefore, in laboratory studies the effects of simulated future ocean acidification on thermal tolerance, energy metabolism and acid-base regulation capacity of the North Sea population of the blue mussel Mytilus edulis were examined. Following one month of pre-acclimation to 10 °C and control CO2 levels, mussels were exposed for two weeks to control and projected oceanic CO2 levels (390, 750 and 1120 µatm) before being subjected to a stepwise warming protocol between 10 °C and 31 °C (+ 3 °C each night). Oxygen consumption and heart rates, anaerobic metabolite levels and haemolymph acid-base status were determined at each temperature. CO2 exposure left oxygen consumption rate unchanged at acclimation temperature but caused a somewhat stronger increase during acute warming and thus mildly higher Q10-values than seen in controls. Interestingly, the thermally induced limitation of oxygen consumption rate set in earlier in normocapnic than in hypercapnic (1120 µatm CO2) mussels (25.2 °C vs. 28.8 °C), likely due to an onset of metabolic depression in the control group following warming. However, the temperature induced increase in heart rate became limited above 25 °C in both groups indicating an unchanged pejus temperature regardless of CO2 treatment. An upper critical temperature was reached above 28 °C in both treatments indicated by the accumulation of anaerobic metabolites in the mantle tissue, paralleled by a strong increase in haemolymph PCO2 at 31 °C. Ocean acidification caused a decrease in haemolymph pH. The extracellular acidosis remained largely uncompensated despite some bicarbonate accumulation. In all treatments animals developed a progressive warming-induced extracellular acidosis. A stronger pH drop at around 25 °C was followed by stagnating heart rates. However, normocapnic mussels enhanced bicarbonate accumulation at the critical limit, a strategy no longer available to hypercapnic mussels. In conclusion, CO2 has small effects on the response patterns of mussels to warming, leaving thermal thresholds largely unaffected. High resilience of adult North Sea mussels to future ocean acidification indicates that sensitivity to thermal stress is more relevant in shaping the response to future climate change.

Statistical Machine Learning for Automatic Assessment of Physical Activity Intensity Using Multi-axial Accelerometry and Heart Rate

This work explores the automatic recognition of physical activity intensity patterns from multi-axial accelerometry and heart rate signals. Data collection was carried out in free-living conditions and in three controlled gymnasium circuits, for a total amount of 179.80 h of data divided into: sedentary situations (65.5%), light-to-moderate activity (17.6%) and vigorous exercise (16.9%). The proposed machine learning algorithms comprise the following steps: time-domain feature definition, standardization and PCA projection, unsupervised clustering (by k-means and GMM) and a HMM to account for long-term temporal trends. Performance was evaluated by 30 runs of a 10-fold cross-validation. Both k-means and GMM-based approaches yielded high overall accuracy (86.97% and 85.03%, respectively) and, given the imbalance of the dataset, meritorious F-measures (up to 77.88%) for non-sedentary cases. Classification errors tended to be concentrated around transients, what constrains their practical impact. Hence, we consider our proposal to be suitable for 24 h-based monitoring of physical activity in ambulatory scenarios and a first step towards intensity-specific energy expenditure estimators

Kinematic and heart rate demands in 4x4 vs 7x7 small sided games in professional soccer players

Comparación de las variables cinemáticas y de frecuencia cardiaca en dos posesiones en fútbol

Heart rate recovery in elite Spanish male athletes

Recuperación de la frecuencia cardiaca en atletas varones españoles During postexercise recovery, heart rate (HR) initially falls rapidly, followed by a period of slower decrease, until resting values are reached. The aim of the present work was to examine the differences in the recovery heart rate (RHR) between athletes engaged in static and dynamic sports.

Nonlinear control of heart rate variability in human infants.

