Tag: pomiar tętna

Opublikowane w

HRV – czym jest zmienność rytmu serca i co pokazuje

HRV – czym jest zmienność rytmu serca i co pokazuje

Zmienność rytmu serca to różnice długości odstępów między kolejnymi uderzeniami, liczone zwykle w milisekundach – nie tempo pracy serca, a jego nierówność. Ta nieregularność występuje także u zdrowego serca i właśnie ona jest tu wielkością mierzoną.

Aplikacja pokazuje zwykle jedną liczbę, choć wskaźników opisujących tę nierówność jest kilka, liczy się je z różnych sygnałów i na różnych odcinkach czasu. Od tego, który wskaźnik i jaki odcinek wybrano, zależy sama wartość.

Dalej pochodzenie tej zmienności w organizmie, droga od uderzenia serca do liczby na ekranie oraz znaczenie skrótów RMSSD, SDNN i pNN50. Na końcu powody, dla których dwa wyniki – dwóch osób albo dwóch urządzeń – nie opisują tego samego.

 | 

Czym jest zmienność rytmu serca?

Zmienność rytmu serca to zmiany długości odstępów między kolejnymi uderzeniami, nazywanych odstępami międzyuderzeniowymi. Tak definiuje ją przegląd wskaźników opublikowany w „Frontiers in Public Health” (2017).

Autorzy tego przeglądu piszą wprost, że zdrowe serce nie jest metronomem. Jego oscylacje są złożone i stale się zmieniają, co pozwala układowi krążenia szybko dostosować się do nagłych obciążeń. Angielski skrót HRV, od heart rate variability, oznacza dokładnie tę wielkość.

Dwie liczby stojące w aplikacji obok siebie opisują różne wielkości. Tętno mówi, ile uderzeń przypada na minutę, a zmienność rytmu – jak bardzo poszczególne odstępy w zapisie różnią się od siebie. Samo tętno wchodzi do innych przeliczeń, na przykład do podziału na zakresy tętna w bieganiu, a to, od czego zależy tętno spoczynkowe, opisuje osobny tekst.

Ta sama nazwa obejmuje przy tym trzy skale czasowe. Przegląd z 2017 roku omawia osobno mechanizmy zmienności dobowej, krótkoterminowej, liczonej z około pięciu minut zapisu, oraz ultrakrótkoterminowej, liczonej z odcinków krótszych niż pięć minut.

Wcześniejszym dokumentem o standardach pomiaru tej wielkości jest „Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use”, wydany w „Circulation” w 1996 roku przez grupę roboczą Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego i Północnoamerykańskiego Towarzystwa Stymulacji i Elektrofizjologii.

Skąd bierze się zmienność rytmu serca w organizmie?

Wyraźna część tej zmienności powstaje w rytm oddechu – tętno rośnie na wdechu i spada na wydechu, a pośredniczy w tym rytmiczna zmiana aktywności przywspółczulnej. Zjawisko opisuje rekomendacja ekspercka z „Nature Reviews Cardiology” (2025).

Dokument ten stwierdza, że zmiana tętna w fazie z oddechem występuje u wszystkich kręgowców oddychających powietrzem. Powstaje z oddziaływania kilku mechanizmów, ale pośredniczą w niej przede wszystkim rytmiczne zmiany aktywności nerwu błędnego, przyspieszające tętno na wdechu i zwalniające je na wydechu.

Ta składowa różni się od pozostałych pochodzeniem. Perspektywa z „Biological Psychology” (2026) opisuje ją jako jedyną składową zmienności rytmu serca o precyzyjnym pochodzeniu fizjologicznym. Jej pochodzenie jest w pierwszym rzędzie, choć nie wyłącznie, ośrodkowe – polega na modulacji oddechowej aktywności sercowych neuronów nerwu błędnego przez neurony wytwarzające komendę oddechową.

Rekomendacja z 2025 roku dokłada zastrzeżenie, które ogranicza odczyt każdego wyniku. Jej autorzy piszą, że amplituda tej składowej nie powinna być odczytywana jako miara napięcia nerwu błędnego. Wyjaśniają też, że składowa oddechowa obejmuje zmiany tętna należące do obu pasm tradycyjnie wyróżnianych w analizie zmienności, niskiej i wysokiej częstotliwości, więc przypisanie jednego pasma jednemu mechanizmowi jest uproszczeniem.

Jak urządzenie zamienia bicie serca na jedną liczbę?

Urządzenie nie mierzy zmienności wprost. Wyznacza czasy kolejnych uderzeń, odsiewa odstępy uznane za zakłócone i dopiero z tak przygotowanej serii liczy wskaźnik.

Metodę opisuje badanie z „Frontiers in Physiology” (2025). Z zapisu elektrokardiograficznego, czyli EKG, wyodrębniono w nim najpierw odstępy RR między kolejnymi uderzeniami, a następnie odstępy NN, czyli odstępy po odfiltrowaniu szumu. W torze optycznym ta sama praca wykrywała szczyty fali tętna i liczyła z nich odpowiedniki tych wskaźników.

Wielkość liczona z fali tętna ma własną nazwę. Metaanaliza z „Sensors” (2026) nazywa ją zmiennością tempa fali tętna i odnotowuje, że jest coraz częściej używana w czujnikach noszonych i kamerowych jako mniej obciążająca alternatywa dla pomiaru elektrokardiograficznego, przy niepewnej zgodności między obiema wielkościami.

Skąd bierze się sam sygnał, opisuje osobny tekst o tym, jak zegarek sportowy mierzy tętno. Tutaj liczy się moment, w którym urządzenie ma już policzone kolejne uderzenia.

Z jednej serii odstępów da się policzyć kilka różnych wskaźników. W badaniu z „JMIR mHealth and uHealth” (2020) z pięciominutowego zapisu w pozycji siedzącej policzono równolegle sześć wskaźników – trzy opisujące rozrzut odstępów w czasie i trzy będące znormalizowanymi mocami w pasmach częstotliwości. Liczba na ekranie jest więc wynikiem jednego wybranego wskaźnika, a nie samego pomiaru.

Co liczą RMSSD, SDNN i pNN50?

RMSSD, SDNN i pNN50 liczą tę samą serię odstępów na trzy sposoby – pierwszy różnice między sąsiednimi odstępami, drugi rozrzut wszystkich odstępów, trzeci odsetek różnic przekraczających 50 milisekund.

Definicje pochodzą z pracy w „Frontiers in Physiology” (2025). SDNN to odchylenie standardowe odstępów NN. RMSSD to pierwiastek ze średniej kwadratów różnic kolejnych odstępów. pNN50 to odsetek kolejnych odstępów NN różniących się od siebie o więcej niż 50 milisekund. SDNN opisuje rozrzut w całym zapisie, dwa pozostałe patrzą wyłącznie na sąsiadujące pary uderzeń.

Wskaźniki tej grupy nazywa się wskaźnikami dziedziny czasu. Według przeglądu z „Frontiers in Public Health” (2017) opisują one ilość zmienności zaobserwowaną w okresach monitorowania od około dwóch minut do 24 godzin.

Poszczególnym wskaźnikom przypisuje się w badaniach różne role. Autorzy pracy z „Clinics” (2019) nazywają RMSSD i pasmo wysokiej częstotliwości wskaźnikami przywspółczulnymi. W badaniu opaski nadgarstkowej z „Sensors” (2025, nr 10) SDNN opisano jako miarę zmienności globalnej, a SD1 i RMSSD jako miary aktywności przywspółczulnej serca. SD1 i SD2 należą przy tym do innej grupy – praca z „Physiological Measurement” (2025) wymienia je wśród wskaźników nieliniowych, obok miar entropii, jako wielkości odczytywane z wykresu Poincarégo.

Wskaźnik Co liczy Dziedzina
SDNN odchylenie standardowe odstępów NN, czyli rozrzut w całym zapisie czasu
RMSSD pierwiastek ze średniej kwadratów różnic kolejnych odstępów czasu
pNN50 odsetek kolejnych odstępów NN różniących się o więcej niż 50 milisekund czasu
LF i HF moc sygnału przypadająca na pasmo niskiej i wysokiej częstotliwości częstotliwości
SD1 i SD2 rozrzut punktów na wykresie Poincarégo nieliniowa

Tabela zestawia w pięciu wierszach wskaźniki wymienione w pracach opisanych w tym tekście.

Czym różni się dziedzina czasu od dziedziny częstotliwości?

Dziedzina czasu opisuje, jak bardzo odstępy się różnią, dziedzina częstotliwości – ile energii sygnału przypada na poszczególne pasma, a wskaźniki nieliniowe – jak nieprzewidywalna jest cała seria.

Podział podaje przegląd z „Frontiers in Public Health” (2017). Wartości w dziedzinie częstotliwości obliczają bezwzględną albo względną ilość energii sygnału w pasmach składowych, a pomiary nieliniowe opisują nieprzewidywalność i złożoność serii odstępów międzyuderzeniowych.

