Общая мощность

Общая мощность — сумма мощностей всех диапазонов спектра вариабельности сердечного ритма (ВСР) в мс². Это дисперсия ряда интервалов, выраженная через частоты.

Зачем нужен этот показатель

Спектр распределяет одну общую величину по частотам, и Рабочая группа ESC и NASPE (Task Force, 1996) включила эту величину в список как отдельный показатель: дисперсию NN-интервалов за время записи в полосе частот до 0,4 Гц. Это аналог SDNN SDNN SDNN Стандартное отклонение всех NN-интервалов записи, в миллисекундах. Показывает общую вариабельность; его значение сильно зависит от длительности записи. Подробнее: SDNN в частотной области: SDNN — квадратный корень из той же дисперсии. Shaffer, McCraty и Zerr отмечают, что в 24-часовых записях SDNN сильно коррелирует с ULF ULF Мощность ULF Дисперсия интервалов между ударами ниже 0,003 Гц, в мс²: ритмы медленнее одного цикла за 5 минут, включая смену дня и ночи. Измерить её можно только по 24-часовой записи. Подробнее: Мощность ULF и общей мощностью. Главная роль общей мощности — служить знаменателем: чтобы получить относительную мощность, на неё делят мощность каждого диапазона, а для нормализованных единиц LF 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 делят на общую мощность за вычетом 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 .

Формула

$$\mathrm{TP} = \mathrm{ULF} + \mathrm{VLF} + \mathrm{LF} + \mathrm{HF} = \int_{0}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f$$

Сложите мощности четырёх диапазонов или просуммируйте спектральную плотность мощности $P(f)$ по всем частотам $f$ до 0,40 Гц. В короткой записи диапазона ULF нет, поэтому общая мощность равна VLF + LF + HF.

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 3 + 120 + 635 = 758 мс². SDNN тех же интервалов равен 28,7 мс, а 28,7² — это около 826 мс². Два значения близки по величине, но не совпадают точно: перед расчётом спектра из ряда удалили тренд и применили оконную функцию, а SDNN считали без этого. Выберите запись «С дрейфом», отключите удаление тренда удаление тренда Удаление тренда Удаление медленного дрейфа из ряда интервалов между ударами до расчёта спектра, чтобы дрейф не превратился в ложную мощность в самых низких частотах. Подробнее: Удаление тренда и посмотрите, как общая мощность растёт вместе с мощностью VLF.

Что на неё влияет

Всё, что влияет на любой из диапазонов: дыхание, 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 , медленные дрейфы, а в течение суток — активность и сон. В таблице Task Force для стационарной 5-минутной записи в положении лёжа приведено значение 3466 ± 1018 мс²; там же предупреждают, что эти нормативные значения получены частично в небольших исследованиях и лишь приблизительны. Как и любая абсолютная мощность, общая мощность распределена асимметрично, поэтому в статьях часто приводят её логарифм.

Когда она вводит в заблуждение

Как и SDNN, она зависит от длительности записи, а ещё от удаления тренда в программе: чем больше медленного тренда убрано, тем меньше общая мощность. Две программы дадут разную общую мощность по одним и тем же ударам. Общая мощность ничего не говорит о том, в каком диапазоне сосредоточена мощность, а ради этого диапазоны и выделяют.

Где вы её увидите

В Task Force она называется общей мощностью (total power) и измеряется в мс². Kubios HRV использует её как знаменатель столбца «относительная мощность» и приводит для каждого метода. В материале что означают LF, HF, VLF и n.u. в приложении с ВСР разобран типичный экран приложения.