Herzfrequenzvariabilität (HRV): Stress messen leicht gemacht

Die Herzratenvariabilität, auch Herzfrequenzvariabilität oder kurz HRV genannt, lässt sich durch genaue Pulsmessung berechnen. Sie ist ein erstaunlich genauer Indikator dafür, wie gut erholt unser Körper momentan ist. So lassen sich Stresszustände schnell, sicher und genau ermitteln, damit man rechtzeitig eine Erholgungsphase einlegen kann.

Das Messen der Herzfrequenzvariabilität kann chronischem Stress und damit zahlreichen Krankheiten vorbeugen. Sie wird auch Herzratenvariabilität oder einfach kurz HRV genannt.

Der Vorteil: du kannst rechtzeitig Maßnahmen zum Stressabbau treffen, so dass es bei Dir erst gar nicht zu einem hohen Stresslevel kommt.

„Im Stress, also in der Vorbereitung auf Flucht oder Kampf, reduziert der Körper unter anderem das Schmerzempfinden. Die Rechnung präsentiert er, wenn der Bär erlegt ist.“ Der österreichische Psychologe und Universitätsprofessor Heinz Prokop verdeutlicht mit diesem Spruch, warum Stress den Körper so belastet. Chronischer Stress kann zahlreiche Krankheiten auslösen, zum Beispiel Depressionen und Panikattacken.

Wie sieht es mit Deinem Stresslevel aus? Meist merkt ja man selbst, dass man mehr gestresst ist. Manche können schlecht schlafen, andere bekommen ein Reizdarm-Syndrom (RDS) oder Hautausschlag. Doch wie kann man Stress objektiv messen? Moderne Technik bietet uns heute zahlreiche Möglichkeiten, den Stresspegel zu messen. Die Bestimmung der Herzratenvariabilität ist eine hervorragende Technik, um chronischem Stress und Folgeerkrankungen vorzubeugen. Doch was versteht man genau darunter? Welche HRV Messung Geräte gibt es und was muss ich bei der Anwendung beachten? Informiere Dich umfassend.

Wie entsteht Stress eigentlich?

Die Vorgänge im Körper bei Stress und Panikattacken sind miteinander verwandt. Das Gehirn wertet einen äußeren oder inneren Reiz als Stressor und aktiviert die Amygdala (1), die beiden Mandelkerne am linken und rechten Schläfenlappen. Die Kampf- und Fluchtreaktion läuft nun über das vegetative Nervensystem (2) und über hormonelle Botenstoffe ab.

Stress: Früher Kampf ums Überleben

Die Stressreaktion stammt aus der Frühzeit der Menschheit, als lebensbedrohliche Situationen an der Tagesordnung waren. Deshalb bereitet sich der Körper auf Höchstleistung vor – auch wenn es heutzutage gar nicht nötig ist. Kritik vom Chef kann die Stressreaktion ebenso auslösen wie ein Beinahe-Zusammenstoß mit dem Auto.

Das vegetative Nervensystem steuert, was im Körper bei Stress abläuft. Es heißt auch autonomes Nervensystem, weil es sich der bewussten Kontrolle entzieht.

Es besteht aus drei Teilen:

1. Sympathikus
2. Parasympathikus
3. Enterisches Nervensystem

Das enterische Nervensystem (3) durchzieht den gesamten Verdauungstrakt und funktioniert unabhängig von Gehirn und Rückenmark. Deshalb wird es manchmal Gehirn des Verdauungskanals genannt. Sympathikus und Parasympathikus sind Systeme von Nervenzellen, die wie Gegenspieler funktionieren. Vereinfacht ausgedrückt: Sympathikus erregt, während Parasympathikus beruhigt. Sie sind die Teile des vegetativen Nervensystems, die bei der Stressreaktion auf den gesamten Körper einwirken.

Sympathikus: Der große Erreger

Der Sympathikus tritt zunächst bei Stress in Aktion (4). Beim Sympathikus handelt es sich um Nervenzellen, die im Brust- und Lendenrückenmark entspringen. Sie sind mit den beiden Ganglienketten verbunden, 22 Knoten von Nervenzellen, die parallel des Rückenmarks verlaufen (5). Von hier aus ziehen sich sogenannte postganglione Sympathikuszellen weiter zu Organen und der Haut.

Nervenfasern in Rückenmark und Organen

Schematische Darstellung einer Nervenzelle

Die Verflechtungen der Synapsen, der Nervenenden, sind dabei ungemein kompliziert.  Alle 31 Paare der Nerven des Rückenmarks enthalten Sympatikusnerven, die 8 Prozent der gesamten Nervenfasern ausmachen. So sind sympathische Nervenfasern mit Organen im ganzen Körper verbunden, unter anderem dem Herz und der Nebennierenrinde. Die wichtigen Blutgefäße enthalten nur sympathische Nervenfasern.