Znaczenie tej różnicy widać w wymaganiach pomiaru. Praca z „JMIR mHealth and uHealth” (2020), przeprowadzona na 60 zdrowych dorosłych, pokazała, że zgodność między aplikacją w telefonie a zapisem EKG osiągnęła dla mocy w pasmach akceptowalne granice dopiero przy odcinkach trzyminutowych, a dla wskaźników dziedziny czasu różnice średnie były wąskie już przy jednominutowych. Od drugiej strony zmierzono to w „Physiological Measurement” (2025) – na zapisach piętnastominutowych od 16 osób skrócenie okna obliczeniowego obniżało wskaźnik SD2 i podwyższało wartości w dziedzinie częstotliwości, w obu torach pomiaru.

Przy pasmach obowiązuje jeszcze jedno zastrzeżenie. Perspektywa z „Biological Psychology” (2026) odnotowuje, że składowa oddechowa jest często mierzona przez pasmo wysokiej częstotliwości i bywa z nim mylona, a jej autorzy podkreślają konieczność rejestrowania oddechu równolegle z zapisem sercowym. Bez takiego zapisu nie wiadomo, ile z wartości w pasmie pochodzi z samego oddechu.

Dlaczego wynik zależy od długości pomiaru?

Długość zapisu wchodzi do wyniku. Przegląd z 2017 roku ostrzega, że wartości odniesienia z doby, z około pięciu minut i z odcinków krótszych niż pięć minut nie są wzajemnie wymienne.

W obrębie zapisów krótkich, od jednej do pięciu minut, skrócenie zmienia jednak dla wskaźników dziedziny czasu niewiele. W pięciominutowym pomiarze u 60 osób siedzących, opisanym w „JMIR mHealth and uHealth” (2020), pNN50, SDNN i RMSSD dały we wszystkich odcinkach różnice standaryzowane poniżej 0,2 oraz współczynniki korelacji powyżej 0,8. Porównano tam osiem odcinków, od jedno- do czterominutowych, z pełnymi pięcioma minutami. Praca z „Physiological Measurement” (2025) uzyskała przy skróceniu zapisu z pięciu do trzech minut współczynniki korelacji wewnątrzklasowej co najmniej 0,96 dla wskaźników dziedziny czasu. Objęła 86 osób w torze ciśnieniowym opartym na fotopletyzmografii i 70 w elektrokardiograficznym, w wieku od 18 do 31 lat. W osobnej analizie tej samej pracy, na zapisach piętnastominutowych od 16 osób, skrócenie okna obliczeniowego dało dla tych wskaźników co najmniej 0,98.

Na zapisie z pasa czujnikowego różnicę wyrażono w milisekundach. U 23 żołnierzy opisanych w „BMJ Military Health” (2025), mierzonych dwukrotnie w odstępie ponad 48 godzin i po 20 minutach leżenia, odcinek jednominutowy wobec pięciominutowego dał obciążenie średnie minus 4 milisekundy dla SDNN i minus 1 milisekundę dla RMSSD. Porównanie zapisu dwuminutowego z pięciominutowym na 31 zdrowych dorosłych, opisane w „Sensors” (2025, nr 18), wykazało różnice marginalne.

Nie wszystkie wskaźniki reagują na skrócenie jednakowo. W tej samej pracy z „Physiological Measurement” (2025) miary entropii okazały się najbardziej wrażliwe na skrócenie sygnału – entropia wieloskalowa z zapisu elektrokardiograficznego uzyskała współczynnik 0,67, a entropia przybliżona z fali tętna 0,45.

Dlaczego wartości dwóch osób nie są porównywalne?

Wartości dwóch osób nie opisują tego samego, bo wskaźniki zmienności różnią się systematycznie według wieku i płci. Przegląd z „Frontiers in Public Health” (2017) wymienia długość okresu zapisu, wiek i płeć badanego jako kontekst pomiaru wpływający na wartości wyjściowe.

Skalę tych różnic zmierzono na dużej kohorcie. Badanie z „Global Heart” (2020) objęło 1287 uczestników poddanych 24-godzinnemu zapisowi holterowskiemu, a podzbiór opisany przez autorów jako zdrowy liczył 543 osoby o średnim wieku 40 lat. Wskaźniki dziedziny czasu różniły się w tej grupie istotnie według dekady wieku i według płci, a wyższe wartości występowały u mężczyzn w prawie wszystkich grupach wieku.

Kierunek zmian z wiekiem nie jest jednakowy dla wszystkich wskaźników. RMSSD i pNN50, nazwane w tej pracy zmiennymi związanymi z układem przywspółczulnym, wykazywały odwrócenie wzrostowe powyżej 60 lat. SDNN malał z wiekiem liniowo. Różnice według rasy nie były istotne statystycznie.

Wartości z tej kohorty nie są zakresem, do którego dałoby się przyłożyć własny wynik. Opisują jedną populację wiejską w Brazylii, zmierzoną jednym protokołem dobowym, a przegląd z 2017 roku zastrzega wprost, że wartości odniesienia z różnych długości zapisu nie są wzajemnie wymienne.

Z aktywnością fizyczną jest inaczej. Grupę 37 mężczyzn w średnim wieku 33 lat, opisaną w „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2000), podzielono według zadeklarowanej tygodniowej aktywności fizycznej i zbadano w pięć kolejnych poranków, przy oddechu narzuconym w tempie dziesięciu na minutę. Po uwzględnieniu różnic wieku i wskaźnika masy ciała poziom aktywności nie był istotnym predyktorem żadnej miary zmienności, choć wszystkie miary wypadały u aktywnych przeciętnie wyżej niż u nieaktywnych, a dwie najbardziej aktywne grupy nie różniły się między sobą. Autor wnioskuje, że zmienność nie rośnie proporcjonalnie do poziomu aktywności. Wielkości opisujące wydolność, takie jak pułap tlenowy, są przy tym wielkościami innego rodzaju i powstają z innego przeliczenia.

Dlaczego dwa urządzenia podają dla tej samej chwili inne liczby?

Zegarek liczy zmienność z fali tętna, a zapis elektrokardiograficzny z czynności elektrycznej serca, i te dwie wielkości nie są tożsame. W porównaniu na 931 dorosłych z populacji klinicznej akademickiego ośrodka medycznego wskaźniki liczone z fali tętna były istotnie niższe.

Czy wskaźnik z fali tętna to ten sam wskaźnik?

Porównanie opisano w „Frontiers in Physiology” (2025). Uczestnicy nosili jednocześnie dwa takie same urządzenia, jedno na klatce piersiowej i jedno na ramieniu, a dla trzech wskaźników dziedziny czasu odnotowano istotną niezgodność i istotne różnice, przy poziomie istotności poniżej 0,001. Zmienność liczona z fali tętna zaniżała SDNN, RMSSD i pNN50. Próbę stanowiła populacja kliniczna, a porównania prowadzono w grupach wyodrębnionych według chorób przewlekłych, więc same liczby nie opisują osoby zdrowej. W oświadczeniu o konflikcie interesów czterech autorów wskazano jako zatrudnionych w firmie wytwarzającej badane urządzenie.

Zbiorczy obraz daje metaanaliza. Praca z „Sensors” (2026) objęła 43 badania w syntezie jakościowej, z czego 10 dostarczyło danych do syntezy ilościowej, po osiem dla RMSSD i dla SDNN. Zbiorczy bezwzględny błąd standaryzowany wyniósł 0,188 dla RMSSD i 0,134 dla SDNN. Autorzy zastrzegają, że oszacowania te, uzyskane w przeważającej części w warunkach spoczynkowych lub kontrolowanych, nie powinny być przenoszone na sen, wysiłek, stres ani na warunki życia codziennego, ani odczytywane jako dowód wymienności obu wielkości.

Jak wypadają poszczególne opaski?

Pojedyncze urządzenia wypadają bardzo różnie, zależnie od wskaźnika. Opaska optyczna zestawiona z pasem elektrodowym u 31 zdrowych dorosłych, opisana w „Sensors” (2025, nr 18), dała w pozycji leżącej współczynnik korelacji wewnątrzklasowej 0,955 dla RMSSD i 0,980 dla SDNN, a w pozycji siedzącej 0,834 i 0,921. Średnie obciążenia mieściły się między minus 2,1 a minus 8,1 milisekundy, a zgodność była mniej spójna u osób starszych i u kobiet.

Inna opaska, tym razem nadgarstkowa, opisana również w „Sensors” (2025, nr 10), dała doskonałą zgodność dla samego tętna spoczynkowego, słabą dla pasm częstotliwości i dla SD2, a spośród pozostałych wskaźników najlepszą dla SDNN. Badano ją na 32 osobach leżących i 30 siedzących w trzyminutowych zapisach. Większość wskaźników wykazywała obciążenie proporcjonalne, z większym błędem i zaniżaniem przy wyższych wartościach zmienności. Wskaźnik pigmentacji skóry nie był związany z różnicami między metodami, z wyjątkiem SD2 w pozycji siedzącej. Jeden z autorów tej pracy zadeklarował wynagrodzenie od producenta badanej opaski za dwa projekty konsultacyjne w 2018 roku.

Zgodność obu wielkości słabnie przy tym z wiekiem i przy zmianie pozycji. Praca z „IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics” (2026) objęła 35 młodszych i 42 starszych dorosłych, którzy przeszli cztery rodzaje próby ortostatycznej, czyli zmiany pozycji ciała, a wymienność sprawdzono dla 18 cech sygnału. U osób młodszych wymiennych na poziomie indywidualnym było 16 cech, u starszych tylko siedem. Wiek i pozycja ciała istotnie zmniejszały wymienność, a dla cech opisujących wolne zmiany sygnału najsilniej u starszych kobiet.

