Le traitement de dysfonctions de l'activité autonome au niveau du coeur est un élément complexe et fait l'objet de nombreuses interventions, anciennes et plus récentes. à ce jour, le plus grand défi consiste à développer un test simple pour évaluer la (dys)fonction autonome.
Parmi toutes les méthodes décrites, la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est le paramètre le plus étudié. La première publication à ce sujet remonte à plus de 50 ans. La VFC bénéficie d'un regain d'attention dans les médias et elle semble faire son retour dans un certain nombre d'importants centres de cardiologie, bien qu'elle ne soit pas encore usuelle en pratique quotidienne.
Entre-temps, les connaissances théoriques en matière de VFC ont considérablement évolué. De nombreux chercheurs ont pu démontrer un lien entre une VFC élevée et un meilleur pronostic, et ce, dans toutes sortes de disciplines et d'affections. Malgré tout, le développement d'instruments dotés d'une implication clinique, comme l'identification des patients à haut risque, se fait toujours attendre.
Il existe néanmoins des initiatives visant à étudier la VFC dans un contexte clinique et à examiner s'il existe une place dans le dépistage en prévention primaire ou en prévention secondaire pour l'évaluation du risque chez les patients atteints d'une affection déterminée.
Nous nous penchons sur l'utilisation de la VFC en cardiologie, notamment dans les coronaropathies, la device therapy, la fibrillation auriculaire, la cardioneuroablation et l'influence des dispositifs portables.
à l'heure où émerge l'intelligence artificielle, à laquelle le patient aura également accès, nous devrions pouvoir formuler une réponse claire à la question suivante : Variabilité de la fréquence cardiaque : nouvelle voie ou voie sans issue ?
Introduction
Chaque battement cardiaque normal se produit de manière autonome et connaît son origine dans le noeud sinusal. Le 'réseau de neurones multicouches', responsable de la modulation de la chronotropie, de la lusitropie, de la dromotropie et de l'inotropie, est quant à lui moins connu. Ce réseau décrit la connexion entre le système nerveux autonome et le système nerveux cardiaque intrinsèque (figure 1).1 Le système nerveux parasympathique (SNP) innerve principalement les oreillettes, le noeud sinusal et le noeud AV et, dans une bien moindre mesure, les ventricules. Dans l'innervation parasympathique du coeur, contrairement à l'innervation sympathique, les cellules ganglionnaires et les fibres nerveuses postganglionnaires se situent dans la paroi de l'oreillette ou dans le tissu adipeux épicardique adjacent.2
Une activité anormale peut être causée par une atteinte primaire du système nerveux (dysfonction autonome intrinsèque, comme en cas de diabète), ou par diverses cardiopathies (dysfonction extrinsèque, comme en cas d'infarctus du myocarde, de fibrillation auriculaire, d'insuffisance cardiaque, etc.). Ces modifications contribuent à leur tour à la progression de la maladie, et même à l'apparition d'arythmies.
L'inhibition des récepteurs bêta-adrénergiques est l'intervention la plus décrite agissant sur ce système nerveux avec une influence démontrée sur le résultat.1 Le succès de techniques interventionnelles au niveau du système nerveux intrinsèque du coeur au moyen de l'ablation par radiofréquence et de la neuromodulation cardiaque a déjà été décrit en cas de syncope vasovagale à composante cardio-inhibitrice.2
à ce jour, le plus grand défi consiste à développer un test simple pour évaluer ce système nerveux autonome, et plus spécifiquement la (dys)fonction autonome. Cependant, plusieurs méthodes sont avancées pour étudier divers aspects du contrôle autonome cardiaque. Et la signification pronostique de chacune d'entre elles a déjà été bien étudiée. Voici quelques exemples rapportés dans la littérature : baroreflex sensitivity (modifications de la fréquence cardiaque en conséquence d'une hausse de la tension artérielle), heart rate turbulence (modifications de la fréquence cardiaque induites par une extrasystole ventriculaire), heart rate recovery (restauration de la fréquence cardiaque après un effort maximum) et QT-RR slope (fonction du QTc à l'ecg et intervalle RR dont la pente reflète l'activité autonome droite).1 Une revue de la littérature sur le sujet indique des liens avec le pronostic. Mais l'utilité clinique n'est pas encore clairement établie et il n'existe pas de lien mécanistique précis avec la mortalité.
La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) a été la plus utilisée et la plus étudiée en tant que critère de substitution de la fonction autonome. Elle reflète la différence d'intervalles de temps entre les battements cardiaques successifs.3 La VFC peut par ailleurs être décrite comme un outil rapide, efficace et non invasif.4
De nombreuses connaissances théoriques ont également été rassemblées sur la VFC ces dernières années, mais son application clinique tarde.1 Bon nombre de cliniciens se montrent dès lors sceptiques quant à sa pertinence, étant donné que la VFC est sensible aux artéfacts, aux perturbations et aux modifications minimes, si bien que ses possibilités d'application sont jugées plutôt abstraites. Il n'empêche que l'existence de la VFC est une réalité.
Le site web de la Cleveland Clinic, dans l'Ohio aux états-Unis (à ce jour, le centre de cardiologie le plus coté au monde), conseille aux patients de suivre leur VFC à l'aide d'un dispositif intelligent avant de consulter leur cardiologue pour une bonne interprétation.5 Par ailleurs, le Texas Heart Institute a collaboré à une récente étude portant sur le suivi de la VFC au moyen de dispositifs portables.3 En Belgique aussi, les rythmologues et infirmières spécialisées en stimulation cardiaque voient tous les jours passer des analyses de la VFC sous la forme de graphiques sur les rapports de dispositifs cardiaques.
