VALUTAZIONE AUTOMATICA DELLA VARIABILITÀ DELLA FREQUENZA CARDIACA ATTRAVERSO ANALISI SIMBOLICA DURANTE LA CORSA

Regular physical activity, particularly running, is widely recognized for its benefits on cardiovascular health and the prevention of chronic diseases such as heart attacks and arrhythmias. However, for athletes who follow intensive training programs, accurately monitoring the responses of the cardiovascular system becomes essential to prevent complications and optimize performance. The heart, the central organ of the circulatory system, adapts to physical effort through the control of the autonomic nervous system, which regulates key parameters such as heart rate and blood pressure. In this context, the analysis of the electrocardiographic signal (ECG) and heart rate variability (HRV) allows to identify potential anomalies and evaluate the heart's ability to respond to stress situations. In this study, conducted on a sample of 10 athletes during running sessions on paths with variable slopes, the BioHarness 3.0 device was used, which allows to monitor in real time heart rate, HRV, body temperature and respiration. The collected data were subsequently subjected to symbolic analysis, an advanced methodology that allows to transform continuous signals into sequences of discrete symbols to identify recurring patterns and hidden relationships in physiological data. This technique made it possible to accurately detect variations in heart rate and HRV in different exercise conditions: during steep climbs, for example, greater symbolic instability was observed, associated with an increase in heart rate and a reduction in HRV, indicative of greater cardiovascular stress and reduced activity of the parasympathetic nervous system. On flat and downhill stretches, however, the parameters tend to stabilize, suggesting a better ability of the cardiovascular system to adapt. The study also highlighted specific characteristics of the "athlete's heart", such as left ventricular hypertrophy, which represents a physiological adaptation to sports practice but requires monitoring to avoid complications such as pathological hypertrophy. The results obtained confirm the usefulness of BioHarness 3.0 and symbolic analysis as integrated tools for monitoring and evaluating performance. The evaluation of HRV and symbolic analysis of data allow to identify early signs of cardiac overload and improve the safety and effectiveness of athletic training, making possible a more personalized and targeted program for the prevention of cardiovascular diseases.

L’attività fisica regolare, in particolare la corsa, è ampiamente riconosciuta per i suoi benefici sulla salute cardiovascolare e la prevenzione di patologie croniche come infarto e aritmie. Tuttavia, per gli atleti che seguono programmi di allenamento intensivo, monitorare accuratamente le risposte del sistema cardiovascolare diventa fondamentale per prevenire complicazioni e ottimizzare le prestazioni. Il cuore, organo centrale del sistema circolatorio, si adatta allo sforzo fisico attraverso il controllo del sistema nervoso autonomo, che regola parametri chiave come frequenza cardiaca e pressione sanguigna. In questo contesto, l’analisi del segnale elettrocardiografico (ECG) e della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) permette di identificare potenziali anomalie e valutare la capacità del cuore di rispondere a situazioni di sforzo. In questo studio, condotto su un campione di 10 atleti durante sessioni di corsa su percorsi con pendenze variabili, è stato utilizzato il dispositivo BioHarness 3.0, che consente di monitorare in tempo reale frequenza cardiaca, HRV, temperatura corporea e respirazione. I dati raccolti sono stati successivamente sottoposti ad analisi simbolica, una metodologia avanzata che permette di trasformare i segnali continui in sequenze di simboli discreti per individuare pattern ricorrenti e relazioni nascoste nei dati fisiologici. Questa tecnica ha permesso di rilevare con precisione le variazioni della frequenza cardiaca e dell’HRV nelle diverse condizioni di esercizio: durante le salite ripide, ad esempio, è stata osservata una maggiore instabilità simbolica, associata a un incremento della frequenza cardiaca e a una riduzione dell’HRV, indicativi di un maggiore stress cardiovascolare e di un’attività ridotta del sistema nervoso parasimpatico. Nei tratti pianeggianti e in discesa, invece, i parametri tendono a stabilizzarsi, suggerendo una migliore capacità di adattamento del sistema cardiovascolare. Lo studio ha anche messo in luce caratteristiche specifiche del "cuore d'atleta", come l’ipertrofia ventricolare sinistra, che rappresenta un adattamento fisiologico alla pratica sportiva ma richiede monitoraggio per evitare complicazioni come l’ipertrofia patologica. I risultati ottenuti confermano l’utilità del BioHarness 3.0 e dell’analisi simbolica come strumenti integrati di monitoraggio e valutazione delle performance. La valutazione dell’HRV e l’analisi simbolica dei dati consentono di individuare segni precoci di sovraccarico cardiaco e di migliorare la sicurezza e l’efficacia dell’allenamento atletico, rendendo possibile una programmazione più personalizzata e mirata alla prevenzione di patologie cardiovascolare.