Nonlinear analyses of infant heart rhythms reveal a marked rise in the complexity of the electrocardiogram with maturation. We find that normal mature infants (gestation greater than or equal to 35 weeks) have complex and distinctly nonlinear heart rhythms (consistent with recent reports for healthy adults) but that such nonlinearity is lacking in preterm infants (gestation > or = to 27 weeks) where parasympathetic-sympathetic interaction and function are presumed to be less well developed. Our study further shows that infants with clinical brain death and those treated with atropine exhibit a similar lack of nonlinear feedback control. These three lines of evidence support the hypothesis championed by Goldberger et al. [Goldberger, A.L., Rigney, D.R. & West, B.J. (1990) Sci. Am. 262, 43-49] that autonomic nervous system control underlies the nonlinearity and possible chaos of normal heart rhythms. This report demonstrates the acquisition of nonlinear heart rate dynamics and possible chaos in developing human infants and its loss in brain death and with the administration of atropine. It parallels earlier work documenting changes in the variability of heart rhythms in each of these cases and suggests that nonlinearity may provide additional power in characterizing physiological states.

Investigation on Heart Rate Variability (HRV) and psycho-social-affective adjustment in Italian women with ovarian cancer

INTRODUZIONE: L’integrazione mente-corpo applicata ad un ambito patologico predominante in questi tempi, come il cancro, è il nucleo di questa tesi. Il background teorico entro cui è inserita, è quello della Psiconeuroendocrinoimmunologia (Bottaccioli, 1995) e Psico-Oncologia. Sono state identificate, nella letteratura scientifica, le connessioni tra stati psicologici (mente) e condizioni fisiologiche (corpo). Le variabili emerse come potenzialmente protettive in pazienti che si trovano ad affrontare il cancro sono: il supporto sociale, l’immagine corporea, il coping e la Qualità della Vita, insieme all’indice fisiologico Heart Rate Variability (HRV; Shaffer & Venner, 2013). Il potenziale meccanismo della connessione tra queste variabili potrebbe essere spiegato dall’azione del Nervo Vago, come esposto nella Teoria Polivagale di Stephen Porges (2007; 2009). OBIETTIVI: Gli obiettivi principali di questo studio sono: 1. Valutare l’adattamento psicologico alla patologia in termini di supporto sociale percepito, immagine corporea, coping prevalente e qualità della vita in donne con cancro ovarico; 2. Valutare i valori di base HRV in queste donne; 3. Osservare se livelli più elevati di HRV sono associati ad un migliore adattamento psicologico alla patologia; 4. Osservare se una peggiore percezione dell’immagine corporea e l’utilizzo di strategie di coping disadattive sono associate ad una Qualità della Vita più scarsa. METODO: 38 donne affette da cancro ovarico, al momento della valutazione libere da patologia, sono state reclutate presso la clinica oncologica del reparto di Ginecologia dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma, Italia. Ad ogni partecipante è stato chiesto di compilare una batteria di test composta da: MSPSS, per la valutazione del supporto sociale percepito; DAS-59, per la valutazione dell’immagine corporea; MAC, per la valutazione delle strategie di coping prevalenti utilizzate verso il cancro; EORTC-QLQ30, per la valutazione della Qualità della Vita. Per ogni partecipante è stato registrato HRV di base utilizzando lo strumento emWave (HeartMath). RISULTATI PRINCIPALI: Rispondendo agli obiettivi 1 e 2, in queste donne si è rilevato una alto tasso di supporto sociale percepito, in particolare ricevuto dalla persona di riferimento. L’area rivelatasi più critica nel supporto sociale è quella degli amici. Per quanto riguarda l’immagine corporea, la porzione di campione dai 30 ai 61 anni, ha delle preoccupazioni globali legate all’immagine corporea paragonabili ai dati provenienti dalla popolazione generale con preoccupazioni riguardo l’aspetto corporeo. Invece, nella porzione di campione dai 61 anni in su, il pattern di disagio verso l’aspetto fisico sembra decisamente peggiorare. Inoltre, in questo campione, si è rilevato un disagio globale verso l’immagine corporea significativamente più alto rispetto ai valori normativi presenti in letteratura riferiti a donne con cancro al seno con o senza mastectomia (rispettivamente t(94)= -4.78; p<0.000001; t(110)= -6.81;p<0.000001). La strategia di coping più utilizzata da queste donne è lo spirito combattivo, seguito dal fatalismo. Questo campione riporta, inoltre, una Qualità