Porównanie Liczebność i warunki Co wyszło
Fala tętna a zapis elektryczny, dwa czujniki na jednej osobie (2025) 931 dorosłych, populacja kliniczna, pomiar uderzenie po uderzeniu istotna niezgodność dla trzech wskaźników; zaniżanie SDNN, RMSSD i pNN50
Metaanaliza zgodności obu metod (2026) 43 badania jakościowo, 10 ilościowo, głównie warunki spoczynkowe lub kontrolowane zbiorczy błąd standaryzowany 0,188 dla RMSSD i 0,134 dla SDNN; brak dowodu wymienności
Opaska optyczna a pas elektrodowy (2025) 31 zdrowych dorosłych, leżenie i siedzenie, 2 i 5 minut współczynnik 0,955 i 0,980 w leżeniu, 0,834 i 0,921 w siedzeniu; obciążenia od −2,1 do −8,1 ms
Opaska nadgarstkowa a zapis elektryczny (2025) 32 osoby leżąc i 30 siedząc, zapisy trzyminutowe najlepsza zgodność dla SDNN, słaba dla pasm i SD2; zaniżanie przy wyższych wartościach
Wymienność cech przy próbie ortostatycznej (2026) 35 młodszych i 42 starszych dorosłych, 18 cech sygnału 16 cech wymiennych u młodszych, siedem u starszych

Tabela zestawia pięć porównań opisanych w tej sekcji, każde z liczebnością i warunkami pomiaru.

Co zmienia wynik w obrębie jednej osoby?

U jednej osoby wynik zmienia pozycja ciała w czasie pomiaru, tor oddechu, wieczorne spożycie alkoholu oraz liczba dni, z których wartość została uśredniona.

Pozycja ciała zmienia nie tylko wartość, lecz także powtarzalność pomiaru. Badanie z „Clinics” (2019) objęło 37 młodych mężczyzn zmierzonych trzykrotnie, w odstępach 48-godzinnych, pięciominutowymi odcinkami w leżeniu i w stanie stojącym. W leżeniu odtwarzalność była umiarkowana do dobrej, przy współczynnikach korelacji wewnątrzklasowej od 0,65 do 0,89. W pozycji stojącej rozpiętość była większa, od 0,35 do 0,89, z wyższymi współczynnikami dla wskaźników czasowych. Autorzy podsumowali, że odtwarzalność zależy od pozycji ciała i od analizowanego wskaźnika. Praca o opasce optycznej z „Sensors” (2025, nr 18) odnotowała to samo z innej strony – przejście z pozycji leżącej do siedzącej dawało odtwarzalność umiarkowaną dla obu wskaźników, niezależnie od użytego urządzenia.

Tor oddechu zmienia wynik bezpośrednio, zgodnie z mechanizmem opisanym wyżej. Grupa 75 sportowców, w tym 22 kobiety, w średnim wieku około 22 lat, wykonała w badaniu z „Applied Psychophysiology and Biofeedback” (2024) pięć ćwiczeń oddechu spowolnionego, w tempach od 5 do 7 cykli na minutę, oraz oddech spontaniczny jako warunek kontrolny. We wszystkich warunkach spowolnionego oddechu wskaźniki, którymi autorzy indeksowali aktywność wagalną serca (aktywność nerwu błędnego) – RMSSD i moc pasma niskiej częstotliwości – były istotnie wyższe niż przy oddechu spontanicznym. Ta druga miara lepiej różnicowała poszczególne częstości oddechu.

Oddech widać też w danych o powtarzalności. Odtwarzalność RMSSD z dnia na dzień, mierzona w pracy z „BMJ Military Health” (2025) po 20 minutach leżenia, wyniosła 0,823, a po uwzględnieniu efektu oddychania 0,821, przy węższym przedziale ufności. SDNN miał w tym samym pomiarze odtwarzalność umiarkowaną, 0,689, przy większym rozrzucie.

Osobny wynik dotyczy alkoholu wypitego wieczorem. Badanie z „Sleep” (2021) objęło 26 zdrowych dorosłych w wieku od 30 do 60 lat, którzy spędzili trzy noce w laboratorium, otrzymując przed snem, w kolejności zrównoważonej między uczestnikami, dawkę niską, dawkę wysoką albo placebo. Spożycie przed snem podniosło nocne tętno oraz obniżyło całkowitą i wysokoczęstotliwościową zmienność rytmu, a zmiany były wyraźniejsze po dawce wysokiej.

Ile dni potrzeba, żeby oszacować same wahania?

Analiza z czasopisma „American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology” (2026) objęła około dwóch milionów nocnych odczytów zmienności od ponad 21 tysięcy użytkowników urządzeń noszonych. Aby tygodniowy współczynnik zmienności, czyli miara wahań samego wskaźnika między dniami, zgadzał się z wartością z pełnego tygodnia, potrzebne było co najmniej pięć nocy z siedmiu. Wyższy współczynnik wiązał się z większym spożyciem alkoholu, mniejszą aktywnością fizyczną oraz krótszym i mniej regularnym snem. Część autorów tej pracy jest zatrudniona w firmie produkującej użyte urządzenia, co odnotowano w afiliacjach.

Przy stałych warunkach sam pomiar bywa natomiast bardzo powtarzalny. W tym samym badaniu z 2000 roku, prowadzonym w pięć kolejnych poranków przy oddechu narzuconym, większość miar zmienności uzyskała współczynniki powyżej 0,90 niezależnie od poziomu aktywności fizycznej badanych.

Najczęstsze pytania o zmienność rytmu serca

Co to jest HRV w zegarku?

To liczbowy opis nierówności odstępów między kolejnymi uderzeniami serca, podawany zwykle w milisekundach. Tak opisuje ją przegląd z „Frontiers in Public Health” (2017) – jako zmiany długości odstępów między kolejnymi uderzeniami, nazywanych odstępami międzyuderzeniowymi. Tętno mówi, ile uderzeń przypada na minutę, a zmienność – jak bardzo te odstępy różnią się od siebie.

Czym różni się RMSSD od SDNN?

Zakresem, z którego liczą rozrzut. Według definicji z pracy w „Frontiers in Physiology” (2025) SDNN to odchylenie standardowe wszystkich odstępów NN w zapisie, a RMSSD to pierwiastek ze średniej kwadratów różnic między odstępami następującymi po sobie. Pierwszy opisuje rozrzut w całym zapisie, drugi wyłącznie zmiany między sąsiadującymi parami uderzeń. Praca z „Clinics” (2019) nazywa RMSSD wskaźnikiem przywspółczulnym.

Dlaczego zegarek i pas piersiowy podają różne HRV?

Bo liczą dwie różne wielkości. Zegarek wyprowadza wskaźnik z fali tętna, a pas z czynności elektrycznej serca, i zgodność między nimi nie jest pełna. W porównaniu na 931 dorosłych z populacji klinicznej, opisanym w „Frontiers in Physiology” (2025), wskaźniki z fali tętna zaniżały SDNN, RMSSD i pNN50, a różnice były istotne dla wszystkich trzech. Metaanaliza z „Sensors” (2026), obejmująca 43 badania, zastrzega wprost, że jej zbiorcze oszacowania nie są dowodem wymienności obu wielkości.

Czy HRV dwóch osób można ze sobą porównać?

Wskaźniki zmienności różnią się między ludźmi systematycznie, więc dwie wartości opisują różne punkty odniesienia. Wiek, płeć i długość zapisu wymienia jako kontekst pomiaru wpływający na wartości wyjściowe przegląd z „Frontiers in Public Health” (2017). W kohorcie z „Global Heart” (2020), w podzbiorze 543 osób opisanym przez autorów jako zdrowy, wskaźniki dziedziny czasu różniły się istotnie według dekady wieku i płci, z wyższymi wartościami u mężczyzn.

Ile musi trwać pomiar, żeby wskaźnik był policzony?

Zależy od wskaźnika. W badaniu na 60 osobach z „JMIR mHealth and uHealth” (2020) wskaźniki dziedziny czasu odtworzyły wartość z pełnych pięciu minut już z odcinków jednominutowych, a zgodność między aplikacją w telefonie a zapisem EKG osiągnęła dla mocy w pasmach częstotliwości akceptowalne granice dopiero przy odcinkach trzyminutowych. W pomiarze na 23 żołnierzach z „BMJ Military Health” (2025) odcinek jednominutowy wobec pięciominutowego dał obciążenie minus 4 milisekundy dla SDNN i minus 1 milisekundę dla RMSSD.

Co zmienia HRV u jednej osoby z dnia na dzień?

Warunki samego pomiaru i zdarzenia poprzedzającej doby. Badanie z „Clinics” (2019) wykazało, że odtwarzalność zależy od pozycji ciała i od wybranego wskaźnika, a rozrzut był większy w pozycji stojącej niż w leżeniu. W badaniu z „Sleep” (2021) na 26 osobach alkohol wypity przed snem obniżał nocną zmienność rytmu, silniej po dawce wyższej. Analiza około dwóch milionów nocnych odczytów, opisana w „American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology” (2026), wykazała, że oszacowanie tygodniowych wahań wymaga co najmniej pięciu nocy z siedmiu.



