Leçon 17 sur 20 · Niveau 4 : Analyste

Toute la famille des mesures de VFC

Les mesures de VFC calculées directement à partir de la série des intervalles NN se répartissent en trois groupes : les statistiques des intervalles et de leurs différences, les mesures lues sur l’histogramme, et le diagramme de Poincaré. Chacune répond à une question différente sur les mêmes battements. Cette leçon calcule chacune d’elles sur l’enregistrement d’exemple et se termine par un tableau des unités, des durées minimales et des usages.

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À retenir

  • Le SDNN mesure la dispersion totale des intervalles ; le RMSSD, le SDSD et le pNN50 mesurent le saut d’un battement au suivant, qui est surtout d’origine vagale.
  • Le SDANN et l’indice SDNN découpent un enregistrement sur 24 heures en morceaux de 5 minutes : l’un garde les changements lents d’un morceau à l’autre, l’autre les changements rapides à l’intérieur de chacun.
  • L’indice triangulaire et le TINN se lisent sur la forme de l’histogramme, résistent à quelques battements erronés sur un long enregistrement et demandent 20 minutes ou plus.
  • Le SD1 est le RMSSD divisé par la racine carrée de deux. Le SD2 se déduit du SDNN et du SD1. Pour un enregistrement court, le diagramme de Poincaré apporte une image, pas une information nouvelle.
  • Les valeurs sur enregistrement court et sur 24 heures d’une même mesure sont des grandeurs différentes. Comparez ce qui est comparable.
Après cette leçon, vous saurez…
  • Calculer le SDNN, le RMSSD, le SDSD, le NN50, le pNN50 et le pNN20 à partir d’une liste d’intervalles et dire quel saut chacun mesure.
  • Expliquer le SDANN, l’indice SDNN et l’indice triangulaire de la VFC, et pourquoi ils demandent de longs enregistrements.
  • Lire SD1 et SD2 sur un diagramme de Poincaré et les relier au RMSSD et au SDNN.
  • Choisir la bonne mesure pour une question, ainsi que la durée d’enregistrement qu’elle demande.

Les mesures de variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) calculées directement à partir de la série des intervalles NN Intervalle NN Intervalle RR entre deux battements normaux, en millisecondes, une fois les extrasystoles et les erreurs de mesure retirées. La plupart des mesures de VFC se calculent à partir des intervalles NN. En savoir plus sur Intervalle NN se répartissent en trois groupes : les statistiques des intervalles et de leurs différences, les mesures lues sur l’histogramme, et le diagramme de Poincaré Diagramme de Poincaré Nuage de points où chaque intervalle entre battements est placé en fonction du suivant, en millisecondes sur les deux axes. La forme du nuage montre d’un coup d’œil la variabilité à court terme et la variabilité globale. En savoir plus sur Diagramme de Poincaré . Chacune répond à une question différente sur les mêmes battements. Cette leçon calcule chacune d’elles sur l’enregistrement d’exemple, cinq minutes de 341 intervalles dont la moyenne est de 881 ms, et se termine par un tableau des unités, des durées minimales et des usages.

La leçon 6 a présenté le RMSSD RMSSD Racine carrée de la moyenne des carrés des différences successives : mesure de VFC calculée à partir de l’écart entre chaque intervalle entre battements et le suivant, en millisecondes. Elle reflète surtout l’activité vagale. En savoir plus sur RMSSD , le SDNN SDNN Écart type de tous les intervalles NN d’un enregistrement, en millisecondes. Il mesure la variabilité globale, et sa valeur dépend fortement de la durée de l’enregistrement. En savoir plus sur SDNN et le lnRMSSD lnRMSSD Logarithme népérien du RMSSD, sans unité. Le logarithme atténue la dispersion des valeurs de RMSSD, ce qui facilite la comparaison et l’analyse des variations d’un jour à l’autre. En savoir plus sur lnRMSSD . Ils reviennent ici, brièvement, parce que le reste de la famille se définit par rapport à eux. Dans toute la leçon, NN est le nombre d’intervalles, NNi\mathrm{NN}_i le ii-ième intervalle en millisecondes, et Δi=NNi+1−NNi\Delta_i = \mathrm{NN}_{i+1} - \mathrm{NN}_i le saut d’un intervalle au suivant.

