Évaluation d'une respiration profonde d'une minute et sa relation avec les mesures VRC de 24 heures

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Évaluation d'une respiration profonde d'une minute et sa relation avec les mesures VRC de 24 heures

Auteurs: Rollin McCraty¹, Mike Atkinson¹, Joe Dispenza²

¹ Institut de HeartMath, Californie,   ² Encephalon Inc., WA, États-Unis

Abstrait

La variabilité de la fréquence cardiaque (VRC), le changement des intervalles de temps entre les battements cardiaques adjacents, est une propriété émergente des systèmes de régulation interdépendants qui fonctionnent à différentes échelles de temps pour s'adapter aux défis environnementaux et psychologiques. Une faible VRC ajustée en fonction de l'âge a également été confirmée comme un prédicteur puissant et indépendant des futurs problèmes de santé chez les personnes en bonne santé et chez les patients atteints d'un large éventail de maladies et en corrélation avec la mortalité toutes causes confondues. Les enregistrements de VRC sur 24 heures sont considérés comme la «norme d'or» et ont un plus grand pouvoir prédictif sur les risques pour la santé que les enregistrements à court terme. Cependant, il n'est pas toujours pratique ou rentable d'obtenir des enregistrements VRC 24 heures sur XNUMX, et les enregistrements à court terme sont largement utilisés dans la recherche et les applications cliniques depuis de nombreuses années.

Cette étude a examiné les corrélations entre une période d'état de repos de 10 minutes, un protocole de respiration profonde rythmée de 1 minutes, la réponse de la préhension et les mesures de 24 heures de VRC chez 28 individus sains. Sur la base des résultats de l'étude initiale, l'étude principale a examiné les corrélations entre l'évaluation de la respiration profonde rythmée de 1 minutes et les mesures de 24 heures dans une population générale de 805 individus. Dans l'ensemble, les résultats des études tendent à dire que l'évaluation de la respiration profonde rythmée de 1-minute présentait des corrélations élevées avec les mesures de VRC à médiation vagale de 24 heures et avec une puissance à très basse fréquence.

Les résultats de cette étude suggèrent que le protocole de respiration profonde à rythme d'une minute est une évaluation idéale à court terme qui peut être utilisée dans un contexte de dépistage des risques pour la santé. Lorsque de faibles valeurs sont observées, il est recommandé de procéder à une évaluation de 1 heures.

Mots clés: VRC, variabilité de la fréquence cardiaque, évaluation des risques, respiration profonde


Introduction

L'enquête sur les rythmes complexes du cœur ou ce que l'on appelle maintenant la variabilité de la fréquence cardiaque (VRC) (Donald H. Singer et coll., 1988) s'est rapidement développée ces dernières années. Les fluctuations battements à battements de la fréquence cardiaque résultent d'interactions complexes et non linéaires entre un certain nombre de systèmes physiologiques différents. La VRC est donc considérée comme une mesure de la fonction neurocardiaque qui reflète les interactions cœur-cerveau et la dynamique du système nerveux autonome (SNA) (R. McCraty, Atkinson, Tomasino et Bradley, 2009; F. Shaffer, McCraty et Zerr, 2014). Un niveau optimal de VRC reflète une fonction saine et une capacité d'autorégulation, une adaptabilité ou une résilience inhérentes (FC Geisler, Kubiak, Siewert et Weber, 2013; R. McCraty et coll., 2009; R. McCraty, Childre, D, 2010; R McCraty et Zayas, 2014; Reynard, Gevirtz, Berlow, Brown et Boutelle, 2011; Segerstrom et Nes, 2007; Chanteur DH, 2010) Si une trop grande instabilité, comme les arythmies, nuit au bon fonctionnement, une trop faible variation indique un épuisement du système lié à l'âge, un stress chronique, une pathologie ou un fonctionnement inadéquat à divers niveaux des systèmes de contrôle autorégulateurs (Camm et coll., 1996; Donald H. Singer et coll., 1988; Thayer, Hansen, Saus-Rose et Johnsen, 2009). Il a été clairement démontré que la VRC diminue avec l'âge et les valeurs ajustées selon l'âge doivent être utilisées dans le contexte de la prédiction des risques (Umetani, chanteur, McCraty et Atkinson, 1998).

Une VRC réduite s'est avérée être un facteur de risque de décès post-infarctus du myocarde plus élevé que les autres facteurs de risque connus (Wolf, Varigos, Hunt et Sloman, 1978), et peut prédire la neuropathie autonome chez les patients diabétiques avant l'apparition des symptômes (Braune et Geisendorfer, 1995; D. Ewing, Campbell et Clarke, 1976; Vinik, Maser, Mitchell et Freeman, 2003). Une faible VRC ajustée en fonction de l'âge a également été confirmée comme un prédicteur puissant et indépendant des futurs problèmes de santé chez les personnes en bonne santé et chez les patients atteints d'un large éventail de maladies et en corrélation avec la mortalité toutes causes (Dekker et coll., 1997; Tsuji et al., 1994). Un certain nombre d'études ont montré qu'une VRC réduite est associée à des mesures de l'inflammation chez des sujets sans maladie cardiaque apparente (Sajadieh et coll., 2004). Une VRC réduite est également observée chez les patients souffrant de dysfonctionnement autonome, d'anxiété, de dépression, d'asthme et de mort subite du nourrisson (Agelink, Boz, Ullrich et Andrich, 2002; Carney et coll., 2001; Cohen et Benjamin, 2006; Kazuma, Otsuka, Matsuoka et Murata, 1997).

