Que signifient LF, HF, VLF et n.u. dans mon appli ?

LF, HF et VLF sont des tranches du spectre de la VFC : la part des variations d’un battement à l’autre qui se répète lentement, au rythme de la respiration ou très lentement, chacune en ms². Les valeurs en n.u. sont la LF et la HF exprimées en part de leur somme. La HF suit le nerf vague quand vous respirez normalement ; la LF mêle plusieurs phénomènes ; la VLF exige de longs enregistrements. Une respiration lente déplace le pic respiratoire de la HF vers la LF, ce qui modifie chacun de ces chiffres sans que votre système nerveux ait changé.

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À retenir

  • LF (0,04–0,15 Hz), HF (0,15–0,40 Hz) et VLF (0,003–0,04 Hz) sont des bandes du spectre de la VFC, chacune étant une variance en ms².
  • La HF correspond au rythme respiratoire, commandé par le nerf vague, tant que vous respirez de 9 à 24 fois par minute.
  • La LF ne mesure pas l’activité sympathique, et le rapport LF/HF ne mesure pas un équilibre.
  • n.u. signifie unités normalisées : LF et HF en pourcentage de LF + HF, si bien que leur somme fait toujours 100.
  • Une respiration plus lente que 9 respirations par minute déplace le pic respiratoire dans la LF et gonfle la LF, la LF en n.u. et le rapport LF/HF.

La 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), la 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) et la 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 (très basses fréquences) sont trois tranches du spectre de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) : la part des variations des intervalles entre vos battements qui se répète lentement (LF, toutes les 7 à 25 secondes), au rythme de la respiration (HF, toutes les 2,5 à 7 secondes) ou très lentement (VLF, toutes les 25 secondes à 5 minutes), chacune en ms². Les valeurs en n.u. 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 sont la LF et la HF exprimées en pourcentage de leur somme. La HF est la seule dont le sens est clair : c’est votre rythme respiratoire, commandé par le 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 LF mêle régulation de la pression artérielle et respiration, et le 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 ne mesure pas un « équilibre ».

L’écran décodé

Un écran de fréquences type affiche cinq ou six chiffres. Voici ce que représente chacun d’eux, d’après cinq minutes de l’enregistrement d’exemple de ce site. Cet enregistrement est synthétique et, par construction, dominé par la HF : il ne contient presque que l’oscillation respiratoire. Son rapport LF/HF de 0,19 est donc très inférieur à la fourchette de 1,5 à 2,0 que la Task Force (Société européenne de cardiologie et Société nord-américaine de stimulation et d’électrophysiologie) indiquait pour de vrais enregistrements au repos. La colonne illustre ce que signifie chaque chiffre ; ce n’est pas une norme.

Sur l’écranDe quoi il s’agitEnregistrement d’exempleComment le lire
VLFPuissance de 0,003 à 0,04 Hz, en ms²3Surtout de la dérive dans une mesure courte ; demande 5 min au moins
LFPuissance de 0,04 à 0,15 Hz, en ms²120L’onde de pression artérielle à environ 0,1 Hz, plus la respiration 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 elle est lente
HFPuissance de 0,15 à 0,40 Hz, en ms²635Le rythme respiratoire ; 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 à des rythmes respiratoires normaux
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 VLF + LF + HF, en ms²758La variance des intervalles, à peu près le carré du SDNN SDNN Écart type de tous les intervalles NN d’un enregistrement, en millisecondes. Il mesure la variabilité globale, et sa valeur dépend fortement de la durée de l’enregistrement. En savoir plus sur SDNN
LF (n.u.), HF (n.u.)Chacune en part de LF + HF, en %15,9 ; 84,1Un seul nombre écrit deux fois ; leur somme fait 100
LF/HFLF divisée par HF0,19Le même nombre, écrit d’une troisième façon ; pas un équilibre 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
Pic 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 le plus haut, en Hz0,250Votre 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 ÷ 60

La Task Force a fixé les limites des bandes en 1996. La puissance est une variance, d’où l’unité en millisecondes au carré, et d’où les écarts énormes d’une personne à l’autre : les valeurs HF de personnes en bonne santé regroupées par Nunan et ses collègues ont une moyenne de 657 ms² et un écart type de 777.

À essayer : ralentissez la respiration

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.

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.

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 d’exemple respire 15 fois par minute : son grand pic se situe donc à 0,250 Hz, dans la bande HF, et la HF en n.u. vaut 84,1. Faites glisser la fréquence respiratoire jusqu’à 7 par minute. Le même rythme respiratoire se place maintenant à 0,116 Hz, dans la bande LF : la HF passe de 635 à 19 ms², la LF monte à 3462 ms² et le rapport LF/HF passe de 0,19 à 186,8. L’ampleur de ce saut tient à l’enregistrement synthétique, qui ne garde presque rien dans la HF une fois la respiration sortie de la bande ; c’est le sens de la variation qui compte. Rien n’a changé dans le système nerveux. C’est la raison la plus fréquente pour laquelle une application affiche un spectre « stressé » chez une personne calme : une respiration lente, que beaucoup de gens adoptent volontairement pendant une mesure.