Opublikowane w

Czym jest tętno spoczynkowe i od czego zależy

Czym jest tętno spoczynkowe i od czego zależy

Serce ma własny rytm i w braku wpływów nerwowych oraz hormonalnych węzeł zatokowo-przedsionkowy wyznaczałby około 100 uderzeń na minutę, a tętno spoczynkowe jest tym rytmem obniżonym przez stały wpływ układu nerwowego. Zależy więc od dwóch rzeczy naraz – od pracy samego rozrusznika serca i od tego, jak mocno nerwy go w danym momencie hamują.

W kohorcie 92 457 osób noszących opaskę nadgarstkową średnie dzienne tętno spoczynkowe wyniosło 65 uderzeń na minutę, a wartości poszczególnych osób rozciągały się od 40 do 109. Ten rozstęp opisuje badaną grupę i warunki jej pomiaru, a nie wartość właściwą dla kogokolwiek. Ta sama osoba dostanie zresztą różne liczby zależnie od pozycji ciała, godziny i użytego urządzenia.

Kolejne części wyjaśniają samo pojęcie i warunki, w których dwa pomiary opisują to samo. Dalej pochodzenie rytmu serca w węźle zatokowo-przedsionkowym oraz udział nerwu błędnego i układu współczulnego. Na końcu rozrzut wartości między ludźmi, spór o przyczynę niższego tętna u osób wytrenowanych, zmienność z dnia na dzień i wpływ pory dnia oraz pory roku.

 | 

Czym jest tętno spoczynkowe?

Tętno spoczynkowe to liczba uderzeń serca na minutę zmierzona w spoczynku. Przegląd z „Trends in Cardiovascular Medicine” (2023) opisuje je jako wielkość współokreślającą pojemność minutową serca oraz jako złożenie wpływów fizjologicznych, w tym napięcia współczulnego i przywspółczulnego, obok samego rytmu własnego węzła zatokowego.

Pojemność minutowa to objętość krwi przepompowana w ciągu minuty. Napięcie współczulne i przywspółczulne to dwa przeciwstawne wpływy nerwowe, o których mówi dalsza część tekstu. Tętno spoczynkowe nie jest wielkością prostą, którą organizm ustawia raz, lecz sumą kilku wpływów działających w danym momencie na jeden rozrusznik.

Sama liczba nie opisuje przy tym niczego bez warunków, w jakich powstała, a dwie duże prace o tętnie spoczynkowym mierzyły co innego. Dla pracy z „PLoS One” (2020) wartość dzienną wyliczało urządzenie noszone na nadgarstku, przez co najmniej 20 godzin na dobę, co najmniej dwa dni w tygodniu i przez co najmniej 35 tygodni. W zbiorze z „NPJ Digital Medicine” (2019) pomiary wykonywali sami użytkownicy, na żądanie, aplikacją w telefonie, a praca opisuje je jako wartości „real-world”, czyli pochodzące z codziennego życia, nie z protokołu spoczynkowego.

Odstępy między kolejnymi uderzeniami nie są przy tym równe, a ich zmienność jest osobnym wskaźnikiem i osobnym tematem. Tętno spoczynkowe bywa natomiast wielkością wejściową dla dalszych obliczeń. Wzory na intensywność biegu, do których wchodzi, opisuje osobny tekst o strefach tętna w bieganiu.

Kiedy dwa pomiary tętna spoczynkowego opisują to samo?

Pomiar tętna spoczynkowego opisuje to samo zjawisko dopiero razem z warunkami, w jakich powstał. W pomiarze u 4051 osób w wieku 60 lat i więcej, opisanym w „Journal of Hypertension” (2019), tętno w pozycji leżącej wynosiło 72,2 uderzenia na minutę, a w pozycji siedzącej 76,3.

Mężczyźni stanowili w tej grupie 44,6 procent, średni wiek wynosił 68,6 roku, a uczestników rekrutowano w podmiejskiej miejscowości pod Szanghajem. Leżenie i siedzenie dały w tym pomiarze różne wartości, przy różnicy istotnej statystycznie, więc nie da się ich traktować jak jednej wielkości. Kierunek różnicy zmierzono w grupie starszej i praca nie rozszerza go na osoby młodsze.

Na odczyt wpływa też samo urządzenie. Zgodność odczytu optycznego z zapisem elektrokardiograficznym wyniosła w zbiorze z „NPJ Digital Medicine” (2019) 0,90 w skali korelacji wewnątrzklasowej, przy jednoczesnym pomiarze obiema metodami u 50 kolejnych pacjentów kliniki kardiologicznej. Skąd urządzenie na nadgarstku bierze samą liczbę, opisuje osobny tekst o tym, jak zegarek mierzy tętno.

Zebrane prace nie podają w abstraktach progu mówiącego, jak długo trzeba pozostać w bezruchu, aby pomiar zaliczyć jako spoczynkowy. Każda praca definiuje spoczynek własnym protokołem, więc porównywanie dwóch wyników wymaga sprawdzenia, jak w każdym z nich spoczynek zdefiniowano.

Skąd bierze się rytm serca, kiedy nikt go nie przyspiesza?

Rytm nadaje wyspecjalizowana tkanka w samym sercu. „Pacing and Clinical Electrophysiology” (2010) nazywa węzeł zatokowo-przedsionkowy pierwotnym rozrusznikiem serca, a przegląd z „World Journal of Cardiology” (2015) podaje, że w braku wpływów nerwowych i hormonalnych węzeł wyznaczałby około 100 uderzeń na minutę.

Węzeł zatokowo-przedsionkowy to skupisko komórek w prawym przedsionku, które wytwarzają pobudzenie samodzielnie. Uderzenia serca pochodzą z ich rytmicznych wyładowań, powstających wewnątrz samego narządu, i dopiero na tym rytmie pracują nerwy oraz hormony. Wartość około 100 uderzeń na minutę nie opisuje więc tętna człowieka, a stanu hipotetycznego, w którym żaden wpływ zewnętrzny do węzła nie dochodzi.

Sam rozrusznik nie jest przy tym pojedynczym punktem. Mapowanie z użyciem markerów molekularnych pokazało, że tkanka rozrusznikowa zajmuje w prawym przedsionku większy obszar, niż wcześniej sądzono, a obok węzła opisano strefę przywęzłową o cechach pośrednich między nim a mięśniem przedsionka. Bezkontaktowe mapowanie ludzkiego węzła o wysokiej rozdzielczości wykazało wiele miejsc, w których pobudzenie się rozpoczyna, oraz preferowane drogi jego przewodzenia, co opisuje przegląd z „Current Opinion in Cardiology” (2011).

Za samo powstawanie rytmu odpowiada więcej niż jeden mechanizm. Prąd rozrusznikowy, w literaturze nazywany prądem If i tworzący „zegar błonowy”, nie odpowiada za automatyzm węzła w pojedynkę – ten sam przegląd z 2011 roku wskazuje obok niego znaczenie „zegara wapniowego”. Chodzi o rytmiczny obieg wapnia w komórce. Wśród molekularnych ogniw przebudowy węzła w starzeniu przegląd z 2011 roku wymienia utratę ekspresji koneksyny 43 oraz obniżenie prądu wapniowego typu L. Wiedza o architekturze molekularnej węzła, a zwłaszcza o ekspresji kanałów jonowych i jej związku z rozrusznikowaniem, jest dziś obszerna, co podsumowuje przegląd z 2010 roku.

Jak układ autonomiczny zmienia tętno wobec rytmu własnego serca?

Układ nerwowy pracuje na tym rytmie w dwie strony. Przegląd z „World Journal of Cardiology” (2015) opisuje częstość i siłę skurczu jako regulowane przez układ nerwowy, hormony i inne czynniki, bo tętno musi zmieniać się wraz z zapotrzebowaniem komórek na tlen i składniki odżywcze.

Układ autonomiczny to część układu nerwowego działająca bez udziału woli. Jego dwie części wpływają na węzeł przeciwstawnie, a kierunek każdej z nich najlepiej widać wtedy, gdy jedną z nich zniesie się farmakologicznie. Główną drogą wpływu przywspółczulnego jest nerw błędny. Po jego zablokowaniu u 10 osób trenujących wytrzymałościowo i 7 nietrenujących tętno rosło podczas wstrzymania oddechu, a praca z „Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism” (2023) opisała to jako ujawnienie silniejszego wpływu współczulnego w braku napędu przywspółczulnego.

Oba wpływy rozdziela się w pomiarze blokadą farmakologiczną. Autorzy pracy z „International Journal of Sports Medicine” (2014) zastosowali wybiórczą blokadę atropiną i esmololem, a z zapisu wyliczyli efekt wagalny, rytm własny serca oraz modulację przywspółczulną i współczulną. Obok nerwów działają wpływy hormonalne, wskazane w przeglądzie z 2015 roku jako drugi układ regulujący pracę serca.

Jak bardzo tętno spoczynkowe różni się między ludźmi?

Różnica między ludźmi jest większa niż zmienność jednej osoby. W kohorcie 92 457 osób badanych przez dwa lata i opisanych w „PLoS One” (2020) dzienna wartość tętna spoczynkowego typowa dla jednej osoby różniła się od typowej dla innej nawet o 70 uderzeń na minutę.