Botenstoff Noradrenalin

Um zu funktionieren, nutzt der Sympathikus den Botenstoff Noradrenalin. Lange Zeit dachte man, dass vor allem das Nebennierenmark diesen Neurotransmitter herstellt. Belgische Forscher fanden jedoch 1997 heraus, das postganglione Sympathikuszellen diesen Botenstoff selbst herstellen und sogar lagern können (6). Deshalb wird der Sympathikus bei einer Stressreaktion sehr schnell aktiv. Noradrenalin stimuliert die Organe und die Blutgefäße bei Stress in Bruchteilen von Sekunden.

Zweite Schiene: Stresshormon Cortisol

Zusätzlich zu den Aktivitäten des Sympathikus kommuniziert der Hypothalamus bei der Stressreaktion via hormonelle Botenstoffe mit der Hypophyse. Diese wiederum meldet sich bei der Nebennierenrinde, die das Stresshormon Cortisol (deutsch auch Kortisol geschrieben) produziert (7). Dieser Prozess läuft etwas langsamer ab als die Nervenreaktion, weil biochemische Kommunikation mit Botenstoffen mehr Zeit braucht.

Beide Systeme sorgen gemeinsam dafür, den Körper auf Flucht oder Kampf einzustellen. Die Muskeln werden gut mit Sauerstoff versorgt, damit Du sofort losrennen oder kämpfen kannst. Der Herzschlag beschleunigt sich und der Blutdruck steigt.

Parasympathikus für Entspannung

Nach einer gewissen Zeit beruhigt sich der Körper wieder. Homöostase (8) ist das Fachwort dafür, dass Prozesse im Körper eine Balance suchen. Nun macht sich der Parasympathikus an die Arbeit. 75 Prozent dieser Nervenfasern entspringen im Hirnstamm, der Rest im unteren Bereich der Wirbelsäule. Der Hypothalamus und andere Bereiche im Gehirn aktivieren den Parasympathikus. Er setzt den Botenstoff Acetylcholin frei und reicht ihn an seine Ganglien weiter.

Acetylcholin als Gegenspieler von Noradrenalin

Während die Ganglien des Sympathikus wie Perlenschnüre das Rückenmark umgeben, befinden sich die Ganglien des Parasympathikus in der Nähe und sogar in Organen. Das ankommende Acetylcholin regt die Ganglien an, ebenfalls Acetylcholin auszuschicken. Die Bronchien ziehen sich zusammen. Der Blutdruck sinkt wieder. Speichelfluss bringt die Verdauung auf Trab. So beruhigt sich der gesamte Körper relativ schnell.

Unbewusstes Zusammenspiel

Das Gegenspiel von Sympathikus und Parasympathikus spielt sich im vegetativen Nervensystem automatisch ab (9). Bewusst haben wir keinen Einfluss auf diese Prozesse. Allerdings laufen sie nicht immer nach einem sturen Schema ab. Frauen scheinen anfälliger für Stress zu sein als Männer (10). Zahlreiche Faktoren, zum Beispiel genetische Veranlagung und soziales Umfeld, können die Stressreaktion ebenfalls beeinflussen (11).

Lesetipp: So kannst Du Dein vegetatives Nervensystem beruhigen.

Von akutem zu chronischem Stress

Jeder Mensch kennt die akute Stressreaktion. Der österreichische Arzt Hans Selye gilt als Vater der Stressmedizin (12). Er beschrieb als erster das allgemeine Anpassungssyndrom, das auf chronischem Stress beruht. Dafür teilte er Stress in drei verschiedene Phasen ein:

1. Die Alarmphase
2. Die Widerstandsphase
3. Die Erschöpfungsphase

Bei vorübergehenden Stress-Situationen schließt sich die Widerstandsphase an die Alarmphase an.

Gesundheitsrisiko: Erschöpfungsphase

Nur wenn Du unter chronischem Stress leidest, kommt es zur Erschöpfungsphase. Die Rezeptoren für das Stresshormon Cortisol und andere Botenstoffe werden überlastet. Der Cortisolspiegel im Blut steigt an und befindet sich ständig auf hohem Niveau. Chronischer Stress hat zahlreiche Folgen für die Gesundheit (13). Er kann Gehirnzellen verändern, unter anderem in den Frontallappen und im limbischen System. Depressionen und Angstzustände können eine Folge von chronischem Stress sein (14). Das Immunsystem funktioniert ebenfalls nicht mehr richtig. Das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöht sich.

Jeder fünfte Deutsche stark gestresst

Die Erschöpfungsphase tritt erst ein, wenn der Körper über einen längeren Zeitraum hinweg ständig gestresst wird. Das Robert-Koch-Institut in Berlin führte eine große Studie durch, um die psychische Gesundheit der deutschen Bürger zu ergründen. Die 2015 veröffentlichte Studie (15) zeigt, dass sich rund 20 Prozent aller Deutschen stark gestresst fühlen. Am meisten steht die Gruppe der 18- bis 29-Jährigen unter Druck, gefolgt von den 50- bis 59-Jährigen. Nur die über 60-Jährigen stehen etwas weniger unter Stress. In allen Altersgruppen empfinden sich fast doppelt so viele Frauen wie Männer als sehr gestresst.

