Measuring Fatigue with HRV Doesn't Seem to Work

In the paper "Frontier Study of Fatigue.." the Japanese researchers claim that measuring HRV is a reliable way to measure fatigue. They compared HF/LF measure to patients' subjective fatigue as determined by Chalder Scale and SF-36 survey. Also, over at healthrising.com, one of the members posted her experience with HRV and showed the correlation to her post-exertional sickness.

Since I got Polar H7, I decided to give it a try. I downloaded Elite HRV, a free android app, and measured morning readiness when I wake up. I also measured HRV at various times throughout the day. Below is the data over a period of one month:

                  Date hrv balance fatigue morning afternoon evening
1   8/10/2016 11:57:00  49      NA      NA      NA        NA      NA
2   8/10/2016 14:37:00  45      NA      NA      NA        NA      NA
3   8/10/2016 20:06:00  51      NA      NA      NA        NA      NA
4    8/11/2016 8:44:00  48       6      NA     4.9       5.1     5.0
5    8/11/2016 8:44:00  49      NA      NA      NA        NA      NA
6   8/11/2016 12:00:00  42      NA      NA      NA        NA      NA
7   8/11/2016 16:27:00  58      NA      NA      NA        NA      NA
8   8/11/2016 20:09:00  47      NA      NA      NA        NA      NA
9    8/12/2016 8:15:00  63       7      NA     5.1       5.0     5.2
10   8/12/2016 9:32:00  55      NA      NA      NA        NA      NA
11   8/12/2016 9:36:00  51      NA      NA      NA        NA      NA
12  8/12/2016 12:00:00  56      NA      NA      NA        NA      NA
13  8/12/2016 15:04:00  51      NA      NA      NA        NA      NA
14  8/12/2016 19:54:00  47      NA      NA      NA        NA      NA
15  8/12/2016 20:30:00  47      NA      NA      NA        NA      NA
16  8/12/2016 20:57:00  48      NA      NA      NA        NA      NA
17  8/12/2016 21:51:00  53      NA     5.2      NA        NA      NA
18  8/12/2016 21:53:00  52      NA     5.2      NA        NA      NA
19  8/12/2016 21:55:00  54      NA     5.1      NA        NA      NA
20  8/12/2016 22:14:00  54      NA     5.1      NA        NA      NA
21  8/12/2016 22:44:00  47      NA     5.1      NA        NA      NA
22   8/13/2016 8:43:00  51       9     5.1     5.2       5.0     5.4
23  8/13/2016 11:01:00  46      NA     5.2      NA        NA      NA
24  8/13/2016 11:32:00  53      NA     5.2      NA        NA      NA
25  8/13/2016 12:51:00  45      NA     5.1      NA        NA      NA
26  8/13/2016 13:20:00  44      NA     5.0      NA        NA      NA
27  8/13/2016 16:39:00  56      NA     5.0      NA        NA      NA
28  8/13/2016 17:19:00  53      NA     5.0      NA        NA      NA
29  8/13/2016 18:52:00  47      NA     5.2      NA        NA      NA
30  8/13/2016 20:33:00  43      NA     5.3      NA        NA      NA
31   8/14/2016 7:23:00  44       6     5.2     5.2       5.0     5.0
32  8/14/2016 10:19:00  52      NA     5.0      NA        NA      NA
33  8/14/2016 20:38:00  50      NA     5.0      NA        NA      NA
34  8/14/2016 22:53:00  46      NA     5.2      NA        NA      NA
35   8/15/2016 7:25:00  50       9     5.0     5.0       5.2     5.3
36  8/15/2016 14:38:00  39      NA     5.0      NA        NA      NA
37  8/15/2016 15:13:00  48      NA     5.2      NA        NA      NA
38   8/16/2016 9:03:00  48       8     5.3     5.3       5.2     5.2
39  8/16/2016 18:37:00  45      NA     5.2      NA        NA      NA
40   8/17/2016 9:38:00  48       8     5.1     5.0       5.0     5.0
41  8/17/2016 17:34:00  47      NA     5.0      NA        NA      NA
42   8/18/2016 8:33:00  58       7     5.1     5.2       5.2     5.1
43   8/18/2016 8:38:00  54      NA     5.1      NA        NA      NA
44  8/18/2016 10:33:00  48      NA     5.2      NA        NA      NA
45  8/18/2016 13:09:00  46      NA     5.0      NA        NA      NA
46  8/18/2016 17:14:00  51      NA     5.1      NA        NA      NA
47  8/18/2016 17:17:00  49      NA     5.1      NA        NA      NA
48  8/18/2016 12:09:00  53      NA     5.2      NA        NA      NA
49   8/19/2016 9:03:00  48       8     5.4     5.3       5.0     5.0
50   8/19/2016 9:08:00  44      NA     5.3      NA        NA      NA
51  8/19/2016 11:45:00  50      NA     5.0      NA        NA      NA
52  8/19/2016 14:02:00  41      NA     5.1      NA        NA      NA
53   8/20/2016 8:48:00  51       9     4.9     5.1       5.1     5.1
54   8/20/2016 8:52:00  55      NA     4.9      NA        NA      NA
55  8/20/2016 15:13:00  41      NA     5.1      NA        NA      NA
56  8/20/2016 17:05:00  56      NA     5.2      NA        NA      NA
57  8/20/2016 21:14:00  50      NA     5.0      NA        NA      NA
58   8/21/2016 9:39:00  49       8     5.2     5.3       4.9     5.1
59   8/21/2016 9:42:00  43      NA     5.3      NA        NA      NA
60  8/21/2016 14:17:00  46      NA     5.0      NA        NA      NA
61  8/21/2016 16:55:00  47      NA     4.9      NA        NA      NA
62  8/21/2016 18:08:00  47      NA     5.1      NA        NA      NA
63  8/21/2016 21:13:00  47      NA     5.2      NA        NA      NA
64   8/23/2016 7:51:00  46       7     5.2     5.3       5.1     5.3
65   8/24/2016 8:04:00  51      10     5.0     5.3       5.2     5.2
66   8/24/2016 8:10:00  51      NA     5.0      NA        NA      NA
67  8/24/2016 18:47:00  48      NA     5.1      NA        NA      NA
68   8/25/2016 7:42:00  48       8     5.2     5.3       5.2     5.0
69   8/26/2016 8:19:00  49       8     5.2     5.3       5.1     5.3
70   8/26/2016 8:22:00  47      NA     5.2      NA        NA      NA
71   8/26/2016 9:43:00  47      NA     5.2      NA        NA      NA
72  8/26/2016 12:25:00  51      NA     5.2      NA        NA      NA
73  8/26/2016 12:27:00  48      NA     5.2      NA        NA      NA
74  8/26/2016 12:29:00  47      NA     5.2      NA        NA      NA
75  8/26/2016 12:35:00  50      NA     5.2      NA        NA      NA
76  8/26/2016 12:52:00  47      NA     5.0      NA        NA      NA
77  8/26/2016 12:54:00  50      NA     5.0      NA        NA      NA
78  8/26/2016 16:05:00  32      NA     5.0      NA        NA      NA
79  8/26/2016 16:21:00  33      NA     5.1      NA        NA      NA
80  8/26/2016 16:36:00  31      NA     5.2      NA        NA      NA
81  8/26/2016 18:04:00  50      NA     5.1      NA        NA      NA
82   8/27/2016 8:24:00  45       6     5.1     5.3       5.4     5.1
83   8/27/2016 8:28:00  43      NA     5.1      NA        NA      NA
84   8/27/2016 8:29:00  38      NA     5.1      NA        NA      NA
85  8/27/2016 14:12:00  50      NA     5.0      NA        NA      NA
86   8/28/2016 9:57:00  41      NA     5.1      NA        NA      NA
87  8/28/2016 10:00:00  40       3     5.1     5.1       5.2     5.3
88   8/29/2016 9:14:00  50       8     5.1     5.1       5.0     5.3
89   8/29/2016 9:17:00  47      NA     5.1      NA        NA      NA
90   8/29/2016 9:19:00  46      NA     5.1      NA        NA      NA
91   8/30/2016 8:48:00  46      NA     5.1      NA        NA      NA
92   8/30/2016 8:49:00  46       8     5.1     5.0       4.9     5.1
93  8/31/2016 10:08:00  49       9     5.1     5.3       5.1     5.1
94  8/31/2016 10:11:00  47      NA     5.1      NA        NA      NA
95    9/1/2016 9:23:00  45      NA     5.1      NA        NA      NA
96    9/1/2016 9:25:00  43       6     5.1     5.1       4.9     4.8
97    9/2/2016 9:17:00  48      NA     5.2      NA        NA      NA
98    9/2/2016 9:19:00  42       6     5.2     4.9       5.0     5.0
99    9/3/2016 8:07:00  48      NA     4.9      NA        NA      NA
100   9/3/2016 8:11:00  44       8     4.9     5.3       5.1     5.0
101   9/4/2016 9:20:00  50      NA     5.1      NA        NA      NA
102   9/4/2016 9:24:00  42      NA     5.1      NA        NA      NA
103   9/4/2016 9:26:00  40       6     5.1     5.3       5.2     5.2

