VLF-Leistung

Die VLF-Leistung ist der Anteil der Varianz der Herzschlagabstände, der zwischen 0,003 und 0,04 Hz liegt, in ms²: Wellen, die 25 Sekunden bis etwa 5 Minuten brauchen, um sich zu wiederholen.

Warum es diese Messgröße gibt

Die Task Force der European Society of Cardiology und der North American Society of Pacing and Electrophysiology legte 1996 die Grenzen des Bandes fest und gab ihm einen Namen, war aber vorsichtig bei der Deutung: In kurzen Aufzeichnungen sei die VLF-Leistung „eine zweifelhafte Messgröße“, die man bei der Auswertung von 5-Minuten-Spektren meiden solle. Das Interesse an ihr kam aus 24-Stunden-Studien. Die Arbeitsgruppe um Bigger verfolgte den weiteren Verlauf bei 715 Menschen nach einem Herzinfarkt. Die beiden langsamsten Bänder, ULF ULF ULF-Leistung Die Varianz der Herzschlagintervalle unterhalb von 0,003 Hz, in ms²: Rhythmen, die langsamer sind als ein Zyklus alle 5 Minuten, darunter der Tag-Nacht-Wechsel. Messbar nur aus einer 24-Stunden-Messung. Mehr zu ULF-Leistung und VLF, hingen dort stärker mit der Sterblichkeit zusammen als LF LF LF-Leistung Varianz der Herzschlagabstände im Band 0,04 bis 0,15 Hz, in ms²: Rhythmen, die sich alle 7 bis 25 Sekunden wiederholen. Früher als Sympathikus-Maß gedeutet, heute umstritten. Mehr zu LF-Leistung und HF HF HF-Leistung Die Varianz der Herzschlagabstände im Frequenzband von 0,15 bis 0,40 Hz, in ms²: dem Bereich der normalen Atmung. Bei einer Atmung von 9 bis 24 Atemzügen pro Minute spiegelt sie vor allem die Vagusaktivität wider. Mehr zu HF-Leistung , und die VLF-Leistung war als einzige Messgröße stärker mit dem Tod durch Herzrhythmusstörungen verknüpft als mit der Gesamtsterblichkeit. Die Übersichtsarbeit von Shaffer, McCraty und Zerr (2014) berichtet, dass die VLF-Leistung stärker mit der Gesamtsterblichkeit zusammenhängt als LF und HF.

Was diesen Rhythmus hervorbringt, ist weniger klar. Die Übersichtsarbeiten nennen als Kandidaten die Temperaturregulation, das Renin-Angiotensin-System, körperliche Aktivität und das herzeigene (intrinsische) Nervensystem. Eine Blockade des Parasympathikus Parasympathikus Parasympathikus Der Zweig des autonomen Nervensystems für „Ruhe und Verdauung“. Er verlangsamt das Herz, vor allem über den Vagusnerv, und verursacht den größten Teil der Schlag-zu-Schlag-Schwankung der HRV. Mehr zu Parasympathikus lässt den Rhythmus fast verschwinden, und die Aktivität des Sympathikus Sympathikus Sympathikus Der „Kampf-oder-Flucht“-Zweig des autonomen Nervensystems. Er beschleunigt das Herz und lässt es kräftiger pumpen, wirkt aber zu langsam, um die schnellen Schwankungen der HRV von Schlag zu Schlag zu steuern. Mehr zu Sympathikus scheint seine Stärke zu bestimmen.

Die Formel

$$\mathrm{VLF} = \int_{0.003}^{0.04} P(f)\,\mathrm{d}f$$

Addieren Sie die spektrale Leistungsdichte $P(f)$ in ms² pro Hz über alle Frequenzen $f$ von 0,003 bis 0,04 Hz. In einer 5-Minuten-Aufzeichnung enthält das Band nur wenige Frequenzstützstellen; die Schätzung ist daher grob.

Rechenbeispiel

Den Rhythmus zerlegen

Fünf Minuten der Beispielaufzeichnung

Leistung bei jeder Frequenz, Hz Atmung

VLFLFHF

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ULF

braucht 24 h

VLF

3 ms²

LF

120 ms²

HF

635 ms²

Gesamt

758 ms²

LF (n.u.)

15,9

HF (n.u.)

84,1

LF/HF

0,19

Peakfrequenz

0,250 Hz, HF

In Ruhe, 15 Atemzüge pro Minute (0,250 Hz), 5 Minuten, Welch-Verfahren nach der Trendbereinigung. Der Atemgipfel liegt bei 0,250 Hz im HF-Band, mit der Blutdruckwelle bei etwa 0,1 Hz als kleinerem LF-Peak. LF/HF beträgt 0,19.