Burnout: Hilfreiches Konzept?

Niemand bezeichnet sich öffentlich gerne als überfordert oder erschöpft. Der Begriff Burnout wirkt wesentlich weniger stigmatisierend. Zahlreiche Wissenschaftler beklagen jedoch, dass es keine akzeptierten Kriterien für die Beurteilung von Burnout gibt (16). Wiener Psychiater schlugen deshalb 2014 (17) vor, Burnout als langfristige berufliche Überlastung zu definieren.

Wir meinen: Burnout und der von chronischem Stress verursachte Erschöpfungszustand scheinen sich zu ähneln. Für Betroffene zählt nicht der Name, sondern ihr Befinden. Stress ist ungesund und chronischen Stress solltest Du unbedingt vermeiden.

Stress messen, um Burnout vorzubeugen

Ob Burnout oder chronischer Stress: Fest steht, dass zahlreiche Faktoren die individuelle Stressreaktion beeinflussen. Deshalb lassen sich keine Richtlinien für die Länge der Zeit formulieren, bevor chronischer Stress in den Erschöpfungszustand übergeht. Stress messen kann helfen, diesen Risikofaktor genau zu verfolgen und rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Kann man Stress messen?

Im wesentlichen gibt es zwei praktikable Methoden, um selbst Stresslevel zu messen:

1. Herzratenvariabilität (HRV)
2. Cortisolspiegel

Ärzte können im Labor zusätzlich folgende Untersuchungen durchführen:

1. Messung von Botenstoffen, die an der Stressreaktion beteiligt sind, zum Beispiel Noradrenalin und Adrenalin
2. Kurzzeit-Stresstest mit HRV
3. HRV-Langzeit-Messung über drei Tage hinweg
4. Untersuchungen zur Energieherstellung im Körper mit Mitochondrien und ATP

Außerdem findest Du im Internet auf zahlreichen Portalen einen Stresstest. Dieser Test nutzt Fragen, um den Stresspegel zu messen. Allerdings liefern diese Fragen kaum ein objektives Ergebnis. Fast ebenso fragwürdig ist der Cortisolspiegel für die Stressmessung.

Fragwürdig: Cortisolspiegel messen

Im Prinzip gibt der Cortisolspiegel nur Auskunft über den Stresspegel, wenn Du nicht allzu oft unter Stress leidest (18 ). Den Cortisolspiegel selbst messen ist mithilfe von Speicheltests problemlos möglich. Allerdings kann chronischer Stress dazu führen, dass Cortisol nicht mehr richtig wirkt (19). Deshalb dient der Cortisolspiegel nicht als zuverlässiger Biomarker für das Stresslevel (20). Messen ist einfach möglich, aber bei längeren Perioden von Stress lässt sich keine lineare Beziehung zwischen dem Vorhandensein von Cortisol im Blut und dem Ausmaß von Stress herstellen.

Was ist Herzratenvariabilität?

Herzratenvariabilität (HRV) bezieht sich auf die unterschiedliche Länge der einzelnen Herzschläge. Die schwankenden Zeiträume geben Aufschluss über die Fähigkeit  des Körpers, den Herzrhythmus zu verändern und damit die Körperfunktionen an wechselnde Anforderungen anzupassen. HRV wird auch Herzfrequenzvariabilität genannt. Dabei wird die Zeit zwischen zwei Herzschlägen gemessen.

Unterschiedliche Messmethoden des Puls (Quelle: https://ouraring.com/heart-rate-variability-basics/)

In einem Elektrokardiogramm (EKG) erscheint diese Zeitspanne zwischen zwei sogenannten R-Zacken, das sogenannte RR-Intervall. Eine R-Zacke wird als Ausschlag auf dem EKG aufgezeichnet, wenn der Sinusknoten (21) an der Herzkammer einen Impuls gibt. Es gibt mittlerweile jedoch auch Verfahren, die Interbeat-Intervalle messen, das Intervall zwischen den Schlägen.

Das vegetative Nervensystem reguliert den Sinusknoten unabhängig vom Bewusstsein. Die Medulla oblongata, das verlängerte Rückenmark im Hirnstamm, enthält das Herz-Kreislauf-Regulationszentrum. Es passt die Herzvariabilität anhand von Sinneseindrücken und Eingaben von höheren Gehirnzentren an (22). Die RR-Intervalle sind deshalb nicht gleich lang.

