Calculateur de VFC : RMSSD, SDNN, spectre et DFA α1 à partir d’intervalles RR

Mode d’emploi

1. Exportez les intervalles RR depuis votre application d’enregistrement. La plupart des applications de ceinture le permettent : Polar Sensor Logger, Elite HRV et HRV Logger enregistrent un fichier CSV ou TXT, et Kubios exporte un fichier texte d’intervalles.
2. Collez les nombres dans la zone de texte, ou ouvrez le fichier. Une ligne d’en-tête, une colonne d’heures et des notes après les nombres ne posent pas de problème.
3. Appuyez sur « Calculer la VFC ». Lisez la ligne sous le résultat : elle indique quelle colonne a été lue et si les valeurs ont été prises en millisecondes ou en secondes. En cas d’erreur, choisissez vous-même l’unité et recalculez.

Formats pris en charge

• Une liste simple, un intervalle par ligne ou séparés par des virgules, des espaces ou des tabulations.
• Un tableau séparé par des virgules, des points-virgules ou des tabulations. La colonne RR est repérée par un en-tête tel que RR, RRI, rr_ms, RR-interval [ms], IBI ou interval. Sans en-tête, le calculateur prend la seule colonne dont les valeurs ressemblent à des intervalles entre battements et n’augmentent pas sans cesse : une colonne d’heures n’est donc jamais lue comme des intervalles.
• Millisecondes ou secondes. Une unité dans l’en-tête, comme [ms] ou (s), est utilisée ; sinon, les valeurs inférieures à 10 sont lues en secondes. La virgule décimale (0,812) est acceptée aussi.
• Jusqu’à 50 000 intervalles, soit environ 14 heures à 60 battements par minute, dans un fichier de 5 Mo au plus.

Ce que signifient les valeurs

Avant tout calcul, le calculateur applique sa propre règle : les intervalles hors de la plage de 300 à 2 000 ms, et ceux qui s’écartent de plus de 25 % de la médiane de leurs voisins, sont retirés comme artefacts : des battements manqués ou en trop, pas de vrais changements. Aucune différence n’est calculée de part et d’autre d’un battement retiré. Le résultat liste chaque battement retiré et le signale sur le tachogramme. D’autres logiciels, et la démonstration de la page du glossaire sur les artefacts, appliquent d’autres règles et peuvent signaler d’autres battements.

RMSSD

L’ampleur des écarts entre chaque intervalle et le suivant, en millisecondes. Au repos, il reflète surtout le versant apaisant (parasympathique) du système nerveux. C’est la valeur que la plupart des applications affichent sous le nom de VFC.

lnRMSSD

Le logarithme népérien du RMSSD, qui étale les faibles valeurs et se moyenne plus facilement sur plusieurs semaines.

SDNN

L’écart type de tous les intervalles valides : la variabilité globale, rapide et lente confondues.

pNN50

La part des paires d’intervalles successifs qui diffèrent de plus de 50 ms.

SD1 et SD2

Diagramme de Poincaré : la largeur et la longueur du nuage de points. SD1 est le RMSSD divisé par √2 : il porte donc la même information. SD2 se calcule à partir du SDNN et de SD1, selon √(2 × SDNN² − SD1²) (Brennan et coll., 2001).

Indice de stress de Baevsky

À quel point les intervalles sont resserrés. Il n’est affiché que pour au moins 2 minutes de battements, car l’histogramme sur lequel il repose demande une longue série.

Indice triangulaire de la VFC et TINN

Deux nombres lus sur l’histogramme des intervalles en classes de 7,8125 ms : le nombre d’intervalles divisé par la hauteur de la classe la plus remplie, et la largeur de la base du triangle qui épouse le mieux l’histogramme. Tous deux augmentent avec la variabilité et sont prévus pour des enregistrements de 5 minutes à 24 heures.

