VLF 파워

VLF 파워는 0.003~0.04 Hz에 들어가는 박동 간격의 분산으로, 단위는 ms²입니다. 한 주기를 도는 데 25초에서 약 5분이 걸리는 파동입니다.

이 지표가 있는 이유

유럽심장학회와 북미 심박조율·전기생리학회의 태스크포스(Task Force, 1996)는 이 대역의 경계를 정하고 이름을 붙였지만, 의미에 대해서는 신중했습니다. 짧은 기록에서 VLF는 “의심스러운 지표”여서 5분 스펙트럼을 해석할 때는 피해야 한다고 했습니다. 관심은 24시간 연구에서 생겼습니다. Bigger 연구진은 심근경색 이후 715명을 추적해, 가장 느린 두 대역인 ULF와 VLF가 LF와 HF보다 사망과 더 강하게 관련되어 있고, VLF가 모든 원인에 의한 사망보다 부정맥에 의한 사망과 더 강하게 관련된 유일한 지표임을 확인했습니다. Shaffer, McCraty, Zerr의 2014년 리뷰는 VLF가 LF와 HF보다 모든 원인에 의한 사망과 더 강한 연관성을 보인다고 보고합니다.

이 리듬을 무엇이 만드는지는 덜 분명합니다. 리뷰에 나오는 후보는 체온 조절, 레닌-안지오텐신 호르몬계, 신체 활동, 심장 자체의 내재 신경계입니다. 부교감신경을 차단하면 거의 사라지고, 교감신경 교감신경 교감신경계 자율신경계에서 ‘투쟁-도피 반응’을 맡는 갈래입니다. 심장을 빠르게 뛰게 하고 더 세게 수축시키지만, 작용이 느려서 박동 간 심박변이도(HRV)를 만들어 내지는 못합니다. 교감신경계 더 알아보기 활동이 그 크기를 정하는 것으로 보입니다.

계산식

$$\mathrm{VLF} = \int_{0.003}^{0.04} P(f)\,\mathrm{d}f$$

0.003에서 0.04 Hz까지 모든 주파수 $f$에 걸쳐 파워 스펙트럼 밀도 $P(f)$(단위는 ms²/Hz)를 더합니다. 5분 기록에서는 이 대역에 주파수 빈이 몇 개밖에 들어가지 않아 추정이 거칠습니다.

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.

오 분짜리 교육용 기록에서 VLF 파워는 3 ms²입니다. 기록의 느린 드리프트 성분이 변환 전에 추세 제거로 없어지기 때문입니다. ‘드리프트 있음’ 프리셋으로 바꾸고 추세 제거를 끄면 VLF는 179 ms²가 되는데, 그 거의 전부는 평균값이 서서히 이동한 것이 가장 낮은 주파수 빈으로 새어 든 것입니다. 다시 켜면 2 ms²로 떨어집니다. 어느 쪽이 “맞는” 값인지는 그 드리프트가 리듬이었는지 추세였는지에 달려 있는데, 5분 기록에서는 어떤 프로그램도 이를 구분하지 못합니다.

무엇이 값을 바꾸는가

24시간 기록에서는 활동, 식사, 체온 조절, 호르몬, 수면입니다. 짧은 기록에서는 대부분 기록 중 심박수가 서서히 변한 정도와 분석 설정입니다. Shaffer와 Ginsberg는 VLF에 최소 5분이 필요하고 24시간에 걸쳐 모니터링하는 것이 가장 좋다고 하며, 초단시간 기록의 최소 길이로는 270초가 제안되었습니다.

오해하기 쉬운 경우

5분보다 짧은 기록에서는 언제나 그렇습니다. 느린 파동이 한 주기도 채우지 못하기 때문입니다. 추세 제거를 하지 않은 짧은 기록에서도 언제나 그렇습니다. 이때 VLF는 대부분 추세입니다. 프로그램의 추세 제거 추세 제거 추세 제거 스펙트럼을 계산하기 전에 박동 간격 시계열에서 느린 드리프트를 없애는 작업입니다. 드리프트가 가장 낮은 주파수에 가짜 파워로 쌓이는 것을 막습니다. 추세 제거 더 알아보기 차단 주파수가 이 대역 안에 있을 때도 그렇습니다. Kubios가 기본으로 쓰는 smoothness priors 방법(Tarvainen 연구진, 2002)은 고역 통과 필터처럼 작동하고, Kubios의 안내서는 기본 설정이 0.04 Hz 미만 파워의 대부분을 일부러 제거한다고 밝힙니다. HRV 소프트웨어에서 흔한 λ = 500 설정과 4 Hz 리샘플링에서는 필터의 차단 주파수가 0.035 Hz 근처가 됩니다. 한 프로그램의 VLF는 다른 프로그램의 VLF와 같지 않습니다.

어디서 볼 수 있는가

Task Force가 쓴 이름이 VLF입니다. Kubios HRV는 VLF의 피크 주파수 피크 주파수 피크 주파수 심박변이도(HRV) 스펙트럼의 한 대역에서 파워가 가장 높은 주파수이며 단위는 Hz입니다. HF 피크는 보통 호흡수이고, LF 피크는 보통 0.1 Hz 근처입니다. 피크 주파수 더 알아보기 , 절대 파워, 로그 파워, 상대 파워를 표시하지만, 일반 소비자용 앱은 거의 보여 주지 않습니다. 직접 계산하려면 5분 이상의 기록을 구해 그 내보내기 파일을 RR 변환기에 넣으세요. 박동을 Kubios 텍스트로 바꿔 줍니다. 24시간 기록에서는 SDNN SDNN SDNN 기록에 들어 있는 모든 NN 간격의 표준편차로, 단위는 ms입니다. 전반적인 변동을 나타내며, 값이 기록 시간의 길이에 크게 좌우됩니다. SDNN 더 알아보기 지수가 거의 같은 것을 따라갑니다. 내 HRV 앱의 LF, HF, VLF, nu는 무슨 뜻일까?에서 대표적인 앱 화면을 풀이합니다.