Dans la suite de cet article, nous allons décrire les bases et quelques concepts de la VFC, puis détailler ses domaines d'application. Pour le contexte plus mathématique et les aspects techniques de la VFC, nous renvoyons à l'article de revue que quelques confrères belges ont publié l'an dernier dans Acta Cardiologica.6
Les bases de la VFC
Les premières constatations relatives à la variabilité de la fréquence cardiaque ont été faites en 1965, lors d'un examen foetal où on a observé un changement du rythme cardiaque avant même qu'un changement de la fréquence cardiaque soit visible.7 La figure 2 illustre l'évolution du nombre d'articles parus sur la VFC.
En 1996, le Journal of the American College of Cardiology publie un article qui conclut qu'une faible VFC serait prédictive de mort subite, d'origine arythmogène ou non, chez des personnes ayant subi un infarctus du myocarde, et ce, indépendamment de la fraction d'éjection ventriculaire gauche (FEVG).8 La même année, la Task Force de la Société européenne de cardiologie (ESC) formule des recommandations concernant la relation entre le système nerveux autonome et les maladies cardiovasculaires et désigne la VFC comme étant l'un des principaux marqueurs prédictifs de décès cardiovasculaire.7
Dans le même temps, l'ESC met également en garde contre les conclusions incorrectes et les extrapolations dangereuses au vu de la complexité du paramètre et de ses nombreux calculs.
En 2004, la revue Circulation et le New England Journal of Medicine publient deux autres essais (ALIVE et DINAMIT) indiquant que la VFC jouerait un rôle important dans la stratification du risque dans la population post-infarctus du myocarde.9,10
La VFC s'avère dépendante de nombreux facteurs intrinsèques et extrinsèques (figure 3), d'où dérive la différence de méthodes pour calculer la VFC. La première étape consiste toujours à enregistrer le rythme par ecg ou holter (ou un autre dispositif portable) et à appliquer des analyses sur cet enregistrement. Il existe de nombreuses façons différentes de calculer la VFC.
Ces paramètres calculés sont généralement divisés en deux grands groupes : le premier groupe est un terme parapluie qui regroupe tous les calculs basés sur les différences de temps (time domain). Les méthodes du groupe frequency domain sont plus complexes et examinent les profils de variation récurrents au cours d'une période déterminée ; la variance répartie sur plusieurs bandes de fréquence porte le nom de spectral density analysis. Les fréquences de VFC sont classées en trois bandes de fréquence : la bande de haute fréquence (0,15-0,4 Hz; reflète la composante parasympathique ; VFC dépendante de la respiration), la bande de basse fréquence (0,04-0,15 Hz ; reflète l'activité tant parasympathique que sympathique, et l'activité des barorécepteurs) et la bande de très basse fréquence (0,0033-0,4 Hz ; reflète le système rénine-angiotensine, le tonus vasomoteur et la thermorégulation). Le ratio basse fréquence/haute fréquence reflète l'équilibre entre le système nerveux sympathique/ parasympathique.3
Nous illustrons ci-dessous une sélection de quelques paramètres de VFC qui sont également abordés dans la suite de cet article.
Standard deviation of normal-to-normal intervals (SDDN)
L'étude de Tygesen et al. est un exemple de recherche dans laquelle le paramètre SDDN (écart-type des intervalles RR normalisés successifs) s'avère le plus précis, les auteurs ayant constaté que la réalisation d'une sympathectomie déplace l'équilibre à l'intérieur du système nerveux autonome du côté parasympathique et que la VFC augmente avec, en conséquence, une diminution du risque d'arythmies malignes et de décès, et ce, sur un suivi de deux ans.11
Standard deviation of 5-minute median atrial-atrial intervals (SDAAM)
Lorsque la VFC est mesurée sur un plus long terme, ce paramètre est plus précis du fait de la moindre influence des extrasystoles auriculaires au fil de la journée. Ce paramètre est donc aussi utilisé pour les dispositifs implantables.10
Root mean square successive difference (RMSSD)
Le SDNN et la RMSSD constituent les méthodes les plus utilisées pour calculer la VFC dans le domaine temporel. La RMSSD présente la meilleure corrélation avec la bande de haute fréquence.
Short-term detrended fluctuation analysis (DFAα1)
Il s'agit d'un des paramètres 'plus récents' de la VFC. Une valeur moins élevée refléterait un rythme sinusal moins prévisible. Ce paramètre pourrait trouver son application en anesthésiologie, entre autres, pour suivre en direct la profondeur d'une anesthésie générale.12
Outre la variation des calculs, la durée d'enregistrement est aussi importante. Les enregistrements de plus courte durée (VFC à court terme) sont influencés par l'interaction entre les deux systèmes nerveux autonomes et la fréquence respiratoire, tandis que ceux d'une VFC de 24 heures sont influencés par le rythme circadien, le métabolisme, la température et la structure du sommeil.
Le SDNN calculé sur des enregistrements de courte durée constitue un indicateur du système tant para- qu'orthosympathique, alors qu'il ne reflète que l'activité sympathique lors d'enregistrements de 24 heures. La RMSSD est essentiellement influencée par le système parasympathique et reflète la tolérance au stress.
