Diagramma di Poincaré

Un diagramma di Poincaré è un grafico a dispersione in cui ogni intervallo RR intervallo RR Intervallo RR Il tempo da un battito del cuore al successivo, misurato in millisecondi tra le onde R di un ECG. La HRV si calcola a partire da una serie di questi intervalli. Approfondisci: Intervallo RR è riportato in funzione di quello che lo segue: sull’asse orizzontale l’intervallo precedente, su quello verticale il successivo, entrambi in millisecondi.

Perché esiste questa misura

Il gruppo di lavoro (Task Force) della Società Europea di Cardiologia e della North American Society of Pacing and Electrophysiology, nel 1996, lo elenca, con il nome di diagramma di Lorenz, tra i metodi geometrici: modi per trasformare l’elenco degli intervalli in un’immagine di cui si si Indice di stress di Baevsky Un valore senza unità di misura, ricavato dall'istogramma degli intervalli tra i battiti. Sale quando il ritmo diventa più regolare e meno variabile, cosa che Baevsky leggeva come tensione nella regolazione dell'organismo. Approfondisci: Indice di stress di Baevsky può leggere o misurare la forma. Fu uno dei primi strumenti da cui si sperava di veder emergere un comportamento non lineare, con l’idea che la forma di una nuvola contenga più informazioni di una deviazione standard. Brennan e colleghi (2001) hanno messo alla prova i tre modi più comuni di misurare quella forma e hanno mostrato che ciascuno si riduce a una misura lineare nel dominio del tempo. L’immagine resta utile, perché la forma della nuvola è il modo più rapido per capire che tipo di variabilità contiene una registrazione, e perché un singolo battito anomalo si distingue subito dalla nuvola.

La formula

$$\text{point}_i = \left(\mathrm{RR}_i,\ \mathrm{RR}_{i+1}\right),\qquad i = 1,\dots,N-1$$

Per ogni intervallo $\mathrm{RR}_i$ in millisecondi si traccia un punto la cui posizione orizzontale è $\mathrm{RR}_i$ e la cui posizione verticale è l’intervallo successivo $\mathrm{RR}_{i+1}$. Se a un intervallo di 950 ms ne segue uno di 1000 ms, il punto va in (950, 1000). Un cuore che battesse come un orologio metterebbe tutti i punti nello stesso posto; un cuore reale dà una nuvola allungata lungo la diagonale, dove i due intervalli sono uguali. La sua larghezza perpendicolare alla diagonale è SD1 SD1 SD1 e SD2 Due misure della dispersione dei punti in un diagramma di Poincaré, in millisecondi. SD1 è la larghezza e segue la variabilità a breve termine, come il RMSSD; SD2 è la lunghezza e segue la variabilità complessiva. Approfondisci: SD1 e SD2 e la sua lunghezza lungo la diagonale è SD2.

Esempio svolto

Ogni battito rispetto al successivo

Cinque minuti della registrazione di esempio

SD1 (in larghezza)

23,6 ms

SD2 (in lunghezza)

33,1 ms

SD1/SD2

0,71

RMSSD

33,4 ms

SDNN

28,7 ms

La lunghezza della nuvola è pari a 1,4 volte la sua larghezza: SD1 23,6 ms attraverso la diagonale (variazione rapida), SD2 33,1 ms lungo di essa (variazione lenta e rapida insieme).

Oscillazione battito a battito (respirazione) 35 ms Oscillazioni lente (pressione arteriosa, deriva) 25 ms

Aggiungi un battito ectopico

I cursori e il pulsante funzionano con JavaScript attivo.

Un diagramma di dispersione quadrato con l’intervallo precedente in orizzontale e quello successivo in verticale, entrambi in millisecondi e ingranditi sulla nuvola, una diagonale di identità e un’ellisse inclinata lungo di essa. I valori mostrano SD1, SD2, il loro rapporto, RMSSD e SDNN, seguiti da una frase che spiega la forma. Due cursori impostano l’ampiezza dell’oscillazione battito a battito e delle oscillazioni lente; un pulsante aggiunge un battito prematuro, e allora i valori mostrano anche SD1 e SD2 di prima.

Cinque minuti della registrazione di esempio formano una nuvola lunga 33,1 ms e larga 23,6 ms. Aumenta l’oscillazione da un battito all’altro e la nuvola si allarga; aumenta le oscillazioni lente e si allunga. Poi aggiungi un battito ectopico battito ectopico Battito ectopico Un battito che nasce fuori dal pacemaker naturale del cuore e di solito arriva in anticipo. È comune, ma altera la HRV se non viene eliminato o corretto. Approfondisci: Battito ectopico con l’apposito pulsante: un battito prematuro, seguito da una pausa, produce due punti lontani dalla diagonale, e SD1 balza da 23,6 a 39,8 ms.

Che cosa ne cambia la forma

Il respiro allarga la nuvola, perché ogni inspirazione accorcia gli intervalli e ogni espirazione li allunga di nuovo. Le derive lente della frequenza cardiaca la allungano lungo la diagonale. Un cuore più veloce sposta tutta la nuvola in basso a sinistra e di solito la restringe.

Quando trae in inganno

Il diagramma non mostra il tempo: una nuvola della stessa forma potrebbe venire da una registrazione calma o da una movimentata, con gli intervalli in un altro ordine. Le sue due misure sono il RMSSD RMSSD RMSSD Radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive: misura della HRV, in ms, di quanto ogni intervallo tra battiti differisce dal successivo. Riflette soprattutto l'attività vagale. Approfondisci: RMSSD e una miscela di SDNN SDNN SDNN La deviazione standard di tutti gli intervalli NN di una registrazione, in millisecondi. Misura la variabilità complessiva e il suo valore dipende molto dalla durata della registrazione. Approfondisci: SDNN e RMSSD sotto altri nomi, quindi non aggiunge informazioni che il dominio del tempo non abbia già. E la sua forma dipende dalla durata della registrazione, come accade per il SDNN.

Dove lo vedrai

Kubios HRV lo disegna nella schermata principale, con l’ellisse di SD1 e SD2; lo fa anche il calcolatore HRV di questo sito. Grazie alla sua forma, i battiti ectopici si riconoscono facilmente come punti lontani dalla diagonale. La lezione Che cos’è la HRV, in un’immagine usa questo tipo di immagine per rendere visibile la variabilità della frequenza cardiaca (HRV).