アーチファクトと余分な拍:HRVがずれる理由

心拍変動(HRV)は正常な拍と拍の間隔から計算するため、二種類の不適切な間隔が結果を狂わせます。一つは検出漏れや体の動きなど測定上の誤りであるアーチファクト、もう一つは心臓のペースメーカー以外の場所から始まる、実際に起きた早めの拍である異所性拍動(期外収縮)です。短い測定では、不適切な間隔が一つあると、RMSSDが何倍にもなることがあります。ソフトウェアは規則で不適切な間隔を見つけ、削除または置き換えます。補正の必要な間隔が多すぎると、よくできたデバイスは数値を出しません。

このページの内容 7セクション

要点

  • アーチファクトは、拍の検出漏れ、誤検出、動きによるノイズなど、測定上の誤りです。異所性拍動(期外収縮)は、本来と違う場所から始まる実際の拍です。どちらもHRVの数値には含めません。
  • それぞれの問題は、拍ごとの間隔の並びに固有の形を残します。ソフトウェアはその形で見つけます。
  • 12拍の系列に異所性拍動が一つ入ると、RMSSDは25.8 msから280.8 msに上がりました。拍ごとの差から計算する指標が最も大きく反応します。
  • ソフトウェアは、範囲、割合、局所の中央値、自動判定の規則で不適切な間隔を見つけ、削除、補間、分割で処理します。どの処理でも、結果は少し変わります。
  • 補正が必要な拍が数%を超えると、その数値は信頼できません。そのため、デバイスは静止している間に測り、HRVをまったく表示しないこともあります。

心拍変動(HRV)は、正常な拍と拍の間隔から計算します。この計算を狂わせる不適切な間隔は二種類あります。測定上の誤りであるアーチファクトと、本来と違う場所から始まる実際の拍である余分な拍です。どちらもよくあることです。測定中に動いたり話したりしますし、健康な心臓でも、ときどき早めの拍が出ます。このページでは、それぞれがどんな形に見えるか、不適切な間隔一つで数値がどれだけ動くか、ソフトウェアがどう見つけて直すか、そしてデバイスがなぜ測定結果を出さないことがあるのかを説明します。

二つの異なるもの

アーチファクトは測定上の誤りです。 心臓は正常に拍動していたのに、デバイスがタイミングを取り違えたものです。典型的な原因は、動き、皮膚との接触不良、乾いた、またはゆるい胸部ストラップ、拍の検出漏れや二重カウント、スマートフォンに届く途中で失われたBluetoothのパケットです。研究のガイドラインはこれらを技術的アーチファクトと呼び、電極の不十分な装着や動きによって生じるとしています(Labordeら, 2017)。

異所性拍動は、本来と違う場所から始まる実際の拍です。 正常な拍は、心臓自身のペースメーカーである洞結節から始まります。異所性拍動は、期外収縮や早期収縮とも呼ばれ、別の場所から始まり、通常は早めに来ます。上の部屋(心房)から始まれば心房期外収縮( PAC 異所性拍動 心臓の通常のペースメーカー以外の場所から始まり、たいてい早く来る拍動。よくあるものですが、取り除くか補正しない限り心拍変動(HRV)を乱します。 異所性拍動についてさらに詳しく )、下の部屋(心室)から始まれば心室期外収縮(PVC)です。これらの拍は健康な人にもよく見られます。24時間心電図( ECG 心電図 皮膚に付けた電極で記録する、心臓の電気的な活動の記録。心電図に基づくRR間隔は、HRVを測るうえでの参照基準です。 心電図についてさらに詳しく )を装着した25〜41歳の健康な成人2,048人の研究では、69%に少なくとも一回のPVCがあり、典型的な人では二回でした(von Rotzら, 2017)。英国の国民保健サービス(NHS)は、拍が飛んだり余分に感じたりすることは、よくあることで、通常は害がないとしています。

どちらもHRVの数値には含めません。HRVは、神経系が洞結節の速さをどう上げ下げしているかを表すためのものなので、計算式には正常な拍どうしの間隔( NN間隔 NN間隔 余分な拍と測定エラーを取り除いたあとの、正常な二つの拍動の間のRR間隔で、単位はミリ秒。心拍変動(HRV)指標の大半は、NN間隔から計算します。 NN間隔についてさらに詳しく )だけを使います。洞結節が始めたのではない拍は生理的アーチファクトと呼ばれ、これも処理が必要です(Quigleyら, 2024)。Labordeらは、異所性拍動、心房細動、ため息や咳をその例に挙げています。