Kohorta ta objęła osoby ze wszystkich 50 stanów, które nosiły nadgarstkowy czujnik tętna w okresie od marca 2016 do lutego 2018 roku. Wartości dzienne udało się zebrać dla mediany 320 dni na osobę, co dało blisko 33 miliony pomiarów dobowych. Średnie dzienne tętno spoczynkowe wyniosło w tym zbiorze 65 uderzeń na minutę, a wartości poszczególnych osób rozciągały się od 40 do 109.

Rozstęp od 40 do 109 uderzeń opisuje tę grupę i ten sposób pomiaru. Nie jest zakresem, do którego dałoby się przyłożyć własny wynik. Zebrane w tej pracy dane pokazują bowiem, że poziom typowy dla jednej osoby bywa odległy od poziomu typowego dla innej, a przy tym u większości osób ten własny poziom trzyma się w czasie.

Które cechy różnicują te wartości?

Średnie w tej kohorcie różniły się istotnie zależnie od wieku, płci, wskaźnika masy ciała i przeciętnej długości snu. Kierunki trzech z tych związków wynikają z drugiego dużego zbioru. Opisano go w „NPJ Digital Medicine” (2019), gdzie 66 788 uczestników wykonało 3 144 332 pomiary, a średnie tętno wyniosło 79,1 uderzenia na minutę przy odchyleniu standardowym 14,5. W analizie wieloczynnikowej z wyższym tętnem wiązały się liczba chorób towarzyszących, płeć żeńska i rosnący wskaźnik masy ciała, a rosnący wiek wiązał się z tętnem niższym.

Obie średnie, 65 i 79,1 uderzenia na minutę, nie są ze sobą sprzeczne, bo opisują pomiary robione inaczej. Pierwsza pochodzi z czujnika noszonego przez większą część doby, druga z pomiarów wykonywanych przez użytkowników w dowolnym momencie dnia.

Czynnik Zmierzony związek z tętnem spoczynkowym Praca, rok i liczebność
Wiek Związek istotny (2020); w drugim zbiorze rosnący wiek wiązał się z tętnem niższym (2019) „PLoS One” 2020, 92 457 osób; „NPJ Digital Medicine” 2019, 66 788 osób
Płeć Związek istotny (2020); w drugim zbiorze płeć żeńska wiązała się z tętnem wyższym (2019) „PLoS One” 2020, 92 457 osób; „NPJ Digital Medicine” 2019, 66 788 osób
Wskaźnik masy ciała Związek istotny (2020); w drugim zbiorze rosnący wskaźnik wiązał się z tętnem wyższym (2019) „PLoS One” 2020, 92 457 osób; „NPJ Digital Medicine” 2019, 66 788 osób
Przeciętna długość snu Związek istotny (2020); abstrakt nie podaje kierunku „PLoS One” 2020, 92 457 osób
Pora roku Wartości najniższe w lipcu, najwyższe w styczniu „PLoS One” 2020, 92 457 osób

Tabela zestawia pięć czynników, dla których zebrane abstrakty podają związek albo jego kierunek. Wielkości wpływu nie podają abstrakty tych prac – oba raportują istotność związku, nie efekt przypadający na pojedynczy czynnik. Wszystkie te związki opisują wymienione kohorty i ich sposób pomiaru.

Dlaczego osoby wytrenowane mają niższe tętno spoczynkowe?

Przyczyna niższego tętna u osób wytrenowanych jest przedmiotem sporu, a pomiary wskazują na dwa mechanizmy naraz. „Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism” (2023) opisuje obniżenie tętna spoczynkowego przez długotrwały trening wytrzymałościowy jako zachodzące częściowo przez wzrost napięcia przywspółczulnego.

Pozostała część tego obniżenia przypada więc na coś innego. Sam fakt różnicy zmierzono w tej pracy bezpośrednio, porównując dwie grupy w spoczynku – osoby trenujące wytrzymałościowo miały wtedy niższe tętno niż nietrenujące. Pytanie, które dzieli badaczy, dotyczy nie istnienia tej różnicy, a jej źródła.

Co pokazuje pomiar po zablokowaniu wpływu nerwów?

Udział nerwów sprawdza się, wyłączając ich wpływ. W „Acta Physiologica Scandinavica” (1980) rytm własny serca uzyskano łączną blokadą wagalną i beta-adrenergiczną, podając dożylnie atropinę oraz propranolol albo metoprolol, i porównano wytrenowanych kolarzy z mężczyznami nietrenującymi.

Rytm własny serca był u wytrenowanych istotnie niższy niż u nietrenujących, i to zarówno w spoczynku, jak i na wszystkich obciążeniach wysiłkowych. Różnica tętna między grupami miała podobną wielkość, około 13 uderzeń na minutę, w spoczynku i przy tym samym procencie pułapu tlenowego, z blokadą autonomiczną i bez niej. Autorzy uznają tę niewrażliwość na blokadę za dowód na składową nieautonomiczną w niższym tętnie dobrze wytrenowanych mężczyzn.

Ta sama praca podaje jeszcze dwa wyniki. Zapas częstości od tętna spoczynkowego do maksymalnego był w obu grupach identyczny, a niższy rytm własny u dobrze wytrenowanych mężczyzn autorzy tłumaczą ostrożnie, wskazując między innymi na powiększenie serca jako możliwe wyjaśnienie.

Czy rodzaj sportu zmienia sam mechanizm?

Zmienia. Pokazał to pomiar w dwóch dyscyplinach. Praca z „International Journal of Sports Medicine” (2014) objęła 13 biegaczy i 11 kolarzy, wszystkich zawodowych i wszystkich mężczyzn, a tętno rejestrowano w spoczynku uderzenie po uderzeniu.

Biegacze mieli niższe tętno spoczynkowe oraz wyższy efekt wagalny, wyższą modulację przywspółczulną i wyższy rytm własny serca niż kolarze. Wniosek pracy mówi, że rodzaj sportu wpływa na poziom niższego tętna spoczynkowego i na mechanizmy jego kontroli. U biegaczy niższe tętno zależało głównie od mechanizmu autonomicznego, a u kolarzy opierało się na mechanizmie nieautonomicznym, który autorzy wiążą prawdopodobnie z przerostem mięśnia sercowego. Jamy serca były w obu grupach podobne, ale kolarze mieli grubszą przegrodę i grubszą ścianę tylną.

Co pokazał pomiar u zwierząt?

Trzeci pomiar wykonano na zwierzętach. Badanie opublikowane w „Nature Communications” (2014) wykazało u myszy, że obniżenie tętna wywołane treningiem nie jest następstwem zmian aktywności układu autonomicznego, a skutkiem zmian elektrofizjologicznych w samym węźle zatokowym. Obniżenie utrzymywało się po zablokowaniu układu autonomicznego u myszy in vivo oraz na odnerwionym węźle in vitro, a wśród zmian opisano szeroką przebudowę kanałów jonowych rozrusznika z obniżeniem HCN4 i odpowiadającego mu prądu If. Zablokowanie tego prądu znosiło różnicę tętna między zwierzętami trenującymi a siedzącymi. Wynik dotyczy myszy i odnerwionego węzła, więc nie przesądza, jaki udział ma ten mechanizm u człowieka.

Praca i rok Co dokładnie zmierzono Wynik
„Acta Physiologica Scandinavica” 1980, ludzie Rytm własny serca po łącznej blokadzie wagalnej i beta-adrenergicznej u kolarzy wytrenowanych i mężczyzn nietrenujących Rytm własny niższy u wytrenowanych; różnica około 13 uderzeń na minutę utrzymuje się z blokadą i bez niej
„International Journal of Sports Medicine” 2014, ludzie Tętno spoczynkowe, efekt wagalny i rytm własny u 13 biegaczy i 11 kolarzy po blokadzie atropiną i esmololem U biegaczy mechanizm głównie autonomiczny, u kolarzy nieautonomiczny; rodzaj sportu wpływa na mechanizm kontroli
„Nature Communications” 2014, myszy Tętno po treningu przy zablokowanym układzie autonomicznym in vivo oraz na odnerwionym węźle in vitro Obniżenie tętna utrzymuje się bez udziału nerwów; towarzyszy mu obniżenie HCN4 i prądu If

Trzy przytoczone pomiary dotyczą tego samego sporu i nie są trzema potwierdzeniami jednej tezy. Gatunek i sposób pomiaru różnicują ich wartość dowodową, bo pomiar u myszy i pomiar u człowieka nie są w tej sprawie dowodami równorzędnymi.

Jak stabilne jest tętno spoczynkowe u jednej osoby z dnia na dzień?

U większości osób wartość dzienna trzyma się blisko własnego poziomu. Praca z „PLoS One” (2020) pokazuje jednak, że 20 procent osób miało co najmniej jeden tydzień, w którym ich tętno spoczynkowe wahało się o 10 uderzeń na minutę albo więcej.

Praca z 2020 roku opisuje wartości jednej osoby jako znacznie bardziej zgodne w czasie, z niewielkim, ale istotnym trendem sezonowym oraz z pojedynczymi, rzadkimi epizodami wychodzącymi poza poziom typowy dla danej osoby. Wahania między dniami wystąpiły więc u części osób z tej samej kohorty, w której większość wartości trzymała się blisko własnego poziomu, i dotyczyły tej samej osoby mierzonej tym samym urządzeniem.

