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 （低周波）、 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 （高周波）、 VLF VLFパワー 0.003〜0.04 Hzの帯域にある心拍間隔の分散で、単位はms²です。25秒から5分ごとに繰り返すリズムを表します。少なくとも5分間の記録が必要で、24時間で読むのが最適です。 VLFパワーについてさらに詳しく （超低周波）は、心拍変動（HRV）スペクトルを三つに切り分けたものです。心拍の間隔の変動のうち、ゆっくり繰り返す部分（LF、7〜25秒ごと）、呼吸の速さで繰り返す部分（HF、2.5〜7秒ごと）、非常にゆっくり繰り返す部分（VLF、25秒から5分ごと）がそれぞれどれだけあるかを、ms²で表します。n.u.の数値は、LFとHFを両者の合計に対する百分率で表したものです。意味がはっきりしているのはHFで、迷走神経が生み出す呼吸のリズムです。LFは血圧の調節と呼吸が混ざったもので、LF/HF比は「バランス」を測るものではありません。
画面の読み解き
典型的な周波数パネルには、五つか六つの数値が並びます。このサイトの教材用の記録の五分間を使って、それぞれが何かを示します。この記録は合成データで、HFが優位になるよう意図的に作られており、ほとんどが呼吸による揺れです。そのため、LF/HFの0.19は、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）が実際の安静時の記録について挙げた1.5〜2.0を大きく下回っています。この列は、各数値の意味を知るためのものとして読み、基準値とは受け取らないでください。
| ラベル | 何か | 教材用の記録 | 読み方 |
|---|---|---|---|
| VLF | 0.003–0.04 Hzのパワー、ms² | 3 | 短い測定では大半がドリフト。最低でも5分必要 |
| LF | 0.04–0.15 Hzのパワー、ms² | 120 | 約0.1 Hzの血圧の波。呼吸が遅い場合は呼吸も含む |
| HF | 0.15–0.40 Hzのパワー、ms² | 635 | 呼吸のリズム。普通の呼吸数では迷走神経の活動 |
| トータルパワー（TP） トータルパワー（TP） スペクトルのすべての帯域のパワーの合計で、単位はms²です。心拍間隔の分散にあたります。5分間の記録ではVLF + LF + HF、24時間ではこれにULFが加わります。 トータルパワー（TP）についてさらに詳しく | VLF + LF + HF、ms² | 758 | 間隔の分散。ほぼSDNNの二乗 |
| LF n.u. 正規化単位（n.u.） LFパワーまたはHFパワーを、ms²ではなく、二つの合計（LF + HF）に対する割合で表したもの。二つは足すと必ず100になるため、合わせて一つの情報しか持ちません。 正規化単位（n.u.）についてさらに詳しく 、HF n.u. | それぞれをLF + HFに対する割合で表したもの、% | 15.9、84.1 | 一つの数値を二通りに書いたもの。合計は100 |
| LF/HF LF/HF比 LFパワーをHFパワーで割った値で、単位はありません。交感神経と副交感神経のバランスを示す目安として提案されましたが、研究ではそれを確実に測れないことが示されています。 LF/HF比についてさらに詳しく | LFをHFで割った値 | 0.19 | 同じ数値の三つめの表し方。交感神経のバランスではない |
| ピーク | もっとも高いピークの周波数、Hz | 0.250 | 呼吸数 呼吸数 1分あたりの呼吸の回数。呼吸数だけでもHRVは動きます。呼吸がゆっくり深くなると拍ごとの揺れが大きくなり、1分あたり約9回を下回ると、揺れはHF帯からLF帯へ移ります。 呼吸数についてさらに詳しく ÷ 60 |
帯域の境界は、1996年にTask Forceが定めました。パワーは分散なので、単位はミリ秒の二乗であり、人による数値のばらつきが大きいのもそのためです。Nunanらが統合した健康な人のHFの値は、平均657 ms²、標準偏差777でした。
試してみる：呼吸をゆっくりにする
リズムを分解する
教材用の記録から5分間
- ULF
- 24時間分の記録が必要
- VLF
- 3 ms²
- LF
- 120 ms²
- HF
- 635 ms²
- トータルパワー
- 758 ms²
- LF n.u.
- 15.9
- HF n.u.