アーチファクト アーチファクト 心拍の記録に生じる誤り。拍の見逃し、余分な拍、タイミングのずれなどで、動きやセンサーの接触不良が原因になることが多くあります。HRVの数値を大きくゆがめることがあります。 アーチファクトについてさらに詳しく 異所性拍動(期外収縮)
何か拍の検出やタイミングの誤り洞結節の外から出る実際の拍
典型的な原因動き、接触不良、検出漏れや誤検出、データの欠落心臓そのもの。カフェイン、お酒、ストレス、睡眠不足で増える人もいる
胸部ストラップの場合乾いていたりゆるかったりすると、拍を取り逃がしたり、ない拍を数えたりすることがあるそのまま記録する
時計やリングの場合動きとゆるい装着で多く起きる検出できないことが多く、検出漏れのように見える
HRVソフトの処理見つけて補正する見つけて補正する

タコグラムで見る、それぞれの問題の形

タコグラムは、拍と拍の間隔を一間隔につき一つの点として並べたグラフで、間隔が長いほど上に来ます。安静時の点は、呼吸に合わせてゆるやかに上下します。問題はそれぞれ、この並びを独自の形で乱し、ソフトウェアはその形を手がかりにします(LipponenとTarvainen, 2019)。

  • 見逃した拍 測定の誤り 間隔が1つだけ約2倍に長くなります。検出器が拍を1つ飛ばしました。
  • 誤った拍 測定の誤り 1つの間隔が2つの短い間隔に分かれます。拍ではないものを拍として数えました。
  • 異所性拍動 実際の心拍 短い間隔の後に、長い間があきます。心臓の通常のペースメーカー以外の場所から始まった、早いタイミングの拍です。
  • 体動によるノイズ 測定の誤り 長すぎる値と短すぎる値が散らばって続きます。動きが信号を覆い隠しました。
  • 心房細動 正常なリズムがない 最初から最後まで不規則です。正常なリズムが残っていないため、HRVは普段の意味を持ちません。
問題ごとに、拍と拍の間隔の一覧(タコグラム)に独自の形が現れます。点が高いほど、間隔が長いことを表します。色の付いた点が誤った間隔で、薄い線は心臓の実際の動きです。値は例示用で、記録ではありません。

心拍と心拍の間の時間を示す5つの小さなグラフで、問題ごとに1つあり、それぞれ通常の安静時のリズムを示す薄い線に重ねて描かれています。見逃した拍:1つの値が前後の約2倍の高さになり、点が1つ少なくなります。誤った拍:1つの正常な値が、約半分の高さの2つの値に置き換わります。異所性拍動:線よりかなり低い値のすぐ後に、かなり高い値が続きます。短い間隔の後に長い間があくかたちです。体動によるノイズ:線の上下に大きく散らばった値が続きます。心房細動:すべての値が異なり、安定した線がまったくありません。

  • 検出漏れは、二つの間隔を一つにつなげ、約二倍の長さにします。点が一つ跳ね上がり、点の数が一つ減ります。
  • 余分な検出や誤検出は、一つの間隔を二つの短い間隔に分けます。点が二つ下に落ちます。
  • 異所性拍動は早く来るので、その間隔は短くなり、そのあと心臓が次の正常な拍まで間をおくので、直後の間隔は長くなります。この短い間隔と長い間隔の組が目印です。時計やリングでは、早い拍が送り出す血液が少なすぎて検出されないことが多く、この組が一つの長い間隔になって、検出漏れのように見えます。理由はPPG:時計はどう脈を読むかで説明しています。
  • 動きによるノイズは、ひとまとまりの点を、線のはるか上下に散らばらせます。動くと、センサーの信号が脈より大きく揺れるため、検出器が誤った位置で拍を見つけたり、見落としたりします。
  • 心房細動は別です。洞結節がペースを決めなくなるため、間隔は最初から最後まで不規則です。比べられる正常な区間がないので、補正でも直せません。このような記録から出たHRVの数値は、通常の意味を持ちません。Peltolaのレビューは、心房細動を数分から数時間続くことがある生理的アーチファクトとしています。また、不適切な拍が頻繁にあるときは、乱れた区間全体、または記録全体を取り除くという助言があると報告しています(Peltola, 2012)。