La VRC indique également une résilience psychologique et une flexibilité comportementale, reflétant la capacité d'un individu à s'autoréguler et à s'adapter efficacement à l'évolution des demandes sociales ou environnementales (Beauchaine, 2001; Berntson, Norman, Hawkley et Cacioppo, 2008). Un nombre croissant d'études a spécifiquement lié la VRC à médiation vagale à la capacité d'autorégulation, (F. Geisler et Kubiak, 2009; Reynard et coll., 2011; Segerstrom et Nes, 2007) régulation émotionnelle, (Appelhans et Luecken, 2006; F. Geisler, Vennewald, Kubiak et Weber, 2010) interactions sociales, (FC Geisler et al., 2013; Smith et al., 2011) son sens de la cohérence (Nasermoaddeli, Sekine et Kagamimori, 2004) et les traits de caractère de la personnalité de l'auto-direction (Zohar, Cloninger et McCraty, 2013) et les styles d'adaptation (Ramaekers, Ector, Demyttenaere, Rubens et Van de Werf, 1998).

Plusieurs études ont montré une association entre des niveaux plus élevés de VRC au repos à médiation vagale et des performances cognitives sur des tâches nécessitant l'utilisation de fonctions exécutives (Thayer et al., 2009). Thayer a montré que la VRC à médiation vagale est corrélée à la performance corticale préfrontal et à la capacité d'inhiber les souvenirs indésirables et les pensées intrusives, et que le cortex préfrontal peut être mis «hors ligne» lorsque les individus sont stressés ou menacés. Thayer a également montré qu'une inactivité préfrontale prolongée peut entraîner une hypervigilance, une attitude défensive et un isolement social (Thayer et al., 2009).


Analyse HRV

La quantité de VRC d'un individu peut être évaluée à l'aide de diverses approches analytiques, bien que les plus couramment utilisées soient l'analyse du domaine fréquentiel (densité spectrale de puissance) et l'analyse du domaine temporel. Les interactions entre l'activité neuronale autonome, la pression artérielle, les systèmes de contrôle respiratoire et de niveau supérieur et les facteurs environnementaux produisent des rythmes à court et à long terme dans les mesures de la VRC (Alabdulgader et coll., 2018; 1996; Hirsch et Bishop, 1981; R McCraty et coll., 2017; R. McCraty et coll., 2009). Comme il existe un certain nombre d'examens récents concernant les mécanismes physiologiques et l'interprétation du VRC, seul un bref résumé sera fourni ici (Ernst, 2017; Fatisson, Oswald et Lalonde, 2016; Laborde, Mosley et Thayer, 2017; F. Shaffer et coll., 2014).


Domaine de fréquence Dimensions

Le principal avantage de l'analyse spectrale est qu'elle fournit à la fois des informations de fréquence et d'amplitude sur les rythmes spécifiques qui existent dans la forme d'onde HRV, fournissant un moyen de quantifier ces oscillations sur une période donnée. Le groupe de travail international a normalisé les oscillations du rythme cardiaque en quatre bandes de fréquences principales: haute fréquence (HF), basse fréquence (LF), très basse fréquence (VLF) et ultra-basse fréquence (ULF) (Camm et coll., 1996). Les valeurs sont exprimées en tant que densité spectrale de puissance, qui est l'aire sous la courbe (pic) dans une bande passante donnée du spectre (R McCraty et Shaffer, 2015).

La plage HF va de 0.15 Hz à 0.4 Hz, ce qui équivaut à des rythmes avec des périodes qui se produisent entre 2.5 et 7 secondes. Cette bande reflète l'activité parasympathique ou vagale et est fréquemment appelée bande respiratoire car elle correspond aux variations de la fréquence cardiaque (FC) liées au cycle respiratoire appelé arythmie sinusale respiratoire.

