Potenza ULF

La potenza a frequenza ultrabassa (ULF) è la quantità di varianza degli intervalli tra i battiti a frequenze inferiori a 0,003 Hz, in ms²: tutto ciò che compie un ciclo più lento di una volta ogni 5 minuti circa.

Perché esiste questa misura

Lo spettro di un’intera giornata contiene ritmi che nessuna registrazione di 5 minuti può vedere: l’alzarsi e l’abbassarsi della frequenza cardiaca tra veglia e sonno, le ore di attività e di riposo, i pasti e gli ormoni. La tabella per le registrazioni di 24 ore pubblicata nel 1996 dal gruppo di lavoro (Task Force) della Società Europea di Cardiologia e della North American Society of Pacing and Electrophysiology dà a questa banda, la più lenta, un nome proprio. Nello studio di Bigger e colleghi del 1992 su 715 persone dopo un infarto, la ULF è stata, da sola, la misura spettrale che prediceva meglio la morte nei quattro anni successivi, davanti a 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 , 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 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 . Shaffer e Ginsberg indicano il ritmo circadiano ritmo circadiano Ritmo circadiano L'orologio di 24 ore del corpo. Di notte la frequenza cardiaca è più bassa e la HRV vagale più alta che di giorno: le misurazioni sono confrontabili solo se fatte alla stessa ora. Approfondisci: Ritmo circadiano come probabile causa principale, con un possibile contributo della temperatura corporea centrale, del metabolismo e del sistema renina-angiotensina; se vi contribuiscano anche i due rami del sistema nervoso autonomo sistema nervoso autonomo Sistema nervoso autonomo La parte del sistema nervoso che governa l'organismo senza il controllo della volontà, frequenza cardiaca compresa. La HRV riflette soprattutto come regola il cuore di momento in momento. Approfondisci: Sistema nervoso autonomo è una questione discussa.

La formula

$$\mathrm{ULF} = \int_{0}^{0.003} P(f)\,\mathrm{d}f$$

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 somma la densità spettrale di potenza $P(f)$, in ms² per Hz, su tutte le frequenze $f$ inferiori a 0,003 Hz. L’onda più rapida contenuta nella banda dura circa 5,6 minuti; per risolvere qualcosa all’interno della banda la registrazione deve essere molte volte più lunga, ed è per questo che la Task Force riserva la ULF alle registrazioni di 24 ore.

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.

Il grafico interattivo lavora su 5 minuti di registrazione di esempio, perciò alla voce ULF mostra «needs 24 h»: in uno spettro di 5 minuti non esiste alcun punto di frequenza sotto 0,003 Hz, e tutto ciò che è più lento della registrazione viene tolto come trend prima della trasformata. La registrazione più lunga che il grafico offre è comunque cento volte troppo corta. Su 24 ore, il SDANN SDANN SDANN La deviazione standard della media degli intervalli NN di ogni segmento di 5 minuti di una registrazione di 24 ore, in millisecondi. Misura i cambiamenti lenti nell'arco della giornata e ignora tutto ciò che è più veloce. Approfondisci: SDANN , la deviazione standard delle medie su 5 minuti, segue le stesse variazioni lente ed è molto più facile da calcolare.

Che cosa la fa variare

La forma della giornata: quanto cambia la frequenza cardiaca tra il sonno e la veglia, tra una scrivania e una camminata. Il lavoro a turni, una notte in bianco o una giornata a letto la modificano; le oscillazioni del respiro da un battito all’altro no.

Quando può trarre in inganno

Ogni volta che un programma mostra un valore di ULF per una registrazione breve: è il trend, non un ritmo. E come ogni misura sulle 24 ore dipende da ciò che hai fatto quel giorno, perciò una sola giornata non si può confrontare con quella di un’altra persona, né con una tua giornata trascorsa in modo diverso.

Dove la trovi

La tabella per le 24 ore della Task Force elenca la ULF. L’analisi a breve termine di Kubios HRV si ferma alla VLF; i programmi per l’Holter e gli articoli di ricerca sulle registrazioni di 24 ore la riportano, spesso in forma logaritmica. I dispositivi indossabili non la mostrano.