Groupe 1 : statistiques des intervalles

NN moyen et fréquence cardiaque. L’intervalle moyen, et 60 000 divisé par cet intervalle. La moyenne de l’enregistrement est de 881 ms, soit 68 battements par minute. La fréquence cardiaque n’est pas une mesure de VFC, mais toutes les mesures de VFC en dépendent : un cœur plus lent laisse plus de place à la variation des intervalles (leçon 4).

SDNN, l’écart type des intervalles, en ms :

SDNN=1N−1∑i=1N(NNi−NNmean)2\mathrm{SDNN} = \sqrt{\frac{1}{N-1}\sum_{i=1}^{N}\left(\mathrm{NN}_i-\mathrm{NN}_{\mathrm{mean}}\right)^2}

Retranchez la moyenne de chaque intervalle, élevez au carré, additionnez, divisez par le nombre d’intervalles moins un, puis prenez la racine carrée. Le SDNN mesure la dispersion totale, quelle qu’en soit l’origine : respiration, ondes de pression artérielle, dérives lentes, et tout le reste. Le SDNN de l’enregistrement est de 28,7 ms. Sur 24 heures, le SDNN est la mesure la mieux étayée pour évaluer le risque cardiaque, avec des seuils de 50 et 100 ms ; sur 5 minutes, il n’a pas cette signification, parce que les composantes lentes qui déterminent la valeur sur 24 heures sont absentes (Shaffer et Ginsberg, 2017).

Le SDANN SDANN Écart type de l’intervalle NN moyen de chaque segment de 5 minutes d’un enregistrement de 24 heures, en millisecondes. Il mesure les changements lents au fil de la journée et ignore tout ce qui est plus rapide. En savoir plus sur SDANN et l’ indice SDNN Indice SDNN Moyenne des SDNN de chaque segment de 5 minutes d’un enregistrement sur 24 heures, en millisecondes. Il garde la variabilité à l’intérieur de chaque segment et écarte la lente dérive entre les segments. En savoir plus sur Indice SDNN n’existent que pour les longs enregistrements. Découpez une série de 24 heures en 288 morceaux de cinq minutes. Le SDANN est l’écart type des 288 moyennes des morceaux : il garde les oscillations lentes d’un morceau à l’autre (sommeil, repas, activité) et écarte les changements rapides à l’intérieur de chaque morceau. L’indice SDNN est la moyenne des 288 SDNN calculés à l’intérieur des morceaux : il garde les changements rapides et écarte les oscillations lentes. À eux deux, ils séparent la partie lente et la partie rapide du SDNN. Ce sont deux mesures de la Task Force de 1996 (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie), et le guide de Kubios les définit de la même façon.

SDANN=SD ⁣(NNmean,(1),…,NNmean,(288)),SDNN index=1288∑k=1288SDNN(k)\mathrm{SDANN} = \mathrm{SD}\!\left(\mathrm{NN}_{\mathrm{mean},(1)}, \ldots, \mathrm{NN}_{\mathrm{mean},(288)}\right), \qquad \mathrm{SDNN\ index} = \frac{1}{288}\sum_{k=1}^{288}\mathrm{SDNN}_{(k)}

Lisez la première formule comme « la dispersion des moyennes des morceaux » et la seconde comme « la moyenne des dispersions des morceaux ».

Groupe 2 : statistiques des sauts

Ces statistiques suivent Δi\Delta_i, la différence entre intervalles voisins. Le nerf vague Nerf vague Le principal nerf du système nerveux parasympathique, qui va du tronc cérébral au cœur, aux poumons et à l’intestin. Ses signaux rapides vers le cœur sont à l’origine de l’essentiel de la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Nerf vague peut modifier le battement suivant en moins d’une seconde ; les nerfs sympathiques ne le peuvent pas (leçon 3). Tout ce qui repose sur Δi\Delta_i reflète donc surtout le frein vagal, et, à travers lui, la respiration.

