Нормализованные единицы

Нормализованные единицы выражают мощность LF мощность LF Мощность LF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне 0,04–0,15 Гц, в мс²: ритмы, повторяющиеся каждые 7–25 секунд. Раньше её считали показателем симпатической активности, но теперь это оспаривают. Подробнее: Мощность LF и HF HF Мощность HF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне от 0,15 до 0,40 Гц, в мс²: это диапазон обычного дыхания. Отражает в основном вагусную активность при частоте дыхания от 9 до 24 вдохов в минуту. Подробнее: Мощность HF как доли их суммы, поэтому LF n.u. + HF n.u. = 100.

Зачем нужен этот показатель

Абсолютная мощность диапазонов у разных людей различается очень сильно: у одного мощность HF 100 мс², у другого 3000, и оба здоровы. Рабочая группа ESC и NASPE (Task Force, 1996) ввела нормализованные единицы, чтобы баланс между двумя диапазонами можно было сравнивать у разных людей и в разных условиях независимо от величины общей мощности. По её определению делят на общую мощность минус VLF VLF Мощность VLF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне от 0,003 до 0,04 Гц, в мс²: ритмы с периодом от 25 секунд до 5 минут. Нужна запись не короче 5 минут, а надёжнее всего оценивать её за 24 часа. Подробнее: Мощность VLF , а для 5-минутной записи это LF + HF. Shaffer и Ginsberg описывают ту же идею: абсолютная мощность каждого диапазона, делённая на сумму абсолютных мощностей LF и HF.

Формула

$$\mathrm{LF}_{\mathrm{nu}} = \frac{\mathrm{LF}}{\mathrm{LF}+\mathrm{HF}}\times 100,\qquad \mathrm{HF}_{\mathrm{nu}} = \frac{\mathrm{HF}}{\mathrm{LF}+\mathrm{HF}}\times 100$$

Разделите мощность каждого диапазона на сумму обоих и переведите в проценты. $\mathrm{LF}$ и $\mathrm{HF}$ — абсолютные мощности в мс². Так как две доли в сумме дают 100, LF n.u., HF n.u. и отношение LF/HF отношение LF/HF Отношение LF/HF Мощность LF, делённая на мощность HF; безразмерная величина. Её предлагали как показатель баланса симпатической и парасимпатической систем, но исследования показали, что надёжно она его не измеряет. Подробнее: Отношение LF/HF — три способа записать одно число: $\mathrm{LF}/\mathrm{HF} = \mathrm{LF}_{\mathrm{nu}} / \mathrm{HF}_{\mathrm{nu}}$.

Пример расчёта

Раскладываем ритм на части

Пять минут учебной записи

Мощность на каждой частоте, Гц Дыхание

VLFLFHF

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ULF

нужны 24 ч

VLF

3 мс²

LF

120 мс²

HF

635 мс²

Всего

758 мс²

LF n.u.

15,9

HF n.u.

84,1

LF/HF

0,19

Пик

0,250 Гц, HF

Покой, 15 вдохов в минуту (0,250 Гц), 5 минут, метод Welch после удаления тренда. Дыхательный пик находится на 0,250 Гц, в диапазоне HF, а волна давления около 0,1 Гц образует меньший пик в LF. LF/HF равно 0,19.

Покой Стресс С дрейфом Экстрасистолы

Частота дыхания 15 вдохов в минуту Длительность записи 5 минут

Welch (БПФ) Lomb–Scargle

Сначала удалить тренд (smoothness priors, λ = 500)

Элементы управления работают при включённом JavaScript.

Линейный график мощности по частоте от 0 до 0,5 Гц с закрашенными диапазонами VLF (0,003–0,04 Гц), LF (0,04–0,15 Гц) и HF (0,15–0,4 Гц) и меткой на частоте дыхания. Ниже выведены мощность ULF, VLF, LF, HF и общая мощность в мс², LF и HF в нормализованных единицах, отношение LF/HF и пиковая частота, затем предложение о том, что изменилось. Элементы управления: ползунок частоты дыхания от 5 до 20 вдохов в минуту, ползунок длительности записи, флажок удаления тренда, кнопки Welch и Lomb–Scargle и четыре кнопки предустановок для записи в покое, в состоянии стресса, с дрейфом или с экстрасистолами.

Пять минут учебной записи дают LF n.u. = 120 ÷ (120 + 635) × 100 = 15,9 и HF n.u. = 84,1. Замедлите дыхание до 7 в минуту, и LF n.u. вырастет до 99,5, потому что пик дыхания перешёл в диапазон LF. Теперь включите предустановку «Стресс»: LF n.u. покажет 39,9, на вид правдоподобную долю, хотя абсолютные мощности, из которых она получена, упали до малой доли значений в покое. Поэтому сама Task Force советует приводить нормализованные единицы вместе с абсолютными значениями.

Что на них влияет

Всё, что перемещает мощность между двумя диапазонами: прежде всего частота дыхания частота дыхания Частота дыхания Сколько вдохов вы делаете за минуту. Она сама по себе меняет ВСР: чем медленнее и глубже дыхание, тем больше размах колебаний от удара к удару, а при частоте ниже примерно 9 вдохов в минуту дыхательный пик переходит из диапазона HF в LF. Подробнее: Частота дыхания , затем поза и барорефлекс барорефлекс Барорефлекс Рефлекс, который от удара к удару удерживает артериальное давление, меняя пульс. Из-за задержки в самом рефлексе пульс повышается и снижается примерно каждые 10 секунд: это ритм 0,1 Гц в мощности LF. Подробнее: Барорефлекс . В сводном анализе коротких записей Nunan и коллег LF n.u. составляет 52 ± 10, а HF n.u. — 40 ± 10, причём каждое значение рассчитано по своему набору исследований, поэтому в сумме пара не даёт 100.

Когда они вводят в заблуждение

Когда их читают как показатель общей изменчивости, которую они по замыслу отбросили. Когда дыхание медленное или быстрое, потому что тогда доли измеряют дыхание. И всякий раз, когда две программы нормализуют по-разному: делят на LF + HF, на общую мощность минус VLF или на общую мощность вместе с VLF, что при той же записи даёт меньшие числа.

Где вы их увидите

У Task Force названия LF norm и HF norm, в n.u. Kubios HRV выводит «Normalized power» для LF и HF в n.u. рядом с абсолютными, логарифмическими и относительными значениями; многие приложения с полосой «баланса» показывают на ней соотношение LF n.u. и HF n.u. Типичный экран приложения для вариабельности сердечного ритма (ВСР) разбирает материал Что означают LF, HF, VLF и n.u. в приложении с ВСР?