Puissance LF, HF, VLF et ULF

La variabilité répartie selon la vitesse du cycle : HF (0,15–0,4 Hz) suit la respiration, LF (0,04–0,15 Hz) mêle des rythmes de la pression artérielle et la respiration lente, VLF (0,003–0,04 Hz) et ULF (sous 0,003 Hz) sont plus lentes encore. Chaque puissance est l’aire sous le spectre dans sa bande, en ms². Le spectre est établi par la méthode de Welch sur les intervalles rééchantillonnés à 4 Hz, dont la tendance est supprimée par la méthode « smoothness priors ». Dans un enregistrement de 5 minutes, la VLF est surtout une dérive lente ; la Task Force déconseille de la lire sur des enregistrements aussi courts.

LF n.u., HF n.u. et LF/HF

LF et HF en proportion de leur somme (unités normalisées), et leur rapport. Ils décrivent l’équilibre entre les deux bandes, pas l’équilibre entre les deux branches du système nerveux.

DFA α1 et α2

Analyse des fluctuations redressées : comment les hauts et les bas des intervalles grandissent avec la fenêtre d’observation, sur 4–16 battements (α1) et 16–64 battements (α2). Près de 1, les battements ont une mémoire à toutes les échelles ; près de 0,5, ils se comportent comme du bruit. Les enregistrements au repos donnent en général un α1 d’environ 1 ou plus, même si un rythme respiratoire marqué et régulier peut le faire baisser. À l’effort, il passe d’environ 1 à faible intensité vers 0,5 à forte intensité ; le seuil de 0,75 que certaines applications utilisent ne vaut que pendant un test d’effort progressif.

Entropie d’échantillon et entropie approximative

À quel point le rythme est imprévisible : des séquences de deux battements semblables sont-elles suivies d’un troisième qui leur ressemble aussi ? Plus la valeur est haute, moins le rythme est régulier. L’entropie d’échantillon est la version la plus récente et la moins biaisée.

Quelle durée d’enregistrement pour quelle mesure ?

Un panneau dont le minimum n’est pas atteint l’indique au lieu d’afficher un nombre. Les minimums utilisés par le calculateur : HF 1 minute, LF 2 minutes, VLF 5 minutes, ULF 24 heures ; mesures de l’histogramme 5 minutes ; DFA α1 64 battements, α2 20 minutes ; entropie d’échantillon et entropie approximative 200 battements.

La durée d’enregistrement et les conditions modifient les valeurs

Les mesures de VFC dépendent de la durée d’enregistrement et de ce que vous faisiez. La norme de la Task Force de 1996 fixe à 5 minutes l’enregistrement de courte durée et avertit qu’on ne doit pas comparer le SDNN d’enregistrements de durées différentes, car il augmente avec la durée. Le RMSSD est plus stable sur les enregistrements courts, mais la posture, la respiration, la parole, le café et le moment de la journée le font tous varier.

Comparez donc ce qui est comparable : même durée, même position et même moment de la journée. Pour une comparaison juste avec des données publiées, utilisez un enregistrement de 5 minutes au repos, puis vérifiez le RMSSD dans le comparateur de VFC. Pour en réaliser un, utilisez le test de VFC avec une ceinture thoracique.

Sources

• Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation 1996;93(5):1043–1065. doi:10.1161/01.CIR.93.5.1043
• Brennan M, Palaniswami M, Kamen P. Do existing measures of Poincaré plot geometry reflect nonlinear features of heart rate variability? IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2001;48(11):1342–1347. doi:10.1109/10.959330
• Tarvainen MP, Ranta-aho PO, Karjalainen PA. An advanced detrending method with application to HRV analysis. IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2002;49(2):172–175. doi:10.1109/10.979357
• Peng CK, Havlin S, Stanley HE, Goldberger AL. Quantification of scaling exponents and crossover phenomena in nonstationary heartbeat time series. Chaos 1995;5(1):82–87. doi:10.1063/1.166141
• Richman JS, Moorman JR. Physiological time-series analysis using approximate entropy and sample entropy. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2000;278(6):H2039–H2049. doi:10.1152/ajpheart.2000.278.6.H2039
• Pincus SM. Approximate entropy as a measure of system complexity. Proceedings of the National Academy of Sciences 1991;88(6):2297–2301. doi:10.1073/pnas.88.6.2297