Potenza HF

La potenza HF (alta frequenza) è la quantità di varianza degli intervalli tra i battiti che cade tra 0,15 e 0,40 Hz, in ms². Questa banda corrisponde a una frequenza respiratoria frequenza respiratoria Frequenza respiratoria Quanti respiri fai al minuto. Da sola fa variare la HRV: un respiro più lento e profondo amplia l'oscillazione tra i battiti, che sotto circa 9 respiri al minuto passa dalla banda HF alla LF. Approfondisci: Frequenza respiratoria da 9 a 24 respiri al minuto, ed è per questo che 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 chiama anche banda respiratoria.

Perché esiste questa misura

Gran parte della variazione rapida in un cuore a riposo è aritmia sinusale respiratoria aritmia sinusale respiratoria Aritmia sinusale respiratoria Il normale aumento della frequenza cardiaca quando inspiri e il suo calo quando espiri. Dipende dal nervo vago e costituisce buona parte della HRV a riposo. Approfondisci: Aritmia sinusale respiratoria (RSA): il cuore accelera un po’ a ogni inspirazione e rallenta a ogni espirazione, sotto il controllo del nervo vago nervo vago Nervo vago Il nervo principale del sistema nervoso parasimpatico, che va dal tronco encefalico al cuore, ai polmoni e all'intestino. I suoi segnali rapidi al cuore determinano la maggior parte della HRV da battito a battito. Approfondisci: Nervo vago . La Task Force del 1996, il gruppo di lavoro della Società Europea di Cardiologia e della North American Society of Pacing and Electrophysiology, ha tracciato la banda HF intorno alle frequenze respiratorie normali, in modo che un solo valore cogliesse quel ritmo. Esperimenti che bloccavano o stimolavano il nervo vago hanno mostrato che la banda segue l’ attività vagale attività vagale Tono vagale L'influenza continua del nervo vago sul cuore, che lo rallenta. Di solito si stima da misure della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) come il RMSSD e la potenza HF. Approfondisci: Tono vagale , e i ricercatori usano la potenza HF, insieme al 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 , come indice del tono vagale nel dominio della frequenza.

La formula

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

Si somma la densità spettrale di potenza $P(f)$, in ms² per Hz, su ogni frequenza $f$ da 0,15 a 0,40 Hz. $P(f)$ è lo spettro della serie di intervalli dopo il ricampionamento e la rimozione del trend rimozione del trend Rimozione del trend Togliere la deriva lenta da una serie di intervalli tra battiti prima di calcolare uno spettro, così che la deriva non si accumuli come falsa potenza nelle frequenze più basse. Approfondisci: Rimozione del trend , di solito con il metodo di Welch. Il risultato è una varianza, in ms².

Esempio svolto

Scomponi il ritmo

Cinque minuti della registrazione di esempio

Potenza a ciascuna frequenza, Hz Respirazione

VLFLFHF

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ULF

servono 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

Picco

0,250 Hz, HF

A riposo, 15 respiri al minuto (0,250 Hz), 5 minuti, Metodo di Welch dopo la rimozione del trend. Il picco respiratorio si trova a 0,250 Hz, nella banda HF, con l’onda della pressione arteriosa a circa 0,1 Hz come picco LF più piccolo. Il rapporto LF/HF è 0,19.

A riposo Sotto stress Con deriva Battiti ectopici

Frequenza respiratoria 15 respiri al minuto Durata della registrazione 5 minuti

Welch (FFT) Lomb–Scargle

Rimuovi prima il trend (metodo smoothness priors, λ = 500)

I controlli funzionano con JavaScript attivo.

Un grafico a linee della potenza rispetto alla frequenza da 0 a 0,5 Hz con le bande VLF (0,003–0,04 Hz), LF (0,04–0,15 Hz) e HF (0,15–0,4 Hz) colorate e un indicatore alla frequenza respiratoria. I valori mostrano la potenza ULF, VLF, LF, HF e totale in ms², LF e HF in unità normalizzate, il rapporto LF/HF e la frequenza di picco, seguiti da una frase che spiega che cosa è cambiato. Comandi: un cursore della frequenza respiratoria da 5 a 20 respiri al minuto, un cursore della durata della registrazione, una casella per la rimozione del trend, i pulsanti Welch o Lomb–Scargle e quattro pulsanti preimpostati per una registrazione a riposo, sotto stress, con deriva o con battiti ectopici.

