O estudo dos aspectos fisiológicos da corrida é importante não somente pela popularidade dessa atividade como também pelo seu papel na manutenção da saúde. Dessa maneira, é interessante identificar marcadores sensíveis aos efeitos agudos e crônicos desse exercício e capazes de, potencialmente, trazer informações sobre o estado fisiológico dos corredores. Nesse contexto, estimadores do controle cardíaco, como a variabilidade cardíaca (VC) e a complexidade cardíaca (CC) (cujos valores, quando baixos, estão associados à problemas de saúde), parecem ser particularmente importantes. No entanto, existem diversas controvérsias e lacunas no estudo da associação desses estimadores com a corrida. Para abordar esse problema, o presente estudo foi dividido em diversas etapas. Em um primeiro momento, foi necessário elaborar uma análise de complexidade cardíaca capaz de consistentemente caracterizar séries temporais. Dessa maneira, foi desenvolvida a a1ApEn, a qual é capaz de corrigir problemas identificados em outras análises não lineares; sendo robusta, consistente e com um tempo computacional adequado. Em seguida, investigou−se o efeito agudo da corrida na VC e na CC em 3 protocolos experimentais (velocidades constantes, crescentes e decrescentes). Foi possível observar que a VC e a CC se correlacionam positivamente com a frequência cardíaca (FC) e que essa relação é melhor observada no protocolo de velocidades crescentes. Nesse protocolo, foi observado, ainda, que uma correlação negativa entre a1ApEn−CC e FC está associada com sedentarismo. Essa correlação foi aprofundada sob a óptica do histórico de treinamento em maratonistas. Nesse contexto, foi possível concluir que a complexidade cardíaca obtida via a1ApEn é capaz de discernir maratonistas em função do tempo treinando para provas de longa duração. Finalmente, em experimentos realizados em velocidade constante, foi observado um componente oscilatório nos resultados tanto de VC quanto de CC. Esse componente é mais proeminente em resultados de CC e está, potencialmente, associado com fatores termorregulatórios. Dessa maneira, as abordagens propostas foram capazes de não apenas trazer diversas informações novas sobre as alterações associadas com a corrida no controle cardíaco mas, também, introduzir metodologias com grande potencial em outros contextos. / A better understanding of the physiological aspects of running is important due to the increasing popularity of this activity and, also, for its role in maintaining health. Therefore, it is interesting to identify markers capable of detecting the acute and chronic effects of this exercise and, potentially, bring additional information about the physiological status of runners. In this context, heart rate control estimators, such as heart rate variability (HRV) and heart rate complexity (HRC) (both indexes, when low, are associated with health disorders), appears to be particularly important. Nevertheless, there are several controversies and missing information regarding the association between these estimators and running. To approach these issues, the present study was divided in four parts. First of all, it was necessary to create a HRC analysis capable of consistently characterizing time series. Thereunto, the a1ApEn was developed; a robust, consistent analytical tool with an adequate computational time that is capable of correcting problems that arose in other nonlinear analyses. Next, the acute effect of running in HRV and HRC was investigated utilizing three experimental protocols (constant, increasing and decreasing speeds). HRV and HRC are positively correlated with heart rate (HR), a relationship better observed in the protocol with increasing speeds. In this protocol, it was observed that a negative correlation between a1ApEn−HRC and HR is associated with sedentary. This correlation was further studied under the scope of the training background of marathoners. In this context, it was possible to conclude that the heart rate complexity, obtained through a1ApEn, is capable of discriminating marathoners in regard to the number of years training for long distance running. Finally, in experiments performed at constant speed, it was detected an oscillatory component in the HRV and HRC results. This component is more prominent in the HRC results and is, potentially, associated with termorregulatory factors. To conclude, the proposed approaches are capable of bringing several new information to the study of the effects of running in heart rate control and, moreover, to introduce new methodologies of great potential in other contexts.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio de Oliveira Santos.pdf: 375867 bytes, checksum: 9316c23a45525634b808c0315c716985 (MD5) Previous issue date: 2003-12-12 / The patient diagnosis can be made through a analysis of the cardiac variability that, being formed of nervous interactions, give the status of the vagal and sympathetic systems. The main measure to do this analysis is HRV, obtained by RR temporal differences or spectral methods. A major disadvantage we can find in the latter methods is a high sampling tax that yields in lost of information and high storage cost. New methods has been developed to minimize these incovenients, like HIF. This method have two steps: a driver function and a wavelet filter. The proposed algorithm is based on HIF using a auto regressive method as driver function and otimized parameters to the wavelet filter. The obtained results are very promissor and the estimation error is smaller than traditional methods one. / O diagnóstico de um paciente pode ser feito através da análise da variabilidade cardíaca que, por ser resultado de interações nervosas, fornece o estado dos sistemas vagal e simpático. A principal medida utilizada para se fazer esta análise é a taxa de variabilidade cardíaca (HRV) que pode ser obtida por métodos de diferença temporal de ondas R e espectrais. A principal desvantagem que é encontrada nestes métodos é que a alta taxa de amostragem do ECG é herdada por estes métodos, ocasionando perda de informação e o aumento de custo para armazenamento dos dados se torna mais alto. Para que este problema fosse solucionado foram desenvolvidas novas medidas que não apresentassem esses inconvenientes, como o algoritmo HIF. Este algoritmo é composto de duas etapas: a construção de uma função driver e filtragem através de uma wavelet de Gabor. O algoritmo proposto neste trabalho foi baseado no HIF utilizando um novo método autoregressivo (EAR) para função driver e otimizando-se os parâmetros da wavelet de Gabor. Os resultados obtidos mostraram que o algoritmo desenvolvido é bastante promissor e o erro de estimação é bem menor em relação a HIF.

