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Heart rate variability as a predictor of hypobaric hypoxia in aircraft pilots.

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Title: Heart rate variability as a predictor of hypobaric hypoxia in aircraft pilots.
Alternate Title: Variabilidad de la frecuencia cardíaca como predictor de hipoxia hipobárica en pilotos de aviones.
Authors: Castro-Herrera, Juan M.1 juancashe@unisabana.edu.co, Cedeño-Serna, Juan C.2, Tuta-Quintero, Eduardo2 eduardotuqu@unisabana.edu.co, Botero-Rosas, Daniel A.2 Daniel.botero@unisabana.edu.co
Source: Revista Latinoamericana de Hipertensión. 2021, Vol. 16 Issue 4, p314-320. 7p.
Subjects: HEART beat, OXYGEN saturation, HYPOXEMIA, FAST Fourier transforms, AUTOREGRESSIVE models
Abstract (English): Background: early recognition of hypoxia may decrease aviation accidents happening due to human error and measurement of heart rate variability can be a tool to detect hypoxic events. We aim to determine if heart rate variability relates to hypoxia exposure in subjects who carried out hypobaric chamber training. Methods: we studied 44 pilots during hypobaric hypoxia. Oxygen saturation, time of exposure to hypoxia and heart rate variability were measured in the three phases of flight: denitrogenation, hypoxia and descent to ground and analyzed through an autoregressive model, and a fast fourier transform for high frequency, low frequency and the low frequency/high frequency ratio. Results: population was composed of 44 Colombian Air Force male pilots, 42 males and 2 females, between the ages of 20 and 40, with a median age of 27.5 years. The power of high frequency and low frequency decreased from denitrogenation to hypoxia and increased from hypoxia to descent to ground. The low frequency/high frequency ratio increased during the whole experiment in fast fourier transform. The autoregressive model failed to show statistical significance for high frequency from hypoxia to descent to ground and for the low frequency/high frequency ratio from denitrogenation to hypoxia. Conclusion: hypoxia leads to changes in the autonomous nervous system balance that can be assessed through heart rate variability. More studies are needed to quantify the impact of heart rate variability on decision-making ability and accident prevention in the aviation field. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Abstract (Spanish): Introducción: el reconocimiento temprano de la hipoxia puede disminuir los accidentes de aviación que ocurren debido a errores humanos y la medición de la variabilidad de la frecuencia cardíaca puede ser una herramienta para detectar eventos hipóxicos. Nuestro objetivo es determinar si la variabilidad de la frecuencia cardíaca se relaciona con la exposición a la hipoxia en sujetos que realizaron entrenamiento en la cámara hipobárica. Métodos: estudiamos 44 pilotos durante hipoxia hipobárica. La saturación de oxígeno, el tiempo de exposición a la hipoxia y la variabilidad de la frecuencia cardíaca se midieron en las tres fases del vuelo: desnitrogenación, hipoxia y descenso a tierra y se analizaron mediante un modelo autorregresivo y una transformada rápida de Fourier para alta frecuencia, baja frecuencia y baja frecuencia / alta frecuencia. Resultados: la población estuvo compuesta por 44 pilotos de la Fuerza Aérea Colombiana, 42 hombres y 2 mujeres, entre 20 y 40 años, con una mediana de edad de 27,5 años. El poder de las frecuencias altas y bajas disminuyó de la desnitrogenación a la hipoxia y aumentó de la hipoxia al descenso al suelo. La relación de baja frecuencia / alta frecuencia aumentó durante todo el experimento en la transformada rápida de Fourier. El modelo autorregresivo no mostró significación estadística para la alta frecuencia desde la hipoxia hasta el descenso al suelo y para la relación de baja frecuencia / alta frecuencia desde la desnitrogenación hasta la hipoxia. Conclusión: la hipoxia provoca cambios en el equilibrio del sistema nervioso autónomo que pueden evaluarse mediante la variabilidad de la frecuencia cardíaca. Se necesitan más estudios para cuantificar el impacto de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en la capacidad de toma de decisiones y la prevención de accidentes en el campo de la aviación. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Copyright of Revista Latinoamericana de Hipertensión is the property of Revista Latinoamericana de Hipertension and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
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  Label: Abstract (Spanish)
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  Data: Introducción: el reconocimiento temprano de la hipoxia puede disminuir los accidentes de aviación que ocurren debido a errores humanos y la medición de la variabilidad de la frecuencia cardíaca puede ser una herramienta para detectar eventos hipóxicos. Nuestro objetivo es determinar si la variabilidad de la frecuencia cardíaca se relaciona con la exposición a la hipoxia en sujetos que realizaron entrenamiento en la cámara hipobárica. Métodos: estudiamos 44 pilotos durante hipoxia hipobárica. La saturación de oxígeno, el tiempo de exposición a la hipoxia y la variabilidad de la frecuencia cardíaca se midieron en las tres fases del vuelo: desnitrogenación, hipoxia y descenso a tierra y se analizaron mediante un modelo autorregresivo y una transformada rápida de Fourier para alta frecuencia, baja frecuencia y baja frecuencia / alta frecuencia. Resultados: la población estuvo compuesta por 44 pilotos de la Fuerza Aérea Colombiana, 42 hombres y 2 mujeres, entre 20 y 40 años, con una mediana de edad de 27,5 años. El poder de las frecuencias altas y bajas disminuyó de la desnitrogenación a la hipoxia y aumentó de la hipoxia al descenso al suelo. La relación de baja frecuencia / alta frecuencia aumentó durante todo el experimento en la transformada rápida de Fourier. El modelo autorregresivo no mostró significación estadística para la alta frecuencia desde la hipoxia hasta el descenso al suelo y para la relación de baja frecuencia / alta frecuencia desde la desnitrogenación hasta la hipoxia. Conclusión: la hipoxia provoca cambios en el equilibrio del sistema nervioso autónomo que pueden evaluarse mediante la variabilidad de la frecuencia cardíaca. Se necesitan más estudios para cuantificar el impacto de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en la capacidad de toma de decisiones y la prevención de accidentes en el campo de la aviación. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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