RMSSD, la racine carrée de la moyenne des carrés des différences successives, en ms :

RMSSD=1N−1∑i=1N−1Δi2\mathrm{RMSSD} = \sqrt{\frac{1}{N-1}\sum_{i=1}^{N-1}\Delta_i^2}

Élevez chaque saut au carré, faites la moyenne des carrés, puis prenez la racine carrée. L’enregistrement donne 33,4 ms. Son logarithme, le lnRMSSD, vaut 3,51 ; le logarithme atténue l’asymétrie de la distribution, si Indice de stress de Baevsky Un nombre sans unité tiré de l’histogramme des intervalles entre battements. Il monte quand le rythme devient plus stable et moins variable, ce que Baevsky interprétait comme une régulation de l’organisme sous tension. En savoir plus sur Indice de stress de Baevsky bien que les moyennes et les variations en pourcentage se comportent correctement (leçon 6).

SDSD SDSD Écart type des différences entre intervalles NN voisins, en millisecondes. Presque identique au RMSSD, il mesure le même changement rapide d’un battement à l’autre. En savoir plus sur SDSD , l’écart type des différences successives, est le presque jumeau du RMSSD :

SDSD=1N−2∑i=1N−1(Δi−Δmean)2\mathrm{SDSD} = \sqrt{\frac{1}{N-2}\sum_{i=1}^{N-1}\left(\Delta_i-\Delta_{\mathrm{mean}}\right)^2}

La seule différence est que le saut moyen est d’abord retranché. Sur un enregistrement qui se termine près de la fréquence à laquelle il a commencé, les sauts vers le haut et vers le bas s’annulent et le saut moyen est proche de zéro : le SDSD et le RMSSD coïncident presque, avec 33,5 ms contre 33,4 ms ici. Ils divergent quand le cœur dérive régulièrement au fil de l’enregistrement. L’outil interactif ci-dessous montre chaque étape ; changez un battement et observez comment varient à la fois le saut moyen et le résultat.

SDSD pas à pas

Dix battements, tous les chiffres affichés

Les dix intervalles, en ms (de 300 à 2 000)

Pour ces 10 intervalles : SDSD = 27,5 ms.

Étape 5 sur 5

  1. Étape 1 sur 5 Partir des intervalles

    Battement 1880 ms
    Battement 2826 ms
    Battement 3812 ms
    Battement 4823 ms
    Battement 5848 ms
    Battement 6877 ms
    Battement 7880 ms
    Battement 8866 ms
    Battement 9828 ms
    Battement 10815 ms

    10 intervalles entre 11 battements, en millisecondes.

  2. Étape 2 sur 5 Soustraire chaque intervalle du suivant

    Battement 2 − battement 1−54 ms
    Battement 3 − battement 2−14 ms
    Battement 4 − battement 3+11 ms
    Battement 5 − battement 4+25 ms
    Battement 6 − battement 5+29 ms
    Battement 7 − battement 6+3 ms
    Battement 8 − battement 7−14 ms
    Battement 9 − battement 8−38 ms
    Battement 10 − battement 9−13 ms

    Une valeur positive signifie que le cœur a ralenti le temps d’un battement ; une valeur négative, qu’il a accéléré.

  3. Étape 3 sur 5 Calculer la différence moyenne

    −65 ÷ 9−7,22 ms

    Sur un long enregistrement au repos, les différences ont une moyenne presque nulle, ce qui explique que le SDSD et le RMSSD soient presque identiques.

  4. Étape 4 sur 5 Soustraire la différence moyenne et élever au carré

    Différence 12188,16
    Différence 245,94
    Différence 3332,05
    Différence 41038,27
    Différence 51312,05
    Différence 6104,49
    Différence 745,94
    Différence 8947,27
    Différence 933,38
    Somme6047,56
  5. Étape 5 sur 5 Diviser par le nombre de différences moins un, puis prendre la racine carrée

    6047,56 ÷ 8755,94
    √755,9427,5 ms

    SDSD 27,5 ms

Avec JavaScript, les étapes s’affichent une à une et les battements peuvent être modifiés.

SDSD : le calcul pas à pas, à partir de dix battements de l’enregistrement d’exemple. Modifiez un battement et chaque étape se met à jour.