Les valeurs de référence utilisées pour l'interprétation du SDNN et de la RMSSD sont souvent fixées à 30-96 ms et 20-89 ms, respectivement. Un SDNN < 50 est considéré comme at risk.13 Les études sont insuffisantes pour établir des valeurs de référence pour les calculs.14
Les champs d'application en cardiologie
Initialement, la VFC était surtout observée en cas de cardiopathies, mais le concept a également été étudié dans d'autres domaines : dans le diabète, la VFC pourrait prédire une hypoglycémie15, une combinaison de la VFC et de la CRP peut prédire la mortalité dans la société16, des liens ont été démontrés entre le nerf vague et le choc septique17, des modifications significatives de la VFC ont été notées chez des patients infectés par le COVID-19 avant même la survenue d'un test positif18 et, en psychologie, la VFC est considérée comme une mesure de la capacité d'adaptation en conditions de stress.19 Pour ce qui concerne la cardiologie, non seulement de nombreuses études ont été menées dans la population post-infarctus du myocarde (cf. supra), mais de récentes recherches ont également été publiées dans d'autres domaines.
Ischémie
Une méta-analyse de Hillebrand et al. a indiqué que, en utilisant à la fois un monitoring ecg au repos et un monitoring ecg ambulatoire, une VFC moins élevée est mise en corrélation avec un risque accru de 32 à 45 % de premier événement cardiovasculaire chez les patients sans antécédent de coronaropathie (et sans insuffisance cardiaque, troubles du rythme ou autres comorbidités).
Goldenberg et al. ont montré qu'un nouveau paramètre calculé de VFC (DyDx : un paramètre doté de caractéristiques tant time domain que frequency domain) peut avoir une influence positive sur la probabilité prétest de coronaropathie s'il est mis en oeuvre parallèlement aux facteurs de risque cardiovasculaire de référence (figure 5).20
Mort subite
Au vu de l'hypothèse selon laquelle l'excitation du système sympathique constitue un élément important de la physiopathologie de la survenue d'arythmies ventriculaires, on pourrait s'attendre à ce que cela se reflète dans des modifications de la VFC. à l'heure actuelle, les mesures de la VFC en tant que telles n'apportent toutefois pas de réponse adéquate à la formulation du risque de mort subite cardiaque en conséquence de tachyarythmies ventriculaires.
Bien qu'elles soient aujourd'hui un peu datées, quelques vastes études épidémiologiques ont en leur temps démontré la signification pronostique d'une VFC réduite sur la mortalité cardiaque dans la population générale.21,22
Le groupe de recherche de Manhong Shi suggère que la VFC peut prédire une mort subite cardiaque 14 minutes avant sa survenue avec une sensibilité et une spécificité respectives de 94,7 et 95,5 %.23
Post-réanimation
Une perte de tonus sympathique après un arrêt cardiaque hors hôpital (out of hospital cardiac arrest, OHCA) chez des patients avec retour de la circulation spontanée (return of spontaneous circulation, ROSC) après réanimation cardiopulmonaire peut être prédictive de la mortalité dans les 24 heures qui suivent (le paramètre de VFC de basse fréquence serait le plus précis).24
DAI
La présence de dispositifs implantables, et donc l'enregistrement du rythme cardiaque, permet de calculer la VFC avant un événement majeur. Lombardi et al. ont confirmé les recherches antérieures en établissant une élévation du ratio BF/HF (> 2) une heure avant la survenue d'une tachycardie ventriculaire (TV), indépendamment de la prise d'antiarythmiques tels que l'amiodarone ou le sotalol. Une différence a été décrite entre une TV soutenue et une TV non soutenue (TVNS).25, 26
L'administration d'un choc par le DAI doit idéalement être évitée, car elle peut induire des risques additionnels ainsi qu'une expérience traumatisante. L'intelligence artificielle (IA) peut potentiellement contribuer à prédire et à avertir d'un choc imminent, sur la base de l'analyse des données de VFC fournies par les dispositifs.27 Au-Yeung et al. ont tenté de le faire par apprentissage automatique (machine learning). La spécificité de cette analyse, réalisée cinq minutes ou dix secondes au préalable, est respectivement de 75 et 80 %.28
Rashba et al. ont démontré qu'il existe une possibilité d'utiliser la VFC dans la décision de (ne pas) poser un DAI chez des patients atteints d'une cardiomyopathie non ischémique. Le groupe de patients porteurs de DAI qui avaient une VFC préservée ont connu une mortalité moins élevée. Il importe de mentionner qu'un groupe à haut risque a été exclu (impossibilité de calculer la VFC en raison d'une fibrillation auriculaire ou d'extrasystoles ventriculaires fréquentes) et qu'il a connu la plus haute mortalité.29
L'utilisation de la VFC chez les patients (atteints d'insuffisance cardiaque) porteurs de DAI donne une orientation pour l'augmentation tant des antiarythmiques que du traitement de l'insuffisance cardiaque.30
Ablation et fibrillation auriculaire
La valeur pronostique de la VFC sur la récidive de fibrillation auriculaire après une ablation a été étudiée en 2022 dans le cadre d'une revue systématique. Les auteurs de cette revue ont inclus 16 études, totalisant 2352 patients. Les paramètres de la VFC étaient significativement différents entre les patients avec et sans récidive, et ce, tant à 3 jours qu'à 3 mois.31
La figure 4 illustre comment les dispositifs intelligents dépistent la fibrillation auriculaire à l'aide de la VFC et des diagrammes de Poincaré.32
Cardioneuroablation
L'influence sur les ganglions dans les oreillettes exercée par l'ablation (connue sous le nom de cardioneuroablation) s'impose de plus en plus. L'idée est d'obtenir une réduction prolongée de l'activité sympathique en raison de son effet protecteur contre les troubles du rythme cardiaque. L'étude de Pachon et al. démontre cette protection par une réduction des arythmies dans le groupe post-ablation.13
La figure 5 illustre l'évolution des paramètres de la VFC dans leur population d'étude (due à la dénervation et non à une dysfonction myocardique).