日常生活で起きる理由

不適切な測定の多くは、ありふれた原因で起きます。

動くこと。 歩く、タイピングする、身ぶりをする、椅子で姿勢を変えるといった動きはすべて、センサーを皮膚に対してずらします。最も影響を受けるのは、時計やリングの光学センサーです。市販と研究用のウェアラブルデバイスを調べた研究では、活動中の心拍数の誤差は、安静時より平均で30%大きくなっていました(Bentら, 2020)。脈拍に基づくHRVのレビューでは、身体活動によって心電図との一致がはるかに悪くなり、しばしば許容できない水準になるとされています(SchäferとVagedes, 2013)。

ゆるい装着。 ずれ動く時計やリングは、皮膚との安定した接触を失い、ずれた胸部ストラップは電気的な接触を失います。どちらも、検出漏れと誤検出につながります。乾いた電極、静電気、Bluetoothパケットの欠落については、胸部ストラップのHRV測定と、起こりうる問題で扱っています。

冷えた手。 寒さは皮膚の細い血管を収縮させます。16人を対象に皮膚を冷やしたり温めたりした研究では、PPGの信号が変化しました(Jeongら, 2014)。弱くなった脈は、見落としやすくなります。

話す、咳をする、ため息をつく。 どれも呼吸を変え、数秒間胸を動かします。Labordeらは、ため息と咳を生理的アーチファクトに挙げ、安静時の記録中は話したり動いたりしないよう求めています。

睡眠中の姿勢。 時計をつけた腕を下にして寝ると、センサーが押されたりねじれたりすることがあります。また、指先をスマートフォンのカメラに強く押し当てると、血液が絞り出されてしまいます。どちらも、センサーが捉える脈を変えます。圧力の問題は指先のHRV:カメラ・指クリップ・リングで説明しています。

余分な拍を増やすカフェインとお酒。 ランダム化試験では、成人100人が二週間連続して心電図を装着し、どの日にコーヒーを飲むかをテキストメッセージでランダムに指示されました。コーヒーの日は、PVCが一日平均154回で、カフェインをとらない日は平均102回でした。PACの数には、有意な差はありませんでした(Marcusら, 2023)。計画的な大量飲酒の期間を通して心電図で追跡した若年成人202人では、飲酒中の時間帯にPVCが多く、早期の心房の拍は比較した時間帯のほうが多く見られました(Brunnerら, 2024)。NHSは、お酒、カフェイン、ニコチン、ストレス、不安、睡眠不足を、動悸のよくある原因に挙げています。

不適切な拍一つが数値をどれだけ変えるか

安静時の12個の間隔(ミリ秒)の短い系列です。

950, 980, 1010, 1000, 970, 940, 930, 960, 990, 1010, 990, 960

ここで、七番目の拍を、通常の間隔の60%で早く来させます。930 msだった間隔は558 msになり、次の間隔の960 msが残りを引き受けて1332 msになります。合計の時間は同じです。表は、このサイト自身の計算式で求めたRMSSDとSDNNを、きれいな系列、異所性拍動を残した系列、それぞれの補正方法のあとの系列について示しています。最後の二行は、異所性拍動の代わりに検出漏れがあった場合です。

系列間隔の数 RMSSD RMSSD 隣接するNN間隔の差の二乗平均平方根。1拍ごとの心拍間隔が次の拍とどれだけ違うかをミリ秒で表すHRV指標で、主に迷走神経の活動を反映します。 RMSSDについてさらに詳しく (ms) SDNN SDNN 記録に含まれるすべてのNN間隔の標準偏差で、単位はミリ秒です。全体の変動を表し、値は記録時間に強く左右されます。 SDNNについてさらに詳しく (ms)
きれいな系列1225.826.8
異所性拍動を残した12280.8167.1
異所性拍動の組を削除1029.624.5
異所性拍動の組を補間(957 msと973 ms)1223.823.2
このサイトの規則(両方を除き、除いた箇所をまたいで比べない)1026.024.5
検出漏れを残した(1970 ms)11445.9302.1
検出漏れを二つに分割1227.126.0