- 84.1
- LF/HF
- 0.19
- ピーク
- 0.250 Hz, HF
休息十分、1分あたり15回（0.250 Hz）、5分、Welch法（トレンド除去後）。 呼吸のピークはHF帯の0.250 Hzにあり、約0.1 Hzの血圧の波が、LF帯の小さなピークになっています。LF/HFは0.19です。
JavaScriptをオンにすると操作できます。
0〜0.5 Hzの周波数に対するパワーの折れ線グラフです。VLF帯（0.003〜0.04 Hz）、LF帯（0.04〜0.15 Hz）、HF帯（0.15〜0.4 Hz）に色が付き、呼吸周波数の位置に印があります。表示欄には、ULF、VLF、LF、HF、トータルパワー（ms²）、正規化単位のLFとHF、LF/HF比、ピーク周波数が表示され、何が変わったかを説明する文が続きます。操作は、1分あたり5〜20回の呼吸数スライダー、記録時間スライダー、トレンド除去のチェックボックス、WelchまたはLomb–Scargleのボタン、そして休息十分、ストレス状態、ドリフトあり、異所性拍動ありの記録を選ぶ4つのプリセットボタンです。
教材用の記録は一分あたり15回の呼吸で、高いピークはHF帯のなかの0.250 Hzにあり、HF n.u.は84.1です。呼吸数を一分あたり7回までドラッグしてください。同じ呼吸のリズムが、今度はLF帯のなかの0.116 Hzに移ります。HFは635から19 ms²に下がり、LFは3462 ms²に上がり、LF/HFは0.19から186.8になります。この変化の大きさは合成データの記録に固有のもので、呼吸が帯域を離れるとHFにほとんど何も残りません。大事なのは変化の向きです。神経系は何も変わっていません。落ち着いている人のスペクトルをアプリが「ストレス」寄りに表示する理由で、もっともよくあるのは、ゆっくりした呼吸です。多くの人が、測定中にわざとそうしています。
各帯域の意味と、意味しないこと
HFは、息を吸うたびに心拍が速まり、吐くたびに遅くなる呼吸性洞性不整脈（ RSA 呼吸性洞性不整脈（RSA） 息を吸うと心拍数が上がり、吐くと下がる正常な変化。迷走神経が生み出し、安静時の心拍変動（HRV）の大きな部分を占めます。 呼吸性洞性不整脈（RSA）についてさらに詳しく ）で、迷走神経が生み出します。Task Forceとその後のレビューは、これを迷走神経活動の周波数領域の指標とみなしており、一分あたり9〜24回の呼吸であるかぎり有効です。呼吸が深くなると、迷走神経トーンが変わらなくても値は大きくなるため、この数値は生理と呼吸の習慣が混ざったものです。記録は約1分必要です。RMSSDは、同じ活動を時間領域で追います。RMSSDも呼吸によって変わりますが、呼吸のピークが帯域の境界のどちら側に来るかには左右されず、多くのウェアラブルデバイスが表示している数値です。
LFは、長年、 交感神経 交感神経系 自律神経系のうち「闘争・逃走反応」を担う系統です。心臓を速く、強く拍動させますが、作用が遅すぎて、拍ごとの心拍変動（HRV）を左右することはできません。 交感神経系についてさらに詳しく （「闘争・逃走反応」）の活動とみなされてきました。この見方は検証に耐えませんでした。安静時のLFは、血圧を安定させる回路である圧受容器反射を反映し、神経系の両方の系統がそれに関わっています。Billmanの2013年のレビューは、LFと交感神経活動との関係はきわめて乏しいことを示しました。記録は約2分必要です。
VLFには非常にゆっくりした波が含まれ、その起源はいまも議論されています。体温調節、ホルモン、心臓固有の神経系が候補です。24時間の記録では、心筋梗塞の後の転帰を、LFやHFよりよく予測します。5分間の記録では、大半が心拍数のドリフトの大きさを表します。それより短い記録から得たものは、ノイズです。
**正規化単位（n.u.）**は、LFとHFを両者の合計で割った値です。これにより、絶対的なパワーに見られる人による大きな違いが取り除かれ、二つの帯域の間の比率が残ります。アプリがこれをゲージに使いたがるのは、そのためです。ただし、二つの割合の合計は常に100になるため、LF n.u.、HF n.u.、LF/HFは、一つの情報を三通りに書いたものです。Task Force自身の助言は、絶対値とともに示し、単独では示さないことです。
LF/HFは、交感神経・迷走神経のバランスを表すものとして作られました。Billmanの結論は、この比は健康な状態でも病気でもバランスを定量化できないというものです。上の呼吸の実験が理由の一つを示しています。この比は、ほかの何よりも呼吸数に反応します。
アプリによって数値が食い違う理由
どのプログラムも、間隔をリサンプリングし（通常は4 Hz）、トレンドを除去し、時系列を窓に切り分けて変換します。そのどの選択も、帯域のパワーを変えます。Kubios HRVはWelch法を使い、トレンドを除去する方法としてsmoothness priors法を用います。代替として自己回帰モデルとLomb–Scargleピリオドグラムを用意しています。Elite HRVはWelch法を使い、5分の記録を求めます。Elite HRV自身のヘルプページは、設定やアーチファクトの扱いの小さな違いが、周波数の結果に大きな違いを生むと警告しています。同じ拍に対して、どちらも間違っていないのに二つのプログラムの結果が食い違うことがあります。周波数の数値は、一つのアプリ、一つの記録時間、一つの呼吸パターンのなかでだけ比べてください。
使い方
HF、できればRMSSDを見て、呼吸数を書き留めてください。ゆっくり呼吸したセッションの後に、アプリの「バランス」ゲージがストレス寄りに傾いたなら、それが報告しているのは呼吸です。多くのアプリが表示する時間領域の数値については、レッスンRMSSD、SDNN、lnRMSSDの解説から読み始めてください。用語集のLFパワー、HFパワー、正規化単位、VLFパワーのページで、それぞれをさらに詳しく説明しています。