La gamme LF est comprise entre 0.04 et 0.15 Hz, ce qui équivaut à des rythmes ou des modulations avec des périodes qui se produisent entre 7 et 25 secondes. Cette région reflète principalement l'activité des barorécepteurs au repos (Alberto Malliani, 1995). Dans les enregistrements ambulatoires de VRC de 24 heures, il a été suggéré que la bande LF reflète l'activité sympathique et le rapport LF / HF a été utilisé de manière controversée pour évaluer l'équilibre entre l'activité sympathique et parasympathique (A. Malliani, Lombardi, Pagani et Cerutti, 1994; Pagani, Lombardi et Guzzette, 1986; Pal et al., 2013). Cependant, un certain nombre de chercheurs ont contesté cette perspective et ont fait valoir de manière convaincante que dans des conditions de repos, la bande LF ne reflète que l'activité baroréflexe et non l'innervation sympathique cardiaque.^{40, 71, 96, 105-107} Dans les enregistrements ambulatoires à long terme, la bande LF se rapproche assez de l'activité sympathique lorsqu'une activité sympathique accrue se produit (Axelrod, Lishner, Oz et al, 1987). Cependant, cette interprétation est inappropriée lorsque des enregistrements de repos à court terme sont utilisés (R McCraty et Shaffer, 2015). 

Le VLF est la puissance comprise entre 0.0033 et 0.04 Hz, ce qui équivaut à des rythmes ou des modulations avec des périodes comprises entre 25 et 300 secondes. Bien que toutes les mesures sur 24 heures de la VRC reflétant une VRC faible soient liées à un risque accru de résultats indésirables, la bande VLF a des associations plus fortes avec la mortalité toutes causes que les bandes LF et HF (Hadase et coll., 2004; Schmidt et al., 2005; Tsuji et al., 1996; Tsuji et al., 1994). Des preuves expérimentales suggèrent que le rythme VLF est intrinsèquement généré par le système nerveux cardiaque intrinsèque du cœur et que l'amplitude et la fréquence de ces oscillations sont modulées par l'activité sympathique efférente (R McCraty et Shaffer, 2015).

La plage ULF tombe en dessous de 0.0033 Hz (333 secondes ou 5.6 minutes). Les oscillations circadiennes de la fréquence cardiaque sont la principale source de ce rythme, bien que d'autres processus de régulation à action très lente ajoutent à la puissance dans cette bande (Camm et coll., 1996).


Mesures du domaine temporel

Les indices du domaine temporel quantifient la quantité de variance dans les intervalles inter-battements (IBI) à l'aide de mesures statistiques. Les trois mesures du domaine temporel les plus fréquemment rapportées sont le SDNN, l'index SDNN et le RMSSD. Le SDNN est l'écart type des intervalles inter-battements initiés par un sinus normal à normal (NN) mesurés en millisecondes. Cette mesure reflète le flux et le reflux de tous les facteurs qui contribuent à la VRC. Dans les enregistrements de 24 heures, le SDNN est fortement corrélé avec l'ULF et la puissance totale (Umetani et coll., 1998). Dans les enregistrements au repos à court terme, la source principale de la variation est à médiation vagale. L'indice SDNN est la moyenne des écarts-types de tous les intervalles NN pour chaque segment de 5 minutes. Par conséquent, cette mesure estime uniquement la variabilité due aux facteurs affectant la VRC sur une période de 5 minutes. Dans les enregistrements HRV de 24 heures, il est calculé en divisant d'abord l'enregistrement de 24 heures en 288 segments de cinq minutes, puis en calculant l'écart type de tous les intervalles NN contenus dans chaque segment. L'indice SDNN est la moyenne de ces 288 valeurs (Camm et coll., 1996). Cette mesure a tendance à être corrélée à la puissance VLF sur une période de 24 heures (F. Shaffer et coll., 2014).

Le RMSSD est la racine carrée moyenne des différences successives entre les battements cardiaques normaux. Cette valeur est obtenue en calculant d'abord chaque différence de temps successive entre les battements cardiaques en millisecondes. Ensuite, chacune des valeurs est mise au carré et le résultat est la racine carrée de la moyenne de toutes les différences successives au carré. Le RMSSD reflète la variance battement à battement de la fréquence cardiaque et est la principale mesure du domaine temporel utilisée pour estimer les changements à médiation vagale reflétés dans la VRCCamm et coll., 1996). Le RMSSD est corrélé à la puissance HF (F. Shaffer et coll., 2014).

La plage de fréquence cardiaque moyenne (MHRR) est calculée en faisant la moyenne des différences entre la fréquence cardiaque maximale pendant l'inspiration et la fréquence cardiaque minimale pendant l'expiration pour chaque cycle respiratoire sur la durée du test d'une minute, généralement 1 à 5 respirations. L'intervalle moyen entre les battements (MIBIR) est calculé de la même manière que la MHHR en utilisant uniquement les intervalles entre les battements en millisecondes. Cela évite l'influence potentielle de la transformation de la vitesse en battements par minute utilisée dans le calcul de la MHHR.

Le rapport expiratoire / inspiratoire (rapport E: I) est le rapport de l'intervalle RR le plus long pendant l'expiration à l'intervalle RR le plus court pendant l'inspiration. La moyenne des ratios pour chaque cycle respiratoire sur la durée du test d'une minute a été utilisée dans cette étude.