Maßgebend für die HRV sind die Differenzen der jeweils gemessenen Zeiten (Quelle: https://ouraring.com/heart-rate-variability-basics/)

Unterschiede von Millisekunden

Die Schwankungen dieser Intervalle werden in Millisekunden gemessen. Die Ergebnisse der HRV-Messungen können auf verschiedene Weisen verarbeitet und dargestellt werden. Das Resultat ist die Herzratenvariabilität, kurz HRV. Ist der Körper gesund, kann der Körper den Herzschlag problemlos anpassen. Diesen Zustand nennt man auch Herzkohärenz (23) oder Herzintelligenz.

Ein optimaler HRV-Wert spiegelt die Anpassungsfähigkeit, Belastbarkeit und die Fähigkeit zur Selbstregulation des Körpers wider. Ist der Wert zu hoch, kämpft ein Organismus mit Arrhythmien oder Störungen des Nervensystems. Eine zu geringe Schwankung der Herzschlagfrequenz deutet auf Erschöpfungszustände hin. Der Körper kann sich nicht mehr ausreichend selbst regulieren (24). Die Anwendungsbereiche von HRV sind vielfältig bei der Diagnose. Unter anderem ist HRV Messung gut dazu geeignet, auf objektive Art und Weise mit Herzratenvariabilität Stress zu bestimmen(25).

Unterschiedliche Darstellung von HRV

Bei der Pulsmessung wird die Herzschlagfrequenz, die Anzahl der Herzschläge pro Minute, durch 60 geteilt, die Anzahl der Sekunden. Die Darstellung von Herzratenvariabilität ist jedoch wesentlich komplizierter. Schließlich geht es um die Schwankungsrate der Zeitabstände zwischen zwei Herzschlägen, gemessen zwischen zwei bioelektrischen Impulsen des Sinusknotens an der Herzkammer.

Mittlerweile wurden zahlreiche Darstellungsmethoden für die Herzfrequenzvariabilität entwickelt. Sie alle nutzen mehr oder weniger komplizierte mathematische Formeln und verschiedene Arten von grafischen Darstellungsweisen. Um die Darstellung zu vereinheitlichen, haben die Europäische Gesellschaft für Kardiologie und die Nordamerikanische Gesellschaft für Stimulation und Elektrophysiologie eine Arbeitsgruppe gebildet. Sie formulierte in den 90er Jahren Standards für HRV Messung und deren physiologische Interpretation (26).

Heute unterscheidet man drei Bereiche, in denen HRV Werte dargestellt werden:

1. Zeitbereich
2. Frequenzbereich
3. Nicht-linearer Bereich

HRV Zeitbereich: Einfach und ausgefeilt

Der Zeitbereich ist die einfachste Technik, mit den Ergebnissen der HRV-Messung umzugehen. Dabei können ausgewählte Werte in einem Diagramm dargestellt werden, das die Veränderung entlang der Zeitlinie in verschiedenen Werten darstellt. Diese Werte können zu einer Linie verbunden werden. Je stärker die Zacken der Linie sind, desto höher ist die HRV. Diese Art der Darstellung stellt in der Regel Schlag-zu-Schlag Intervalle.

Darüber hinaus ist es möglich, mit statistischen Methoden Variablen zu berechnen, die weitere Parameter ergeben. Damit lassen sich unter anderem folgende Herzratenvariabilität Normwerte bestimmen:

SDNN: Diese Buchstaben stehen für Standard Deviation of NN-Intervall, übersetzt Standardabweichung bei RR-Intervallen. Die Berechnung der Standardabweichnung mithilfe einer Wurzelfunktion der Statistik gibt an, wie weit die einzelnen Werte von einem Mittelwert entfernt sind. Dieser Wert gibt Aufschluss über die generelle Anpassungsfähigkeit des Körpers.

SDANN: Dieser Wert informiert über die Standardabweichung der Mittelwerte der RR-Intervalle in allen fünf Minuten dauernden Abschnitten einer längeren HRV Messung.

RMSSD: Um diesen HRV Wert zu erhalten, werden zunächst die Differenzen zwischen zwei aufeinanderfolgenden RR-Intervallen mit sich selbst multipliziert. Die Summe dieser Zwischenwerte wird anschließend durch die Anzahl der für die Zwischenwerte verwendeten RR-Intervalle geteilt. Das ergibt den Mittelwert. Von diesem Mittelwert wird die Quadratwurzel bestimmt. Um es einfach auszudrücken: Der Zahlenwert gibt Aufschluss über den Einfluss des Parasympathikus auf die Herzratenvariabilität. Er wird deshalb auch als Anzeichen für die Erholungsfähigkeit des Körpers verstanden.

pn50 und pn10: Während die anderen HRV Messungen einen Wert in Millisekunden (ms) ergeben, handelt es sich diesen beiden Angaben um Prozente. Sie geben an, wieviel Prozent bei zwei aufeinanderfolgenden Werten bei der Herzratenvariabilitätsmessung um 50 bzw. 10 Prozent voneinander abweichen. Daran lässt sich erkennen, wie stark die Herzratenvariabilität von einem Herzschlag zum anderen schwanken kann.