Co wiadomo o snie, kofeinie i nawodnieniu?

Przeciętna długość snu była jednym z czynników różnicujących średnie w tej kohorcie. Powrót do stanu wyjściowego po niedoborze snu mierzono osobno. W badaniu z „Sleep” (2019) 21 zdrowych uczestników przeszło 22-dniowy protokół szpitalny z powtarzanym ograniczaniem snu. Odtworzenie równowagi autonomicznej wymagało według autorów przebiegu obejmującego co najmniej trzy noce po ekspozycji na wiele nocy snu skróconego do około połowy normalnej długości. Praca o niedoborze snu i praca o kofeinie mierzyły jednak zmienność rytmu serca i wrażliwość odruchu z baroreceptorów, a nie samo tętno spoczynkowe. Ich wyniki mówią więc o równowadze wpływów nerwowych, nie o liczbie uderzeń w spoczynku.

Kofeina wypada osobno, bo żadna z dwóch prac nie wykazała swoistego wpływu samej kofeiny na mierzone wskaźniki. Do badania opisanego w „Nutrition Neuroscience” (2016) weszło 77 zdrowych osób, w połowie pijących kawę nawykowo, które wypijały w losowej kolejności espresso, espresso bezkofeinowe albo ciepłą wodę. Autorzy nie znaleźli dowodów na swoisty krótkotrwały wpływ espresso z kofeiną na aktywność wagalną u osób zdrowych, a espresso bezkofeinowe tę aktywność u osób pijących kawę nawykowo hamowało. Zestawienie 17 badań z randomizacją, opublikowane w „Nutrition Reviews” (2024), również nie wykazało istotnego wpływu napojów energetyzujących na tętno spoczynkowe, choć wykazało wzrost ciśnienia tętniczego.

Wpływ nawodnienia zmierzono podczas wysiłku, nie w spoczynku. W „Journal of Sports Sciences” (2023) 17 zawodników gier zespołowych wykonywało 72 minuty biegu w dwóch wariantach podaży płynu. Przy ograniczeniu picia do 60 mililitrów pod koniec tej części pojawiły się zmiany typowe dla niedoboru wody, w tym wyższa osmolalność surowicy, wyższe tętno, silniejsze pragnienie i mniejsza objętość osocza. Abstrakt nie podaje wartości spoczynkowych, więc z tej pracy nie wynika, jak niedobór wody zmienia tętno mierzone w spoczynku.

Jak pora dnia i pora roku zmieniają odczyt?

Godzina pomiaru jest częścią warunków, w jakich powstaje odczyt. W badaniu ośmiu zdrowych mężczyzn opisanym w „Journal of Sleep Research” (2007) tętno miało wyraźny rytm dobowy pochodzenia wewnętrznego, z dopasowanym maksimum o godzinie 16.36.

Uczestnicy mieli średnio 24,4 roku. Protokół prowadzono w układzie skrzyżowanym z podwójnie ślepą próbą, a na początku wydłużonych okresów snu podawano melatoninę albo placebo. Rytm wewnętrzny wyodrębniono w dwóch 29-godzinnych okresach o stałym reżimie czynności, poprzedzających i zamykających dziewięć dni z wydłużoną możliwością snu. Taki układ oddziela wewnętrzny rytm dobowy od samego wzorca aktywności i odpoczynku, bo w okresie o stałym reżimie badany nie zmienia trybu zajęć. Autorzy wnioskują, że wewnętrzna rytmika dobowa wpływa na autonomiczną kontrolę tętna. Czas tych rytmów może się przesuwać pod wpływem wydłużonych okresów snu i odpoczynku, zmian długości dnia oraz podania melatoniny. Dwa pomiary wykonane o różnych godzinach opisują więc różne punkty tej samej krzywej.

Skala roczna też jest widoczna w danych. Wartości z tej samej kohorty z 2020 roku wykazywały zmienność zależną od pory roku, z minimum w lipcu i maksimum w styczniu. Abstrakt tej pracy podaje jednak porę roku, a nie zmierzoną temperaturę otoczenia. Z tego wzorca nie wynika więc, jak duży udział ma w nim sama temperatura, a jak duży pozostałe różnice między latem a zimą.

Najczęstsze pytania o tętno spoczynkowe

Czym tętno spoczynkowe różni się od rytmu własnego serca?

Tętno spoczynkowe to liczba skurczów serca zliczona w ciągu minuty u osoby pozostającej w spoczynku, a rytm własny to tempo pracy samego rozrusznika bez wpływów nerwowych i hormonalnych. W przeglądzie z „Trends in Cardiovascular Medicine” (2023) opisano tętno spoczynkowe jako jeden z wyznaczników pojemności minutowej serca oraz jako sumę wpływów fizjologicznych, do których zaliczono napięcie współczulne i przywspółczulne działające obok rytmu własnego węzła zatokowego. Bez tych wpływów węzeł zatokowo-przedsionkowy pracowałby według przeglądu z „World Journal of Cardiology” (2015) w tempie około 100 uderzeń na minutę. Pomiar u człowieka obejmuje natomiast ten rytm razem z działającymi na niego wpływami nerwowymi i hormonalnymi.

Od czego zależy tętno spoczynkowe?

Od tempa pracy samego rozrusznika oraz od siły wpływów nerwowych i hormonalnych, które na ten rozrusznik działają. Wśród 92 457 osób opisanych w „PLoS One” (2020) średnie zależały istotnie od czterech cech – od płci, wieku, wskaźnika masy ciała i przeciętnej długości snu – a same wartości zmieniały się dodatkowo z porą roku. Kierunki trzech z tych związków podaje zbiór 3 144 332 pomiarów z „NPJ Digital Medicine” (2019), gdzie z tętnem wyższym wiązały się rosnący wskaźnik masy ciała i płeć żeńska, a z tętnem niższym rosnący wiek.

Dlaczego serce bije, kiedy człowiek odpoczywa?

Bo pobudzenie powstaje w samym sercu, a nie przychodzi do niego z zewnątrz. Rolę pierwotnego rozrusznika pełni węzeł zatokowo-przedsionkowy, opisany tak w „Pacing and Clinical Electrophysiology” (2010), a każde uderzenie zaczyna się od rytmicznego wyładowania jego komórek. Rytm nie powstaje przy tym jednym mechanizmem. Według przeglądu z „Current Opinion in Cardiology” (2011) prąd rozrusznikowy If, tworzący „zegar błonowy”, nie wystarcza do automatyzmu węzła, bo obok niego działa „zegar wapniowy”.

Dlaczego sportowcy wytrzymałościowi mają niższe tętno spoczynkowe?

Pomiary wskazują na dwa mechanizmy naraz i różnią się w ocenie ich udziału. Praca z „Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism” (2023) przywołuje ustalenie, że długotrwały trening wytrzymałościowy obniża tętno spoczynkowe częściowo przez wzrost napięcia przywspółczulnego, i sama zmierzyła niższe tętno spoczynkowe u osób trenujących wytrzymałościowo. W „Acta Physiologica Scandinavica” (1980) różnica około 13 uderzeń na minutę między wytrenowanymi a nietrenującymi utrzymywała się także po łącznej blokadzie wagalnej i beta-adrenergicznej, co wskazuje na składową nieautonomiczną. W tej samej sprawie „International Journal of Sports Medicine” (2014) dodaje, że u 13 biegaczy mechanizm był głównie autonomiczny, a u 11 kolarzy nieautonomiczny. Wynik wskazujący na przebudowę samego węzła zatokowego pochodzi z „Nature Communications” (2014) i został uzyskany u myszy oraz na odnerwionym węźle, nie u człowieka.

Czy pozycja ciała zmienia wynik pomiaru?

Zmienia. W grupie 4051 osób w wieku 60 lat i więcej, zmierzonej dla pracy w „Journal of Hypertension” (2019), wartości w pozycji siedzącej były wyższe niż w leżącej i wynosiły 76,3 wobec 72,2 uderzenia na minutę, przy różnicy istotnej statystycznie. Średnia wieku w tej grupie wynosiła 68,6 roku, a praca nie odnosi wyniku do osób młodszych. Dla porównywania dwóch pomiarów wynika z tego tyle, że pozycja ciała jest częścią warunków, w jakich liczba powstała, obok godziny pomiaru i użytego urządzenia.

Dlaczego tętno spoczynkowe zmienia się z dnia na dzień?

Bo składa się na nie kilka wpływów zmieniających się w krótkiej skali czasu. W grupie 92 457 osób z pracy „PLoS One” (2020) 20 procent miało co najmniej jeden tydzień z wahaniami tętna spoczynkowego o 10 uderzeń na minutę albo więcej, przy jednoczesnym trendzie sezonowym z minimum w lipcu i maksimum w styczniu. Do tego dochodzi rytm dobowy. W badaniu ośmiu zdrowych mężczyzn z „Journal of Sleep Research” (2007) tętno miało rytm pochodzenia wewnętrznego z dopasowanym maksimum o godzinie 16.36. Protokół obejmował podawanie melatoniny albo placebo, a pomiary z różnych godzin opisują różne punkty tej samej krzywej.