Longueurs d'enregistrement

Les durées d'enregistrement VRC peuvent être obtenues sur des périodes allant de 1 minute à quelques semaines, bien que la durée d'enregistrement à court terme la plus courante soit de 5 minutes, tandis que la période à long terme la plus courante est de 24 heures. La durée de la période d'enregistrement affecte considérablement les valeurs de HRV (Laborde et coll., 2017) et il est inapproprié de comparer les mesures de la VRC lorsqu'elles sont obtenues à partir de différentes longueurs d'enregistrement (Fred Shaffer et Ginsberg, 2017). De plus, le contexte dans lequel l'enregistrement est effectué affecte également de manière significative les valeurs, telles que l'état de repos ou ambulatoire, assis ou couché sur le dos. Des enregistrements de VRC sur 24 heures doivent être obtenus pour fournir une évaluation complète des fluctuations VL F et ULF (Kleiger, Stein et Bigger, 2005).

De toute évidence, des périodes d'enregistrement plus longues fournissent plus d'informations sur la fonction autonome, l'état de santé, les réactions au stress et les influences environnementales que ce qui est possible dans les enregistrements à court terme. Par exemple, la fréquence cardiaque (FC) sur 24 heures, les réponses aux facteurs de stress, les charges de travail et différents aspects des rythmes circadiens, les différences de FC jour-nuit, les cycles veille-sommeil, l'activité de rêve, etc. ne peuvent être observés que sur 24 heures. enregistrements. Ainsi, les enregistrements de la VRC sur 24 heures sont considérés comme la «norme de référence» pour l’évaluation clinique de la VRC (Fred Shaffer et Ginsberg, 2017) et ont un plus grand pouvoir prédictif ou un plus grand risque pour la santé que les enregistrements à court terme (L. Fei, X. Copie, M. Malik et AJ Camm, 1996; Kleiger et coll., 2005; Nolan et al., 1998), qui ne correspondent généralement pas bien aux enregistrements de 24 heures (Lü Fei, Xavier Copie, Marek Malik et A John Camm, 1996).

Bien entendu, il n'est pas toujours pratique ou rentable d'obtenir des enregistrements VRC 24 heures sur XNUMX dans des contextes de recherche, cliniques, de santé mentale ou d'évaluation des risques pour la santé à grande échelle. Par conséquent, les enregistrements à court terme sont largement utilisés dans la recherche depuis de nombreuses années (Camm et coll., 1996) et plus récemment dans les applications grand public. Il convient de garder à l'esprit que dans les enregistrements au repos à court terme, la source principale de la variation est due à des processus à médiation vagale (parasympathiques) (F. Shaffer et coll., 2014).

Alors que le protocole d'enregistrement à court terme le plus courant est de 5 minutes dans un état de repos assis (Camm et coll., 1996), les chercheurs ont utilisé des enregistrements ultra-courts allant de 10 secondes à 240 secondes (Baek, Cho, Cho et Woo, 2015; Bradley et al., 2010; van den Berg et coll., 2018). Dans une étude qui a examiné les corrélations entre les enregistrements VRC standard de 5 minutes et ultra-courts dans une grande population, il a été constaté que des longueurs minimales de recodage différentes étaient nécessaires pour chaque variable VRC et chaque groupe d'âge. Les résultats de base étaient que la fréquence cardiaque nécessitait 10 secondes, la puissance HF 20 secondes, la RMSSD 30 secondes, la puissance LF 90 secondes, le SDNN 240 secondes, tandis que la puissance VLF nécessitait 270 secondes (Baek et coll., 2015).

Une autre approche des évaluations de la VRC à court terme a évolué à partir de protocoles développés pour les évaluations de la fonction autonome chez les patients diabétiques, appelée réponse de la fréquence cardiaque à une respiration profonde (DJ Ewing, Martin, Young et Clarke, 1985; Watkins et MacKay, 1980). Pour cette évaluation, le patient s'assoit tranquillement et respire profondément et uniformément à un rythme de 6 respirations par minute pendant trois cycles respiratoires successifs. Les fréquences cardiaques maximale et minimale au cours de chaque cycle respiratoire sont mesurées et exprimées en tant que différences maximales et minimales de fréquence cardiaque. Cette évaluation s'est avérée avoir une meilleure utilité diagnostique chez un patient diabétique que la manœuvre de Valsalva, en position couchée sur la réponse de la fréquence cardiaque en position debout, un changement de pression artérielle posturale et un test de prise en main soutenu (DJ Ewing et coll., 1985). Il a été constaté que l'utilisation d'un protocole de respiration profonde à rythme d'une minute à 1 respirations par minute comme indice pronostique après un infarctus du myocarde comme évaluation de la VRC était un bon prédicteur de la mortalité toutes causes et de la mort subite dans cette population (Katz, Liberty, Porath, Ovsyshcher et Prystowsky, 1999). Par conséquent, il est considéré comme l'un des tests les plus fiables de la fonction cardio-vagale (Faible, 2004).