早い拍が一つ入ると、RMSSDは約11倍に、SDNNは約6倍になりました。RMSSDが最も大きく反応するのは、各間隔と次の間隔との差から計算するからです。きれいな系列では、その差は10〜30 msです。異所性拍動の組が加わると、数百ミリ秒の跳びが三つでき、RMSSDは平均する前にそれぞれを二乗するので、大きな跳びがほかのすべてを圧倒します。SDNNは、各間隔が平均の間隔からどれだけ離れているかを測ります。この組は二つの間隔を平均から大きく離しますが、平均自体はほとんど動かないので、SDNNの上がり方は小さくなります。どの補正方法でも、二つの数値はきれいな系列の値に近づきますが、完全には戻りません。

十二個の間隔というのは非常に短い測定なので、影響がこれほど大きくなります。レッスン電極から数値までで使う、341個の間隔からなる五分間の教材用の記録では、同じ早い拍が間隔の0.6%に及び、それでもRMSSDは33.4 msから57.9 msへ、73%上がります。SDNNは36%、HFパワーは38%、LFパワーは30%上がります。この組を補間すると、RMSSDは33.4 msに戻ります。拍ごとの差から計算するRMSSDが、最も大きく反応します。スペクトルも反応します。一つの鋭い跳びが、HFを含むすべての帯域に偽のパワーを広げるからです。

研究も同じ結論です。BerntsonとStowell(1998)は、R波の検出漏れと誤検出をモデル化し、128秒の系列では、アーチファクト一つが、その人本来の安静時のばらつきを上回る偽の分散を加えうることを示しました。これは、一般に解析される周波数帯域のすべてと、時間領域の指標でも同様でした。Kubios HRVのユーザーガイドは、五分間の区間にアーチファクトが二つあるだけで、SDNNとRMSSDが有意に変わることを示しています。さらに、短い記録では、間隔の5%未満を編集しただけでも、 HF HFパワー 心拍間隔の分散のうち、通常の呼吸の範囲である0.15〜0.40 Hzの帯域に入る部分で、単位はms²。呼吸が毎分9〜24回のとき、主に迷走神経活動を反映します。 HFパワーについてさらに詳しく 、 LF LFパワー 心拍間隔の分散のうち0.04〜0.15 Hzの帯域に入る部分で、単位はms²。7〜25秒ごとに繰り返すリズムです。かつては交感神経の活動と読まれましたが、現在は異論があります。 LFパワーについてさらに詳しく 、 pNN50 pNN50 隣り合うNN間隔の差が50ミリ秒を超える組の割合。RMSSDと同じく、迷走神経が生む速い変化を追いますが、大きさではなく割合で表します。 pNN50についてさらに詳しく 、RMSSDが変わりうるとされています(Peltola, 2012、Saloら, 2001を引用)。

補正のしくみ

補正には二つの段階があります。不適切な間隔を見つけることと、見つけた一つ一つをどう処理するかを決めることです。

不適切な間隔を見つける

ソフトウェアは、次の規則のうち一つまたは複数を使います。おおよそ、単純なものから慎重なものの順です。

  • 範囲フィルター。 300〜2,000 ms(1分あたり200〜30拍)など、妥当な範囲の外にある間隔を取り除きます。PiskorskiとGuzik(2005)はこれを四角形フィルターと呼んでいます。大きな誤りは捉えますが、前後の間隔がどちらも範囲内にある異所性拍動は見逃します。
  • 直前の間隔に対する割合。 直前の間隔との差が、20%など、決めた割合を超える間隔に印をつけます。PiskorskiとGuzikの商フィルターは、隣り合う間隔の比が0.8〜1.2の外に出たときに、その拍を取り除きます。著者らはこれを、自分たちのフィルターの中で最も積極的でありながら、不適切な拍を最も残しやすいものと説明しています。似た不適切な間隔が続けて来ると、隣どうしだけを比べる規則には、その一部が正常に見えるからです。
  • 局所の中央値からの距離。 各間隔を、その周辺の間隔の中央値と比べ、離れすぎていれば印をつけます。Kubios HRVは、各間隔を局所の平均と比べ、1分あたり60拍を基準に心拍数に合わせて換算した、0.45秒(「very low」)から0.05秒(「very strong」)までのしきい値を用意しています。このサイトのHRV計算ツールは、上の範囲の規則を使ったあと、前後五個ずつの間隔の中央値から25%を超えて離れた間隔を取り除きます。
  • その人自身のばらつき。 Berntsonら(1990)は、拍ごとの差のその人自身の分布から、カットオフ値を決めました。通常の平均より不適切な値にゆがめられにくい、パーセンタイルに基づく指標を使っています。この規則は、検証用データにあった模擬と実際のアーチファクト1,494個をすべて検出し、誤検出率は0.3%未満でした。
  • 検出して分類する。 LipponenとTarvainen(2019)は、時間とともに変わる適応型のしきい値と、問題ごとの形を見分ける分類器を組み合わせました。この手法は、模擬の検出漏れと余分な拍をすべて見つけ、実際の心房性・心室性の異所性拍動の96.96%を見つけて、特異度は99.94%でした。補正後のHRV指標の平均誤差は、検出漏れと余分な拍では2%未満でした。Kubios HRV Premiumの自動補正も連続する間隔の差を使っており、ユーザーガイドは、その検証としてこの論文を挙げています。