Opublikowane w

Jak zegarek sportowy mierzy tętno – pomiar optyczny a pas piersiowy

Jak zegarek sportowy mierzy tętno – pomiar optyczny a pas piersiowy

Zegarek sportowy nie odczytuje pracy serca bezpośrednio – oświetla skórę światłem diody i wylicza tętno ze zmian objętości krwi w mikrokrążeniu, podczas gdy pas piersiowy rejestruje elektryczną czynność serca. Ta sama liczba na ekranie może więc pochodzić z dwóch różnych zjawisk fizycznych, zależnie od tego, co ją zmierzyło.

Ta różnica nie jest szczegółem technicznym. Widać ją w badaniach walidacyjnych, w których ten sam wysiłek daje na nadgarstku i na klatce piersiowej odczyty rozjeżdżające się o kilkanaście uderzeń na minutę.

Poniżej opisano zasadę działania obu metod, źródła zakłóceń w odczycie z nadgarstka oraz to, jak dokładność zmienia się wraz z rodzajem ruchu, miejscem założenia czujnika i pigmentacją skóry.

 | 

Czym różni się pomiar optyczny od elektrycznego?

Obie metody odpowiadają na to samo pytanie, ale mierzą co innego. Pas piersiowy sięga po sygnał elektryczny, a zegarek po odbicie światła od tkanki.

Przegląd czujników tętna opublikowany w czasopiśmie „Sensors” (2022) porządkuje je według zjawiska fizycznego, na którym stoi pomiar, i wymienia trzy kategorie: elektrokardiografię, fotopletyzmografię i mechanokardiografię. Pas piersiowy należy do pierwszej, czujnik w zegarku do drugiej.

Elektrokardiografia zapisuje elektryczną czynność serca. Fotopletyzmografia mierzy światło odbite od łożyska naczyniowego skóry, a krew w tych naczyniach pulsuje w rytm kolejnych uderzeń. Pierwsza sięga więc po sygnał, który serce wytwarza samo, druga po jego ślad w naczyniach skóry. Im dalej od źródła, tym więcej czynników może ten sygnał zaburzyć. Fotopletyzmografia jest przy tym kluczową techniką czujnikową w urządzeniach noszonych, takich jak smartwatche i opaski sportowe, co odnotowuje mapa drogowa tej technologii z „Physiological Measurement” (2023).

Sposób pomiaru Co jest rejestrowane Skąd bierze się liczba tętna
Pas piersiowy z elektrodami elektryczna czynność serca z odstępów między kolejnymi uderzeniami
Czujnik optyczny w zegarku światło odbite od łożyska naczyniowego skóry z tętniącej składowej zapisu, powtarzającej rytm serca

Na czym polega fotopletyzmografia?

Fotopletyzmografia to prosta i tania technika optyczna, którą można wykrywać zmiany objętości krwi w mikrokrążeniu tkanki.

Tak definiuje ją praca przeglądowa z „Physiological Measurement” (2007). Pomiaru dokonuje się zwykle nieinwazyjnie, na powierzchni skóry. W urządzeniu noszonym oznacza to diodę świecącą w stronę skóry i detektor zbierający światło odbite od łożyska naczyniowego.

Zapis, który z tego powstaje, ma dwie warstwy. Pierwsza tętni w rytm serca i odpowiada zmianom objętości krwi przy każdym uderzeniu. Druga zmienia się wolno i niesie składowe o niższej częstotliwości, przypisywane oddychaniu, aktywności układu współczulnego i termoregulacji. Tętno powstaje z pierwszej warstwy, odsianej od drugiej.

Sam mechanizm nie jest do końca poznany. Autorzy przeglądu z 2007 roku zaznaczają, że źródła poszczególnych składowych tego sygnału nie są w pełni zrozumiane, choć przyjmuje się, że sygnał niesie wartościowe informacje o układzie krążenia.

Jak pas piersiowy odczytuje pracę serca?

Pas piersiowy odczytuje elektryczną czynność serca i wyznacza odstępy między kolejnymi uderzeniami. W badaniu dziesięciu osób taki pas rozpoznał poprawnie 99,6% odstępów RR, a przy wysiłku o dużej intensywności 99,4%.

Porównanie opublikowano w „European Journal of Applied Physiology” (2019). Dziesięć osób wykonało pięć czynności o intensywności od niskiej do wysokiej, nosząc jednocześnie pas piersiowy i holter EKG. Odniesieniem była wzrokowa ocena surowego zapisu elektrokardiograficznego, a miarą jakości udział poprawnie wykrytych odstępów między uderzeniami. Holter uzyskał 94,6% w całym protokole i 89,8% przy czynnościach o wysokiej intensywności.

Zgodność pasa z zapisem EKG sprawdzono również podczas jazdy na rowerze do wyczerpania. W osobnym badaniu z „Sensors” (2022) dwadzieścia pięć osób wykonało rampę obciążeniową. W fazie wysiłkowej obciążenie było istotne statystycznie dla wszystkich zmiennych, ale dla odstępów między uderzeniami i dla tętna jego wielkość pozostała minimalna.

Skąd biorą się zakłócenia w odczycie z nadgarstka?

Czujnik na nadgarstku przylega do skóry luźno, więc ruch wprowadza do sygnału optycznego silniejsze i bardziej złożone zakłócenia. Jedno z proponowanych rozwiązań odejmuje je, biorąc za odniesienie zapis z trójosiowego akcelerometru.

Tak opisuje problem praca z „IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics” (2018), poświęcona odszumianiu sygnału z nadgarstka. Zaproponowane w niej rozwiązanie korzysta z czterech sygnałów odniesienia: trzech osi akcelerometru i różnicy między dwoma sygnałami optycznymi. Z każdej oczyszczonej wersji zapisu powstaje osobne oszacowanie tętna, a wybierana jest ta wartość, która leży najbliżej oszacowania z poprzedniego okna czasowego.

Autorzy pracy walidacyjnej z „JMIR mHealth and uHealth” (2025) podają, że zielone światło w fotopletyzmografii zmniejsza zakłócenia ruchowe w pomiarze tętna.

Ruch nie jest jedynym czynnikiem. Praca walidacyjna z „JMIR Cardio” (2025) wymienia obok niego miejsce noszenia czujnika, przepływ krwi i aktualizacje oprogramowania urządzenia.

Jak dokładny jest odczyt optyczny przy różnych formach ruchu?

Dokładność odczytu optycznego zależy od rodzaju ruchu. W badaniu pięćdziesięciu osób zgodność z zapisem EKG wyniosła 0,996 dla pasa piersiowego i od 0,67 do 0,92 dla pięciu urządzeń optycznych, a na orbitreku z ruchomymi ramionami żadne z nich nie osiągnęło progu przyjętego przez autorów.

Badanie opublikowano w „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2017). Pięćdziesiąt dorosłych osób w wieku 38 ± 12 lat wykonało protokoły na bieżni, rowerze stacjonarnym i orbitreku, w wariancie z ruchem ramion i bez niego. Na bieżni wszystkie urządzenia poza jednym uzyskały zgodność od 0,88 do 0,93. Przy jeździe na rowerze próg 0,80 przekroczyły trzy z nich. Na orbitreku bez ruchomych ramion dokładne było jedno urządzenie, ze zgodnością 0,94, a na orbitreku z ruchomymi ramionami żadne. Autorzy podsumowali, że dokładność optycznych czujników tętna zmienia się wraz z rodzajem wysiłku i była najwyższa na bieżni, a najniższa na orbitreku.

Analiza opublikowana w „JMIR mHealth and uHealth” (2025) objęła 77,5 godziny zapisów od dwudziestu sześciu osób uprawiających sześć dyscyplin. Podczas biegu odczyt zegarka odbiegał od pasa piersiowego średnio o 0,1 uderzenia na minutę, przy średnim błędzie procentowym 1,2%. W badmintonie i piłce nożnej ta sama opaska zaniżała odczyt średnio o 16,5 uderzenia, przy błędzie 16,2% i 17,5%. Zdaniem autorów wyniki sugerują dużą wrażliwość na zakłócenia ruchowe przy czynnościach z gwałtownymi i przypadkowymi ruchami ramion. Sami zaznaczają przy tym, że ruchu ramion nie mierzyli, co ogranicza ich wnioski.

Osobno sprawdzono bieg w terenie. W pracy z „PLoS One” (2020) dwadzieścia jeden osób przebiegło w terenie 3,22 km, najpierw pod górę, potem z powrotem w dół. Średni błąd procentowy urządzeń optycznych wyniósł od 6% do 23%, a najniższą wartość, 2%, osiągnął zegarek współpracujący z pasem piersiowym, czyli urządzenie spoza tej grupy. Autorzy podsumowali, że w tych warunkach wszystkie urządzenia fotopletyzmograficzne wykazały słabą zgodność tętna.

Część pomiarów wypada jednak wyraźnie lepiej. W pracy z „JMIR mHealth and uHealth” (2017) dwadzieścia cztery osoby biegły w terenie z intensywnością submaksymalną, w tempie dobieranym przez siebie, a czujnik nadgarstkowy odczytał tętno ze średnim błędem procentowym 1,9%. Oświadczenie o konflikcie interesów wymienia przy tej pracy czterech autorów: dwóch jest pracownikami producenta badanego urządzenia, a dwóch było przez niego zatrudnionych w okresie prowadzenia badania. W materiałach konferencyjnych IEEE EMBC (2021) opisano z kolei pomiar laboratoryjny na bieżni u dziesięciu osób, w którym jeden zegarek zszedł poniżej 5%, a inne urządzenie noszone na nadgarstku przekroczyło 15%.