Frequenzbereich: Spektralanalyse

Die Analyse des Frequenzbereichs beschäftigt sich mit der Leistungsdichte der Herzratenvariabilität. Dafür werden die periodischen Oszillationen der zeitlichen Schwankungen in verschiedene Frequenzen mit unterschiedlichen Amplituden aufgespalten. Sie zeigen die Stärke der Intensität beim Rhythmus des Sinusknotens.

Die sogenannte schnelle Fouriertransformation (28) ermittelt dabei diskrete Höchstwerte für die einzelnen Komponenten der Frequenz. Sie ist nach dem französischen Mathematiker Jean Baptiste Joseph Fourier benannt, der 1822 unter anderem mit den Fourier-Reihen die mathematischen Grundlagen für den technischen Fortschritt legte.

Darüber hinaus kann die Spektralanalyse auch mit autoregressiver Modellschätzung (29) erstellt werden. Dafür werden Methoden der Stochastik, der Wahrscheinlichkeitsrechnung, benutzt. Vereinfacht ausgedrückt, wird dieses Modell durch eine stochastische Differenzgleichung erstellt. Sie kombiniert Messergebnisse mit einem stochastischen Term. Für die Berechnung einer Spektralanalyse werden die RR-Intervalle in einem Computer gespeichert und in Spektralfrequenzen umgewandelt. Du kannst Dir das in etwa wie ein Prisma vorstellen: Es verwandelt weißes Licht durch die Brechung in Lichtfarben mit verschiedenen Wellenlängen. Eine weitere Analogie wäre das Aufspalten von Orchesterklang in einzelne Noten.

Verschiedene Frequenzbereiche der Spektralanalyse

Unabhängig von der Methode: Die Spektralanalyse liefert Werte in Hertz (Hz), die Anzahl sich wiederholender Vorgänge innerhalb einer Sekunde. So werden folgende Frequenzbereiche ermittelt, die Aufschluss über die Herzratenvariabilität zulassen:

ULF (ultra low frequency): Werte < 0,0033 Hz; nur Langzeitmessungen ergeben diese Werte. Sie spiegeln zirkadiane Rhythmik und die Sekretion von Botenstoffen in Nervenzellen wider. Verhalten beeinflusst die ULF nicht.

VLF (very low frequency): Werte von 0,04 bis 0.0033 Hz; Atemmuster, Höhenlage, Körperposition, Regelung der Körpertemperatur und das Vorhandensein von Stoffen für den Gefäßtonus lassen sich an diesen Werten ablesen. Körperliche Aktivität beeinflusst die VLF. Deshalb wird dieser Frequenzbereich als Biomarker für Sympathikus-Aktivität angesehen. Sie kann auch als Wert für langsame Erholung nach mentalem Stress interpretiert werden (30).

LF (low frequency): Werte von 0,04 bis 0,15 Hz; die Interpretation dieser Frequenz ist etwas umstritten. Früher wurde sie als Anzeichen für die Sympathikus-Aktivität gewertet. Sie scheint jedoch die Baroflex-Schleife abzubilden (31). Dieser biochemische Regelkreis beeinflusst die Herzfrequenz mit speziellen Nervenzellen. Ein erhöhter Blutdruck senkt durch die Aktivität der Baroflex-Schleife die Herzfrequenz und damit den Blutdruck und umgekehrt.

HF (high frequency): Werte von 0,15 bis 0,4 Hz; diese Frequenz bildet die sogenannte respiratorische Sinusarrhythmie ab (32). Dieser Begriff bezeichnet die Tatsache, dass sich der Herzschlag und der Atemrhythmus gegenseitig beeinflussen.

TP (total frequency power): Werte von 0 bis 0,4 Hz; sie wird als Maß dafür genommen, wie stark das vegetative Nervensystem das Herz-Kreislauf-System beeinflusst.

Nicht-linearer Bereich: Poincaré-Diagram

Das Poincaré-Diagramm (33) liefert eine Punktwolke in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, die sich um eine Gerade herum anordnet. Benannt nach dem französischen Mathematiker Henri Poincaré, ermöglicht diese grafische Darstellung Unregelmäßigkeiten beim Ruhepuls darzustellen und Kennwerte für die Variabilität zu berechnen.

Dafür werden jeweils zwei RR-Intervalle einander zugeordnet, die aufeinanderfolgen. Ein Wert wird auf der x-Achse, der nächste auf der y-Achse eingetragen. Sämtliche RR-Intervalle werden auf diese Weise nacheinander eingetragen. Im Prinzip wird jedes Intervall als Funktion des vorherigen Intervalls dargestellt. Bei einer Funktion wird einem x-Wert jeweils ein y-Wert zugeordnet.

