Artefact

Autres noms : artefacts, artefact de mouvement

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.

La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) se calcule à partir d’une liste d’intervalles entre battements ; elle ne vaut donc que ce que vaut cette liste. Un artefact est tout intervalle qui ne reflète pas un battement de cœur réel et normal. Les chercheurs en distinguent deux types :

  • Les artefacts techniques viennent du matériel. Une électrode mal fixée, une ceinture qui glisse ou un poignet qui bouge peuvent amener le capteur à rater un battement, à en compter un deux fois ou à mal le dater.
  • Les artefacts physiologiques viennent du cœur lui-même, surtout des extrasystoles 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 , ces battements ectopiques déclenchés ailleurs que dans le stimulateur naturel habituel du cœur.

Dans les deux cas, le résultat est un intervalle beaucoup trop court ou beaucoup trop long. Les mesures de VFC qui comparent des battements voisins, comme 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 , y sont particulièrement sensibles, car un seul mauvais intervalle crée deux grandes différences. Lipponen et Tarvainen notent que les détections de battements manqués, en trop ou mal datés peuvent fausser sensiblement les valeurs de VFC.

À quoi cela ressemble. Sur un tachogramme Tachogramme Graphique en courbe des intervalles entre battements dans l’ordre où ils se sont produits, un point par battement, en millisecondes. Il montre la VFC sous la forme d’une ligne ondulée plutôt que d’un seul chiffre. En savoir plus sur Tachogramme , le graphique des intervalles entre battements, chaque type d’artefact laisse une forme caractéristique. Un battement manqué rend un intervalle environ deux fois plus long que ses voisins. Une fausse détection coupe un intervalle en deux intervalles courts. Un mouvement éparpille une série de valeurs bien au-dessus et bien au-dessous de la ligne habituelle. Ce sont ces formes que recherchent les règles de nettoyage.

Pourquoi un seul compte autant. En modélisant les détections manquées et les fausses détections, Berntson et Stowell (1998) ont constaté qu’un seul artefact dans environ deux minutes de données peut ajouter plus de fausse variabilité que la variabilité réelle de la personne au repos. Dans une mesure courte, un seul battement manqué peut multiplier le RMSSD par plusieurs. Quand trop de battements doivent être corrigés, un appareil ou une application prudents refusent d’afficher une valeur : le guide de Kubios HRV suggère de garder les battements corrigés sous 5 %, et le test de VFC avec une ceinture thoracique de ce site s’arrête à 10 %. C’est aussi pourquoi les montres et les bagues relèvent la VFC quand vous ne bougez pas ou que vous dormez, et pourquoi certaines nuits n’affichent aucune VFC.

Un bon logiciel repère et corrige les artefacts avant de calculer la VFC, soit en supprimant les mauvais intervalles, soit en les remplaçant par des valeurs estimées. Des méthodes différentes peuvent donner des résultats légèrement différents : l’étape de nettoyage est donc l’une des raisons, parmi d’autres, pour lesquelles les appareils donnent des valeurs différentes.

Insérez un battement manqué, en trop ou ectopique dans l’enregistrement d’exemple de cinq minutes ci-dessous, puis essayez chaque méthode de correction et comparez le 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 spectre avec l’enregistrement propre.

Corriger un mauvais battement

L’enregistrement d’exemple, 341 intervalles

Intervalles signalés : 1 sur 341

Mesure Propre Mauvais battement Corrigé
RMSSD (ms) 33,4 70,2 70,2
SDNN (ms) 28,7 51,7 51,7
pNN50 (%) 8,2 8,8 8,8
Puissance LF (ms²) 120 1241 1241
Puissance HF (ms²) 635 2314 2314

Un battement manqué rend un intervalle environ deux fois plus long que ses voisins. Laissé en place, il fait passer le RMSSD de 33,4 à 70,2 ms, soit 2,1 fois la valeur réelle, alors que le SDNN varie moins.

Les boutons fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

Un mauvais battement dans l’enregistrement d’exemple de cinq minutes. La règle signale tout intervalle qui s’écarte de plus de 250 ms de la médiane de ses voisins ; la méthode que vous choisissez le répare. Comparez les valeurs avant et après avec l’enregistrement propre.

Une courbe de l’intervalle entre les battements sur les 60 premières secondes de l’enregistrement d’exemple, avec l’artefact introduit sous forme de pic, un cercle sur chaque intervalle signalé et la courbe corrigée tracée par-dessus. Un tableau donne le RMSSD, le SDNN, le pNN50, la puissance LF et la puissance HF de l’enregistrement propre, avec l’artefact laissé en place, et après correction, ainsi que le nombre d’intervalles signalés. Un groupe de boutons introduit un battement manqué, un battement en trop ou un battement ectopique, ou rétablit l’enregistrement propre ; un autre choisit la méthode de correction : laisser tel quel, supprimer, moyenne des voisins, interpolation linéaire ou spline cubique. Un battement manqué laissé en place double à peu près le RMSSD ; chaque méthode le ramène à quelques pour cent près.

Vous pouvez éviter bien des artefacts vous-même. Restez immobile pendant une mesure ponctuelle, portez la ceinture ou le bracelet bien ajusté, et humidifiez les électrodes d’une ceinture thoracique avant de l’utiliser. 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 une mesure est très éloignée de votre plage habituelle, mieux vaut la refaire avant d’y chercher un sens.

La leçon Comment faire une bonne mesure de VFC donne une routine pas à pas, et la page Artefacts, extrasystoles et mesures de VFC faussées montre chaque forme et ses causes courantes, et compare les méthodes de correction.

Sources

  1. Role of editing of R-R intervals in the analysis of heart rate variability Frontiers in Physiology, 2012
  2. A robust algorithm for heart rate variability time series artefact correction using novel beat classification Journal of Medical Engineering & Technology, 2019
  3. ECG artifacts and heart period variability: Don't miss a beat! Psychophysiology, 1998
  4. Kubios HRV User's Guide, version 3.5 Kubios Oy, 2021

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