Warunki pomiaru Odniesienie Wynik urządzeń optycznych
Bieżnia, rower stacjonarny i orbitrek, 50 osób (2017) zapis EKG zgodność od 0,67 do 0,92; na orbitreku bez ruchomych ramion dokładne było jedno urządzenie, z ruchomymi żadne
Sześć dyscyplin w warunkach naturalnych, 26 osób (2025) pas piersiowy bieg 1,2% błędu, badminton 16,2%, piłka nożna 17,5%
Bieg terenowy na 3,22 km, 21 osób (2020) pas piersiowy błąd od 6% do 23%, słaba zgodność wszystkich urządzeń optycznych
Bieg w terenie w tempie dobieranym przez badanych, 24 osoby (2017) zapis EKG błąd 1,9%, czterech autorów w stosunku zatrudnienia z producentem
Bieżnia w laboratorium, 10 osób (2021) pas piersiowy jedno urządzenie poniżej 5%, drugie powyżej 15%

Odczyt tętna jest przy tym wsadem do innych liczb pokazywanych przez zegarek, między innymi do algorytmu, z którego powstaje szacunek pułapu tlenowego, oraz do podziału na zakresy tętna w bieganiu.

Dlaczego odczyt spóźnia się przy zmianach intensywności?

Odczyt optyczny gorzej znosi przejścia między spoczynkiem a wysiłkiem. W badaniu trzydziestu osób spadek tętna po zakończeniu wysiłku pojawiał się w odczycie badanego zegarka później niż w zapisie EKG w 97% przypadków.

Protokół opisano w „International Journal of Sports Physiology and Performance” (2024). Trzydzieści osób wykonało dwie trzynastominutowe sekwencje złożone z trzech minut spoczynku, pięciu minut wysiłku o intensywności submaksymalnej i pięciu minut biernego wypoczynku, na bieżni i na cykloergometrze. Autorzy wskazują, że dokładność tętna mierzonego nadgarstkowym czujnikiem optycznym zmienia się właśnie w przejściach ze spoczynku do wysiłku i z wysiłku do spoczynku.

Co zmienia miejsce założenia czujnika?

Ten sam rodzaj czujnika daje inny błąd zależnie od tego, gdzie został założony. W badaniu szesnastu osób czujnik optyczny na ramieniu miał średni błąd bezwzględny 1,43 uderzenia na minutę, a zegarek na nadgarstku niedominującym 6,41.

Dane pochodzą z pracy w „JMIR Cardio” (2025). Szesnaście osób wykonało dziewięć czynności o różnej intensywności, od leżenia po trening interwałowy o wysokiej intensywności, każdą dwukrotnie, a odniesieniem był pas piersiowy z elektrodami. Czujnik na ramieniu zaniżał odczyt średnio o 0,05 uderzenia na minutę, przy średnim błędzie bezwzględnym 1,43 uderzenia i błędzie procentowym 1,35%. Zegarek na nadgarstku niedominującym zawyżał odczyt średnio o 2,56 uderzenia, przy średnim błędzie bezwzględnym 6,41 uderzenia i błędzie procentowym 6,82%.

Powtarzalność odczytu z nadgarstka zależała przy tym od czynności i wahała się od 3,64% przy siedzeniu po wysiłku do 23,03% przy leżeniu.

Bliżej serca nie znaczy jednak automatycznie dokładniej. W protokole na pięćdziesięciu osobach z „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2017) czujnik noszony na przedramieniu uzyskał zgodność 0,75, czyli niższą niż trzy z czterech zegarków nadgarstkowych, które osiągnęły 0,92, 0,83 i 0,81. Wyżej wypadł tylko od czwartego, ze zgodnością 0,67.

Czy pigmentacja skóry wpływa na odczyt?

Melanina zmienia pochłanianie światła przez skórę, więc pigmentacja może wpływać na sygnał optyczny. Wyniki badań się jednak rozchodzą: w przeglądzie dziesięciu prac cztery wykazały gorszą dokładność przy ciemniejszej karnacji, cztery nie wykazały wpływu, a dwie dały wyniki mieszane.

Przegląd systematyczny z „Journal of Racial and Ethnic Health Disparities” (2023) objął dziesięć prac i 469 uczestników. Jego autorzy określają dotychczasowe dane jako niejednoznaczne i wskazują na potrzebę badań o większej liczebności prób oraz o bardziej obiektywnym podziale uczestników według karnacji.

Nowsze badanie zmierzyło pigmentację przyrządem. W pracy z „European Journal of Applied Physiology” (2026) u dwudziestu ośmiu osób karnację oceniono kolorymetrem, a tętno rejestrowano trzema urządzeniami optycznymi wobec pasa piersiowego. Braki danych występowały nieproporcjonalnie często u osób o ciemnej karnacji w dwóch z trzech urządzeń, a od 56% do 62% wartości odstających przypadało na tę grupę we wszystkich trzech. Sam błąd pomiaru tętna wzrósł natomiast w niewielkim stopniu, o około jedno uderzenie na minutę, i tylko dla jednego urządzenia.

Metaanaliza z „Journal of Medical Internet Research” (2024) objęła cztery prace nad tętnem z urządzeń noszonych, łącznie 176 osób. Granice zgodności były przy ciemnej pigmentacji szersze niż przy jasnej, natomiast samo obciążenie pomiaru nie zależało od pigmentacji w sposób istotny statystycznie ani klinicznie. W badaniu z „JMIR mHealth and uHealth” (2025), obejmującym dwadzieścia sześć osób uprawiających sześć dyscyplin, również nie zaobserwowano wpływu karnacji na obciążenie pomiaru.

Najczęstsze pytania o pomiar tętna w zegarku

Co to jest fotopletyzmografia?

To optyczna metoda wykrywania zmian objętości krwi w drobnych naczyniach tkanki, opisana w przeglądzie z „Physiological Measurement” (2007) jako technika prosta i tania, stosowana nieinwazyjnie na powierzchni skóry. W zegarku sprowadza się do diody świecącej w stronę skóry i detektora zbierającego światło odbite. Rytm serca odczytuje się z tętniącej składowej tego sygnału, oddzielonej od wolno zmiennego tła, które przypisuje się oddychaniu, aktywności układu współczulnego i termoregulacji.

Dlaczego zegarek pokazuje inne tętno niż pas piersiowy?

Bo obie metody mierzą co innego. Pas odbiera elektryczną czynność serca, a zegarek obserwuje jej skutek na obwodzie ciała, czyli pulsowanie krwi w naczyniach skóry. Do tego dochodzi ruch, który przy luźnym styku czujnika ze skórą silnie zaburza sygnał optyczny. Pomiar na pięćdziesięciu osobach, opisany w „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2017), dał pasowi zgodność z zapisem EKG na poziomie 0,996, a urządzeniom optycznym od 0,67 do 0,92.

Przy jakim ruchu odczyt z nadgarstka rozjeżdża się najbardziej?

Przy ruchu zmiennym i szarpanym. W analizie 77,5 godziny zapisów od dwudziestu sześciu osób, opublikowanej w „JMIR mHealth and uHealth” (2025), różnica wobec pasa piersiowego wynosiła podczas biegu 0,1 uderzenia na minutę, a w badmintonie i piłce nożnej 16,5 uderzenia. W badaniu z „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2017) żadne z pięciu urządzeń optycznych nie osiągnęło progu przyjętego przez autorów na orbitreku z ruchomymi ramionami.

Czy czujnik na ramieniu mierzy inaczej niż zegarek na nadgarstku?

Tak, choć nie zawsze na korzyść ramienia. Według pomiaru z „JMIR Cardio” (2025) opaska założona na ramieniu odbiegała od pasa piersiowego średnio o 1,43 uderzenia na minutę, a zegarek na nadgarstku niedominującym o 6,41. Odwrotny układ dało badanie z „Medicine and Science in Sports and Exercise” (2017). Tam czujnik na przedramieniu wypadł słabiej niż trzy z czterech porównywanych zegarków nadgarstkowych.

Czy pas piersiowy też się myli?

Jego odczyt również nie jest bezbłędny, ale w pomiarach wypada bliżej zapisu EKG. Pomiar na dziesięciu osobach z „European Journal of Applied Physiology” (2019), obejmujący pięć czynności o intensywności od niskiej do wysokiej, dał pasowi 99,6% poprawnie rozpoznanych odstępów między uderzeniami, a przy czynnościach o wysokiej intensywności 99,4%. Porównywany z nim holter EKG uzyskał odpowiednio 94,6% i 89,8%.

Czy kolor skóry wpływa na pomiar tętna?

Dane są niejednoznaczne. Melanina może zmniejszać ilość światła przechodzącego przez skórę, ale przegląd dziesięciu prac z 469 uczestnikami, opublikowany w „Journal of Racial and Ethnic Health Disparities” (2023), przyniósł cztery wyniki wskazujące na gorszą dokładność przy ciemniejszej karnacji, cztery bez takiego wpływu i dwa mieszane. W badaniu z „European Journal of Applied Physiology” (2026) pogarszała się głównie jakość danych, czyli częstość braków i wartości odstających, a nie sam błąd pomiaru.