HRV-Monitoring
In den letzten Jahren erfüllt sich die private Nutzung von mobilen EKG-Sensoren zur Aufzeichnung und Auswertung der HRV mehr und mehr an Beliebtheit.
Allerdings schwankt die Genauigkeit der Consumerprodukte extrem. Die besonderen Anforderungen der Forschung erfordern jedoch einen höheren Standard, als viele dieser Geräte bieten können.
Wenn Sie als Forscher die HRV-Analyse in Ihre Arbeit einbeziehen möchten, dann profitieren Sie von unserer langjährigen Erfahrung und Kompetenz. Wir verfügen über die notwendigen Werkzeuge und Fähigkeiten, um eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr Projekt zu erstellen.
Empfehlungen für HRV Monitoring
Stress-Messung im Alltag
Voraussetzung für die Bestimmung der HRV ist eine klare und genaue Aufzeichnung der R-Zacken; da die Zeitintervalle zwischen den R-Zacken die Grundlage für die Berechnung der HRV-Parameter bilden. Um die Spitze der R-Zacke genau detektieren zu können empfiehlt movisens eine Abtastrate von 1024 Hz.
Der EcgMove 4 bietet genau diese hohe Signalqualität und zeichnet ein komplettes EKG-Signal mit 1024 Hz auf. Mit diesem portablen Messinstrument bietet movisens eine ambulante und objektive Möglichkeit HRV im Alltag genau und kontinuierlich zu erfassen.
Langzeit Stress-Messungen (≥24 h)
Der EcgMove 4 zeichnet Rohdaten (EKG-Signal) über einen Zeitraum von bis zu zwei Wochen auf und eignet sich hiermit hervorragend, zur Untersuchung der HRV-Entwicklung oder des Stressniveaus im Alltag.
Möchte man beispielsweise die HRV bei Gastronomen über mehrere Tage untersuchen und die psychische sowie physische Belastung während deren Arbeitsbedingungen betrachten oder Studierende über einen längeren Zeitraum vor und nach ihren Prüfungen auf ihre physiologische Belastung untersuchen, ist dies durch eine Langzeit-Messung mit dem EcgMove 4 realisierbar.
Bei Messungen die über mehrere Tage andauern empfiehlt movisens den Sensor mit einem Brustgurt zu tragen, da Klebeelektroden nach einer Dauer von 24 Std häufig als unangenehm beschrieben werden. Unser Brustgurt mit Trockenelektroden bietet hier einen angenehmen Tragekomfort und kann über mehrere Wochen bedenkenlos getragen werden.
Kurzzeit Stress-Messung ( ̴ 5 min)
Der EcgMove 4 bietet die Möglichkeit gezielt einzelne Situationen im Alltag zu überprüfen oder spezifisch gewählte Momente zu erfassen.
Möchte man beispielsweise die Stressbelastung bei Musikern vor Auftritten untersuchen oder die psychische und physische Belastung von Landwirten unter verschiedenen Arbeitsbedingungen betrachten ist dies durch kurzzeitige Messungen der HRV realisierbar.
Bei extrem kurzen Messungen (ohne Vorlaufzeit) empfiehlt movisens den Sensor mit Klebeelektroden zu verwenden da diese das EKG-Signal unmittelbar nach dem Anlegen klar aufzeichnen. Die Trockenelektroden des Brustgurts erreichen ihre optimale Leitfähigkeit erst nach etwa 10 min. Dieser Unterschied sollte auf jeden Fall vor Beginn der Messung berücksichtigt werden.
HRV-Messung und Interaktives Ambulantes Assessment (IAA)
Physiologische und subjektive Daten im Alltag gemeinsam zu erfassen ist dank des movisens SensorTriggers realisierbar. Über eine Bluetooth-Schnittstelle sind alle mobilen Sensoren von movisens in der Lage die Ergebnisse der in Echtzeit gemessenen und analysierten Daten an ein Smartphone (mobiles Endgerät) zu übertragen. Daraus können Fragebögen in movisensXS getriggert werden, um eine Abfrage zu starten.
Mit dem SensorTrigger ist so eine Erfassung der subjektiven Daten genau zu den Zeiten möglich, zu denen physiologisch etwas Interessantes (Anstieg der HR und-/oder der Beschleunigung) gemessen wird. Durch den kombinierten Einsatz von HRV-Messung und IAA im Alltag können schnell und einfach kleinere Interventionen direkt durchgeführt werden.
Beispielstudien
MIRROR
Das EU-Projekt MIRROR untersucht die Unterstützung von reflektiven Lernprozessen am Arbeitsplatz. Das übergeordnete Ziel von MIRROR liegt darin, Mitarbeiter zu befähigen und zu motivieren, frühere Arbeitsleistungen und persönliche Lernerfahrungen zu reflektieren, um in Echtzeit zu lernen und dringende Probleme sofort kreativ zu lösen. MIRROR soll den Mitarbeitern helfen, innerhalb kürzester Zeit ihr Erfahrungsniveau und -spektrum deutlich zu steigern, indem sie Erfahrungen anderer sammeln.
Bequemer Fliegen
Das Projekt Bequemer Fliegen zeigt wie man durch farbliche Veränderung des Lichtes das Jetlag besser in den Griff bekommt. Dabei ist es so, dass einerseits die Lichtfarbe und andererseits die Lichtstärke Einfluss auf den Körper nehmen. Um die Wachheit der Testperson zu dokumentieren, wurde deren Herzschlag und körperliche Aktivität mit dem movisens ekgMove überwacht.