I cinque minuti della registrazione di esempio, respirando 15 volte al minuto, collocano il picco respiratorio a 0,250 Hz e danno una potenza HF di 635 ms², pari al 84,1% di LF LF Potenza LF La varianza degli intervalli tra i battiti nella banda da 0,04 a 0,15 Hz, in ms²: ritmi con un periodo da 7 a 25 secondi. Un tempo letta come attività simpatica, lettura oggi contestata. Approfondisci: Potenza LF + HF. Se rallenti il respiro a 7 respiri al minuto, la potenza HF crolla a 19 ms² mentre la potenza LF (bassa frequenza) si gonfia, perché lo stesso ritmo respiratorio ha superato la soglia di 0,15 Hz. Porta la durata della registrazione a 60 secondi: la potenza HF resta leggibile, perché il suo ciclo più lento dura meno di 7 secondi.

Che cosa la fa variare

L’attività vagale e la respirazione. Respiri più profondi rendono il ritmo più ampio e aumentano la potenza HF senza che il sistema nervoso cambi; respiri più lenti spostano il ritmo fuori dalla banda. Cala con l’età, stando in piedi, con l’alcol, con la malattia e con lo stress mentale, e sale durante il sonno. Le linee guida di Laborde e colleghi raccomandano di monitorare la respirazione durante le registrazioni. La tabella della Task Force riporta 975 ± 203 ms² per una registrazione stazionaria di 5 minuti da sdraiati, un valore che la stessa Task Force definisce approssimativo; la media combinata delle registrazioni brevi di Nunan e colleghi è 657 ms², con una dispersione molto ampia; e per la potenza HF serve una registrazione di circa 1 minuto.

Quando inganna

Fuori dalla fascia da 9 a 24 respiri al minuto la banda non contiene più il ritmo respiratorio. Una persona che respira a 6 respiri al minuto mostra una potenza HF minuscola e una potenza LF enorme, pur essendo profondamente rilassata. Un artefatto artefatto Artefatto Un errore nella registrazione dei battiti, come un battito mancato, in più o collocato nel momento sbagliato, spesso per il movimento o lo scarso contatto del sensore. Può falsare molto la HRV. Approfondisci: Artefatto brusco aggiunge potenza a ogni banda, ma soprattutto a questa. La potenza HF assoluta ha una distribuzione molto asimmetrica tra le persone, per cui gli studi riportano il suo logaritmo o la sua quota normalizzata, e una variazione da un giorno all’altro della tua potenza HF si interpreta meglio di un singolo valore. Il RMSSD, il suo corrispettivo nel dominio del tempo, cambia anch’esso con la respirazione, ma non dipende da dove cada il picco respiratorio rispetto al bordo di una banda, ed è il valore che la maggior parte dei dispositivi indossabili riporta.

Dove la incontri

La Task Force la chiama HF, in ms² e in unità normalizzate (n.u.) unità normalizzate (n.u.) Unità normalizzate La potenza LF o HF espressa come percentuale della loro somma (LF + HF), anziché in ms². La somma delle due fa sempre 100, quindi insieme contengono una sola informazione. Approfondisci: Unità normalizzate . Kubios HRV mostra la frequenza di picco frequenza di picco Frequenza di picco La frequenza, in Hz, alla quale una banda dello spettro della HRV ha la potenza più alta. Il picco HF di solito è la frequenza respiratoria; il picco LF di solito sta vicino a 0,1 Hz. Approfondisci: Frequenza di picco HF, la potenza assoluta, il suo logaritmo, la potenza relativa e le n.u.; Elite HRV mostra la potenza HF in ms² e indica che la si può misurare già con 60 secondi. Che cosa significano LF, HF, VLF e n.u. nella mia app di HRV? spiega la schermata tipica di un’app.