Les deux paramètres les plus largement utilisés pour l'évaluation de la respiration profonde sont la plage de fréquence cardiaque moyenne (MHRR) et le rapport expiratoire / inspiratoire (E: I). La méthode MHRR est mesurée à partir d'une série de respirations profondes successives, à un rythme de 6 respirations par minute. La différence entre la fréquence cardiaque maximale et minimale pendant chaque cycle respiratoire est calculée. Le résultat est exprimé comme la moyenne des différences de fréquence cardiaque en battements par minute (BPM) (Boucliers, 2009). Le rapport E: I évalue le rapport de l'intervalle RR le plus long pendant l'expiration à l'intervalle RR le plus court pendant l'inspiration (Ziegler et coll., 1992). Essentiellement, l'évaluation de la respiration profonde d'une minute est un type de «test de provocation» utilisé pour déterminer la quantité maximale de VRC à médiation vagale (parasympathique) que leur système nerveux autonome est capable de produire au moment de la mesure. Dans une étude portant sur 1 participants âgés de 293 à 10 ans, l'évaluation de la VRC au repos de 82 minutes et de la respiration profonde à 5 minute a été comparée sur les mesures du domaine temporel et fréquentiel et les ratios MHHR et E: I. Il a été constaté que la variation maximale des mesures de la fréquence cardiaque dans le test de respiration profonde d'une minute présentait les corrélations négatives les plus élevées avec l'âge par rapport à tous les paramètres de la VRC dans l'évaluation au repos de 1 minutes (Russoniello, Zhirnov, Pougatchev et Gribkov, 2013).

Nous ne connaissons qu'une seule étude qui a examiné les corrélations entre les mesures à court terme et sur 24 heures de la VRC, qui a été menée dans une population de patients ayant un infarctus du myocarde confirmé. La corrélation entre un enregistrement de l'état de repos de 5 minutes et des mesures sur 24 heures était relativement faible (r = 0.51), bien qu'elle soit significative. À un an de suivi, les mesures à court et à long terme étaient significativement plus faibles chez les patients décédés que chez les survivants. Cependant, l'évaluation à long terme était clairement supérieure à l'état de repos, les évaluations à court terme pour prédire le risque. Les auteurs ont suggéré que des enregistrements à court terme devraient être utilisés pour tous les patients et qu'une évaluation de 24 heures soit menée chez les personnes ayant des valeurs de VRC à court terme déprimées (Lü Fei et coll., 1996).


Méthodes et procédures

Dans les études rapportées ici, nous avons examiné les corrélations entre les mesures de la VRC à l'état de repos à court terme, l'évaluation de la respiration profonde à 1 minute et les mesures sur 24 heures. Deux études ont été menées. La première était une étude pilote en laboratoire plus petite (N-28) avec des individus en bonne santé qui comparait une période d'état de repos de 10 minutes, des états de repos d'une minute (moyenne d'une minute de l'enregistrement de 10 minutes), la réponse du VRC à l'exercice de la poignée. , l'évaluation de la respiration profonde au rythme d'une minute et les mesures sur 1 heures. La deuxième étude principale a examiné les corrélations entre l'évaluation de la respiration profonde à rythme d'une minute et les mesures sur 24 heures dans une population générale (N = 1) d'individus, indépendamment de l'état de santé.


Participants

Les participants à l'étude pilote (N-28) étaient des volontaires en bonne santé qui étaient des employés de l'une des deux organisations HeartMath situées à Boulder Creek, en Californie. 70% étaient des femmes (17 femmes, 11 hommes). Le groupe dans son ensemble avait un âge moyen de 55 ans (intervalle de 25 à 64 ans). Les personnes atteintes d'un trouble de santé connu ou qui prenaient des médicaments connus pour affecter la fonction autonome ont été exclues de l'étude. L'étude a eu lieu à l'automne 2010.

Pour l'étude primaire, les participants (N = 805) ont été recrutés parmi une population générale d'individus, indépendamment de leur état de santé, qui participaient à l'une d'une série de conférences d'auto-développement entre 2014 et 2016 dans diverses villes telles que Cabo, Bon et Tacoma. 73% étaient des femmes (596 femmes, 213 hommes). L'âge moyen était de 50.1 ans (de 19 à 89 ans). Il n'y avait aucun critère d'exclusion autre que l'acceptation de signer le formulaire de consentement éclairé. La recherche a satisfait à toutes les normes applicables en matière d'éthique de l'expérimentation conformément à la Déclaration d'Helsinki. Tous les participants ont signé un consentement éclairé et étaient libres de se retirer de l'étude à tout moment.