しきい値は結果に影響します。Alcantaraら(2020)は、312人の同じ記録をKubiosのすべての設定で処理し、結果が有意に異なることを示しました。両端の設定どうしでは、平均SDNNが、子どもで39 ms、若年成人で27 ms、中年成人で8 ms異なりました。厳しい規則は実際の拍まで取り除き、ゆるい規則は不適切な拍を通します。研究のガイドラインが、自動補正を目で確認するよう勧めるのはそのためです(Quigleyら, 2024)。

印をつけた間隔を直す

基本の方法は三つあります。

  • 削除する。 不適切な間隔を取り除き、系列を詰めます。単純で、作り出した値を加えません。ただし、記録が短くなり、もともと隣り合っていなかった二つの間隔が並ぶので、スペクトルに偽の段差が生じます。Saloら(2001)は、RMSSDとpNN50には削除を勧めておらず、24時間のスペクトルでは、有意な誤差なしに削除できるデータは5%まで、補間は良好な結果だったとしています。
  • 補間で置き換える。 不適切な間隔を、前後の間隔から作った値に置き換えます。前後の平均、前後を結ぶ直線(線形)、周辺の点を通る滑らかな曲線(3次スプライン)などです。タイミングと拍の数が保たれ、スペクトル解析にはこれが必要です。代償は平滑化です。埋めた区間は実際の拍より穏やかになり、線形やスプラインで埋めると低周波パワーが上がるという報告があります(Peltola, 2012)。
  • 拍を挿入する。 検出漏れの場合は、長い間隔を二つに戻します。これが正しいのは、長い間隔が実際に一つの未検出の拍を隠しているときだけです。異所性拍動の後の間は、欠けた拍がないので、決して分割してはいけません。
  1. 削除 異所性拍動 RMSSD 29.6 ms 短い間隔と長い間隔を取り除いて詰めます。残る間隔は10個です。 欠点: 記録は短くなり、もともと隣り合っていなかった2つの拍が並びます。スペクトルでは、偽の段差として見えます。
  2. 補間 異所性拍動 RMSSD 23.8 ms 2つの間隔を、前後の正常な間隔を結ぶ直線上の点に置き換えます。957 msと973 msです。 欠点: 時間の流れと拍の数は保たれますが、補った区間は実際の拍よりなめらかになります。
  3. 分割 見逃した拍 RMSSD 27.1 ms 2倍になった間隔(1970 ms)を、985 msと985 msの2つに分けます。拍を1つ戻します。 欠点: 長い間隔に拍が本当に1つ隠れているときだけ正しい方法です。異所性拍動の後の休止は、分割してはいけません。
12拍の1つの系列を、3通りの方法で補正した例です。白抜きの印は誤った間隔、塗りつぶした印は修正後の系列です。きれいな系列のRMSSDは25.8 ms、異所性拍動を残したままだと280.8 msです。値は例示用です。

3つの図で、それぞれ約1,000 msの拍ごとの12個の間隔を小さなグラフにしています。削除:異所性拍動によって558 msの間隔と1332 msの間隔ができ、この2つを取り除いて線を詰めると点が2つ減り、RMSSDは29.6 msです。補間:同じ2つの間隔を、前後の間隔を結ぶ直線上の957 msと973 msに置き換えると、RMSSDは23.8 msです。分割:見逃した拍によって1970 msの間隔ができ、これを985 msずつの2つに分けると、RMSSDは27.1 msです。きれいな系列のRMSSDは25.8 msです。

短い測定では、方法の選び方より補正の量のほうが影響します。十二個の間隔のうち二個を直した場合、表のどの方法でも、きれいな値から数ミリ秒以内に収まります。一方、拍を残したままだと、RMSSDは十倍以上高くなります。