In Ruhe Unter Stress Mit Drift Extrasystolen

Atemfrequenz 15 Atemzüge pro Minute Aufzeichnungsdauer 5 Minuten

Welch (FFT) Lomb–Scargle

Zuerst trendbereinigen (Smoothness Priors, λ = 500)

Die Bedienelemente funktionieren, wenn JavaScript aktiviert ist.

Ein Liniendiagramm der Leistung über der Frequenz von 0 bis 0,5 Hz, mit den schattierten Bändern VLF (0,003–0,04 Hz), LF (0,04–0,15 Hz) und HF (0,15–0,4 Hz) und einer Markierung bei der Atemfrequenz. Anzeigen nennen ULF, VLF, LF, HF und Gesamtleistung in ms², LF und HF in normierten Einheiten, das LF/HF-Verhältnis und die Peakfrequenz. Danach folgt ein Satz, der erklärt, was sich geändert hat. Bedienelemente: ein Regler für die Atemfrequenz von 5 bis 20 Atemzügen pro Minute, ein Regler für die Aufzeichnungsdauer, ein Kontrollkästchen für die Trendbereinigung, Schaltflächen für Welch oder Lomb–Scargle und vier Schaltflächen für eine Aufzeichnung in Ruhe, unter Stress, mit Drift oder mit Extrasystolen.

Die fünf Minuten der Beispielaufzeichnung ergeben eine VLF-Leistung von 3 ms²: Die langsame Drift der Aufzeichnung wird vor der Transformation durch Trendbereinigung Trendbereinigung Trendbereinigung Das Entfernen der langsamen Drift aus einer Folge von Schlagabständen, bevor ein Spektrum berechnet wird, damit sich die Drift nicht als falsche Leistung in den tiefsten Frequenzen niederschlägt. Mehr zu Trendbereinigung entfernt. Wechseln Sie zur Voreinstellung mit Drift und schalten Sie die Trendbereinigung aus: Die VLF-Leistung beträgt dann 179 ms², und fast alles davon ist die langsame Verschiebung des Mittelwerts, die in die untersten Frequenzstützstellen durchsickert. Schalten Sie sie wieder ein, und der Wert fällt auf 2 ms². Welcher davon „richtig“ ist, hängt davon ab, ob die Drift ein Rhythmus oder ein Trend war, und das kann in 5 Minuten kein Programm entscheiden.

Was sie beeinflusst

Über 24 Stunden: Aktivität, Mahlzeiten, Temperaturregulation, Hormone und Schlaf. In einer kurzen Aufzeichnung: vor allem, wie stark die Herzfrequenz währenddessen gedriftet ist, sowie die Einstellungen der Analyse. Shaffer und Ginsberg schreiben, die VLF-Leistung brauche mindestens 5 Minuten und lasse sich am besten über 24 Stunden beobachten; als ultrakurzes Minimum sind 270 Sekunden vorgeschlagen worden.

Wann sie in die Irre führt

In jeder Aufzeichnung unter 5 Minuten, in der eine langsame Welle nicht einmal einen Zyklus abschließen kann. In jeder kurzen Aufzeichnung ohne Trendbereinigung, in der sie größtenteils den Trend abbildet. Und immer dann, wenn die Grenzfrequenz der Trendbereinigung eines Programms innerhalb des Bandes liegt: Das Smoothness-Priors-Verfahren (Tarvainen u. a., 2002), das Kubios standardmäßig anwendet, wirkt wie ein Hochpassfilter, und laut der Anleitung von Kubios entfernt die Standardeinstellung absichtlich den größten Teil der Leistung unterhalb von 0,04 Hz. Mit der Einstellung λ = 500, die in HRV-Software üblich ist, und einer Neuabtastung mit 4 Hz liegt die Grenzfrequenz des Filters bei etwa 0,035 Hz. Die VLF-Leistung aus einem Programm ist nicht dieselbe wie die aus einem anderen.

Wo sie Ihnen begegnet

Die Task Force nennt sie VLF. Kubios HRV gibt ihre Peakfrequenz Peakfrequenz Peakfrequenz Die Frequenz in Hz, bei der ein Band des HRV-Spektrums seine höchste Leistung hat. Der HF-Peak entspricht meist der Atemfrequenz, der LF-Peak liegt meist nahe 0,1 Hz. Mehr zu Peakfrequenz sowie die absolute, die logarithmierte und die relative Leistung aus; Verbraucher-Apps zeigen sie selten. Über 24 Stunden bildet der SDNN-Index SDNN-Index SDNN-Index Der Mittelwert des SDNN aller 5-Minuten-Abschnitte einer 24-Stunden-Aufzeichnung, in Millisekunden. Er erfasst die Variabilität innerhalb jedes Abschnitts und lässt die langsame Drift zwischen den Abschnitten weg. Mehr zu SDNN-Index weitgehend dasselbe ab. Was bedeuten LF, HF, VLF und n.u. in meiner HRV-App? erklärt eine typische App-Ansicht.