Aksu et al. ont également utilisé la VFC pour évaluer le tonus parasympathique cardiaque, en comparant deux techniques pour réaliser une cardioneuroablation.33
En 2023, le Journal of the American College of Cardiology a publié deux articles relatifs à la VFC après une cardioneuroablation. Dans leur étude monocentrique, Rivaroli et al. ont noté une réduction significative des paramètres de la VFC à 12 et 18 mois après l'ablation (figure 6).
Au total, 83 % des patients sont restés indemnes d'événements pendant le suivi.34
L'étude prospective randomisée de Piotrowki et al. a permis d'observer, pendant un suivi de deux ans, une diminution significative des paramètres de la VFC, montrant une tendance à la normalisation des valeurs à la fin de cette période de suivi. L'une des limitations de cette étude était que le groupe témoin n'avait pas d'enregistrement holter, et donc pas de valeurs post-interventionnelles.35
Insuffisance cardiaque/TRC
L'activation neurohormonale chez les patients atteints d'insuffisance cardiaque a lieu quelques jours à quelques semaines avant une décompensation cardiaque. Le SDAAM reflète cette activation et peut, en présence d'un dispositif de resynchronisation, fournir d'importantes informations qui sont nécessaires à la prise en charge quotidienne de chaque patient. Une faible valeur (< 50 ms) est fortement corrélée à un risque accru d'hospitalisation pour insuffisance cardiaque et de décès. à l'inverse, les patients ayant une VFC > 100 ms sont exposés à un risque nettement inférieur.36
Ce même groupe de recherche a aussi constaté l'inverse, notamment qu'une thérapie de resynchronisation entraîne un déplacement de l'équilibre autonome, avec une modification des paramètres de la VFC, qui traduit une activité sympathique réduite.37
Lors du congrès annuel de l'American College of Cardiology en 2023, Wang et al. ont présenté leur étude prospective, impliquant un suivi de cinq ans, durant laquelle 753 patients atteints de coronaropathie stable ont été suivis après un moment de stress provoqué. Les sujets qui avaient une plus grande VFC ont connu moins d'événements de décompensation que ceux qui avaient une plus faible VFC. Cette différence était surtout notable dans le groupe de patients présentant une fraction d'éjection réduite.38
En 2017, le groupe de travail de Patel a établi un lien entre l'analyse DFAα1 au monitoring holter de 24 heures et l'incidence d'insuffisance cardiaque congestive chez le patient âgé asymptomatique.39 Chez les patients présentant une fraction d'éjection ventriculaire gauche préservée, le paramètre DFAα1 est clairement diminué et mis en lien avec le manque d'une régulation adaptée de la variabilité de la fréquence cardiaque, ce qui peut avoir d'importantes conséquences hémodynamiques chez les patients atteints d'HFpEF.40
Dispositifs portables
Selon les estimations, 67 millions de personnes vivant aux états-Unis portaient en 2022 un dispositif visant à surveiller leur rythme cardiaque, la moitié d'entre elles par intérêt pour leur propre santé cardiaque. Dans plus de la moitié des cas, un médecin avait prescrit le dispositif pour un monitoring motivé par diverses raisons.41 Il s'agit donc d'une grande quantité de données, que l'IA peut aider à analyser et à convertir en prévisions, comme elle le fait par exemple déjà pour prédire la fraction d'éjection avec une ASC de 88 %.41
L'utilisation de cette technologie peut donner un nouvel élan à la VFC et augmenter le volume des recherches possibles, à condition que les instruments soient validés. à la fin de l'année dernière, un groupe d'étude chinois a publié une validation de la mesure de la VFC via un dispositif portable (par rapport à un ecg en tant que mesure de référence) et a constaté qu'il était possible de mesurer le SDNN, entre autres, avec précision à l'aide d'un patch ecg.42
Miller et al. ont comparé six montres intelligentes (Apple, Garmin, Polar, Oura, WHOOP et Somfit), entre elles et par rapport à un ecg à 12 dérivations, pour l'analyse de la VFC au même moment, à savoir pendant le sommeil. Toutes ont montré une corrélation moyenne à très bonne avec l'ecg, mais moyennant une grande variation entre elles. Les investigateurs imputent cette variation aux différentes techniques que les montres appliquent pour analyser la VFC, ainsi qu'à la durée.43
Revalidation cardiaque
Il ne fait aucun doute que la revalidation cardiaque améliore la survie à long terme des patients atteints, entre autres, de coronaropathies. Une amélioration qui serait due à une meilleure fonction du système nerveux autonome. En conséquence, il peut être intéressant de suivre la VFC pendant la revalidation.3
Score de risque
Faisant suite aux recommandations émises par l'ESC en 1996, un joint position paper publié en 2014 a exposé en résumé que, en dépit de l'importante évolution des connaissances théoriques sur la VFC, le développement d'instruments dotés d'une implication clinique, comme l'identification des patients à haut risque, se fait toujours attendre.14
Néanmoins, un certain nombre d'efforts ont été consentis en vue d'essayer d'apporter une réponse à la mise en oeuvre clinique de la VFC pour objectiver la stratification du risque. De très nombreux scores de risque ont déjà été élaborés et validés en médecine, et plus spécifiquement aussi dans le domaine de la cardiologie. Si ces scores de risque permettent une prise de décision plus objective, ils conduisent également à un diagnostic plus juste ou plus rapide. Les scores de risque peuvent aussi déboucher sur des interventions plus ciblées en prévention primaire. En voici quelques exemples plus ou moins connus (et validés) : Modified Early Warning Score (MEWS), GRACE, CRASH, SOFA, etc.