Une ligne de dix intervalles cardiaques modifiables, en millisecondes, puis les étapes numérotées du calcul (SDSD) : Partir des intervalles; Soustraire chaque intervalle du suivant; Calculer la différence moyenne; Soustraire la différence moyenne et élever au carré; Diviser par le nombre de différences moins un, puis prendre la racine carrée. La dernière étape donne : SDSD 27,5 ms. Les boutons Retour et Suivant permettent de passer d’une étape à l’autre.

Le NN50 NN50 Le nombre de paires d’intervalles NN voisins qui diffèrent de plus de 50 millisecondes. Divisé par le nombre d’intervalles, il donne le pNN50. En savoir plus sur NN50 , le pNN50 pNN50 Le pourcentage d'intervalles NN voisins qui diffèrent de plus de 50 millisecondes. Comme le RMSSD, il suit les variations rapides d'origine vagale, mais sous forme de part et non d'amplitude. En savoir plus sur pNN50 et le pNN20 pNN20 Le pourcentage d’intervalles NN voisins qui diffèrent de plus de 20 millisecondes. Proche du pNN50 mais avec un seuil plus bas, il varie encore chez les personnes dont les changements d’un battement à l’autre sont faibles. En savoir plus sur pNN20 comptent les sauts au lieu d’en mesurer l’amplitude. Le NN50 est le nombre de sauts de plus de 50 ms ; le pNN50 est ce nombre exprimé en pourcentage de tous les sauts ; le pNN20 fait de même avec un seuil de 20 ms :

pNN50=#{ i:∣Δi∣>50 ms }N−1×100\mathrm{pNN50} = \frac{\#\{\,i : |\Delta_i| > 50\ \mathrm{ms}\,\}}{N-1}\times 100

Comptez les sauts de plus de 50 ms, divisez par le nombre de sauts, exprimez le résultat en pourcentage. L’enregistrement compte 28 sauts de plus de 50 ms, donc le pNN50 vaut 8,2 %, tandis que le pNN20 vaut 70,0 %. Un décompte est plus grossier que le RMSSD : une personne dont les sauts sont surtout de 40 ms a un pNN50 proche de zéro, même si son frein vagal est très actif, ce qui explique que le pNN20 ait été proposé et que Laborde et ses collègues (2017) préfèrent le RMSSD. Le pNN50 fait partie des mesures temporelles de la Task Force (1996), et Kubios affiche le seuil comme un réglage (NNxx, 50 ms par défaut).

FC max moins FC min est l’amplitude moyenne de l’oscillation de la fréquence cardiaque au cours de chaque respiration, en battements par minute, et demande au moins 2 minutes (Shaffer et Ginsberg, 2017). Kubios donne une autre grandeur sous un nom voisin : la fréquence cardiaque la plus basse et la plus haute de l’ensemble de l’échantillon, chacune calculée à partir d’une moyenne glissante sur 5 battements. L’écart entre ces deux valeurs, que calcule la bibliothèque de ce site, est de 4 battements par minute sur l’enregistrement. Dans les deux cas, la mesure suit la profondeur et la fréquence de la respiration au moins autant que le tonus vagal Tonus vagal L’influence continue du nerf vague sur le cœur, qu’il ralentit. On l’estime en général à partir de mesures de VFC comme le RMSSD et la puissance HF. En savoir plus sur Tonus vagal .

Groupe 3 : l’histogramme

Répartissez les intervalles en classes et comptez. La Task Force a utilisé des classes de 1/128 seconde, soit 7,8125 ms, l’espacement des échantillons des enregistreurs Holter de 128 Hz de l’époque, et a défini deux mesures sur l’histogramme D(k)D(k) obtenu (Task Force, 1996).

L’ indice triangulaire de la VFC Indice triangulaire de la VFC Nombre d’intervalles NN d’un enregistrement divisé par la hauteur de la barre la plus haute de leur histogramme. Mesure géométrique, sans unité, de la variabilité globale, que quelques battements erronés déplacent à peine. En savoir plus sur Indice triangulaire de la VFC est le nombre d’intervalles divisé par la hauteur de la classe la plus haute :

HRV triangular index=Nmax⁡kD(k)\mathrm{HRV\ triangular\ index} = \frac{N}{\max_k D(k)}

Un histogramme haut et étroit (peu de variabilité) donne un petit indice ; un histogramme bas et large donne un grand indice. Les 341 intervalles de l’enregistrement se répartissent sur 17 classes, la plus remplie en contient 39, et l’indice vaut 8,7. Il n’a pas d’unité.

