Synchronizing Breathing With The Heart Rate Yields Maximal Coherence Sincronização da respiração com os rendimentos de Frequência Cardíaca Máxima Coerência
On December 2, 2010, in Psychophysiology , by Stephen Elliott Em 02 de dezembro de 2010, em Psicofisiologia , por Stephen Elliott “Coherence”, a measure of the consistency of wave phenomena, is often used in the context of the heart beat. "Coerência", uma medida da consistência dos fenômenos ondulatórios, é muitas vezes utilizado no contexto dos batimentos cardíacos. Here, it can pertain to the beat itself, ie the physical consistency of consecutive beats where each beat is a wave, or it can pertain to the longer term cycle of variation in the heart beat. Aqui, pode pertencer ao ritmo próprio, ou seja, a consistência física dos batimentos consecutivos, onde cada batida é uma onda, ou pode pertencer ao ciclo de longo prazo da variação no batimento cardíaco. Note that the latter is not itself a wave but a mathematical abstraction of the heart beat rate. Note-se que esta não é em si uma onda, mas uma abstração matemática do batimento cardíaco, ritmo. Yet, when breathing slowly, deeply, and rhythmically, the abstraction certainly resembles a wave – why? No entanto, quando a respiração lenta, profunda e ritmicamente, a abstração, certamente se assemelha a uma onda - por quê?

Many years ago, the breathing induced change in heart rate was given the name “Respiratory Sinus Arrhythmia” or RSA, referring to the sine wave-like variation in heart rate as a consequence of breathing. Muitos anos atrás, a mudança de respiração induzida da freqüência cardíaca foi dado o nome de "Arritmia sinusal respiratória" ou RSA, referindo-se a variação sine wave-like da freqüência cardíaca como conseqüência da respiração. (Figure 1) (Figura 1)

While the groundwork for this understanding goes back thousands of years, in the first half of the 1900s researchers made a series of measurements with the newly invented catheter, which was inserted into the thoracic cavity, major arteries, and chambers of the heart in an effort to understand the subtle relationships between breathing, blood flow, and the heart rate. Embora as bases para esse entendimento remonta a milhares de anos, na primeira metade da década de 1900 pesquisadores fizeram uma série de medidas com o cateter recentemente inventado, que foi introduzido na cavidade torácica, artérias principais, e as câmaras do coração, em um esforço compreender as relações sutis entre a respiração, circulação sanguínea, e da freqüência cardíaca.


Figure 1 - The Heart Rate Variability Cycle Resembles A Wave Figura 1 - Ciclo de variabilidade da freqüência cardíaca se assemelha a uma onda
Paraphrasing their conclusions, the lungs perform the little known function of storing and ejecting a large volume of blood with each inhalation and exhalation, this having been recognized before them. Parafraseando as suas conclusões, os pulmões executar a função pouco conhecida de armazenar e ejetar um grande volume de sangue em cada inspiração e expiração, que isso tenha sido reconhecido antes deles. During inhalation, heart rate speeds up to shuttle blood through the veins and right heart into the lungs. Durante a inalação, a freqüência cardíaca acelera o sangue de transporte através das veias e do coração direito para os pulmões. During exhalation, heart rate slows down as the large volume of blood (this author estimates that it's on the order of 500ml) exits the lungs via the left heart, making its way into the arterial tree. Durante a expiração, a freqüência cardíaca diminui como o grande volume de sangue (este autor estima que é da ordem de 500ml) sai dos pulmões através do coração esquerdo, fazendo o seu caminho para a árvore arterial. Its interesting to note that while heart rate slows down during exhalation, the quantity of blood moved with each beat increases dramatically. É interessante notar que, embora a freqüência cardíaca diminui durante a expiração, a quantidade de sangue mudou-se com cada batida aumenta dramaticamente.

At first this seems counter-intuitive. No começo isso parece um contra-senso. Most of us accept that the heart is the primary determinant of blood flow. A maioria de nós aceita que o coração é o principal determinante do fluxo sanguíneo. Secondly, we'd expect that as heart rate increases blood volume should increase, and as heart rate decreases blood volume should decrease (which is the way it works under some circumstances). Em segundo lugar, seria de esperar que a freqüência cardíaca aumenta o volume de sangue deve aumentar, e como a frequência cardíaca diminui o volume de sangue deve diminuir (o que é assim que funciona em algumas circunstâncias).

As of the last couple of years, we can observe this blood wave (which we refer to as the Valsalva Wave) non-invasively, simply using plethysmography, which involves shining a light into the finger, earlobe, or other point where capillary circulation is accessible and measuring the light passing through. A partir dos últimos anos, podemos observar essa onda de sangue (que nos referimos como a onda de Valsalva) não-invasiva, simplesmente por meio de pletismografia, que envolve um foco de luz com o dedo no lóbulo, ou outro ponto onde a circulação capilar é acessível e medir a luz de passagem. As blood increases during exhalation, transmitted light diminishes; as blood decreases during inhalation, light increases. À medida que aumenta no sangue durante a expiração, a luz transmitida diminui, como sangue diminui durante a inspiração, a luz aumenta.


