Fréquence d’échantillonnage

Un capteur ne suit pas le cœur en continu. Il prend des instantanés, de nombreuses fois par seconde, et la fréquence d’échantillonnage en donne le nombre. Un appareil ne peut placer un battement que sur l’un de ses instantanés : le temps entre deux instantanés limite donc la précision avec laquelle il date chaque battement.

Quigley et ses collègues (2024) donnent les chiffres pour un ECG ECG ECG Un enregistrement de l’activité électrique du cœur, réalisé avec des électrodes posées sur la peau. Les intervalles RR obtenus par ECG sont la méthode de référence pour mesurer la VFC. En savoir plus sur ECG  : à 1 000 Hz, le pic R peut être daté à environ ±1 ms près, à 250 Hz seulement à environ ±4 ms. Ils recommandent 1 000 Hz et préviennent que des fréquences plus basses ajoutent de l’erreur, « surtout pour les mesures de variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) ». Laborde, Mosley et Thayer (2017) fixent pour la recherche un minimum de 125 Hz, avec 500 Hz comme choix plus sûr quand l’oscillation respiratoire est faible.

Pourquoi cela compte pour la VFC. Les erreurs de datation se retrouvent dans les intervalles, et le RMSSD 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 est construit à partir de la variation d’un intervalle au suivant : il reprend donc l’erreur directement. Plus la variation réelle d’un battement à l’autre est faible, plus une erreur fixe pèse. Les caméras de téléphone enregistrent à environ 25 à 30 images par seconde, 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 que l’arrondi peut décaler chaque battement de 20 ms au plus. Un logiciel peut regagner une partie de cette précision en interpolant entre les échantillons, ce qui fonctionne quand la forme du battement s’étale sur plusieurs échantillons, comme celle d’une onde de pouls.

Essayez ci-dessous : réglez la fréquence sur 25 Hz et le RMSSD s’affiche environ un tiers trop haut ; passez à l’onde de pouls et activez l’interpolation pour voir la majeure partie de l’erreur disparaître.

Avec quelle précision chaque battement est daté

L’enregistrement d’exemple, rééchantillonné

Intervalle avant chaque battement, 60 premières secondes 780–980 ms ; en pointillés, la datation réelle

Résolution temporelle

±0,5 ms

RMSSD mesuré

33,4 ms

RMSSD réel

33,4 ms

SDNN

28,7 ms

pNN50

8,2 %

À 1 000 Hz, chaque battement est daté à la milliseconde près. Le RMSSD concorde avec la valeur réelle.

Fréquence d’échantillonnage 1000 Hz, un échantillon toutes les 1 ms 10005002501005025

Forme de chaque battement

Pointe d’ECG (étroite) Onde de pouls (large)

Interpoler entre les échantillons pour affiner l’instant de chaque battement

Les commandes fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

Une courbe de l’intervalle entre les battements sur les 60 premières secondes de l’enregistrement d’exemple, avec la datation réelle en pointillés et celle de l’appareil en trait plein. Des indicateurs donnent la résolution temporelle en millisecondes, le RMSSD mesuré et le RMSSD réel, le SDNN et le pNN50. Un curseur règle la fréquence d’échantillonnage de 1 000 à 25 Hz, deux boutons radio choisissent une pointe d’ECG étroite ou une onde de pouls large, et une case à cocher active l’interpolation entre les échantillons. À 1 000 Hz, les valeurs concordent ; à 25 Hz sans interpolation, le RMSSD ressort environ un tiers trop haut.

Pour en savoir plus sur la façon dont les montres et les caméras datent un pouls, consultez le guide PPG : comment une montre mesure le pouls et La caméra d’un téléphone peut-elle mesurer la VFC ?