Collecte de données sur le VRC

Tous les participants aux deux études ont subi des enregistrements VRC ambulatoires de 24 heures (Bodyguard2, Firstbeat Technologies Ltd., Jyväskylä, Finlande). Les participants ont appris comment arrêter l'enregistreur à la fin de la période d'enregistrement de 24 heures. Des électrodes microporeuses jetables respirantes Ambu Blue Sensor VL ont été utilisées pour tous les enregistrements. Les électrodes ont été placées dans une position V5 modifiée. L'enregistreur HRV calcule l'intervalle RR (R est un point correspondant au pic du complexe QRS de l'onde ECG; et RR est l'intervalle entre les R successifs) à partir de l'électrocardiogramme échantillonné à 1000 Hz. Les données d'intervalle RR ont été stockées localement dans la mémoire de l'appareil et téléchargées sur un poste de travail informatique à la fin des enregistrements.

Tous les enregistrements HRV ont été analysés à l'aide de DADiSP 6.7. Les intervalles inter-battements supérieurs ou inférieurs à 30% de la moyenne des quatre intervalles précédents ont été considérés comme des artefacts et ont été supprimés de l'enregistrement d'analyse. Suite à une procédure de montage automatisée, tous les enregistrements ont été revus manuellement par un technicien expérimenté et, si nécessaire, corrigés. Les enregistrements quotidiens ont été traités par segments consécutifs de 5 minutes conformément aux normes établies par le groupe de travail sur le VRC. (Novak, Saul et Eckberg, 1997) Tout segment de 5 minutes avec> 10% des IBI manquants ou supprimés lors de la vérification a été exclu de l'analyse.


Étude pilote

Les participants ont effectué un enregistrement de l'état de repos de 10 minutes assis debout dans une chaise confortable, après quoi ils ont fait une évaluation de la respiration profonde HRV d'une minute, suivie d'un exercice de prise en main de deux minutes peu de temps après la connexion de l'enregistreur HRV 1 heures. L'ECG a été enregistré (Biopac MP 24) à une fréquence d'échantillonnage de 30 Hz pendant chaque segment du protocole. Pour l'enregistrement de l'état de repos, les participants ont été invités à s'asseoir tranquillement pendant 250 minutes sans parler, mâcher de la gomme, lire, etc.), en essayant de rester aussi immobiles que possible sans sacrifier le confort. Il leur a été demandé de ne pas méditer ou d'utiliser d'autres pratiques similaires, de ne pas se livrer à une activité mentale ou émotionnelle intense et de garder les yeux ouverts pour éviter de s'endormir. Pour la respiration profonde rythmée d'une minute, les participants devaient respirer aussi profondément qu'ils le pouvaient confortablement au rythme indiqué sur un écran de rythme respiratoire (XXX) qui était un rythme de dix secondes (cinq secondes sur l'inspiration et cinq secondes à l'expiration). La période de stimulation a duré une minute (six cycles de respiration). Certaines personnes avaient besoin d'une séance d'entraînement avant de terminer avec succès l'aspect de la respiration profonde du protocole. Pour le segment de la poignée du protocole, la force de préhension maximale de chaque participant a d'abord été déterminée (dynamomètre Biopac MP10X) à partir de deux brèves contractions avec leur main non dominante. Par la suite, les participants ont effectué une prise en main soutenue pendant 1 minutes à 3% de leur force de préhension maximale. C'était typiquement un exercice exhaustif.


Étude primaire

Pour l'étude principale, tous les participants ont été équipés et ont porté un enregistreur VRC ambulatoire pendant 24 heures. Au début de la période d'enregistrement, les participants ont été instruits dans le protocole de respiration profonde rythmée d'une minute comme décrit ci-dessus. La seule différence était que les participants n'avaient pas eu de séance d'entraînement.


Statistique

Les coefficients de corrélation et les valeurs P ont été calculés pour toutes les mesures de la VRC sur 24 heures et à court terme (IBM SPSS ver 22). Les corrélations pour l'étude pilote sont présentées dans le tableau 1 et les corrélations pour l'étude principale sont présentées dans le tableau 2.


Résultats

Étude pilote

Comme le montre le tableau 1, toutes les évaluations de la VRC testées avaient des corrélations négatives significatives avec l'âge. Les corrélations les plus élevées étaient avec les mesures sur 24 heures de la puissance LF et HF (r = -0.62, -0.59 p <0.01) suivies de la puissance totale (TP) (r = -0.56 p <0.01) et de la puissance VLF (r = -0.48, p <0.05). L'évaluation de la respiration profonde d'une minute avait les corrélations négatives les plus élevées suivantes: SDNN (r = -1, p <0.57), RMSSD (r = -0.01, p <0.56) et MHHR (r = -0.01, p <0.49). Les corrélations de l'état de repos de 0.01 minutes et de l'évaluation de la poignée avec l'âge avaient des résultats similaires pour la puissance HF (r = -10, p <0.53). La puissance LF était (r = -0.01, p <0.41) pour l'état de repos de 0.01 minutes, et (r = -10, p <0.46) pour l'évaluation de la poignée. La puissance VLF pour l'état de repos n'était pas significativement corrélée avec l'âge.