En 2018, un modèle CPT (Chest Pain Triage) a été développé, incluant la VFC pour estimer le risque chez des patients se présentant aux urgences pour des douleurs thoraciques.44 Ce modèle tient compte du sus- et du sous-décalage du segment ST, du score de douleur, de la troponinémie et de la VFC (DFAα1). L'ajout de la VFC a augmenté la puissance des instruments standard de triage en cas de douleurs thoraciques (cf. les instruments susmentionnés). Une limite importante de cette étude est toutefois que le modèle n'a pas été validé dans une population de patients autre que celle au départ de laquelle il a été conçu.
En Italie, l'étude prospective Stratificazione Prognostica dell'Angina Instabile a suivi plus de 500 patients présentant un angor instable et une fraction d'éjection préservée peu de temps après leur hospitalisation via un monitoring holter de 24 heures. Les investigateurs y ont examiné les arythmies, les VFC et les valeurs de la troponine I et de la CRP. Le paramètre de basse fréquence de la VFC constitue ici un important élément d'exclusion (VPN > 96 %). La faible valeur prédictive positive trouvée est un élément auquel la majorité des prédicteurs de mortalité cardiovasculaire sont confrontés.45
Le modèle ABC HeartFailure est un instrument de mesure validé qui prédit le risque de développer une insuffisance cardiaque dans les cinq années à venir sur la base de neuf paramètres. Patel et al. ont réussi à améliorer le pouvoir prédictif de ce modèle en y ajoutant tant le nombre d'ESV au monitoring holter de 24 heures que le paramètre DFAα1.39
En 2021, un article a été publié sur une étude ayant inclus plus de 7000 patients, dans le cadre de laquelle un score de risque avait été élaboré sur la base de scores de la VFC dans une population pédiatrique au service des Soins intensifs. Les investigateurs ont cherché à prédire le risque de dysfonction d'organes et de décès au moyen d'un score de dysfonction de la VFC, un score de la VFC corrigé pour l'âge. Au vu des valeurs prédictives négatives élevées, nous pouvons affirmer qu'il s'agit surtout d'un bon instrument pour exclure toute dysfonction d'organes ou mortalité à sept jours.46
Biofeedback
La VFC peut servir de concept pour détecter le statut de la fonction autonome, mais pourrait-elle aussi être un point de départ pour améliorer la dysfonction autonome ? L'idée du feedback cardiorespiratoire est d'exercer une influence sur la VFC via des techniques spécifiques, souvent de type entraînement respiratoire. Les études qui expérimentent ces techniques sont surtout publiées par des chercheurs du domaine de la psychologie.
En 2021, Pizzoli et al. ont publié dans Nature une méta-analyse ayant inclus 14 RCT, pour un total de 794 patients, dans le but d'analyser l'effet du biofeedback de la VFC dans le traitement de la dépression. Leurs résultats suggèrent que différentes techniques ont une influence sur les symptômes dépressifs. Mais aucune technique standardisée ne peut être mise en avant.47
L'effet du biofeedback a aussi déjà été étudié dans la population cardiaque. à titre d'exemple, citons l'étude de Swanson et al. dans laquelle un feedback cardiorespiratoire a été appliqué chez des patients atteints d'insuffisance cardiaque dans le but d'améliorer leur tolérance à l'effort. Les résultats se sont révélés positifs, bien qu'aucune différence significative n'ait pu être démontrée sur les paramètres de la VFC entre l'inclusion et le suivi. Les auteurs décrivent ce constat comme intéressant car, dans l'insuffisance cardiaque, la tolérance à l'effort est liée au pronostic.48
Discussion
L'impact clinique et physiologique des propriétés de traitement des signaux physiques observées semble toujours victime du fossé conceptuel entre les médecins cliniciens, d'un côté, et les mathématiciens et ingénieurs impliqués dans les théories de traitement des signaux, de l'autre.14 De manière générale, une VFC élevée se retrouve habituellement dans le coeur compensé qui fonctionne bien. Quant aux valeurs de VFC réduites, elles s'observent en marge de coronaropathie sévère, de myocardite, d'insuffisance cardiaque congestive, de vieillissement et de neuropathie diabétique.13
La cardioneuroablation démontre un lien fort entre une VFC diminuée et un fléchissement de l'activité du SNP. Il s'impose de mener des études complémentaires pour évaluer si une VFC diminuée en conséquence d'une réduction directe du SNP a la même influence sur la mortalité que les changements de la VFC dus à une dysfonction myocardique.13
Les signaux de VFC restent sujets à une série de facteurs (comme la durée de la mesure, la position du corps et la fréquence respiratoire), ce qui complique la conduite d'études comparatives.14 Pour ce qui concerne l'interprétation de ces signaux, il existe une possibilité d'interférence d'éléments tels que les médicaments (bêtabloquants, vasopresseurs et autres), l'alcool, le rythme circadien ou les pathologies concomitantes (comme la fibrillation auriculaire). Une check-list devrait être utilisée pour un enregistrement et un compte rendu standardisés.49
Il est également conseillé de réaliser des analyses en sous-groupes en fonction de l'âge.14 Ces perturbations sont connues de longue date et un certain nombre d'études ont déjà analysé et examiné ce sujet. Il se peut de ce fait qu'un certain nombre de limitations ne soient finalement pas de véritables limitations.40
Concernant les scores de risque, la VFC semble apporter une plus-value en tant qu'élément d'exclusion, plutôt que de démonstration. Le nombre de faux positifs est encore trop élevé pour utiliser dès aujourd'hui les données relatives à la VFC pour prédire l'administration d'un choc par le DAI en pratique clinique.