Das Ergebnis ist eine Punktwolke. Die Gestalt der Punktwolke gibt Auskunft über den Gesundheitszustand. Ideal ist eine gedehnte Ellipse. Eine Flügelform gilt ebenfalls als normal. Eine geringe Herzratenvariabilität macht sich in der Form einer kleinen Scheibe bemerkbar. Erkrankungen können zu zahlreichen Formen führen. Die Punktwolke kann unter anderem Kometen, Zigarren oder einer ganzen Galaxis ähneln.

Herzratenfrequenz-Variabilität: Welche Werte sind normal?

Zahlreiche Faktoren beeinflussen die Herzratenfrequenz, neben Alter und Geschlecht auch die ethnische Herkunft. Deshalb ist es ganz schwierig, für die Herzfrequenzvariabilität Normwerte anzugeben. Hier sind ungefähre Zahlenangaben für 10 Sekunden lange EKG-Messungen, die aber nur als grobe Richtlinie dienen können (27):

Normwerte für die Herzratenvariabilität:

Berechnungsmethode	Bewertung	HRV in ms
SDNN	normal	24,1 ± 16,4
	Grenzwert	8,2
	unnormal	6,1
RMSSD	normal	27,3 ± 22,2
	Grenzwert	8,0
	unnormal	6,0

DIY: Herzratenvariabilität messen – HRV Messgeräte und Apps

Dank moderner Technik gibt es für Stressmessung Geräte, die Du selbst problemlos anwenden kannst. Mittlerweile kannst Du zahlreiche HRV Messgeräte kaufen. Sie lassen sich in der Regel mit einer Herzfrequenzvariabilität App verbinden. So kannst Du am Smartphone verfolgen, wie das HRV Gerät die Herzratenvariabilität messen lässt. Manche Apps haben als Bonus Biofeedback Training integriert.

Eines vorneweg: Ein HRV Gerät funktioniert nicht bei einer einmaligen Messung. Um zuverlässige Ergebnisse bei der Herzratenvariabilitätsmessung zu erzielen, solltest Du sie täglich möglichst unter den gleichen Bedingungen durchführen. Hersteller empfehlen in der Regel, die HRV Messung sitzend mit angelehntem Rücken zu machen. Du kannst Dich aber auch vorne abstützen, wenn Dir das leichter fällt. Wichtig ist, dass Zeitpunkt und Haltung gleich bleiben, wenn Du Dein HRV Herzratenvariabilität Gerät anwendest.

Hier stellen wir Dir gute Geräte für HRV Messung vor und sagen Dir, was Du von ihrer Herzratenvariabilität App erwarten kannst.

HRV Messgerät Vitalmonitor

Dieses HRV Gerät besteht aus einem elastischen Brustgurt und einer App, die Du Dir auf ein mobiles Endgerät wie Smartphone oder Tablet herunterlädst. Der Vitalmonitor selbst ist das rund zehn Zentimeter große Mittelstück des Gurts. Mit zwei Elektroden misst es den Herzschlag mit der Qualität eines EKG. Die Abtastrate beträgt 500 Hz. Die Mess-Ungenauigkeit der einzelnen RR-Intervalle beträgt eine Millisekunde.

Die Messung besteht aus zwei Teilen: Zuerst atmest Du 110 Sekunden lang ganz ruhig. Dann gibt Dir das HRV Gerät einen Atemrhythmus vor. Über das Internet erfolgt in wenigen Sekunden die Auswertung der HRV Werte. Die App informiert dich mit einem farbigen Balkendiagramm über die Regenerationsfähigkeit Deines Körpers und Dein Stresslevel. Außerdem bekommst Du Empfehlungen für Ausdauer- oder Krafttraining. Biologisches Alter, Ruhepuls und allgemeine HRV sind weitere Informationen nach der Messung.

Oura-Ring: Klein, aber fein

Quelle: https://ouraring.com/how-oura-works/

Der Oura-Ring ist die wohl kleinste Ausgabe der Biofeedback Geräte. Er stammt von dem finnischen Unternehmen Oura Health, das 2013 gegründet wurde. Der Schmuckring ist mit Hightech-Sensoren und Bluetooth ausgestattet. Außerdem enthält er einen stromsparenden Prozessor und einen Akku. Der Ring zeichnet die Vitaldaten des Trägers auf, verarbeitet sie und schickt sie an eine Fitness App auf Deinem Smartphone.

Neben der Herzfrequenz und der Atmungsrate misst der Oura-Ring auch Bewegungsrate im Schlaf und zahlreiche weitere Vitaldaten. So ist es möglich, Deine zirkadiane Rhythmik zu bestimmen. Wenn die App genügend Daten gesammelt hat, gibt sie Dir Empfehlungen, etwa für die ideale Zeit zum Bettgehen oder für Aktivitäten. Die Anzeige der Herzratenvariabilität erfolgt relativ einfach in Millisekunden, die von 20 bis 100 reichen.