della Vita complessivamente soddisfacente, con un buon livello di funzionamento sociale. L’area di funzionalità più critica risulta essere il funzionamento emotivo. Considerando i sintomi prevalenti, i più riferiti sono affaticamento, disturbi del sonno e dolore. Per definire, invece, il pattern HRV, sono stati confrontati i dati del campione con quelli presenti in letteratura, riguardanti donne con cancro ovarico. Il campione valutato in questo studio, ha un HRV SDNN (Me=28.2ms) significativamente più alto dell’altro gruppo. Tuttavia, confrontando il valore medio di questo campione con i dati normativi sulla popolazione sana (Me=50ms), i nostri valori risultano drasticamente più bassi. In ultimo, donne che hanno ricevuto diagnosi di cancro ovarico in età fertile, sembrano avere maggiore HRV, migliore funzionamento emotivo e minore sintomatologia rispetto alle donne che hanno ricevuto diagnosi non in età fertile. Focalizzando l’attenzione sulla ricerca di relazioni significative tra le variabili in esame (obiettivo 3 e 4) sono state trovate numerose correlazioni significative tra: l’età e HRV, supporto percepito , Qualità della Vita; Qualità della Vita e immagine corporea, supporto sociale, strategie di coping; strategie di coping e immagine corporea, supporto sociale; immagine corporea e supporto sociale; HRV e supporto sociale, Qualità della Vita. Per verificare la possibile connessione causale tra le variabili considerate, sono state applicate regressioni lineari semplici e multiple per verificare la bontà del modello teorico. Si è rilevato che HRV è significativamente positivamente influenzata dal supporto percepito dalla figura di riferimento, dal funzionamento di ruolo, dall’immagine corporea totale. Invece risulta negativamente influenzata dal supporto percepito dagli amici e dall’uso di strategie di coping evitanti . La qualità della vita è positivamente influenzata da: l’immagine corporea globale e l’utilizzo del fatalismo come strategia di coping prevalente. Il funzionamento emotivo è influenzato dal supporto percepito dalla figura di riferimento e dal fatalismo. DISCUSSIONI E CONCLUSIONI: Il campione Italiano valutato, sembra essere a metà strada nell’adattamento dello stato psicologico e dell’equilibrio neurovegetativo al cancro. Sicuramente queste donne vivono una vita accettabile, in quanto sopravvissute al cancro, ma sembra anche che portino con sé preoccupazioni e difficoltà, in particolare legate all’accettazione della loro condizione di sopravvissute. Infatti, il migliore adattamento si riscontra nelle donne che hanno avuto peggiori condizioni in partenza: stadio del cancro avanzato, più giovani, con diagnosi ricevuta in età fertile. Pertanto, è possibile suggerire che queste condizioni critiche forzino queste donne ad affrontare apertamente il cancro e la loro situazione di sopravvissute al cancro, portandole ad “andare avanti” piuttosto che “tornare indietro”. Facendo riferimento alle connessioni tra variabili psicologiche e fisiologiche in queste donne, si è evidenziato che HRV è influenzata dalla presenza di figure significative ma, in particolare, è presumibile che sia influenzata da un’appropriata condivisione emotiva con queste figure. Si è anche evidenziato che poter continuare ad essere efficaci nel proprio contesto personale si riflette in un maggiore HRV, probabilmente in quanto permette di preservare il senso di sé, riducendo in questo modo lo stress derivante dall’esperienza cancro. Pertanto, HRV in queste donne risulta associato con un migliore adattamento psicologico. Inoltre, si è evidenziato che in queste donne la Qualità della Vita è profondamente influenzata dalla percezione dell’immagine corporea. Si tratta di un aspetto innovativo che è stato rilevato in questo campione e che, invece, nei precedenti studi non è stato indagato. In ultimo, la strategia di coping fatalismo sembra essere protettiva e sembra facilitare il processo di accettazione del cancro. Si spera sinceramente che le ricerche future possano superare i limiti del presente studio, come la scarsa numerosità e l’uso di strumenti di valutazione che, per alcuni aspetti come la scala Evitamento nel MAC, non centrano totalmente il target di indagine. Le traiettorie future di questo studio sono: aumentare il numero di osservazioni, reclutando donne in diversi centri specialistici in diverse zone d’Italia; utilizzare strumenti più specifici per valutare i costrutti in esame; valutare se un intervento di supporto centrato sul miglioramento di HRV (come HRV Biofeedback) può avere una ricaduta positiva sull’adattamento emotivo e la Qualità della Vita.