Le TINN TINN Largeur, en millisecondes, de la base du triangle qui s’ajuste le mieux à l’histogramme des intervalles NN. Mesure géométrique de la variabilité globale, issue de l’analyse Holter sur 24 heures. En savoir plus sur TINN , l’interpolation triangulaire de l’histogramme des intervalles NN, ajuste un triangle à l’histogramme par les moindres carrés et donne la largeur de sa base en ms. Le TINN de l’enregistrement est de 125 ms.

TINN=Nt−Mt,(Mt,Nt)=arg⁡min⁡M,N∑k(D(k)−qM,N(k))2\mathrm{TINN} = N_t - M_t, \qquad (M_t, N_t) = \arg\min_{M, N}\sum_k \bigl(D(k) - q_{M,N}(k)\bigr)^2

Lisez-la ainsi : faites glisser les deux pieds du triangle jusqu’à ce qu’il épouse au mieux l’histogramme, puis mesurez la distance qui les sépare.

Sur un long enregistrement, quelques intervalles isolés dans une classe éloignée modifient à peine le sommet ou le triangle ajusté. C’est leur avantage sur le SDNN pour un enregistrement sur 24 heures entaché d’erreurs, et la raison pour laquelle ils ont été conçus pour les longs enregistrements : Catai et ses collègues (2020), qui citent la Task Force, recommandent au moins 20 minutes et de préférence 24 heures pour les méthodes géométriques. Sur 5 minutes, l’histogramme est irrégulier, l’indice dépend de la seule classe la plus remplie, et Shaffer et Ginsberg (2017) notent que deux artefacts Artefact Erreur dans un enregistrement des battements, comme un battement manqué, en trop ou mal daté, souvent due à un mouvement ou à un mauvais contact du capteur. Les artefacts peuvent fortement fausser les valeurs de VFC. En savoir plus sur Artefact dans un segment de 5 minutes peuvent fausser le TINN, comme ils le font pour le SDNN et le RMSSD.

Répartir les battements en classes

Cinq minutes de l’enregistrement d’exemple

Intervalles
341
Dans la classe la plus remplie
39
Indice triangulaire
8,7
TINN
125 ms
SDNN
28,7 ms

Au repos : 341 intervalles répartis en 17 classes de 7,8 ms. La classe la plus remplie en contient 39, donc l’indice triangulaire est 341 ÷ 39 = 8,7. Le triangle qui épouse le mieux l’histogramme va de 816 à 941 ms, donc le TINN est de 125 ms. Les deux valeurs décrivent la forme de cet histogramme, pas l’ordre des battements.

Les commandes fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

L’histogramme de cinq minutes de l’enregistrement d’exemple : combien d’intervalles tombent dans chaque classe. L’indice triangulaire de la VFC est le nombre d’intervalles divisé par la hauteur de la barre la plus haute ; le TINN est la base du triangle qui épouse le mieux les barres. Changez la largeur des classes, ou passez à un enregistrement « Sous stress », « Avec dérive » ou « Battements ectopiques », et observez les deux valeurs.

Un diagramme en barres des intervalles RR de 500 à 1 300 ms répartis en classes de 7,8 ms. La barre la plus haute est mise en évidence et un triangle est tracé sur les barres, de son pied gauche à son sommet puis à son pied droit. Des indicateurs donnent le nombre d’intervalles, l’effectif de la classe la plus remplie, l’indice triangulaire de la VFC, le TINN avec ses deux pieds et le SDNN, suivis d’une phrase qui explique ces valeurs. Un curseur règle la largeur des classes et quatre boutons choisissent un enregistrement « Au repos », « Sous stress », « Avec dérive » ou « Battements ectopiques ».