Conclusion
La variabilité de la fréquence cardiaque est avancée comme constituant l'approche optimale pour constater une dysfonction autonome cardiaque. Un nombre suffisant d'études démontre sa puissance théorique, mais sa plus-value pratique reste incertaine. Nous disposons toutefois de vastes et importantes études cliniques qui démontrent que la VFC peut avoir sa place et qu'elle ne peut pas être classée comme un concept purement théorique. Les efforts doivent se poursuivre pour développer la VFC et faire la clarté sur la manière dont elle peut être utilisée comme fil conducteur pour la prise de décisions cliniques. L'analyse de données issues de dispositifs portables et implantables à l'aide de l'IA peut soutenir l'élaboration de modèles plus précis et faciliter la fiabilité de leur mise en oeuvre clinique.
Références
- Goldberger, J.J., Arora, R., Buckley, U., Shivkumar, K. Autonomic Nervous System Dysfunction: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol, 2019, 73 (10), 1189-1206.
- Debruyne, P., Rossenbacker, T., Janssens, L., Collienne, C., Ector, J., Haemers, P. et al. Durable Physiological Changes and Decreased Syncope Burden 12 Months after Unifocal Right-Sided Ablation under Computed Tomographic Guidance in Patients with Neurally Mediated Syncope or Functional Sinus Node Dysfunction. Circ Arrhythm Electrophysiol, 2021, 14 (6), e009747.
- Li, K., Cardoso, C., Moctezuma-Ramirez, A., Elgalad, A., Perin, E. Heart Rate Variability Measurement through a Smart Wearable Device: Another Breakthrough for Personal Health Monitoring? Int J Environ Res Public Health, 2023, 20 (24), 7146.
- Peláez-Hernández, V., Luna-Rodríguez, G.L., Orea-Tejeda, A., Mora-Gallegos, J., Keirns- Davis, C., González-Islas, D. Heart rate variability disturbances and biofeedback treatment in COVID-19 survivors. e-Journal of Cardiology Practice, 2021, 21 (4).
- Heart rate variability. https://my.clevelandclinic.org/health/ symptoms/21773-heart-rate-variability-hrv. Cleveland Clinic.
- Grégoire, J.M., Gilon, C., Carlier, S, Bersini, H. Autonomic nervous system assessment using heart rate variability. Acta Cardiol, 2023, 78 (6), 648-662.
- Task Force of The European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Eur Heart J, 1996, 17 (3), 354-381.
- Hartikainen, J.E., Malik, M., Staunton, A., Poloniecki, J., Camm, J.A. Distinction Between Arrhythmic and Nonarrhythmic Death After Acute Myocardial Infarction Based on Heart Rate Variability, Signal-Averaged Electrocardiogram, Ventricular Arrhythmias and Left Ventricular Ejection Fraction. J Am Coll Cardiol, 1996, 28 (2), 296-304.
- Camm, A.J., Pratt, C.M., Schwartz, P.J., Al-Khalidi, H.R., Spyt, M.J., Holroyde, M.J. et al. Mortality in Patients after a Recent Myocardial Infarction: A Randomized, Placebo-Controlled Trial of Azimilide Using Heart Rate Variability for Risk Stratification. Circulation, 2004, 109 (8), 990-996.
- Hohnloser, S.H., Kuck, K.H., Dorian, P., Roberts, R.S., Tech, M., Hampton, J.R. et al. Prophylactic Use of an Implantable Cardioverter-Defibrillator after Acute Myocardial Infarction. N Engl J Med, 2004, 351 (24), 2481-2488.
- Tygesen, H., Wettervik, C., Claesb, G., Drottb, C., Emanuelsson, H., Solem, J. et al. Longterm effect of endoscopic transthoracic sympathicotomy on heart rate variability and QT dispersion in severe angina pectoris. Int J Cardiol, 1999, 70 (3), 283-292.
- Lan, J.Y., Shieh, J.S., Yeh, J.R., Fan, S.Z. Fractal Properties of Heart Rate Dynamics: A New Biomarker for Anesthesia—Biphasic Changes in General Anesthesia and Decrease in Spinal Anesthesia. Sensors, 2022, 22 (23), 9258.
