ポアンカレプロット

ポアンカレプロットは、すべてのRR間隔を、その次の間隔に対して描いた散布図です。横に一つ前の拍の間隔、縦に次の間隔をとり、どちらもミリ秒です。

この指標がある理由

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、これをローレンツプロットという名前で、幾何学的方法の一つに挙げています。間隔のリストを、形を読んだり測ったりできる図にする方法です。非線形な振る舞いを示すと期待された最初の道具の一つで、雲の形は標準偏差よりも多くの情報を持つという考え方でした。Brennanらは2001年に、形を測る三つの一般的な方法を調べ、どれも線形の時間領域の指標に還元できることを示しました。それでもこの図は役に立ちます。雲の形が、その記録がどんな種類の変動を持つかを知る最も早い方法で、迷い込んだ一つの拍が雲からすぐに浮き上がって見えるからです。

計算式

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

ミリ秒で表した各間隔$\mathrm{RR}_i$について、横の位置が$\mathrm{RR}_i$、縦の位置が次の間隔$\mathrm{RR}_{i+1}$になる点を打ちます。950 msの間隔のあとに1,000 msの間隔が来たら、点は(950, 1000)に置きます。時計のように拍動する心臓なら、すべての点が一か所に重なります。実際の心臓では、二つの間隔が等しい対角線に沿って伸びた雲になります。対角線をまたぐ幅がSD1、対角線に沿った長さがSD2です。

計算例

各拍と次の拍

教材用の記録から5分間

SD1（幅）

23.6 ms

SD2（長さ）

33.1 ms

SD1/SD2

0.71

RMSSD

33.4 ms

SDNN

28.7 ms

点の集まりは、幅に対して長さが1.4倍あります。対角線をまたぐ方向のSD1は23.6 ms（速い変化）、対角線に沿った方向のSD2は33.1 ms（ゆっくりした変化と速い変化の両方）です。

拍ごとの揺れ （呼吸） 35 ms ゆっくりした揺れ （血圧、ドリフト） 25 ms

異所性拍動を追加

JavaScriptをオンにすると、スライダーとボタンが使えます。

横軸が前の間隔、縦軸が次の間隔の正方形の散布図で、どちらもミリ秒で、点の集まりに合わせて拡大してあります。対角線（恒等線）と、それに沿って傾いた楕円があります。表示欄には、SD1、SD2、その比、RMSSD、SDNNが表示され、形を説明する文が続きます。2本のスライダーで、拍ごとの揺れの大きさとゆっくりした揺れの大きさを設定できます。ボタンで期外収縮を1つ加えると、表示欄に、加える前のSD1とSD2も表示されます。

教材用の記録の五分間は、長さ33.1 ms、幅23.6 msの雲になります。拍ごとの揺れを大きくすると雲が広がり、ゆっくりした揺れを大きくすると長くなります。「異所性拍動を追加」を押すと、期外収縮とそれに続く休止が、対角線から遠く離れた二つの点を作り、SD1は23.6から39.8 msに跳ね上がります。

何で変わるか

呼吸は雲を広げます。息を吸うたびに間隔が短くなり、吐くたびにまた長くなるからです。心拍数のゆっくりしたドリフトは、雲を対角線に沿って引き伸ばします。心拍が速くなると、雲全体が左下に動き、たいてい小さくなります。

誤解しやすい場面

この図は時間を表しません。同じ形の雲が、穏やかな記録からも、順序が違う騒がしい記録からも生まれます。二つの指標は、名前が違うだけで、RMSSDと、SDNNとRMSSDを混ぜたものにあたるので、時間領域にない情報は加えません。また、SDNNと同じく、形は記録時間に左右されます。

どこで目にするか

Kubios HRVはメイン画面にSD1とSD2の楕円とともに描きます。このサイトのHRV計算ツールも同じです。この形のおかげで、対角線から遠く離れた点として、異所性拍動が見つけやすくなります。レッスンHRVを一枚の図で理解するは、この種の図を使って、心拍変動（HRV）を目で見てわかるようにしています。