Herzfrequenzvariabilitätsanalyse


Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist eine Meßmethode für Variationen in der Herzfrequenz. Sie wird üblicherweise berechnet, indem die zeitliche Abfolge von Herzschlag-zu-Herzschlag-Intervallen im EKG oder der Verlauf der arteriellen Blutdruckkurve analysiert werden.

Verschiedene Messwerte der Herzfrequenzvariabilität sind aufgestellt worden. Diese können grob in Zeitbereich, Frequenzbereich und nicht-lineare Meßwerte unterteilt werden. HRV wird als Indikator für die Aktivität der autonomen Regulation der zirkulatorischen Funktion angesehen. Es wird außerdem als definitive Methode zur Analyse der Aktivität des autonomen Nervensystems betrachtet. Es wird berichtet, dass Veränderungen (vor allem Verminderung) der HRV mit verschiedenen pathologischen Zuständen wie Hypertension, hämorrhagischem Schock und septischem Schock verbunden sind. Die HRV nimmt eine wichtige Rolle als Prädiktor von Mortalität nach akutem Myokardinfarkt ein.

Zeitbereich


Ein einfaches Beispiel der Zeitbereichmessung ist die Berechnung der Standardabweichung von Herzschlag-zu-Herzschlag-Intervallen. Andere Zeitbereichmessungen beinhalten den quadratischen Mittelwert (?) der Unterschiede zwischen Herzschlägen (rMSSD), NN50 oder die Anzahl normaler zu normalen Komplexen, die innerhalb von 50 Millisekunden fallen, und pNN50 oer der Prozentsatz der Gesamtzahl von Schlägen, die innerhalb von 50 Millisekunden fallen. SDNN korelliert stark mit der Gesamtvariabilität, während rMSSD mit der Aktivität des parasympathischen Nervensystems auf die Herzfrequenz zusammenhängt.

Frequenzbereich


Eine verbreitete Methode des Frequenzbereichs ist die Applikation der gesonderten Fourier Transformation, auch bekannt als the Fast Fourier Transformation, auf die Schlag-zu-Schlag Intervallzeitserie. Dies zeichnet sich durch den Umfang an Variation für unterschiedliche Frequenzen aus. Beim Menschen wurden verschiedene relevante Frequenzbereiche definiert.

Hochfrequenzbereich (High frequency band-HF) zwischen 0.15 und 0.4 Hz. HF wird durch die Atmung angetrieben und erscheint vor allem aus der vagalen Aktivität oder dem parasympathischen Nervensystem zu stammen.

Niedrigfrequenzbereich (Low frequency band-LF) zwischen 0.04 und 0.15 Hz. LF stamm aus der sympathischen Aktivität - es wird angenommen, dass dieser die Verzögerung in der Barorezeptorschleife widerspiegelt. Diese Verzögerung wird auf die Verwendung des second messenger systems durch den Sympathikus zurückgeführt, auch bekannt als das zyklische AMP- (cAMP)-System.

Sehr Niedriger Frequenzbereich (Very low frequency band-VLF) zwischen 0.0033 und 0.04 Hz. Der Ursprung des VLF ist nicht genau bekannt - er wurde jedoch der inneren thermischen Regulation des Körpers zugeordnet.

In den letzten Jahren hat HRV an extremer Popularität in nahezu allen Fachbereichen moderner Medizin, einschließlich des Gebiets der Prävention gewonnen. Einer der Entwickler dieses neuen Trends ist Prof. Dr. Svetoslav Danev, der nachwies, dass die ungünstigen Veränderungen in der HRV zur Vorhersage eines weiten Spektrums lebensbedrohlicher Erkrankungen einschließlich Karzinose (die ausgedehnte Verbreitung eines Tumorleidens innerhalb des Körpers) Anwendung finden können. Dies wurde im Verlauf einer über mehrere Jahre andauernden Kohortenstudie und Monitoring bestimmt.

Da HRV am direktesten das Gleichgewicht in den beiden Zweigen des autonomen Nervensystems – Sympathikus und Parasympathikus (Vagus) widerspiegelt, leitete dies die Erschaffung einer neuen wichtigen Bio-Konstanten – des sogenannten vegetativen Equilibrium ein. Sie hat eine weite Anwendung nicht nur in der Prävention, sondern auch in anderen Fachbereichen der Medizin.

Aus einer mathematischen Perspektive reflektiert HRV die Regelmäßigkeit der Herzaktivität – eine erhöhte Regelmäßigkeit korrespondiert mit einer verminderten Herzfrequenzvariabilität und umgekehrt. Die Herzfrequenzvariabilität leitet sich aus Unterschieden der Zeitintervalle, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen, sogenannte Kardiointervalle (R-R-Intervalle) liegen ab und wird in Millisekunden gemessen (ms). Die Kardiointervalle erhält man aus dem EKG-Signal, wie in der untenstehenden Abbildung dargestellt.

ECG

=> ECG = EKG, R-R int. = R-R- Intervall, QRS complex = QRS-Komplex

EKG ist Elektrokardiogramm, die QRS-Komplexe korrespondieren mit Herzschlägen und R-R 1 und R-R 2 sind Kardiointervalle.

Die erhöhte Aktivität des Sympathikus (Tonus) führt zu einer verminderten HRV und umgekehrt – die erhöhte Aktivität des Parasympathikus erhöht die HRV.

Statistisch wichtige Korrelation wurde zwischen den HRV-Parametern und anderen grundlegenden klinischen und paraklinischen Untersuchungen und Forschungen entdeckt. Dieses bewies die Existenz einer wichtigen Verbindung zwischen den Ergebnissen, die mittels VitalScan gewonnen wurden und bestimmten klinischen, laboratorischen, physiologischen und psychologischen Untersuchungen. VitalScan hat allerdings den Vorteil eines höheren Informationsgehalts und einfacherer praktischer Anwendung und Ausführung.

HRV spiegelt nicht die exakte Diagnose wieder, sondern eher das unspezifische vorherige Gesundheitsrisiko in Prozent (vor der Entwicklung des Krankheitsfortschreitens), da HRV die qualitativen/ numerischen Grade von Stress und Training misst, die beide wesentliche Risikofaktoren sind. Chronisch erhöhte Werte des Gesundheitsrisikos (über einen Zeitraum länger als wenige Monate) können zu einem Fortschreiten ernsthafter Erkrankungen führen. Viele wissenschaftliche Berichte die sich mit der Zuverlässigkeit der Anwendung der HRV in unterschiedlichen medizinischen Fachbereichen beschäftigen wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht – näheres dazu im Abschnitt „HRV IN VERSCHIEDENEN MEDIZINISCHEN BEREICHEN“.