Dafür misst der Ring nicht die RR-Intervalle, sondern das Interbeat-Intervall. Für jeden Tag erstellt die App aus den Durchschnittswerten eine Kurve. Die App zeichnet die Werte auf und liefert so Auskünfte über Wochen und Monate. Mithilfe des Rings lässt sich erkennen, wenn Deine HRV sinkt und Dein Stress steigt. Auch Krankheiten kündigen sich wenige Tage vorher mit geringen HRV Werten an.

Biosign Biofeedback Geräte

EKG-genau arbeiten auch die Biofeedback Geräte von Biosign. Die Firma im bayerischen Ottenhofen hat sich seit dem Jahr 2000 auf innovative Mess- und Therapiesysteme für das vegetative Nervensystem spezialisiert. Der Quiu von Biosign ist für private Anwender gedacht und erinnert vom Aussehen her an einen raffinierten Stressball.

Ein optischer Pulssensor misst den Puls und errechnet daraus die Herzratenvariabilität. Mit rotem oder grünen Licht gibt der Quiu Biofeedback. Blaue LED-Signale leiten Dich an, korrekt zu atmen. Damit kannst Du Deine HRV einfach erhöhen. Quiu wurde dafür entwickelt, den Parasympathikus zu stärken. Zusätzlich zum Pulssensor kann ein Ohrclip angeschlossen werden.

Als Ergänzung gibt es die Software MyQuiu für Windows-PC. Sie ist allerdings nicht kostenlos erhältlich, sondern muss abonniert werden. Diese Software liefert anschauliche Auswertungen der Übungen. Es ist möglich, dieses Programm auch mit anderen Sensoren zu betreiben. Biosign bietet selbst einen preiswerten MyQuiu-Sensor an.

Firstbeat: Technik für Profis

Quelle: https://www.firstbeat.com/de/

Firstbeat ist ein finnisches Unternehmen, dessen HRV Messung von verschiedenen Marken genutzt wird. Ein Team von Wissenschaftlern gründete Firstbeat, darunter Professor Heikki Rusko. Er leitete die Forschung am finnischen Institut für olympische Sportdisziplinen. Dabei beschäftigte er sich unter anderem mit Funktionen des autonomen Nervensystems.

Diese Forschung bildet die Grundlage für die Messung der HRV. Die Biofeedback Geräte von Firstbeat werden in über 100 verschiedenen Produkten eingesetzt, von Wearables bis zu Sportuhren.

Firstbeat stellte 2016 die Herzfrequenzvariabilität App Firstbeat Sports vor. Sie bietet unter anderem einen dreiminütigen Schnellerholungstest an. Notwendig dafür ist ein Bluetooth Brustgurt, der die Herzraten aufzeichnet. Firstbeat selbst bietet den Bodyguard an. Dieses Gerät für HRV Messung wird mit zwei Elektroden am Oberkörper befestigt.

Die App von Firstbeat richtet sich in erster Linie an Athleten und Trainer. Sie gibt Auskunft über die Intensität des Trainings und die Trainingslast. Nach dem Aufzeichnen der Daten werden sie in eine Cloud-Datenbank hochgeladen und in das Trainingsprofil eines Sportlers integriert. Darüber hinaus ist es auch möglich, HRV in Ruhezeiten zu messen.

Cardioscan: HRV Messgeräte für Fachleute

Das deutsche Unternehmen Cardioscan stellt seit 2001 hauptsächlich Geräte für professionelle Anwender her. Das gleichnamige Gerät Cardioscan zeichnet ein EKG-genaues Herzportrait in 3D. Es bestimmt den individuellen Stresspegel, ermittelt das Fitness-Level und gibt Empfehlungen fürs Training.

iSense mit Entspannungssoftware

iSense von der österreichischen Firma Comesa misst mit einem Sensor an der Fingerkuppe die Körpertemperatur und den Hautleitwert. Damit gehört dieses Biofeedback Gerät nicht zu den HRV Messgeräten. iSense eignet sich in erster Linie zur Stressbekämpfung durch Entspannung. Die Entspannungssoftware für den PC macht es möglich, eigene Medien wie Musik, Bilder oder Videos zu integrieren. Darüber hinaus ist ein umfangreiches Lernprogramm mit Entspannungsübungen enthalten.

Wie Stress bewältigen?

Deine HRV Messung ergibt, dass Du stark unter Druck stehst? Stressmanagement ist möglich. Wichtig ist, mit Biofeedback-Geräten regelmäßig Deine HRV zu messen. Training jeder Art wirkt sich positiv auf die Herzfrequenzvariabilität aus. Zahlreiche Geräte bieten auch direktes HRV Training über Atemübungen, zum Beispiel Vitalmonitor. Mittlerweile gibt es zahlreiche Herzratenvariabilität Apps, die sich dem HRV Training widmen. In Google Play und in Apples App Store genügt es, nach HRV Training zu suchen.