Respiration profonde rythmée en 1 minute

Dans l'ensemble, le 1-min. la respiration profonde rythmée avait les corrélations les plus élevées avec les mesures sur 24 heures. Le SDNN était corrélé avec la puissance HF sur 24 heures (r = 0.74, p <0.01), la puissance LF (r = 0.72, p <0.01), la puissance VLF (r = 0.64, p <0.01), TP (r = 0.70, p <0.01), RMSSD (r = 0.71, p <0.01) et SDNN (r = 0.66, p <0.01). De même, le RMSSD était corrélé avec la puissance HF (r = 0.72, p <0.01), la puissance LF (r = 0.74, p <0.01), la puissance VLF (r = 0.67, p <0.01), TP (r = 0.72, p <0.01) et SDNN (r = 0.69, p <0.01). Le MHHR était également fortement corrélé avec la puissance HF (r = 0.77, p <0.01), la puissance LF (r = 0.75, p <0.01), la puissance VLF (r = 0.66, p <0.01) et TP (r = 0.72, p <0.01), RMSSD (r = 0.73, p <0.01) et SDNN (r = 0.58, p <0.01).


État de repos de 10 minutes

Dans l'évaluation de l'état de repos de 10 minutes, la puissance HF était corrélée avec HF 24 heures (r = 0.71, p <0.01), LF (r = 0.70, p <0.01), VLF (r = 0.51, p <0.01), TP (r = 0.60, p <0.01) RMSSD (r = 0.60, p <0.01) et SDNN (r = 0.48, p <0.01). La puissance LF était corrélée avec la LF 24 heures (r = 0.50, p <0.01), la puissance VLF (r = 0.39, p <0.05), TP (r = 0.44, p <0.05) mais n'était pas corrélée avec la puissance 24 heures RMSSD ou SDNN. La seule corrélation de la puissance VLF dans l'enregistrement à l'état de repos était avec VLF 24 heures (r = 0.46, p <0.05). Le TP était corrélé avec HF 24 heures (r = 0.49, p <0.01), LF (r = 0.50, p <0.01), VLF (r = 0.52, p <0.01), TP (r = 0.53, p <0.01 ) RMSSD (r = 0.38, p <0.05) et SDNN (r = 0.42, p <0.05).


Poignée de main

Lors de l'évaluation de la poignée, la puissance HF était corrélée avec HF sur 24 heures (r = 0.58, p <0.01), LF (r = 0.58, p <0.01), VLF (r = 0.46, p <0.01), TP (r = 0.53, p <0.01), RMSSD (r = 0.55, p <0.01) et SDNN (r = 0.46, p <0.05). La puissance LF était corrélée avec HF 24 heures (r = 0.51, p <0.01), LF (r = 0.58, p <0.01), la puissance VLF (r = 0.54, p <0.05) TP (r = 0.58, p <0.05 ) et RMSSD (r = 0.56, p <0.01). Le TP était corrélé avec HF 24 heures (r = 0.58, p <0.01), LF (r = 0.63, p <0.01), VLF (r = 0.72, p <0.01), TP (r = 0.61, p <0.01 ), RMSSD (r = 0.63, p <0.01) et SDNN (r = 0.40, p <0.05).


Tableau 1

Sur la base des résultats de l'étude pilote, nous avons choisi d'utiliser le protocole de respiration profonde à rythme d'une minute dans l'étude principale.


Étude primaire

Toutes les évaluations de la VRC à l'exception des IBI dans les évaluations de 24 heures avaient des corrélations négatives significatives avec l'âge (tableau 2). Les corrélations les plus élevées étaient avec le LF (r = -0.521, p <0.01) et la puissance HF (r = -0.506, p <0.01) suivis de TP (r = -0.455 p <0.01), l'indice SDNN (r = -0.436 , p <0.01), RMSSD (r = -0.427, p <0.01) et puissance VLF (r = -0.377, p <0.05). 

Pour les corrélations entre les 1-min. évaluation de la respiration profonde rythmée et mesures sur 24 heures, les corrélations les plus élevées étaient avec les IBI moyens (r = 0.761 p <0.01) et sa mesure associée HR (0.756 p <0.01). Les IBI ont une relation inversée avec la fréquence cardiaque, où des IBI plus élevés correspondent à une fréquence cardiaque plus faible. La fréquence cardiaque et les IBI sont un indicateur idéal des changements dans l'équilibre relatif entre l'activité parasympathique et sympathique et comment le système autonome répond et s'adapte à divers types de stresseurs ou de défisR McCraty et Shaffer, 2015).

Les corrélations les plus élevées pour les variables de la VRC étaient avec les sources à médiation vagale de la VRC. Le 1-min. respiration profonde stimulée RMSSD était positivement corrélée avec la puissance HF sur 24 heures (r = 0.60, p <0.01), RMSSD (r = 0.62, p <0.01), la puissance LF (r = 0.64, p <0.01). Il était également corrélé avec la puissance VLF (r = 0.57, p <0.01) TP (r = 0.42, p <0.01), l'indice SDNN (r = 0.59, p <0.01) et SDNN (r = 0.41, p <0.01) .

