Cohérence

Selon la définition de HeartMath, la cohérence est la puissance du pic le plus haut dans la partie 0,04–0,26 Hz du spectre de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC), divisée par la puissance de tout le reste. Elle n’a pas d’unité.

Pourquoi cette mesure existe

McCraty et Shaffer décrivent un rythme cardiaque « cohérent » comme une onde régulière, proche d’une sinusoïde, dans les intervalles entre battements, avec un pic haut et étroit dans la région LF LF Puissance LF Variance des intervalles entre battements dans la bande de 0,04 à 0,15 Hz, en ms² : des rythmes qui se répètent toutes les 7 à 25 secondes. Autrefois interprétée comme un reflet de l’activité sympathique, une lecture aujourd’hui contestée. En savoir plus sur Puissance LF (basses fréquences) et sans grand pic VLF VLF Puissance VLF Variance des intervalles entre battements dans la bande de 0,003 à 0,04 Hz, en ms² : des rythmes dont la période va de 25 secondes à 5 minutes. Elle demande au moins 5 minutes d’enregistrement et se lit mieux sur 24 heures. En savoir plus sur Puissance VLF ni HF 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 . Ils ont conçu ce rapport pour attribuer une note à cette forme, et les produits Inner Balance et emWave de l’Institute of HeartMath l’affichent. Le même article note que la fréquence de résonance du corps est d’environ 0,1 Hz : respirer à environ 6 respirations par minute amène donc la fréquence cardiaque à suivre précisément ce schéma. La déclaration de liens d’intérêts de cet article indique que McCraty est employé par l’Institute of HeartMath, qui vend l’un des appareils de biofeedback dont il est question.

La formule

$$\mathrm{Coherence} = \frac{P_{\mathrm{peak}}}{P_{\mathrm{total}} - P_{\mathrm{peak}}},\qquad P_{\mathrm{peak}} = \int_{f_0 - 0.015}^{f_0 + 0.015} P(f)\,\mathrm{d}f$$

Repérez le pic le plus haut $f_0$ entre 0,04 et 0,26 Hz, additionnez la puissance $P(f)$ dans une fenêtre de 0,030 Hz de large centrée sur lui, puis divisez par la puissance du reste du spectre. Un seul pic net donne un rapport élevé ; une puissance répartie entre de nombreux rythmes en donne un faible. Les applications transforment ce rapport en un score ou en une mention faible, moyenne ou élevée.

Exemple détaillé

Décomposer le rythme

Cinq minutes de l’enregistrement d’exemple

Puissance à chaque fréquence, Hz Respiration

VLFLFHF

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

ULF

nécessite 24 h

VLF

3 ms²

LF

120 ms²

HF

635 ms²

Totale

758 ms²

LF (n.u.)

15,9

HF (n.u.)

84,1

LF/HF

0,19

Pic

0,250 Hz, HF

Au repos, 15 respirations par minute (0,250 Hz), 5 minutes, méthode de Welch après suppression de la tendance. Le pic respiratoire se situe à 0,250 Hz, dans la bande HF, avec l’onde de pression artérielle d’environ 0,1 Hz comme pic LF plus petit. Le rapport LF/HF est de 0,19.

Au repos Sous stress Avec dérive Battements ectopiques

Fréquence respiratoire 15 respirations par minute Durée d’enregistrement 5 minutes

Welch (FFT) Lomb–Scargle

Supprimer d’abord la tendance (smoothness priors, λ = 500)

Les commandes fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

Un graphique en courbe de la puissance en fonction de la fréquence, de 0 à 0,5 Hz, avec les bandes VLF (0,003–0,04 Hz), LF (0,04–0,15 Hz) et HF (0,15–0,4 Hz) ombrées et un repère à la fréquence respiratoire. Des indicateurs donnent la puissance ULF, VLF, LF, HF et totale en ms au carré, la LF et la HF en unités normalisées, le rapport LF/HF et la fréquence du pic, suivis d’une phrase qui explique ce qui a changé. Commandes : un curseur de fréquence respiratoire de 5 à 20 respirations par minute, un curseur de durée d’enregistrement, une case à cocher pour la suppression de la tendance, des boutons Welch ou Lomb–Scargle, et quatre boutons prédéfinis pour un enregistrement « Au repos », « Sous stress », « Avec dérive » ou « Battements ectopiques ».

Réglez la fréquence respiratoire 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 à 6 respirations par minute. Le pic respiratoire se place à 0,100 Hz, là où se trouve déjà l’onde de pression artérielle d’environ 0,1 Hz, et les deux fusionnent : la puissance LF atteint 4939 ms², contre 20 ms² en HF, avec une LF (n.u.) LF (n.u.) Unités normalisées La puissance LF ou HF exprimée en pourcentage de leur somme (LF + HF) et non en ms². Les deux valeurs totalisent toujours 100 : à elles deux, elles ne portent qu’une seule information. En savoir plus sur Unités normalisées de 99,6. Presque toute la puissance se trouve sous un seul pic, ce qui donne un score de cohérence élevé. À 15 respirations par minute, le spectre a deux pics distincts, le pic respiratoire à 0,250 Hz et un petit pic LF pic LF Fréquence du pic La fréquence, en Hz, à laquelle une bande du spectre de la VFC a sa puissance la plus élevée. Le pic HF correspond en général à la fréquence respiratoire ; le pic LF se situe en général près de 0,1 Hz. En savoir plus sur Fréquence du pic , donc le rapport est faible. Le système nerveux a fait la même chose dans les deux cas ; seul le rythme respiratoire a changé.

Ce qui la fait varier

Surtout le rythme et la régularité de la respiration : Lehrer et Gevirtz expliquent qu’à la fréquence de résonance, la fréquence cardiaque et la pression artérielle oscillent en opposition de phase (à 180°), de sorte que le baroréflexe baroréflexe Baroréflexe Réflexe qui stabilise la pression artérielle d’un battement à l’autre en modifiant la fréquence cardiaque. Son délai de réaction fait monter et descendre la fréquence cardiaque environ toutes les 10 secondes : c’est le rythme à 0,1 Hz de la puissance LF. En savoir plus sur Baroréflexe amplifie chaque oscillation et produit le grand pic unique ; Shaffer, McCraty et Zerr situent cette fréquence entre 4,5 et 6,5 respirations par minute chez l’adulte. Un rythme calme et régulier la fait monter ; une respiration irrégulière, le fait de parler ou de bouger la font baisser.

Quand elle trompe

Quand on la prend pour une mesure de l’état émotionnel plutôt que de la respiration. Toute personne qui respire lentement et régulièrement obtient un score élevé, quoi qu’elle ressente ; toute personne qui parle obtient un score bas. C’est aussi la même physiologie que celle captée par la bande LF de la Task Force (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie), si 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 qu’un score de cohérence élevé s’accompagne généralement d’une puissance LF élevée. McCraty et Shaffer décrivent l’état cohérent comme corrélé au bien-être et aux performances cognitives, sociales et physiques ; ce sont des corrélations, et une grande partie des travaux qu’ils citent provient des propres recherches de HeartMath.

Où vous la verrez

Dans les applications et les capteurs Inner Balance et emWave de HeartMath, sous forme de score de cohérence ; d’autres applications de respiration reprennent le mot. La Task Force ne la définit pas. Le biofeedback de VFC présente l’entraînement pour lequel ce score a été conçu, et l’outil de recherche de la fréquence de résonance de ce site cherche votre propre pic.