Figure 2 - View of Valsalva Wave And Heart Rate And Their Correlation Figura 2 - Vista da onda de Valsalva ea frequência cardíaca e sua correlação
As breathing depth increases (to a point) the amplitude of the Valsalva Wave issuing from and returning to the lungs increases, heart rate changing in opposition in order to facilitate arterial and venous flows as well as maintain viable flow and pressure throughout the body. Como a respiração aumenta a profundidade (um ponto) a amplitude da onda de emissão de Valsalva e retornando para o aumento dos pulmões, a freqüência cardíaca mudança na oposição, a fim de facilitar o fluxo arterial e venoso, bem como manter o fluxo viável e pressão em todo o corpo.

The autonomic nervous system senses these changes via baroreceptors, specialized neurons distributed throughout major blood vessels, and stretch receptors of the heart and lungs. O sistema nervoso autônomo sentidos essas mudanças através dos barorreceptores, neurônios especializados distribuídos por grandes vasos sanguíneos, e receptores de estiramento do coração e pulmões. These receptors are part of the feedback loop that allows the autonomic nervous system to gauge cardio-plumonary-circulatory status, allowing corrections to occur in real-time. Esses receptores são parte do ciclo de feedback que permite que o sistema nervoso autônomo para avaliar o status cardio-plumonary-circulatório, permitindo correções para ocorrer em tempo real.

Returning to matter of why the heart rate variability cycle looks like a wave – because breathing induced HRV is the autonomic response to a real wave, the Valsalva Wave entering and exiting the lungs – and it is a very accurate indicator thereof. Voltando à questão de por que a variabilidade da freqüência cardíaca ciclo parece uma onda - porque a respiração da VFC induzido é a resposta autonômica a uma onda real, a onda de Valsalva entrando e saindo dos pulmões - e é um indicador muito preciso da mesma. This understanding invites a revised definition of heart rate variability coherence: Esse entendimento convida a uma nova definição de variabilidade da freqüência cardíaca de coerência:

Breathing induced HRV coherence is a measure of the degree to which the heart rate mirrors blood flow. Respiração induzida coerência VFC é uma medida do grau em que o ritmo cardíaco o fluxo sanguíneo espelhos.


Figure 3 - Synchronizing Exhalation and Inhalation. Figura 3 - Sincronização de exalação e inalação. Cycles in the middle are forced higher to demonstrate loss of coherence. Ciclos no meio são forçados a demonstrar maior perda de coerência.
When we synchronize respiration with the heart rate, exhaling at peaks and inhaling at valleys, it yields maximal alignment and “coherence” of the HRV cycle – wave-to-wave consistency of amplitude, phase, and frequency. Ao sincronizar a respiração com o batimento cardíaco, expirando em picos e vales na inalação, produz alinhamento máxima e "coerência" do ciclo de VFC - onda-a-coerência da amplitude de onda, fase e frequência. Phase correlation between the Valsalva Wave and the heart rate approaches -1. correlação de fase entre a onda de Valsalva e da freqüência cardíaca abordagens -1. (Figures 2 & 3) (Figuras 2 e 3)

This is because at near resonance, the HRV cycle tracks the Valslava Wave with about 1 second delay. Isso ocorre porque na ressonância próximo, o ciclo de VFC faixas Onda Valslava com cerca de 1 segundo de atraso. The heart rate changing about 1 second behind an opposing change in the blood wave. A freqüência cardíaca mudar cerca de 1 segundo atrás de uma mudança oposta na onda de sangue. Therefore if we change our breathing when the heart rate changes we are aligned with the autonomic perspective. Portanto, se não mudarmos a nossa respiração quando as mudanças de freqüência cardíaca estamos alinhados com a perspectiva autonômica.

This method is universally appropriate because HRV is the real time autonomic response to the breathing induced blood wave and the myriad other factors of concern to the ANS, ie time of day, digestive status, etc. In this regard, the autonomic nervous system is always right, as it is the keeper of the body. Este método é universalmente apropriado porque a VFC é o tempo real da resposta autonômica à onda de sangue e respiração induzida a uma miríade de outros factores de preocupação com a ANS, ou seja, o tempo do dia, estado digestivo, etc Neste sentido, o sistema nervoso autônomo é sempre direito, como é o guardião do corpo.

Because it is necessary to change the breathing pattern when the autonomic perspective changes, it is important to have near real-time detection of both heart rate and Valsalva Wave. Porque é necessário mudar o padrão de respiração, quando a perspectiva muda autônomo, é importante ter quase em tempo real a detecção da freqüência cardíaca e da onda de Valsalva. For this reason, monitoring plethysmographically at the earlobe or via EKG is preferrable. Por esta razão, o acompanhamento plethysmographically no lóbulo da orelha ou através de ECG é preferível.

Stephen Elliott is President and life scientist for COHERENCE – The New Science Of Breath . Stephen Elliott é presidente e cientista da vida para COERÊNCIA - A Nova Ciência da respiração . He is the principal author of The New Science Of Breath (2004) and Coherent Breathing – The Definitive Method (2007). Ele é o autor principal de The New Science of Breath (2004) e respiração coerente - o método definitivo (2007). COHERENCE is the developer of BreatheHeart (2010) and Valsalva Wave Pro (2009) which allows monitoring and training of the “Valsalva Wave”. A coerência é o desenvolvedor do BreatheHeart (2010) e Valsalva Wave Pro (2009) que permite o monitoramento e formação dos "Valsalva Wave".