Носимые устройства генерируют плотные долгитюдные данные о сердечном ритме (ЧСС), однако обобщение устойчивого повышения ЧСС в единую ежедневную метрику остаётся сложной задачей. Исследователи разработали индекс персистентности сердечного ритма (heart rate persistence index, HRPI) — новый подход к анализу данных с носимых устройств, который не требует задания произвольных пороговых значений.
HRPI определяется как наибольшее целое число k такое, что по крайней мере k минут в день ЧСС составляла ≥ k ударов в минуту. Например, HRPI, равный 105, означает, что в течение дня сердечный ритм был не ниже 105 ударов в минуту как минимум 105 минут. Это определение делает метрику принципиально порогово-независимой: она автоматически адаптируется к индивидуальным особенностям и не требует от исследователя выбора произвольного порога «повышенной» ЧСС.
Ключевое преимущество HRPI заключается в том, что он интегрирует два фундаментальных аспекта кардиоваскулярной нагрузки — величину повышения ЧСС и длительность этого повышения — в одно легко интерпретируемое значение. Традиционные подходы обычно фокусируются либо на средней ЧСС за день, либо на времени, проведённом выше фиксированного порога, что теряет важную информацию о взаимосвязи между интенсивностью и длительностью нагрузки.
Исследователи проанализировали многодневные записи с носимых устройств из открытого набора данных PhysioNet. Анализ показал, что HRPI выявляет структуру в данных, недоступную при использовании только средней ЧСС. В частности, новая метрика отражает характеристики, связанные с вариабельностью сердечного ритма — важным показателем автономной регуляции сердца. Кроме того, HRPI демонстрирует робастную дневную стабильность, что критически важно для долгитюдных исследований, где требуется отслеживать изменения состояния здоровья во времени.
В независимой когорте здоровых людей было обнаружено сильное снижение HRPI с возрастом. Эта находка подтверждает физиологическую релевантность показателя, поскольку известно, что максимальная ЧСС и способность поддерживать повышенный сердечный ритм естественным образом уменьшаются с возрастом вследствие изменений в проводящей системе сердца и снижения физической работоспособности.
Практическая значимость HRPI выходит за рамки чисто исследовательского применения. Метрика компактна — представляется одним числом, легко интерпретируется и робастна к техническим артефактам, характерным для носимых устройств. Это делает её привлекательной для широкомасштабных эпидемиологических исследований, клинического мониторинга пациентов и даже для самомониторинга — пациенты могут отслеживать свой HRPI без специальной подготовки.
Разработчики отмечают, что HRPI особенно полезен для долгитюдных исследований с использованием носимых устройств, где требуется ежедневное обобщение сложных временных рядов. Показатель может найти применение в оценке физической активности, мониторинге восстановления после заболеваний, оценке эффективности кардиореабилитации и раннем выявлении функциональных изменений сердечно-сосудистой системы.
Таким образом, индекс персистентности сердечного ритма представляет собой инновационный инструмент анализа данных носимых устройств, преодолевающий ограничения традиционных пороговых подходов и обеспечивающий доступное как специалистам, так и широкой аудитории обобщение информации об устойчивом повышении сердечного ритма.