ULF 파워

ULF 파워는 0.003 Hz 미만, 곧 5분에 한 번 정도보다 느리게 순환하는 모든 변동에서 나오는 박동 간격의 분산으로, 단위는 ms²입니다.

이 지표가 있는 이유

하루 전체의 스펙트럼에는 5분 기록으로는 볼 수 없는 리듬이 들어 있습니다. 깨어 있을 때와 잘 때 사이의 심박수 오르내림, 몇 시간씩 이어지는 활동과 휴식, 식사와 호르몬이 그렇습니다. 유럽심장학회와 북미 심박조율·전기생리학회의 태스크포스(Task Force, 1996)의 24시간 표는 이 가장 느린 대역에 독립된 이름을 붙였습니다. Bigger 연구진이 1992년에 심근경색 이후 715명을 대상으로 한 연구에서는 ULF가 네 해 동안의 사망을 예측하는 스펙트럼 지표 가운데 가장 강력했고, VLF VLF VLF 파워 0.003~0.04 Hz 대역에서 심장 박동 간격의 분산으로, 단위는 ms²입니다. 25초에서 5분 주기로 반복되는 리듬이며, 최소 5분 기록이 필요하고 24시간에 걸쳐 읽는 것이 가장 좋습니다. VLF 파워 더 알아보기 , LF LF LF 파워 0.04~0.15 Hz 대역, 곧 7~25초마다 반복되는 리듬에 들어가는 심장 박동 간격의 분산이며 단위는 ms²입니다. 한때 교감신경 활동으로 읽혔지만 지금은 논란이 있습니다. LF 파워 더 알아보기 , HF보다 앞섰습니다. Shaffer와 Ginsberg는 일주기 일주기 일주기 리듬 몸의 24시간 시계입니다. 밤에는 낮보다 심박수가 낮고 미주신경 활동을 반영하는 심박변이도(HRV)는 높으므로, 측정값은 같은 시간대에 측정했을 때에만 비교할 수 있습니다. 일주기 리듬 더 알아보기 리듬을 가장 유력한 주된 요인으로 꼽고, 심부 체온, 대사, 레닌-안지오텐신계가 기여할 가능성이 있다고 봅니다. 두 자율신경 갈래가 여기에 더해지는지는 논란이 있습니다.

계산식

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

0.003 Hz 미만의 모든 주파수 $f$에 걸쳐 파워 스펙트럼 밀도 $P(f)$(단위는 ms²/Hz)를 더합니다. 이 대역에 들어가는 가장 빠른 파동이 한 주기를 도는 데 약 5.6분이 걸립니다. 대역 안의 변화를 구분하려면 기록이 그보다 여러 배 길어야 하며, 그래서 Task Force는 ULF를 24시간 기록에만 씁니다.

계산 예시

리듬을 성분별로 나누기

교육용 기록 5분

주파수별 파워, Hz 호흡

VLFLFHF

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

ULF

24시간 필요

VLF

3 ms²

LF

120 ms²

HF

635 ms²

총 파워

758 ms²

LF n.u.

15.9

HF n.u.

84.1

LF/HF

0.19

피크

0.250 Hz, HF

충분한 휴식, 호흡 분당 15회(0.250 Hz), 기록 시간 5분, 추세 제거 후 Welch 방법. 호흡 피크는 HF 대역의 0.250 Hz에 있고, 약 0.1 Hz의 혈압 파동이 더 작은 LF 피크로 나타납니다. LF/HF는 0.19입니다.

충분한 휴식 스트레스 상태 드리프트 있음 이소성 박동 있음

호흡수 분당 15회 기록 시간 5분

Welch(FFT) Lomb–Scargle

먼저 추세 제거(smoothness priors, λ = 500)

JavaScript를 켜면 조작 도구가 작동합니다.

0~0.5 Hz의 주파수별 파워를 나타낸 선 그래프로, VLF(0.003~0.04 Hz), LF(0.04~0.15 Hz), HF(0.15~0.4 Hz) 대역에 음영이 표시되어 있고 호흡 주파수에 표시가 있습니다. 수치 표시에는 ULF, VLF, LF, HF, 총 파워(ms²), 정규화 단위의 LF와 HF, LF/HF 비, 피크 주파수가 나오고, 그 뒤에 무엇이 바뀌었는지 설명하는 문장이 이어집니다. 조작 도구는 분당 5~20회의 호흡수 슬라이더, 기록 시간 슬라이더, 추세 제거 확인란, Welch와 Lomb–Scargle 버튼, ‘충분한 휴식’, ‘스트레스 상태’, ‘드리프트 있음’, ‘이소성 박동 있음’ 기록의 프리셋 버튼 네 개입니다.

대화형 그래프는 교육용 기록의 5분을 분석하므로 ULF 표시는 ‘needs 24 h’입니다. 5분 스펙트럼에는 0.003 Hz 미만의 주파수 빈이 없고, 기록보다 느린 것은 변환 전에 추세로 제거되기 때문입니다. 이 그래프가 제공하는 가장 긴 기록도 필요한 길이보다 여전히 백 배 짧습니다. 24시간 기록에서는 5분 평균의 표준편차인 SDANN이 같은 느린 변화를 따라가며 훨씬 쉽게 계산됩니다.

무엇이 값을 바꾸는가

하루의 모양입니다. 수면과 깨어 있을 때, 책상 앞에 있을 때와 걸을 때 사이에 심박수가 얼마나 다른지가 그렇습니다. 교대 근무, 잠을 못 잔 밤, 침대에서 보낸 하루는 값을 바꿉니다. 호흡에 따른 박동 간 흔들림은 값을 바꾸지 않습니다.

오해하기 쉬운 경우

프로그램이 짧은 기록에 ULF 값을 표시하는 경우는 모두 해당합니다. 그 값은 리듬이 아니라 추세입니다. 24시간 지표가 모두 그렇듯 그날 무엇을 했는지에 좌우되므로, 하루의 값을 다른 사람의 값이나 다르게 보낸 내 다른 날의 값과 비교할 수 없습니다.

어디서 볼 수 있는가

Task Force의 24시간 표에 ULF가 올라 있습니다. Kubios HRV의 단기 분석은 VLF까지만 다룹니다. 홀터 소프트웨어와 24시간 기록을 다룬 연구 논문이 이 값을 보고하며, 로그값으로 제시하는 경우가 많습니다. 웨어러블 기기에서는 표시되지 않습니다.