Le diagramme de Poincaré

Placez chaque intervalle en fonction du suivant : NNi+1\mathrm{NN}_{i+1} sur l’axe vertical, NNi\mathrm{NN}_i sur l’axe horizontal. Un cœur régulier dessine un nuage resserré sur la diagonale ; la respiration l’étire le long de la diagonale ; les variations d’un battement à l’autre l’élargissent perpendiculairement. Deux écarts types décrivent le nuage : le SD1 SD1 et SD2 Deux mesures de la dispersion des points d'un diagramme de Poincaré, en millisecondes. Le SD1 en est la largeur et suit la variabilité à court terme, comme le RMSSD ; le SD2 en est la longueur et suit la variabilité globale. En savoir plus sur SD1 et SD2 perpendiculairement à la diagonale et le SD2 le long de celle-ci, tous deux en ms.

Ces mesures n’apportent pas d’information nouvelle. Le SD1 est le RMSSD divisé par la racine carrée de deux (en toute rigueur, le SDSD, qui est presque identique), et Shaffer et Ginsberg (2017) jugent le SD1 et le RMSSD identiques :

SD1=RMSSD2,SD2=2 SDNN2−SD12\mathrm{SD1} = \frac{\mathrm{RMSSD}}{\sqrt{2}}, \qquad \mathrm{SD2} = \sqrt{2\,\mathrm{SDNN}^2 - \mathrm{SD1}^2}

Sur l’enregistrement, le SD1 est de 23,6 ms, le SD2 de 33,1 ms, et leur rapport SD1/SD2 vaut 0,71. L’outil interactif ci-dessous part du RMSSD et montre la division.

SD1 pas à pas

Dix battements, tous les chiffres affichés

Les dix intervalles, en ms (de 300 à 2 000)

Pour ces 10 intervalles : SD1 = 19,0 ms.

Étape 6 sur 6

  1. Étape 1 sur 6 Partir des intervalles

    Battement 1880 ms
    Battement 2826 ms
    Battement 3812 ms
    Battement 4823 ms
    Battement 5848 ms
    Battement 6877 ms
    Battement 7880 ms
    Battement 8866 ms
    Battement 9828 ms
    Battement 10815 ms

    10 intervalles entre 11 battements, en millisecondes.

  2. Étape 2 sur 6 Soustraire chaque intervalle du suivant

    Battement 2 − battement 1−54 ms
    Battement 3 − battement 2−14 ms
    Battement 4 − battement 3+11 ms
    Battement 5 − battement 4+25 ms
    Battement 6 − battement 5+29 ms
    Battement 7 − battement 6+3 ms
    Battement 8 − battement 7−14 ms
    Battement 9 − battement 8−38 ms
    Battement 10 − battement 9−13 ms

    Une valeur positive signifie que le cœur a ralenti le temps d’un battement ; une valeur négative, qu’il a accéléré.

  3. Étape 3 sur 6 Élever chaque différence au carré

    Différence 12916
    Différence 2196
    Différence 3121
    Différence 4625
    Différence 5841
    Différence 69
    Différence 7196
    Différence 81444
    Différence 9169
    Somme6517

    L’élévation au carré rend toutes les valeurs positives et donne plus de poids aux grands changements.

  4. Étape 4 sur 6 Faire la moyenne des carrés

    6517 ÷ 9724,11
  5. Étape 5 sur 6 Prendre la racine carrée

    √724,1126,9 ms
  6. Étape 6 sur 6 Diviser par la racine carrée de deux

    26,9 ÷ 1,41419,0 ms

    Le SD1 est la largeur du nuage de Poincaré en travers de sa diagonale ; il porte la même information que le RMSSD.

    SD1 19,0 ms

Avec JavaScript, les étapes s’affichent une à une et les battements peuvent être modifiés.

SD1 : le calcul pas à pas, à partir de dix battements de l’enregistrement d’exemple. Modifiez un battement et chaque étape se met à jour.

Une ligne de dix intervalles cardiaques modifiables, en millisecondes, puis les étapes numérotées du calcul (SD1) : Partir des intervalles; Soustraire chaque intervalle du suivant; Élever chaque différence au carré; Faire la moyenne des carrés; Prendre la racine carrée; Diviser par la racine carrée de deux. La dernière étape donne : SD1 19,0 ms. Les boutons Retour et Suivant permettent de passer d’une étape à l’autre.

