HRV三角指数

別名:HTI, 三角指数, HRV index, RR三角指数

記録内のNN間隔の数を、そのヒストグラムで最も高い棒の高さで割った値。全体の変動を表す単位のない幾何学的指標で、乱れた拍が少しあっても、ほとんど動きません。

単位:単位なし(比)

HTI=Nmax⁡k nk\mathrm{HTI} = \frac{N}{\max_k\, n_k}

HRV三角指数は、NN間隔の総数を、そのヒストグラムで最も多くの間隔が入るビン(区間)の個数で割った値です。単位はありません。

この指標がある理由

幾何学的指標は、一日分のノイズの多い拍にも耐える数値がほしいと、Marek Malikらが考えた24時間ホルターの時代に生まれました。100,000個の間隔をビンに分けてヒストグラムを描くと、変動の大きい心臓は幅が広くて低い山に、安定した心臓は高くて細い尖りになります。Malikが共同議長を務めた1996年の欧州心臓病学会と北米ペーシング・電気生理学会のタスクフォース(Task Force)は、この指標をヒストグラムの積分(間隔の数)をその高さで割った値と定義しています。幾何学的指標は間隔の系列の質に比較的左右されないことも述べています。乱れた拍が少しあっても、ピークには触れずに離れたビンがいくつか加わるだけだからです。プログラム間で結果を比べられるよう、ビン幅は当時の心電計の分解能である1/128秒、つまり7.8125 msに固定されています。

計算式

HTI=Nmax⁡k nk\mathrm{HTI} = \frac{N}{\max_k\, n_k}

NN個の間隔を7.8125 msのビンに分け、各ビンの間隔の数nkn_kを数えて、NNを最大の数で割ります。すべての間隔が一つのビンに入る記録は1になり、間隔が多くのビンに広がるほど指標は高くなります。

計算例

拍をビンに振り分ける

教材用の記録から5分間

間隔の数
341
最も多いビンの間隔数
39
三角指数
8.7
TINN
125 ms
SDNN
28.7 ms

休息十分:341個の間隔を、7.8 ms幅の17個のビンに振り分けました。 最も多いビンには39個が入っているので、三角指数は341 ÷ 39 = 8.7です。 ヒストグラムに最もよく合う三角形は816〜941 msに広がっているので、TINNは125 msです。 どちらの数値も、このヒストグラムの形を表すもので、拍の順序は反映しません。

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教材用の記録5分間のヒストグラムで、各ビンに入る間隔の数を示します。HRV三角指数は、間隔の総数を、最も高い棒の高さで割った値です。TINNは、棒に最もよく合う三角形の底辺の長さです。ビン幅を変えたり、ストレス状態、ドリフトあり、異所性拍動ありの記録に切り替えたりして、2つの数値の変化を見てください。

500〜1300 msのRR間隔を、7.8 msのビンに振り分けた棒グラフです。最も高い棒が強調され、その左端から頂点、右端へとつながる三角形が棒の上に描かれています。表示欄には、間隔の数、最も多いビンの間隔数、HRV三角指数、2つの端を含むTINN、SDNNが表示され、数値の意味を説明する文が続きます。スライダーでビン幅を設定でき、4つのボタンで、休息十分、ストレス状態、ドリフトあり、異所性拍動ありの記録を選べます。

教材用の記録の五分間には341個の間隔があり、最も多いビンにそのうち39個が入るので、指標は341 ÷ 39 = 8.7です。ビン幅を50 msに広げると、最も多いビンに入る数が大きく増えるため、指標は1.9に下がります。決められたビン幅でなければ、この数値には意味がありません。プリセット「異所性拍動あり」に切り替えると、期外収縮が三回入ると、指標は8.7から9.0に変わる一方、SDNNは28.7から56.4 msに跳ね上がります。

何で変わるか

SDNNと同じく、あらゆる速さの全体の変動です。とくに記録時間が大きく効きます。Task Forceは、この指標を少なくとも20分、できれば24時間記録に使うことを想定しています。概算の正常値の表では、40〜69歳の健康な成人の24時間記録で37 ± 15とされています。ShafferとGinsbergは、5分を従来の短時間の単位として、120秒を提案されている超短時間の最小の長さとして挙げています。

誤解しやすい場面

短い記録ではヒストグラムがぎざぎざになり、最も多いビンは運に左右されるので、指標のぶれが大きくなります。ビン幅は7.8125 msでなければ数値を比べられません。8 msに丸めるプログラムもあれば、変更できるプログラムもあります。SDNNと同じく、記録が長いほど大きくなります。ヒストグラムは拍の順序を覚えていないため、呼吸による揺れとゆっくりしたドリフトは区別できません。

どこで目にするか

Task Forceの名称は「HRV triangular index」です。Kubios HRVは「HRV triangular index」として、単位なしでTINNの隣に表示し、1/128秒のビン幅を推奨しています。ホルターのレポートでも、24時間の指標の一つとして載っています。ウェアラブルデバイスには表示されません。バエフスキーのストレス指数は、50 msのビンを使った同じヒストグラムから作られます。

出典

  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. HRV analysis methods Kubios

用語集の一覧

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