Puissance HF : définition

La puissance HF (hautes fréquences) est la part de la variance des intervalles entre battements qui se situe entre 0,15 et 0,40 Hz, en ms². Cette bande correspond à une respiration de 9 à 24 cycles par minute, d’où son autre nom : la bande respiratoire.

Pourquoi cette mesure existe

Au repos, la plus grande partie des variations rapides du cœur vient 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) : le cœur accélère un peu à chaque inspiration et ralentit à chaque expiration, sous le contrôle du 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 . La Task Force de 1996 (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie) a tracé la bande HF autour des fréquences respiratoires normales pour qu’un seul chiffre saisisse ce rythme. Des expériences qui bloquaient ou stimulaient le nerf vague ont montré que cette bande suit l’ activité vagale 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  ; les chercheurs utilisent donc la puissance HF, avec 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 , comme indice du tonus vagal dans le domaine fréquentiel.

La formule

\mathrm{HF} = \int_{0.15}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f

Additionnez la densité spectrale de puissance $P(f)$ , en ms² par Hz, pour chaque fréquence $f$ de 0,15 à 0,40 Hz. $P(f)$ est le spectre de la série d’intervalles après rééchantillonnage et suppression de la tendance Suppression de la tendance Retirer la dérive lente d’une série d’intervalles entre battements avant de calculer un spectre, pour qu’elle ne s’accumule pas en fausse puissance dans les plus basses fréquences. En savoir plus sur Suppression de la tendance , le plus souvent par la méthode de Welch. Le résultat est une variance, en ms².

Exemple pas à pas

Décomposer le rythme

Cinq minutes de l’enregistrement d’exemple

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.

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

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

Les commandes fonctionnent lorsque JavaScript est activé.

Le spectre de puissance de cinq minutes de l’enregistrement d’exemple : la part de la variation qui se produit à chaque vitesse, avec les bandes de la Task Force ombrées. Le grand pic est la respiration. Ralentissez la respiration en dessous de 9 respirations par minute et regardez le pic passer de la bande HF à la bande LF ; sur l’enregistrement « Avec dérive », désactivez la suppression de la tendance et regardez la bande VLF se remplir.

Les cinq minutes de l’enregistrement d’exemple, avec une respiration à 15 par minute, placent le pic respiratoire à 0,250 Hz et donnent une puissance HF de 635 ms², soit 84,1 % de 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 + HF. Ralentissez la respiration à 7 par minute et la puissance HF s’effondre à 19 ms² tandis que la puissance LF (basses fréquences) gonfle, parce que le même rythme respiratoire a franchi la limite de 0,15 Hz. Réduisez la durée d’enregistrement à 60 secondes : la puissance HF reste lisible, car son cycle le plus lent dure moins de 7 secondes.

Ce qui la fait varier

L’activité vagale, et la respiration. Une respiration plus ample amplifie le rythme et fait monter la puissance HF sans aucun changement du système nerveux ; une respiration plus lente fait sortir le rythme de la bande. La puissance HF baisse avec l’âge, en position debout, avec l’alcool, la maladie et le stress mental, et elle monte pendant le sommeil. Les recommandations de Laborde et ses collègues conseillent de surveiller la respiration pendant les enregistrements. Le tableau de la Task Force donne 975 ± 203 ms² pour un enregistrement stationnaire Stationnarité L’hypothèse que les rythmes d’un enregistrement restent les mêmes du début à la fin. Les mesures fréquentielles comme LF et HF en ont besoin ; un enregistrement qui change en cours de route la met en défaut. En savoir plus sur Stationnarité de 5 minutes en position allongée, valeur qu’elle qualifie d’approximative ; la moyenne des enregistrements courts, calculée par Nunan et ses collègues en regroupant les études, est de 657 ms², avec une dispersion très large ; enfin, la puissance HF demande environ 1 minute d’enregistrement.

Quand elle induit en erreur

Hors de la plage de 9 à 24 respirations par minute, la bande ne contient plus le rythme respiratoire. Une personne qui respire à 6 par minute présente une puissance HF minuscule et une puissance LF énorme, alors qu’elle est profondément détendue. Un artefact 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 brusque ajoute de la puissance dans toutes les bandes, mais surtout dans celle-ci. Les valeurs absolues de HF se répartissent de façon très asymétrique d’une personne à l’autre : les articles publient donc leur logarithme ou leur valeur en unités normalisées 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 , et la variation d’un jour à l’autre de votre propre puissance HF se lit mieux qu’une valeur isolée. Le RMSSD, son pendant dans le domaine temporel, change lui aussi avec la respiration, mais il ne dépend pas de la place du pic respiratoire par rapport au bord d’une bande, et c’est la valeur que donnent la plupart des montres et des bagues connectées.

Où vous la verrez

La Task Force l’appelle HF, en ms² et en unités normalisées. Kubios HRV affiche la fréquence du pic 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 HF, la puissance absolue, son logarithme, la puissance relative et la valeur en n.u. ; Elite HRV donne la puissance HF en ms² et indique qu’elle peut se mesurer dès 60 secondes. La page Que signifient LF, HF, VLF et n.u. dans mon appli ? explique un écran d’application type.