Le MIBIR, ms était également fortement corrélé avec les variables à médiation vagale sur 24 heures; Puissance HF (r = 0.52, p <0.01), RMSSD (r = 0.52, p <0.01) et puissance LF (r = 0.58, p <0.01). Il était également corrélé avec la puissance VLF (r = 0.49, p <0.01), la puissance totale sur 5 min (r = 0.54, p <0.01), TP (r = 0.37, p <0.01), l'indice SDNN (r = 0.51, p <0.01) et SDNN (r = 0.36, p <0.01).

Le SDNN de respiration profonde à rythme profond d'une minute était corrélé avec la puissance HF sur 1 heures (r = 24, p <0.55), la puissance LF r = (0.01, p <0.61), la puissance VLF (r = 0.01, p <0.53) , TP (r = 0.01, p <0.59), RMSSD (r = 0.01, p <0.55), indice SDNN (r = 0.01, p <0.56) et SDNN (r = 0.01, p <0.40).

Tableau 2.

Discussion et conclusions

Nous avons examiné les corrélations entre les mesures de la VRC pendant un état de repos à court terme, la respiration profonde à 1 minute, la prise en main et les mesures sur 24 heures. Dans l'étude pilote, qui a été menée dans notre laboratoire avec des individus en bonne santé connus, nous avons pu nous assurer que tous les protocoles ont été soigneusement suivis. Cela était particulièrement important pour l'évaluation de la respiration profonde à rythme d'une minute, car il est important que les participants respirent aussi profondément qu'ils le peuvent confortablement pendant l'évaluation. Nous avons constaté que de nombreux participants avaient besoin d'une séance d'entraînement avant de pouvoir se familiariser avec la respiration aussi profondément qu'ils le pouvaient à un rythme de six respirations par minute.

Essentiellement, l'évaluation de la respiration profonde rythmée d'une minute détermine la VRC maximale pratique que le système cardiorespiratoire est capable de produire au moment de l'évaluation. Cela oblige le participant à respirer à la fréquence de résonance du système cardiorespiratoire et à respirer aussi profondément qu'il le peut confortablement pour maximiser la pulsion respiratoire (Houtveen, Rietveld et De Geus, 2002). La résonance se produit dans un système oscillatoire lorsqu'il y a une forte augmentation soudaine d'amplitude à une fréquence spécifique. La plupart des modèles mathématiques montrent que la fréquence de résonance du système cardiovasculaire humain est déterminée par les boucles de rétroaction entre le cœur et le cerveau (Baselli et coll., 1994; deBoer, Karemaker et Strackee, 1987; Karavaev et al., 2016) et est d'environ 0.1 Hz. La résonance est un aspect de l'état de cohérence du VRC, qui est associé à un changement de l'équilibre autonome vers une activité parasympathique accrue, une synchronisation cœur-cerveau accrue, une résonance vasculaire accrue et un entraînement entre divers systèmes oscillatoires physiologiques (R. McCraty et coll., 2009; R. McCraty, Childre, D, 2010; Tiller, McCraty et Atkinson, 1996).

Dans l'ensemble, les résultats de l'étude pilote contrôlée suggèrent que l'évaluation de la respiration profonde à un rythme d'une minute avait non seulement les corrélations les plus élevées avec les mesures sur 1 heures de la VRC à médiation vagale, mais aussi des corrélations légèrement meilleures avec la puissance VLF que la 24 minute de repos HRV.

L'étude principale a été entreprise pour augmenter la généralisabilité des résultats de l'étude pilote en ce qui concerne l'évaluation de la respiration profonde à rythme d'une minute. Alors que les corrélations un peu plus faibles avec les mesures sur 1 heures de la VRC à médiation vagale et de la puissance VLF sont restées pertinentes, le RMSSD en 24 min. L'évaluation de la respiration profonde rythmée avait une corrélation de 1 avec la puissance HF sur 0.60 heures, une corrélation de 24 avec la puissance LF et une corrélation de 0.64 avec la puissance VLF. C'est un facteur important car la faible puissance du rythme VLF a des associations plus fortes avec la mortalité toutes causes que les bandes LF et HF (Tsuji et al., 1996; Tsuji et al., 1994), est associée à la mort arythmique (Bigger et coll., 1992), SSPT (Shah et al., 2013) et une inflammation élevée (Carney et coll., 2007; Lampert et coll., 2008). De plus, c'était le plus court dans le temps et c'est relativement facile à faire.

En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que le protocole de respiration profonde à rythme d'une minute est un test utile et potentiellement important qui peut être utilisé dans le contexte de l'évaluation des risques pour la santé pour le dépistage des patients. Lorsque des valeurs faibles sont trouvées, il est recommandé de procéder à une évaluation de 1 heures.


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