さらに詳しく 異所性拍動を必ずしも修復できない理由

補間は、異所性拍動の周辺のリズムがそれ以外は正常であることを前提にしています。Quigleyら(2024)は、異所性拍動が進行中のリズムをリセットしたり変えたりすることがあるため、前後の間隔を合計したり平滑化したりしても、正常な拍があったときの状態を必ずしも取り戻せないと指摘しています。その影響が後続の拍に及ぶしくみはECGと24時間ホルターのHRV:臨床での測り方で説明しています。臨床の解析が間隔の一覧だけでなく心電図の波形も見るのは、これが理由の一つです。異所性拍動が頻繁なときは、その区間、または記録全体を除外し(Peltola, 2012)、取り除いた量を報告する(Quigleyら, 2024)ほうが安全です。

下の五分間の教材用の記録に、検出漏れ、余分な拍、異所性拍動のいずれかを加えてみてください。そのあと補正方法を選び、RMSSD、SDNN、スペクトルを、きれいな記録と比べてください。

不良な拍を1つ補正する

教材用の記録(341個の間隔)

印を付けた間隔: 1 個中 341 個

指標 きれい 不良な拍あり 補正後
RMSSD (ms) 33.4 70.2 70.2
SDNN (ms) 28.7 51.7 51.7
pNN50 (%) 8.2 8.8 8.8
LFパワー (ms²) 120 1241 1241
HFパワー (ms²) 635 2314 2314

見逃した拍があると、1つの間隔が前後の約2倍に長くなります。 そのまま残すと、RMSSDは33.4 msから70.2 msに上がり、真の値の2.1倍になります。SDNNの変化はそれより小さくなります。

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5分間の教材用の記録にある、不良な拍1つです。ルールは、前後の間隔の中央値から250 msを超えて離れた間隔に印を付け、選んだ方法で修復します。補正の前後の数値を、きれいな記録と比べてみてください。

教材用の記録の最初の60秒間の拍と拍の間隔を示す折れ線で、仕込んだアーチファクトがスパイクとして現れ、印を付けた間隔に丸が付き、その上に補正後の線が重なっています。表には、きれいな記録、アーチファクトを残したままの記録、補正後の記録について、RMSSD、SDNN、pNN50、LFパワー、HFパワーと、印を付けた間隔の数が並びます。1つ目のボタン群では、見逃した拍、余分な拍、異所性拍動のいずれかを仕込むか、きれいな記録に戻せます。もう1つのボタン群では、補正方法(そのまま残す、削除、前後の平均、線形補間、3次スプライン)を選べます。見逃した拍をそのままにするとRMSSDはおよそ2倍になりますが、どの方法でも数%の差まで戻ります。

一日を通したアーチファクトを見るには、HRVラボを開き、「記録の問題」の日を選んでください。心臓から出る早い拍、ゆるんだストラップ、散歩やランニング中の動きのノイズが入っています。自分の記録を調べるには、間隔をHRV計算ツールに貼り付けてください。取り除いた拍が、時刻と理由つきで一覧になります。記録が時計やアプリの書き出しファイルの中にある場合は、まずRRコンバーターで間隔を取り出してください。記録ごとに、アーチファクトとみられる拍の割合も表示されます。

品質の限界と、デバイスが測定を見送る理由

補正がどこまでなら許容できるでしょうか。一つに決まった数値はありませんが、指針は同じ方向を向いています。

  • Kubios HRVは、補正された拍の数を5%未満にとどめることを勧めており、既定ではそれを超えると低品質のデータとして警告します。
  • 多くの研究者は、正常な間隔が少なくとも80%あることを求めています。発表された研究で編集された拍の割合は、1%から30%までさまざまです(Peltola, 2012)。
  • 2024年の心理生理学のガイドラインは、研究者に、削除または補正した拍の割合を報告することと、それが1%を超えたときは、編集によって結果が変わったかを検証することを促しています(Quigleyら, 2024)。

デバイスも同じ考え方で動いており、これが、いくつかの現象の説明になります。

時計やリングが睡眠中や安静時にHRVを測る理由。 光学センサーは、安静時には心電図とよく一致しますが、動いている間は一致がはるかに悪くなります(SchäferとVagedes, 2013)。そのため、ウェアラブルデバイスの多くは、夜の静かな時間帯か、座って静止した状態で自分が始めた測定から、HRVを取ります。

