Potenza totale

La potenza totale è la somma della potenza in tutte le bande dello spettro della variabilità della frequenza cardiaca (HRV), in ms². È la varianza della serie di intervalli, vista dal lato della frequenza.

Perché esiste questa misura

Uno spettro distribuisce un totale unico tra le sue frequenze, e nel 1996 il gruppo di lavoro (Task Force) della Società Europea di Cardiologia e della North American Society of Pacing and Electrophysiology ha elencato quel totale come misura a sé: la varianza degli intervalli NN intervalli NN Intervallo NN Un intervallo RR tra due battiti normali, in millisecondi, una volta tolti i battiti extra e gli errori di misurazione. La maggior parte delle misure di HRV si calcola dagli intervalli NN. Approfondisci: Intervallo NN nella registrazione, fino a 0,4 Hz. È il gemello del 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 nel dominio della frequenza, dato che il SDNN è la radice quadrata della varianza; su 24 ore Shaffer, McCraty e Zerr osservano che il SDNN è fortemente correlato con la ULF ULF Potenza ULF La varianza degli intervalli tra i battiti sotto 0,003 Hz, in ms²: ritmi più lenti di un ciclo ogni 5 minuti, compreso il ciclo giorno-notte. Si misura solo con una registrazione di 24 ore. Approfondisci: Potenza ULF (frequenza ultrabassa) e con la potenza totale. Il suo compito principale è quello di denominatore: la potenza relativa divide ogni banda per il totale, e le 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 dividono 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 (bassa frequenza) e HF HF Potenza HF La varianza degli intervalli tra i battiti compresa nella banda da 0,15 a 0,40 Hz, in ms²: la fascia di frequenze della respirazione normale. Riflette soprattutto l'attività vagale quando si respira da 9 a 24 volte al minuto. Approfondisci: Potenza HF (alta frequenza) per il totale meno la VLF VLF Potenza VLF La varianza degli intervalli tra i battiti nella banda da 0,003 a 0,04 Hz, in ms²: ritmi con un periodo da 25 secondi a 5 minuti. Richiede almeno 5 minuti di registrazione e si legge meglio su 24 ore. Approfondisci: Potenza VLF (frequenza molto bassa).

La formula

$$\mathrm{TP} = \mathrm{ULF} + \mathrm{VLF} + \mathrm{LF} + \mathrm{HF} = \int_{0}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f$$

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 sommano le potenze delle quattro bande, oppure si somma la densità spettrale di potenza $P(f)$ su tutte le frequenze $f$ fino a 0,40 Hz. In una registrazione breve la banda ULF non c’è, quindi il totale è VLF + LF + HF.

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 danno 3 + 120 + 635 = 758 ms². Il SDNN degli stessi intervalli è 28,7 ms, e 28,7² è circa 826 ms²: i due valori hanno lo stesso ordine di grandezza ma non coincidono esattamente, perché lo spettro è stato calcolato dopo 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 e l’applicazione di una finestra, mentre il SDNN no. Sulla registrazione con deriva, disattiva la rimozione del trend e guarda il totale crescere insieme alla banda VLF.

Che cosa la fa variare

Tutto ciò che fa variare una qualsiasi banda: il respiro, il baroriflesso baroriflesso Baroriflesso Il riflesso che stabilizza la pressione arteriosa battito dopo battito tramite la frequenza cardiaca. Il suo ritardo innato la fa oscillare ogni 10 secondi circa: il ritmo a 0,1 Hz della potenza LF. Approfondisci: Baroriflesso , le derive lente e, nell’arco di un giorno, l’attività e il sonno. La tabella della Task Force riporta 3466 ± 1018 ms² per una registrazione di 5 minuti da sdraiati e in condizioni stazionarie, e avverte che i suoi valori normali derivano in parte da studi di piccole dimensioni e sono solo approssimativi; come ogni potenza assoluta, ha una distribuzione asimmetrica, per cui gli articoli spesso ne riportano il logaritmo.

Quando trae in inganno

Dipende dalla durata della registrazione, come il SDNN, e dal modo in cui il programma rimuove il trend: se si toglie più trend lento, il totale scende. Due programmi daranno totali diversi a partire dagli stessi battiti. Un totale non dice in quale banda si trovi la potenza, ed è proprio questo il motivo per cui esistono le bande.

Dove la vedrai

Il nome usato dalla Task Force è potenza totale, in ms². Kubios HRV la usa come denominatore della colonna «potenza relativa» e la riporta per ciascun metodo. La pagina Che cosa significano LF, HF, VLF e n.u. nell’app? spiega una tipica schermata di app.