Rapport LF/HF

Le rapport LF/HF est la puissance LF puissance 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) divisée par la puissance HF 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 (hautes fréquences) de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC). Il n’a pas d’unité.

Pourquoi cette mesure existe

L’idée était séduisante. 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 la puissance LF venait du système sympathique 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 (réaction de combat ou de fuite) et la puissance HF du système parasympathique parasympathique Système nerveux parasympathique La branche « repos et digestion » du système nerveux autonome. Elle ralentit le cœur, surtout par le nerf vague, et produit l’essentiel de la variation de la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Système nerveux parasympathique (« repos et digestion »), diviser l’une par l’autre montrerait lequel des deux l’emporte : un rapport élevé pour le stress, un rapport bas pour le calme. L’expression « balance sympathovagale » vient de cette idée, et la Task Force de 1996 (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie) a inscrit le rapport LF/HF parmi ses mesures fréquentielles standard, avec 1,5 à 2,0 dans son tableau de valeurs normales approximatives pour un enregistrement stationnaire 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.

La première moitié de l’hypothèse ne tient pas. Goldstein et ses collègues ont conclu en 2011 que la puissance LF est un indice de la fonction du 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 plutôt que du tonus sympathique cardiaque. Dans sa revue de 2013, Billman note que bloquer le système parasympathique réduit le 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 d’au moins la moitié, et conclut que le rapport ne peut pas quantifier avec exactitude la balance sympathovagale, ni en bonne santé ni en cas de maladie ; Shaffer et Ginsberg ajoutent qu’il ne pourrait estimer cette balance que dans des conditions contrôlées.

La formule

$$\frac{\mathrm{LF}}{\mathrm{HF}} = \frac{\int_{0.04}^{0.15} P(f)\,\mathrm{d}f}{\int_{0.15}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f}$$

Divisez la puissance de la bande de 0,04 à 0,15 Hz par celle de la bande de 0,15 à 0,40 Hz, toutes deux en ms² : les unités s’annulent. $P(f)$ est la densité spectrale de puissance de la série d’intervalles.

Exemple pas à pas

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 ».

L’enregistrement pédagogique est synthétique, et il est dominé par les HF par construction : presque toute sa variabilité vient d’une ample oscillation respiratoire à 15 respirations par minute, avec seulement une petite onde de pression artérielle. Ses cinq minutes donnent donc LF/HF = 120 ÷ 635 = 0,19, bien en dessous des valeurs de 1,5 à 2,0 du tableau de la Task Force ou de la moyenne de 2,8 que Nunan et ses collègues ont obtenue en regroupant de vrais enregistrements. Regardez comment ses chiffres varient, sans les prendre pour une norme.

Ralentissez la respiration à 7 par minute et le rapport saute à 186,8, parce que le pic respiratoire est passé de la bande HF à la bande LF. Un saut aussi grand tient à cet enregistrement synthétique, qui n’a presque plus rien dans la bande HF dès que la respiration en sort ; c’est le sens du changement qui compte. Passez à l’enregistrement « Sous stress », un cœur rapide et régulier : les puissances LF et HF se réduisent toutes deux à une fraction de leurs valeurs au repos, et pourtant le rapport affiche 0,66, ce qui ne dit rien du peu de variabilité qui reste. Un rapport masque la taille des chiffres qui le composent.

Ce qui le fait varier

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 , avant tout : toute fréquence inférieure à 9 respirations par minute le gonfle. La posture (la station debout l’augmente), la durée d’enregistrement, les réglages du logiciel d’analyse, et tout ce qui fait varier à lui seul le LF ou le HF. Les valeurs à court terme regroupées par Nunan et ses collègues ont une moyenne de 2,8 avec un écart type de 2,6, ce qui montre à quel point les valeurs des personnes en bonne santé sont dispersées.

Quand il induit en erreur

Presque toujours, quand on le lit isolément. Une hausse ne montre pas un état de stress, et une baisse ne montre pas que vous avez récupéré. Quand on divise deux petits nombres, de minuscules variations de l’un ou de l’autre font faire au rapport des écarts énormes ; quand la respiration est lente, le rapport mesure la respiration. Regardez les valeurs absolues de LF et de HF, ou 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 et la puissance HF, dont le lien avec l’ activité vagale 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 est plus clair.

Où vous le verrez

Le nom que lui donne la Task Force est LF/HF. Kubios HRV le calcule à partir des puissances absolues, Elite HRV l’affiche en jugeant controversée sa lecture comme indicateur d’« équilibre », et certaines applications le transforment en jauge de stress ou d’équilibre. La leçon Le système nerveux à l’origine de la VFC explique comment les deux branches interagissent, et Que signifie un statut VFC « Déséquilibré » ? traite d’un autre type de statut d’« équilibre ».