Wissenswertes
Was ist HRV
Die Herzratenvariabilität (HRV) beschreibt die Fähigkeit des Herzens, die Abstände zwischen den Herzschlägen den momentanen Erfordernissen anzupassen. Sie wird Anhand der (variierenden) Abstände zwischen den R-Zacken eines EKG Signals bestimmt.
Bei einem gesunden Menschen (Herzen) ist die Herzfrequenz (HF) bei einer Belastung schnell und gleichmäßig. In Ruhe ist die HF langsam und variabel, sodass unterschiedlich lang andauernde Intervalle zwischen den Herzschlägen auftreten.
Eine Analyse der RR-Intervalle ermöglicht eine Interpretation der HRV. Anhand ausgewählter Indikatoren können Rückschlüsse auf das vegetative Nervensystem (VNS) erfolgen und somit Störungen der Regulation, sowie Belastungen und Stress frühzeitig erkannt werden.
Auswahl der richtigen HRV-Parameter
Um aussagekräftig mit der HRV arbeiten zu können sollte bekannt sein, welche Parameter für welche Art der Messung zu verwenden sind. Denn nicht alle Parameter liefern nach wenigen Minuten aussagekräftige Ergebnisse. Somit ist es wichtig darauf zu achten, welche Parameter sich für Langzeitmessungen und welche sich für Kurzzeitmessungen eignen.
Weiter empfehlen wir die Betrachtung mehrerer HRV-Parameter. Einzelne Parameter können, bei gesunden Menschen, Aufschluss darüber geben, ob eine Person ausgeschlafen, fit, entspannt oder gestresst ist.
So lässt sich beispielsweise mit dem Stressindex, RMSSD oder der SDNN einschätzen, ob das vegetative Nervensystem ausgeglichen arbeitet oder ob sich eine Störung der Regulation abzeichnet. Diese Teil-Aussagen können als ein Hinweis auf eine Erkrankung oder generell dazu dienen, weitere Untersuchungen zu veranlassen.
Für eine Einschätzung von gesundheitlichen Problemen, wie z. B. chronischer Stress, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Diabetes, reichen sie jedoch nicht aus. Daher empfiehlt movisens eine kombinierte Betrachtung der HRV-Parameter.
Fehler die bei der HRV-Messung auftreten können
In der Ausgabe der HRV-Parameter sind Fehler aufgetreten!
Wodurch wurde dies verursacht?
Fehler in der Darstellung der HRV-Parameter können auf Lücken im EKG-Signal zurückzuführen sein; dies wiederum bedeutet, dass die Signalqualität an einigen Messpunkten nicht ausreicht um eine Berechnung zu ermöglichen.
Diese kann verschiedene Ursachen haben:
Die Rolle der Atmung bei der HRV
Die Atmungsrate, auch EDR abgekürzt, kann aus dem EKG-Signal abgeleitet werden, vorausgesetzt die zu untersuchende Person befindet sich im Ruhezustand (keine körperliche Bewegung).
Hierfür wird ein synthetisches Atmungssignal aus den R-Zacken des EKG-Signals erzeugt, woraus sich die EDR berechnen lässt.
movisens weist darauf hin, dass eine Verzerrung der Atemfrequenz dann eintreten kann, wenn das EKG-Signal, aufgrund von körperlicher Bewegung Artefakte enthält. Um dies auszuschließen wird neben dem EKG-Signal auch das Beschleunigungssignal erfasst. Die Überschreitung einer definierten Schwelle führt dann dazu, dass der EDR nicht berechnet wird.
Diese kombinierte Erfassung von EKG- und Beschleunigungssignal ermöglicht es die EDR aus dem EKG-Signal klar zu bestimmen.
Die objektive Messung körperlicher Aktivität kann mit Beschleunigungssensoren (Akzelerometern) und Herzfrequenzmessgeräten erfolgen. Durch die Kombination von Herzfrequenzmessung und Akzelerometrie können die Messfehler, die durch ein einzelnes Verfahren entstehen, eingeschränkt werden. Zum Beispiel sind Akzelerometer nicht anfällig für emotionale Reaktionen. Im Gegensatz dazu können die Herzfrequenzmessgeräte auch Bewegungen wie Radfahren und Schwimmen erfassen, die mit einer Steigerung der Herzfrequenz einhergehen. Die kombinierte Messung ermöglicht eine genaue Bestimmung des Energieumsatzes in Alltagssituationen.
Literatur
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Bart, Verkuil et al. „Prolonged Non-metabolic Heart Rate Variability Reduction as a Physiological Marker of Psychological Stress in Daily Life“. Annals of Behavioral Medicine. 50 (2016):704-714.
Fred, Shaffer & J. P., Ginsberg. „An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms“. Frontiers in Public Health. 5 (2017): 258.
Malik, Marek. „Heart rate variability“. Annals of Noninvasive Electrocardiology. 1.2 (1996): 151-181.
S. Sammito et al. „Nutzung der Herzschlagfrequenz und Herzfrequenzvariabilität in der Arbeitsmedizin und Arbeitswissenschaft“. AWMF online Das Portal der wissenschaftlichen Medizin. 002 (2014): 042.