Ce que chaque bande signifie, et ce qu’elle ne signifie pas

La HF est 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), l’accélération à chaque inspiration et le ralentissement à chaque expiration, que produit le nerf vague. La Task Force et les revues ultérieures la considèrent comme l’indice de l’activité vagale dans le domaine fréquentiel, valable tant que vous respirez de 9 à 24 fois par minute. Des respirations plus profondes la font augmenter sans aucun changement du tonus vagal : le chiffre mêle donc physiologie et habitude respiratoire. Il faut environ 1 minute d’enregistrement. 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 suit la même activité dans le domaine temporel ; il varie lui aussi avec la respiration, mais il ne dépend pas de la position du pic respiratoire par rapport à la limite d’une bande, et c’est le chiffre que la plupart des appareils connectés affichent.

La LF a longtemps été lue comme le reflet de l’activité sympathique (la réaction de combat ou de fuite). Cette lecture n’a pas résisté aux tests. Au repos, la LF reflète le 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 , la boucle qui stabilise la pression artérielle, alimentée par les deux branches du système nerveux ; la revue de Billman de 2013 a jugé la relation de la LF avec l’activité nerveuse sympathique extrêmement faible. Il faut environ 2 minutes d’enregistrement.

La VLF regroupe des ondes très lentes dont l’origine est encore débattue : la thermorégulation, les hormones et le système nerveux propre au cœur sont les candidats. Sur des enregistrements de 24 heures, elle a une meilleure valeur pronostique après un infarctus que la LF ou la HF ; sur 5 minutes, elle reflète surtout l’ampleur de la dérive de votre fréquence cardiaque. Sur un enregistrement plus court, ce n’est que du bruit.

n.u. signifie unités normalisées. Diviser la LF et la HF par leur somme supprime les énormes différences de puissance absolue d’une personne à l’autre et ne garde que l’équilibre entre les deux bandes, ce qui explique que les applications s’en servent volontiers pour une jauge. Mais les deux parts totalisent toujours 100 : la LF en n.u., la HF en n.u. et le rapport LF/HF sont donc une seule information écrite de trois façons, et la Task Force conseille elle-même de les présenter avec les valeurs absolues, jamais seules.

Le rapport LF/HF devait mesurer la balance sympathovagale. Billman conclut que le rapport ne permet pas de quantifier cette balance, que ce soit chez des personnes en bonne santé ou malades, et l’expérience de respiration ci-dessus en montre une raison : le rapport réagit plus à la fréquence respiratoire qu’à toute autre chose.

Pourquoi deux applications ne sont pas d’accord

Chaque logiciel rééchantillonne les intervalles (en général à 4 Hz), supprime la tendance, découpe la série en fenêtres et les transforme, et chacun de ces choix modifie la puissance des bandes. Kubios HRV utilise la méthode de Welch avec la 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 par « smoothness priors », et propose en alternative un modèle autorégressif et le périodogramme de Lomb–Scargle ; Elite HRV utilise la méthode de Welch et demande 5 minutes. La page d’aide d’Elite HRV avertit elle-même que de petites différences de réglage et de traitement des artefacts 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 entraînent de grandes différences dans les résultats fréquentiels, et deux logiciels peuvent donner des résultats différents pour les mêmes battements sans que ni l’un ni l’autre ait tort. Comparez les mesures fréquentielles uniquement au sein d’une même application, avec une même durée d’enregistrement et un même mode de respiration.

Que faire de ces chiffres

Regardez la HF, ou mieux le RMSSD, et notez votre fréquence respiratoire. Si la jauge d’« équilibre » d’une application penche du côté stressé après une séance de respiration lente, elle rend compte de votre respiration. Pour les mesures du domaine temporel que la plupart des applications affichent, la leçon RMSSD, SDNN et lnRMSSD expliqués est le point de départ ; les pages du glossaire sur la puissance LF, la puissance HF, les unités normalisées et la puissance VLF approfondissent chacune.

Questions fréquentes

Lequel de ces chiffres faut-il regarder en priorité ?

La puissance HF si vous respirez normalement pendant la mesure, ou le RMSSD, qui suit la même activité vagale et que la plupart des applications affichent. Considérez la LF, la LF en n.u. et le rapport LF/HF comme des curiosités, sauf si vous savez aussi à quel rythme vous respiriez.

Pourquoi mon rapport LF/HF est-il élevé alors que je me sens calme ?

Le plus souvent parce que vous avez respiré lentement. En dessous d’environ 9 respirations par minute, le pic respiratoire se trouve dans la bande LF : la LF monte et la HF baisse. Le rapport mesure alors votre respiration, pas le stress.

Que signifie une puissance totale de 2 000 ms² ?

C’est la variance de vos intervalles sur l’enregistrement, la somme de toutes les bandes. Prise seule, elle dit ce que dit le SDNN, dans une autre unité. Le tableau de la Task Force donne 3 466 ± 1 018 ms² pour un enregistrement stationnaire de 5 minutes en position allongée, une valeur qu’elle qualifie d’approximative et qui ne doit pas servir à des conclusions cliniques, et le chiffre dépend des réglages du logiciel.

Mon appli affiche une VLF à partir d’une mesure de 1 minute. Cette valeur a-t-elle un sens ?

Non. La bande VLF contient des ondes qui mettent de 25 secondes à 5 minutes à se répéter : un enregistrement de 1 minute ne peut donc pas la résoudre. La Task Force qualifie la VLF issue d’enregistrements courts de mesure douteuse.

Sources

  1. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the ESC and NASPE), 1996
  2. An overview of heart rate variability metrics and norms Frontiers in Public Health, 2017
  3. The LF/HF ratio does not accurately measure cardiac sympatho-vagal balance Frontiers in Physiology, 2013
  4. What are HRV frequency measurements (LF, HF, LF/HF) Elite HRV
  5. HRV analysis methods Kubios