Herzkohärenz stärken durch Atmen

Kohärentes Atmen ist ein weiteres Schlüsselwort beim HRV Training. Darunter versteht man Atemtechniken, welche die Herzkohärenz stärken. Herzkohärenz ist auch als Herzintelligenz bekannt. Der Begriff bezeichnet den Zustand, wenn der Körper seinen Funktionen problemlos selbst regeln kann – also auch Stress abbauen. Auch für kohärentes Atmen gibt es bereits Apps. Bisher sind allerdings Bücher zu dem Thema weiter verbreitet.

Krafttraining für Stressbewältigung

Krafttraining und alle Arten von Sport sind bewährte Techniken bei der Stressbewältigung. Wie lange musst Du trainieren, um in den Genuss zu kommen? Im Prinzip ist alles besser als nichts. Selbst fünf Minuten Spazierengehen am Tag wirkt sich positiv aus. Um Stress und Angstzustände ernsthaft zu beeinflussen, solltest Du jedoch eine halbe Stunde Training am Tag anstreben (34).

Psychologen können helfen, die positiven Effekte von Training zu unterstützen. Doch manchmal legen Stress und damit verbundene Angstzustände Deinen Antrieb komplett lahm. In diesem Fall ist es hilfreich, wenn Du zunächst Deinen Körper bewegst. Schon zwei Stunden Bewegung in der Woche können Dein Selbstbewusstsein so stärken (35), dass Du Dein Leben nach und nach in den Griff bekommst.

Zusammenfassung: Wertvolles Tool Herzratenvariabilität

Die Herzratenvariabilität lässt sich dank moderner Technik relativ einfach messen. Die Bandbreite der Herzfrequenzvariabilität gibt Auskunft über den Gesundheitszustand. Unter anderem lassen sich damit Stresspegel einfach und zuverlässig messen. Für die Darstellung sind jedoch komplizierte Methoden erforderlich.

Moderne Biofeedback Geräte machen es jedem möglich, für überschaubare Kosten die Herzfrequenzvariabilität zu messen. Damit verbundene oder auch kostenlos erhältliche Herzfrequenzvariabilit Apps unterstützen zusätzlich das HRV Training. Fazit: Herzfrequenzvariabilität zu messen ist ein wertvolles Tool bei der Stressbewältigung.

Quellen:

Hier ist die Liste der wissenschaftlichen Referenzen, formatiert als nummerierte Liste:

1. Zhang X, Ge TT, Yin G, Cui R, Zhao G, Yang W. Stress-Induced Functional Alterations in Amygdala: Implications for Neuropsychiatric Diseases. Front Neurosci. 2018 May 29;12:367. doi: 10.3389/fnins.2018.00367. PubMed PMID: 29896088; PubMed Central PMCID: PMC5987037. Link
2. Won E, Kim YK. Stress, the Autonomic Nervous System, and the Immune-kynurenine Pathway in the Etiology of Depression. Curr Neuropharmacol. 2016 Oct;14(7):665-73. doi: 10.2174/1570159X14666151208113006. Epub 2016 Oct. PubMed PMID: 27640517; PubMed Central PMCID: PMC5050399. Link
3. Hanani M. Neurons and glial cells of the enteric nervous system: studies in tissue culture. J Basic Clin Physiol Pharmacol. 1993 Jul-Sep;4(3):157-79. Review. PubMed PMID: 8679514. Link
4. Fechir M, Schlereth T, Purat T, Kritzmann S, Geber C, Eberle T, Gamer M, Birklein F. Patterns of sympathetic responses induced by different stress tasks. Open Neurol J. 2:25-31. doi: 10.2174/1874205X00802010025. Epub 2008 May 19. PubMed PMID: 19018304; PubMed Central PMCID: PMC2577930. Link
5. McCorry LK. Physiology of the autonomic nervous system. Am J Pharm Educ. 2007 Aug 15;71(4):78. PubMed PMID: 17786266; PubMed Central PMCID: PMC1959222. Link
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7. Boudarene M, Legros JJ, Timsit-Berthier M. [Study of the stress response: role of anxiety, cortisol and DHEAs]. Encephale. 2002 Mar-Apr;28(2):139-46. French. PubMed PMID: 11972140. Link
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9. Burnstock G. Autonomic neurotransmission: 60 years since sir Henry Dale. Annu  Rev Pharmacol Toxicol. 2009;49:1-30. doi: 10.1146/annurev.pharmtox.052808.102215. Review. PubMed PMID: 18834312. Link
10. Calvarese, Michelle. The Effect of Gender on Stress Factors: An Exploratory Study among University Students. Social Sciences. 2015;4:1177-1184. doi: 10.3390/socsci4041177. Link
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