Ce que le diagramme apporte, c’est une image. Les battements ectopiques Battement ectopique Battement qui naît hors du stimulateur naturel du cœur et arrive en général trop tôt. Ces battements sont courants, mais ils faussent la VFC s’ils ne sont pas retirés ou corrigés. En savoir plus sur Battement ectopique (extrasystoles) se situent loin du nuage : le diagramme de Poincaré est donc le moyen visuel le plus rapide de vérifier la qualité d’un enregistrement. Son aire, S=π SD1 SD2S = \pi\,\mathrm{SD1}\,\mathrm{SD2}, est parfois présentée comme la variabilité totale. Shaffer et Ginsberg (2017) notent que le SD1/SD2 n’est utilisé comme indice d’équilibre que pour les longs enregistrements où une activation sympathique Système nerveux sympathique La branche « combat ou fuite » du système nerveux autonome. Elle accélère le cœur et le fait battre plus fort, mais agit trop lentement pour piloter la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Système nerveux sympathique est présente, et Laborde et ses collègues (2017) traitent les mesures de Poincaré comme des compléments du RMSSD et de la puissance HF Puissance HF La variance des intervalles entre battements dans la bande de 0,15 à 0,40 Hz (en ms²), celle de la respiration normale. Elle reflète surtout l’activité vagale quand on respire de 9 à 24 fois par minute. En savoir plus sur Puissance HF , et non comme des indices autonomes.

Chaque battement face au suivant

Cinq minutes de l’enregistrement d’exemple

SD1 (en travers)
23,6 ms
SD2 (en long)
33,1 ms
SD1/SD2
0,71
RMSSD
33,4 ms
SDNN
28,7 ms

La longueur du nuage vaut 1,4 fois sa largeur : SD1 de 23,6 ms en travers de la diagonale (variation rapide), SD2 de 33,1 ms le long de celle-ci (variations lentes et rapides ensemble).

Les curseurs et le bouton fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

Chaque intervalle de l’enregistrement d’exemple tracé en fonction du suivant. La largeur du nuage en travers de la diagonale est le SD1 (variation rapide, d’un battement à l’autre) et sa longueur le long de la diagonale est le SD2 (variations lentes et rapides ensemble). Déplacez les curseurs pour modifier chaque type d’oscillation, ou ajoutez un battement prématuré et observez le SD1 bondir.

Un nuage de points carré avec l’intervalle précédent en abscisse et l’intervalle suivant en ordonnée, tous deux en millisecondes avec un zoom sur le nuage, la droite d’identité en diagonale et une ellipse inclinée le long de celle-ci. Des indicateurs donnent le SD1, le SD2, leur rapport, le RMSSD et le SDNN, suivis d’une phrase qui explique la forme. Deux curseurs règlent l’amplitude de l’oscillation d’un battement à l’autre et celle des oscillations lentes ; un bouton ajoute un battement prématuré, et les indicateurs affichent alors aussi le SD1 et le SD2 d’avant.