O estudo dos aspectos fisiológicos da corrida é importante não somente pela popularidade dessa atividade como também pelo seu papel na manutenção da saúde. Dessa maneira, é interessante identificar marcadores sensíveis aos efeitos agudos e crônicos desse exercício e capazes de, potencialmente, trazer informações sobre o estado fisiológico dos corredores. Nesse contexto, estimadores do controle cardíaco, como a variabilidade cardíaca (VC) e a complexidade cardíaca (CC) (cujos valores, quando baixos, estão associados à problemas de saúde), parecem ser particularmente importantes. No entanto, existem diversas controvérsias e lacunas no estudo da associação desses estimadores com a corrida. Para abordar esse problema, o presente estudo foi dividido em diversas etapas. Em um primeiro momento, foi necessário elaborar uma análise de complexidade cardíaca capaz de consistentemente caracterizar séries temporais. Dessa maneira, foi desenvolvida a a1ApEn, a qual é capaz de corrigir problemas identificados em outras análises não lineares; sendo robusta, consistente e com um tempo computacional adequado. Em seguida, investigou−se o efeito agudo da corrida na VC e na CC em 3 protocolos experimentais (velocidades constantes, crescentes e decrescentes). Foi possível observar que a VC e a CC se correlacionam positivamente com a frequência cardíaca (FC) e que essa relação é melhor observada no protocolo de velocidades crescentes. Nesse protocolo, foi observado, ainda, que uma correlação negativa entre a1ApEn−CC e FC está associada com sedentarismo. Essa correlação foi aprofundada sob a óptica do histórico de treinamento em maratonistas. Nesse contexto, foi possível concluir que a complexidade cardíaca obtida via a1ApEn é capaz de discernir maratonistas em função do tempo treinando para provas de longa duração. Finalmente, em experimentos realizados em velocidade constante, foi observado um componente oscilatório nos resultados tanto de VC quanto de CC. Esse componente é mais proeminente em resultados de CC e está, potencialmente, associado com fatores termorregulatórios. Dessa maneira, as abordagens propostas foram capazes de não apenas trazer diversas informações novas sobre as alterações associadas com a corrida no controle cardíaco mas, também, introduzir metodologias com grande potencial em outros contextos. / A better understanding of the physiological aspects of running is important due to the increasing popularity of this activity and, also, for its role in maintaining health. Therefore, it is interesting to identify markers capable of detecting the acute and chronic effects of this exercise and, potentially, bring additional information about the physiological status of runners. In this context, heart rate control estimators, such as heart rate variability (HRV) and heart rate complexity (HRC) (both indexes, when low, are associated with health disorders), appears to be particularly important. Nevertheless, there are several controversies and missing information regarding the association between these estimators and running. To approach these issues, the present study was divided in four parts. First of all, it was necessary to create a HRC analysis capable of consistently characterizing time series. Thereunto, the a1ApEn was developed; a robust, consistent analytical tool with an adequate computational time that is capable of correcting problems that arose in other nonlinear analyses. Next, the acute effect of running in HRV and HRC was investigated utilizing three experimental protocols (constant, increasing and decreasing speeds). HRV and HRC are positively correlated with heart rate (HR), a relationship better observed in the protocol with increasing speeds. In this protocol, it was observed that a negative correlation between a1ApEn−HRC and HR is associated with sedentary. This correlation was further studied under the scope of the training background of marathoners. In this context, it was possible to conclude that the heart rate complexity, obtained through a1ApEn, is capable of discriminating marathoners in regard to the number of years training for long distance running. Finally, in experiments performed at constant speed, it was detected an oscillatory component in the HRV and HRC results. This component is more prominent in the HRC results and is, potentially, associated with termorregulatory factors. To conclude, the proposed approaches are capable of bringing several new information to the study of the effects of running in heart rate control and, moreover, to introduce new methodologies of great potential in other contexts.