- Pachon-M, J.C., Pachon-M, E.I., Pachon, C.T.C., Santillana-P, T.G., Lobo, T.J., Pachon-M, J.C. et al. Long-Term Evaluation of the Vagal Denervation by Cardioneuroablation Using Holter and Heart Rate Variability. Circ Arrhythm Electrophysiol, 2020, 13 (12), e008703.
- Sassi, R., Cerutti, S., Lombardi, F., Malik, M., Huikuri, H.V., Peng, C.K. et al. Advances in heart rate variability signal analysis: Joint position statement by the e-Cardiology ESC Working Group and the European Heart Rhythm Association co-endorsed by the Asia Pacific Heart Rhythm Society. Europace, 2015, 17 (9), 1341-1353.
- Bekkink, M.O., Koeneman, M., De Galan, B.E., Bredie, S.J. Early detection of hypoglycemia in type 1 diabetes using heart rate variability measured by a wearable device. Diabetes Care, 2019, 42 (4), 689-692.
- Sajadieh, A., Nielsen, O.W., Rasmussen, V., Hein, H.O., Abedini, S., Hansen, J.F. Increased heart rate and reduced heart-rate variability are associated with subclinical inflammation in middle-aged and elderly subjects with no apparent heart disease. Eur Heart J, 2004, 25 (5), 359-360.
- Borovikova, L.V., Ivanova, S., Zhang, M., Yang, H., Botchkina, G.I., Watkins, L.R. et al. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic in¯ammatory response to endotoxin. Nature, 2000, 405 (6785), 458-462.
- Hirten, R.P., Danieletto, M., Tomalin, L., Choi, K.H., Zweig, M., Golden, E. et al. Use of physiological data from a wearable device to identify SARS-CoV-2 infection and symptoms and predict COVID-19 diagnosis: Observational study. J Med Internet Res, 2021, 23 (2), e26107.
- Vanderhasselt, M.A., Remue, J., Ng, K.K., Mueller, S.C., De Raedt, R. The regulation of positive and negative social feedback: A psychophysiological study. Cogn Affect Behav Neurosci, 2015, 15 (3), 553-563.
- Goldenberg, I., Goldkorn, R., Shlomo, N., Einhorn, M., Levitan, J., Kuperstein, R. et al. Heart rate variability for risk assessment of myocardial ischemia in patients without known coronary artery disease: The hrv-detect (heart rate variability for the detection of myocardial ischemia) study. J Am Heart Assoc, 2019, 8 (24), e014540.
- De Bruyne, M.C., Kors, J.A., Hoes, A.W., Klootwijk, P., Dekker, J.M., Hofman, A. et al. Both Decreased and Increased Heart Rate Variability on the Standard 10-Second Electrocardiogram Predict Cardiac Mortality In the Elderly The Rotterdam Study. Am J Epidemiol, 1999, 150 (12), 1282-1288.
- Tsuji, H., Larson, M.G., Venditti, F.J., Manders, E.S., Evans, J.C., Feldman, C.L. et al. Impact of reduced heart rate variability on risk for cardiac events: The Framingham Heart Study. Circulation, 1996, 94 (11), 2850-2855.
- Shi, M., He, H., Geng, W., Wu, R., Zhan, C., Jin, Y. et al. Early Detection of Sudden Cardiac Death by Using Ensemble Empirical Mode Decomposition-Based Entropy and Classical Linear Features From Heart Rate Variability Signals. Front Physiol, 2020, 11, 118.
- Chen, W.L., Kuo, C.D. Characteristics of Heart Rate Variability Can Predict Impending Septic Shock in Emergency Department Patients with Sepsis. Acad Emerg Med, 2007, 14 (5), 392-397.
- Copie, X., Lamaison, D., Salvador, M., Sadoul, N., Da Costa, A., Fauchier, L. et al. Heart Rate Variability Before Ventricular Arrhythmias in Patients with Coronary Artery Disease and an Implantable Cardioverter Defibrillator. Ann Noninvasive Electrocardiol, 2003, 8 (3), 179-184.
- Lombardi, F., Porta, A., Marzegalli, M., Favale, S., Santini, M., Vincenti, A. et al. Heart Rate Variability Patterns Before Ventricular Tachycardia Onset in Patients With an Implantable Cardioverter Defibrillator. Am J Cardiol, 2000, 86 (9), 959-963.
- Meyerfeld, U., Wessel, N., Schütt, H., Rainer, D., Schirdewan, A. Heart rate variability before the onset of ventricular tachycardia: differences between slow and fast arrhythmias. Int J Cardiol, 2002, 84 (2-3), 141-151.
- Au-Yeung, W.M., Reinhall, P.G., Bardy, G.H., Brunton, S.L. Development and validation of warning system of ventricular tachyarrhythmia in patients with heart failure with heart rate variability data. PLoS One, 2018, 13 (11), e207215.
- Rashba, E.J., Estes, N.A.M., Wang, P., Schaechter, A., Howard, A., Zareba, W. et al. Preserved heart rate variability identifies low-risk patients with nonischemic dilated cardiomyopathy: Results from the DEFINITE trial. Heart Rhythm, 2006, 3 (3), 281-286.
- Ten Sande, J.N., Damman, P., Tijssen, J.G.P., De Groot, J.R., Knops, R.E., Wilde, A.A.M. et al. Value of serial heart rate variability measurement for prediction of appropriate ICD discharge in patients with heart failure. J Cardiovasc Electrophysiol, 2014, 25 (1), 60-65.