And here are the scatter plots between readiness/balance and fatigues throughout the day and the correlations:

And finally, the scatter plots between 1 minute snapshot hrv taken throughout the day and fatigue:

HRV is the high frequency variability measured by RMSDD of R-R distance of the heart beats. Balance is the balance between sympathetic and parasympathetic activities, and the higher the better it is. Elite HRV computes this values based on how far HRV is from the optimum value. Fatigue is my subjective fatigue rating.

As you can see from the scatter plots, there isn't much correlation between the ANS balance or HRV and fatigue. They range from -20% to +23%. (One could question my subjective fatigue rating, but I do have enough confidence in it since it correlates 81% to time spent lying down).

It's only a month worth of data, so I can't draw a definitive conclusions from it. But the HRV and balance are all over the map, I basically lost interest in pursuing it further. Maybe HF/LF measure, as done in the Frontier Study of Fatigue, will have a better correlation. But LF  measure is influenced by both sympathetic and parasympathetic nerve, and is therefore controversial. Even if it works, HRV method poses logistical problem as it requires the patients to lie down for over 5 minutes  and pace the breathing. It is not a viable measure of fatigue. Especially if it requires medical grade equipment as done in the Frontier Study.

For now, I'm moving on to the walking pace as the measure of fatigue. It has an advantage of not requiring any action on the patient's part and I think it'll correlate to overall fatigue better because fatigue will result in sluggishness and slower walking pace whether it is sympathetic, parasympathetic, mental or physical. Stay tuned.