Laquelle utiliser, et quand

Mesure (unité)Ce qu’elle suitDurée minimaleÀ quoi elle sert
NN moyen (ms), fréquence cardiaque (bpm)ToutToute duréeContexte de toutes les autres valeurs
SDNN (ms)Dispersion totale5 min ; 24 h pour le risqueVariabilité globale ; seuils de risque sur 24 heures
SDANN (ms)Oscillations lentes entre morceaux de 5 min24 hProfil circadien Rythme circadien L’horloge biologique de 24 heures. La fréquence cardiaque est plus basse et la VFC d’origine vagale plus haute la nuit que le jour : seules des mesures prises à la même heure sont comparables. En savoir plus sur Rythme circadien et d’activité
Indice SDNN (ms)Changements rapides à l’intérieur de morceaux de 5 min24 hVariabilité moyenne à court terme sur une journée
RMSSD (ms), lnRMSSD (sans unité)Sauts d’un battement à l’autre (vagaux)1 min ; 5 min en standard ; 10 s proposéesMesures du matin, entraînement, stress
SDSD (ms)Sauts, dérive éliminéeComme le RMSSDComme le RMSSD ; ne diffère que si la fréquence dérive
NN50 (nombre), pNN50 (%)Grands sauts (vagaux)2 minContrôle croisé du RMSSD ; études plus anciennes
pNN20 (%)Sauts plus petits2 minPersonnes dont les sauts dépassent rarement 50 ms
FC max moins FC min (bpm)Oscillation liée à la respiration2 minÉtude de l’ arythmie sinusale respiratoire Arythmie sinusale respiratoire Accélération normale de la fréquence cardiaque à l’inspiration et ralentissement à l’expiration. Commandée par le nerf vague, elle représente une grande part de la VFC au repos. En savoir plus sur Arythmie sinusale respiratoire (ASR) à fréquence respiratoire Fréquence respiratoire Nombre de respirations par minute. Elle fait varier la VFC à elle seule : une respiration plus lente et plus profonde accroît l’oscillation d’un battement à l’autre, et sous environ 9 respirations par minute, celle-ci passe de la bande HF à la bande LF. En savoir plus sur Fréquence respiratoire connue
Indice triangulaire de la VFC (sans unité)Hauteur de l’histogramme20 min, idéalement 24 hLongs enregistrements entachés d’erreurs
TINN (ms)Largeur de l’histogramme20 min, idéalement 24 hLongs enregistrements entachés d’erreurs
SD1 (ms), SD2 (ms), SD1/SD2Sauts ; dispersion ; leur rapport90 s proposées ; 5 minContrôle visuel ; mêmes informations que le RMSSD et le SDNN

Les durées minimales proviennent de la Task Force (1996) et des études sur les enregistrements ultra-courts résumées par Shaffer et Ginsberg (2017) et par Laborde et ses collègues (2017). Deux mises en garde valent pour toutes. D’abord, une valeur sur enregistrement court et une valeur sur 24 heures de la même mesure sont des grandeurs différentes, parce que le long enregistrement contient des processus lents que le court ne peut pas contenir (Shaffer et Ginsberg, 2017). Ensuite, une règle exprimée en battements et une règle exprimée en minutes divergent quand la fréquence cardiaque change : 5 minutes représentent environ 300 battements à 60 par minute et 500 à 100 par minute, ce qui explique que Catai et ses collègues (2020) demandent aux auteurs de préciser si une fenêtre a été définie en temps ou en battements.

La leçon 18 laisse de côté la série indexée par battement et se demande quelle part de la variabilité se situe à chaque rythme : le spectre.

Mise en pratique

Exportez un enregistrement d’au moins cinq minutes depuis l’application de votre ceinture, ou utilisez l’exemple du calculateur, et notez le RMSSD, le SDNN, le pNN50 et le SD1. Vérifiez que le SD1 est le RMSSD divisé par 1,414, puis demandez-vous lequel des quatre changerait le plus si un battement n’était pas détecté.

Vérifiez vos acquis

Il faut 3 réponses justes sur 5 (60 %) pour réussir le quiz et valider cette leçon. Vous pouvez recommencer autant de fois que vous le souhaitez ; les réponses proposées sont mélangées à chaque essai et votre meilleur score est conservé.

Les questions ci-dessous se lisent sans JavaScript. Pour vérifier vos réponses, JavaScript est nécessaire.

Question 1 Le RMSSD et le SDSD sont calculés à partir des mêmes différences successives. Dans l’exemple détaillé, ils diffèrent de moins de 0,1 ms. Pourquoi ?
Question 2 L’outil interactif pas à pas montre le SD1 calculé à partir du RMSSD. Quelle est la relation ?
Question 3 Un enregistrement sur 24 heures est découpé en 288 morceaux de cinq minutes. Quelle mesure est l’écart type des 288 moyennes de ces morceaux ?
Question 4 Laquelle de ces mesures demande l’enregistrement le plus long pour avoir un sens ?
Question 5 Vous voulez une valeur du matin qui suive le frein vagal et ne soit pas faussée par un seul mauvais battement. Quelle paire convient le mieux ?

Plan du cours

Sources

  1. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology), 1996
  2. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  3. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting Frontiers in Psychology, 2017
  4. Heart rate variability: are you using it properly? Standardisation checklist of procedures Brazilian Journal of Physical Therapy, 2020
  5. Kubios HRV User's Guide, version 3.5 Kubios Oy, 2021