Unités normalisées

Les unités normalisées expriment 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) et 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) comme des parts de leur somme : LF (n.u.) + HF (n.u.) = 100.

Pourquoi cette mesure existe

Les puissances absolues des bandes varient énormément d’une personne à l’autre : chez l’un, la HF vaut 100 ms² ; chez un autre, 3 000, et les deux sont en bonne santé. La Task Force de 1996 (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie) a introduit les unités normalisées pour pouvoir comparer l’équilibre entre les deux bandes d’une personne et d’une situation à l’autre, quelle que soit l’importance du total. Sa définition divise par la puissance totale puissance totale Puissance totale Somme de la puissance de toutes les bandes du spectre, en ms² : la variance des intervalles entre battements. Sur un enregistrement de 5 minutes, c’est VLF + LF + HF ; sur 24 heures, on y ajoute l’ULF. En savoir plus sur Puissance totale moins la 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 , ce qui, pour un enregistrement de 5 minutes, revient à LF + HF. Shaffer et Ginsberg décrivent la même idée : la puissance absolue de chaque bande divisée par la somme des puissances absolues de LF et de HF.

La formule

$$\mathrm{LF}_{\mathrm{nu}} = \frac{\mathrm{LF}}{\mathrm{LF}+\mathrm{HF}}\times 100,\qquad \mathrm{HF}_{\mathrm{nu}} = \frac{\mathrm{HF}}{\mathrm{LF}+\mathrm{HF}}\times 100$$

Divisez la puissance de chaque bande par la somme des deux et exprimez le résultat en pourcentage. $\mathrm{LF}$ et $\mathrm{HF}$ sont les puissances absolues, en ms². Comme les deux parts totalisent 100, LF (n.u.), HF (n.u.) et le rapport LF/HF rapport LF/HF Rapport LF/HF Puissance LF divisée par la puissance HF, sans unité. Proposé comme indicateur de l’équilibre entre les systèmes sympathique et parasympathique, il ne permet pas, selon la recherche, de le mesurer de façon fiable. En savoir plus sur Rapport LF/HF sont trois façons d’écrire un même nombre : $\mathrm{LF}/\mathrm{HF} = \mathrm{LF}_{\mathrm{nu}} / \mathrm{HF}_{\mathrm{nu}}$.

Exemple de calcul

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 ».

Les cinq minutes de l’enregistrement d’exemple donnent LF (n.u.) = 120 ÷ (120 + 635) × 100 = 15,9 et HF (n.u.) = 84,1. Ralentissez la respiration à 7 respirations par minute et LF (n.u.) monte à 99,5, parce que le pic respiratoire est passé dans la bande LF. Passez maintenant à l’enregistrement « Sous stress » : LF (n.u.) indique 39,9, une part d’apparence plausible, alors que les puissances absolues sous-jacentes sont tombées à une fraction des valeurs au repos. C’est pour cette raison que la Task Force elle-même conseille de présenter les unités normalisées avec les valeurs absolues.

Ce qui les fait varier

Tout ce qui déplace la puissance d’une bande à l’autre : 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, puis la posture et 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 . Dans les données regroupées par Nunan et ses collègues, les valeurs sur enregistrement de courte durée sont de 52 ± 10 pour LF (n.u.) et de 40 ± 10 pour HF (n.u.), chacune issue d’un ensemble d’études différent, ce qui explique que la somme des deux ne fasse pas 100.

Quand elles induisent en erreur

Quand on les lit comme une mesure de la variabilité totale, alors qu’elles l’ont écartée par construction. Quand la respiration est lente ou rapide, car les parts mesurent alors la respiration. Et chaque fois que deux logiciels normalisent différemment : par LF + HF, par la puissance totale moins la VLF, ou par la puissance totale VLF comprise, ce qui donne des valeurs plus faibles pour le même enregistrement.

Où vous les verrez

La Task Force parle de LF norm et HF norm, en n.u. Kubios HRV affiche « Normalized power » (puissance normalisée) pour LF et HF en n.u., à côté des valeurs absolues, logarithmiques et relatives ; beaucoup d’applications qui montrent une barre d’« équilibre » représentent LF (n.u.) face à HF (n.u.). Que signifient LF, HF, VLF et n.u. dans mon appli ? explique un écran d’application type.