- Zhang, E., Conti, S., Teresina Locati, E., San Donato Polyclinic, I., Alexander Carpenter, I., Ma, W. et al. Prognostic value of heart rate variability in atrial fibrillation recurrence following catheter ablation: A systematic review and meta-analysis, 2023.
- Matusik, P.S., Matusik, P.T., Stein, P.K. Heart rate variability and heart rate patterns measured from wearable and implanted devices in screening for atrial fibrillation: potential clinical and population-wide applications. Eur Heart J, 2023, 44 (13), 1105-1107.
- Aksu, T., Guler, T.E., Mutluer, F.O., Bozyel, S., Golcuk, S.E., Yalin, K. Electroanatomicmapping-guided cardioneuroablation versus combined approach for vasovagal syncope: a cross-sectional observational study. J Interv Card Electrophysiol, 2019, 54 (2), 177-188.
- Rivarola, E.W.R., Hachul, D., Wu, T.C., Pisani, C., Scarioti, V.D., Hardy, C. et al. Long-Term Outcome of Cardiac Denervation Procedures: The Anatomically Guided Septal Approach. JACC Clin Electrophysiol, 2023, 9 (8), 1344-1353.
- Piotrowski, R., Baran, J., Sikorska, A., Krynski, T., Kulakowski, P. Cardioneuroablation for Reflex Syncope: Efficacy and Effects on Autonomic Cardiac Regulation—A Prospective Randomized Trial. JACC Clin Electrophysiol, 2023, 9 (1), 85-95.
- Adamson, P.B., Smith, A.L., Abraham, W.T., Kleckner, K.J., Stadler, R.W., Shih, A. et al. Continuous autonomic assessment in patients with symptomatic heart failure: Prognostic value of heart rate variability measured by an implanted cardiac resynchronization device. Circulation, 2004, 110 (16), 2389-2394.
- Adamson, P.B., Kleckner, K.J., VanHout, W.L., Srinivasan, S., Abraham, W.T. Cardiac resynchronization therapy improves heart rate variability in patients with symptomatic heart failure. Circulation, 2003, 108 (3), 266-269.
- Wang, M., Liu, C., Shah, A., Ko, Y.A., Sun, Y., Lampert, R.J. et al. Heart rate variability during mental stress predicts heart failure outcomes in patients with stable coronary artery disease. J Am Coll Cardiol, 2023, 81 (8), 469.
- Patel, V.N., Pierce, B.R., Bodapati, R.K., Brown, D.L., Ives, D.G., Stein, P.K. Association of Holter-Derived Heart Rate Variability Parameters With the Development of Congestive Heart Failure in the Cardiovascular Health Study. Jacc Heart Fail, 2017, 5 (6), 423-431.
- Mizobuchi, A., Osawa, K., Tanaka, M., Yumoto, A., Saito, H., Fuke, S. Detrended fluctuation analysis can detect the impairment of heart rate regulation in patients with heart failure with preserved ejection fraction. J Cardiol, 2021, 77 (1), 72-78.
- Li, K., Cardoso, C., Moctezuma-Ramirez, A., Elgalad, A., Perin, E. Heart Rate Variability Measurement through a Smart Wearable Device: Another Breakthrough for Personal Health Monitoring? Int J Environ Res Public Health, 2023, 20 (24), 7146.
- Li, X., Song, Y., Wang, H., Su, X., Wang, M., Li, J. et al. Evaluation of measurement accuracy of wearable devices for heart rate variability. iScience, 2023, 26 (11), 108128.
- Miller, D.J., Sargent, C., Roach, G.D. A Validation of Six Wearable Devices for Estimating Sleep, Heart Rate and Heart Rate Variability in Healthy Adults. Sensors, 2022, 22 (16), 6317.
- Sakamoto, J.T., Liu, N., Koh, Z.X., Guo, D., Heldeweg, M.L.A., Ng, J.C.J. et al. Integrating heart rate variability, vital signs, electrocardiogram, and troponin to triage chest pain patients in the ED. Am J Emerg Med, 2018, 36 (2), 185-192.
- Lanza, G.A., Cianflone, D., Rebuzzi, A.G., Angeloni, G., Sestifo, A., Ciriello, G. et al. Prognostic value of ventricular arrhythmias and heart rate variability in patients with unstable angina. Heart, 2006, 92 (8), 1055-1063.
- Badke, C.M., Marsillio, L.E., Carroll, M.S., Weese-Mayer, D.E., Sanchez-Pinto, L.N. Development of a Heart Rate Variability Risk Score to Predict Organ Dysfunction and Death in Critically Ill Children. Pediatr Crit Care Med, 2021, 22 (8), e437-447.
- Pizzoli, S.F.M., Marzorati, C., Gatti, D., Monzani, D., Mazzocco, K., Pravettoni, G. A meta-analysis on heart rate variability biofeedback and depressive symptoms. Sci Rep, 2021, 11 (1), 6650.
- Swanson, K.S., Gevirtz, R.N., Brown, M., Spira, J., Guarneri, E., Stoletniy, L.. The Effect of Biofeedback on Function in Patients with Heart Failure. Appl Psychophysiol Biofeedback, 2009, 34 (2), 71-91.
- Catai, A.M., Pastre, C.M., Fernades de Godoy, M., da Silva, E. Christnie de Medeiros Takahashi, A., Vanderlei, L.C.M. Heart rate variability: are you using it properly? Standardisation checklist of procedures. Braz J Phys Ther, 2020, 24 (2), 91-102.
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