Impact of artifact correction methods on R-R interbeat signals to quantifying heart rate variability (HRV) according to linear and nonlinear methods.

In the analysis of heart rate variability (HRV) are used temporal series that contains the distances between successive heartbeats in order to assess autonomic regulation of the cardiovascular system. These series are obtained from the electrocardiogram (ECG) signal analysis, which can be affected by different types of artifacts leading to incorrect interpretations in the analysis of the HRV signals. Classic approach to deal with these artifacts implies the use of correction methods, some of them based on interpolation, substitution or statistical techniques. However, there are few studies that shows the accuracy and performance of these correction methods on real HRV signals. This study aims to determine the performance of some linear and non-linear correction methods on HRV signals with induced artefacts by quantification of its linear and nonlinear HRV parameters. As part of the methodology, ECG signals of rats measured using the technique of telemetry were used to generate real heart rate variability signals without any error. In these series were simulated missing points (beats) in different quantities in order to emulate a real experimental situation as accurately as possible. In order to compare recovering efficiency, deletion (DEL), linear interpolation (LI), cubic spline interpolation (CI), moving average window (MAW) and nonlinear predictive interpolation (NPI) were used as correction methods for the series with induced artifacts. The accuracy of each correction method was known through the results obtained after the measurement of the mean value of the series (AVNN), standard deviation (SDNN), root mean square error of the differences between successive heartbeats (RMSSD), Lomb\'s periodogram (LSP), Detrended Fluctuation Analysis (DFA), multiscale entropy (MSE) and symbolic dynamics (SD) on each HRV signal with and without artifacts. The results show that, at low levels of missing points the performance of all correction techniques are very similar with very close values for each HRV parameter. However, at higher levels of losses only the NPI method allows to obtain HRV parameters with low error values and low quantity of significant differences in comparison to the values calculated for the same signals without the presence of missing points.

A new electrocardiographic detection procedure for fetal heart rate monitoring /

Thesis--University of Illinois at Urbana-Champaign.

The High Frequency Component of Heart Rate Variability and Delta EEG Power during Sleep in Healthy Women and Women with Irritable Bowel Syndrome

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Physiological thermoregulation in a crustacean? Heart rate hysteresis in the freshwater crayfish Cherax destructor

Differential heart rates during heating and cooling (heart rate hysteresis) are an important thermoregulatory mechanism in ectothermic reptiles. We speculate that heart rate hysteresis has evolved alongside vascularisation, and to determine whether this phenomenon occurs in a lineage with vascularised circulatory systems that is phylogenetically distant from reptiles, we measured the response of heart rate to convective heat transfer in the Australian freshwater crayfish, Cherax destructor. Heart rate during convective heating (from 20 to 30 degreesC) was significantly faster than during cooling for any given body temperature. Heart rate declined rapidly immediately following the removal of the heat source, despite only negligible losses in body temperature. This heart rate 'hysteresis' is similar to the pattern reported in many reptiles and, by varying peripheral blood flow, it is presumed to confer thermoregulatory benefits particularly given the thermal sensitivity of many physiological rate functions in crustaceans. (C) 2004 Published by Elsevier Inc.

Diving behaviour of a reptile (Crocodylus johnstoni) in the wild: Interactions with heart rate and body temperature

The differences in physical properties of air and water pose unique behavioural and physiological demands on semiaquatic animals. The aim of this study was to describe the diving behaviour of the freshwater crocodile Crocodylus johnstoni in the wild and to assess the relationships between diving, body temperature, and heart rate. Time-depth recorders, temperature-sensitive radio transmitters, and heart rate transmitters were deployed on each of six C. johnstoni (4.0-26.5 kg), and data were obtained from five animals. Crocodiles showed the greatest diving activity in the morning (0600-1200 hours) and were least active at night, remaining at the water surface. Surprisingly, activity pattern was asynchronous with thermoregulation, and activity was correlated to light rather than to body temperature. Nonetheless, crocodiles thermoregulated and showed a typical heart rate hysteresis pattern (heart rate during heating greater than heart rate during cooling) in response to heating and cooling. Additionally, dive length decreased with increasing body temperature. Maximum diving length was 119.6 min, but the greatest proportion of diving time was spent on relatively short (