HRVが表示されない夜や空白の夜がある理由。 寝返りが多かった、バンドをゆるくつけていた、手が冷えていた場合、デバイスがきれいな拍の連なりを十分に見つけられないことがあります。メーカーが正確な規則を公表することはまれですが、よくできたデバイスは、推測に基づく数値を出さずに空白にします。

ストラップやアプリが測定を拒否する理由。 このサイトの胸部ストラップでHRVテストは、きれいな拍が40拍に満たない場合や、間隔の10%を超えて取り除く必要があった場合は、結果を表示しません。その際は、たとえば「誤りとみられる拍が多すぎました(拍の検出漏れや余分な拍)」のように理由を伝え、やり直し方も案内します。「カメラでHRVテスト」は、カメラの脈がよりノイズを含むため、20%まで許容しますが、きれいな脈波も求めます。

測定結果が受け入れられるように、次のことを守ってください。

  1. 座るか横になって静止し、測定の間ずっと黙っていてください。
  2. 普通に呼吸してください。
  3. 胸部ストラップの電極は湿らせ、胸の筋肉のすぐ下にぴったりつけてください。
  4. 時計やリングはぴったりつけ、手が冷たいときは先に温めてください。
  5. 測定が拒否されたら、一分待ってからもう一度測ってください。拒否は、たいてい測り方を反映しています。
  6. HRVは、数日から数週間の推移で判断してください。一つだけの変な値は、自分の変化より測定上の問題であることのほうが多いものです。

余分な拍が問題になるとき

HRVアプリやウェアラブルデバイスは、どんな種類の余分な拍だったか、またそれが問題かどうかを判断できません。ストラップが送るのは拍のタイミングだけで、心電図の波形ではありません。時計は余分な拍をまったく検出しないことも多くあります。余分な拍が頻繁にあると、HRVが急に高く見えることもあります。これはHRVが急に普段より高いのはなぜ?で説明しています。

脈が飛ぶ、ばたばたする、どきんと強く打つと感じる余分な拍は、よくあることで、通常は害がありません(NHS)。繰り返し出る、増えてきた、数分より長く続く、心臓の病気がある、または家族に心臓の問題がある場合は、医師に相談してください。動悸が治まらない場合や、胸の痛み、息切れ、気が遠くなる感じ、失神を伴う場合は、すぐに医療機関を受診してください。全項目はHRVで心臓の問題はわかる?のページにあります。これらの対応は、HRVがどうであっても変わりません。

よくある質問

アーチファクトと異所性拍動は何が違いますか?

アーチファクトは測定上の誤りです。デバイスが拍を検出し損ねた、拍でないものを数えた、動いている間に信号が途切れた、といったことを指します。異所性拍動(期外収縮)は、ふだん心臓のペースメーカーとして働く部位以外の場所で始まる実際の拍で、通常は早めに来ます。どちらも、正常な心拍リズムを反映しない間隔をつくります。そのため、HRVを計算する前に取り除くか補正します。

余分な拍は危険ですか?

通常は危険ではありません。25〜41歳の健康な成人2,048人を調べた研究では、69%が24時間の間に心室の早い拍を少なくとも一回経験していました。英国の国民保健サービス(NHS)は、動悸が繰り返し出る、増えてきた、数分より長く続く、心臓の病気がある、または家族に心臓の問題がある人の場合は、かかりつけ医に相談するよう勧めています。動悸が治まらない場合や、胸の痛み、息切れ、気が遠くなる感じ、失神を伴う場合は、すぐに医療機関を受診してください。

時計に、HRVが表示されない夜があるのはなぜですか?

手首のセンサーは、脈の一拍ごとのタイミングを取るために、静止している時間と皮膚との良好な接触が必要です。寝返りの多い夜やバンドがゆるいときは、信頼できる数値を計算するのに十分なきれいな拍が得られないことがあります。その場合、デバイスは推測で埋めず、空白にします。

補正された拍がどれだけあると多すぎますか?

一つに決まった上限はありません。広く使われているHRVソフトのKubiosは、補正された拍を5%未満に抑えることを勧めており、既定ではそれを超えると警告します。このサイトの「胸部ストラップでHRVテスト」は、取り除かれた間隔が10%を超えた場合や、きれいな拍が40拍に満たない場合は、結果を表示しません。

出典

  1. Role of editing of R–R intervals in the analysis of heart rate variability Frontiers in Physiology, 2012
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