Herzfrequenzmessung und HRV

Diese Seite erklärt die Werte der Herzfrequenzvariabilität (HRV), die in Breath Ball angezeigt werden. Detaills darüber, wie die Atmung die HRV beeinflusst, finden sich im Abschnitt Herzkohärentes Atmen: Die Verbindung zwischen Atmung und Herzratenvariabilität.

Um die Navigation zu erleichtern, hier die Links zu den einzelnen Abschnitten:

Haftungsausschluss: Breath Ball ist eine Wellness-App und dient ausschließlich der Entspannung und Selbstbeobachtung. Breath Ball ist kein medizinisches Diagnose- oder Behandlungswerkzeug. Falls du gesundheitliche Beschwerden hast oder deine Herzfrequenzvariabilität zur Beurteilung deiner Gesundheit verwenden möchtest, berate dich vorab mit einem Arzt oder einer medizinischen Fachkraft. Du verwendest Breath Ball auf eigene Verantwortung.

Warum Beschleunigung/Verzögerung zwischen Herzschlägen nicht dasselbe ist wie HRV

Ein häufiger Irrglaube ist, dass die Beschleunigung (Acceleration) und Verzögerung (Deceleration) – also die Veränderung von einem Herzschlag zum nächsten – direkt die Herzratenvariabilität (HRV) widerspiegelt. Das ist jedoch nicht korrekt.

Acceleration/Deceleration zeigen lediglich, wie stark sich der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen verändert. Auch wenn das wie eine Art „Variabilität“ erscheinen mag, erfasst es nur einen einzelnen Moment der Veränderung und spiegelt nicht das übergeordnete Muster der Schwankungen über einen längeren Zeitraum wider.

HRV hingegen ist ein statistisches Maß, das auf einer Serie von Herzschlägen basiert. Es analysiert den Gesamtrhythmus und die Balance des Herzschlags über die Zeit und liefert so ein aussagekräftigeres Bild der Aktivität des autonomen Nervensystems. Gängige HRV-Messwerte sind:

• RMSSD (Quadratwurzel des Mittelwerts der quadrierten Differenzen aufeinanderfolgender RR-Intervalle)
• SDNN (Standardabweichung der normalen RR-Intervalle)
• PNN50 (Prozentsatz der RR-Intervalle mit einer Differenz > 50 ms)

Diese Kennzahlen fassen zusammen, wie stark deine Herzfrequenz über viele Schläge hinweg schwankt – nicht nur von einem zum nächsten.

Kurz gesagt: Acceleration/Deceleration zeigen, was zwischen zwei Schlägen passiert – HRV-Messwerte zeigen, was über viele Schläge hinweg passiert.

Wenn du einen einzelnen HRV-Wert suchst, sind RMSSD, SDNN oder pNN50 die richtige Wahl.

HR (Heart Rate)

Definition: Anzahl der Herzschläge pro Minute (bpm).
Interpretation: Eine niedrige Ruheherzfrequenz (60-80 bpm) ist oft ein Zeichen für kardiovaskuläre Fitness, während eine erhöhte Herzfrequenz (>90 bpm) mit erhöhtem Stress oder schlechterer Gesundheit in Verbindung gebracht werden kann.
Anmerkung: Da die Kurven von HR (Heart Rate) und RR (Interbeat Interval – IBI) genau gegensätzlich verlaufen (steigt das eine, fällt das andere), schließen sie sich für die Darstellung im Diagramm gegenseitig aus, so dass nur eine der beiden Kurven dargestellt wird.

Koh. (Kohärenz)

Definition: Misst, wie gleichmäßig der Herzrhythmus im Einklang mit dem Atemrhythmus variiert. Wird in Breath Ball auf einer Skala von 0 bis 100 angezeigt.
Interpretation: Ein hoher Wert zeigt eine starke Synchronisation des Herzrhythmus mit dem Atemrhythmus, was oft mit Entspannung und innerem Gleichgewicht einhergeht.
Anmerkung: Herz‑Kohärenz wird typischerweise erreicht, wenn man langsam mit etwa 6 Atemzügen pro Minute (≈ 0,1 Hz) atmet. Für weitere Informationen siehe: Herzkohärentes Atmen: Die Verbindung zwischen Atmung und Herzratenvariabilität (HRV).

RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences)

Definition: Wurzel des Mittelwerts der quadrierten Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden RR-Intervallen (ms), misst hauptsächlich die parasympathische Aktivität.
Interpretation: Ein höherer Wert (≥ 30 ms) weist auf eine starke parasympathische Aktivität hin, während Werte unter 20 ms oft mit Stress oder schlechter Gesundheit assoziiert sind.
Anmerkung: Wird während der Atemübungen in Echtzeit angezeigt, wenn in den Pro-Einstellungen aktiviert. Standardmäßig aktiviert.

VLF (Very Low Frequency, 0.0033-0.04 Hz)

Definition: Energiegehalt in sehr niedrigen Frequenzen der HRV.
Interpretation: Wird mit Stoffwechselprozessen und dem autonomen Nervensystem in Verbindung gebracht. Dauerhaft niedrige Werte können auf Entzündungen und Herzproblemen hinweisen.
Anmerkung: Die Frequenzen werden entweder in % (Standardeinstellung) oder in ms² angezeigt. Dies hängt von der Einstellung „HRV-Frequenzeinheiten“ im Pro-Bildschirm ab.

HF (High Frequency, 0.15-0.40 Hz)

Definition: Energiegehalt im hohen Frequenzbereich der HRV.
Interpretation: Repräsentiert die parasympathische Aktivität. Hohe HF-Werte deuten auf eine gute Entspannungsfähigkeit hin, niedrige Werte auf Stress oder schlechte vagale Kontrolle.
Anmerkung: Die Frequenzen werden entweder in % (Standardeinstellung) oder in ms² angezeigt. Dies hängt von der Einstellung „HRV-Frequenzeinheiten“ im Pro-Bildschirm ab.

Acc. (Acceleration)

Definition: Beschleunigung der Herzfrequenz (ms).
Interpretation: Zeigt die Veränderung der Herzfrequenz gegenüber dem vorherigen Herzschlag an.
Anmerkung: Für die Darstellung im Diagramm sind Acc. (Acceleration) und Dec. (Deceleration) miteinander verknüpft.

Die Auswirkungen der Atmung auf VLF, LF, HF und das LF/HF-Verhältnis

Die Herzfrequenz steigt beim Einatmen und sinkt beim Ausatmen – ein Effekt, der als respiratorische Sinusarrhythmie (RSA) bekannt ist und erhebliche Auswirkungen auf die HRV hat.
Bei einer gleichmäßigen Atmung von etwa sechs Atemzügen pro Minute (0,1 Hz) synchronisiert sich die Herzfrequenz mit dem Atemrhythmus, was ein Gefühl tiefer Entspannung erzeugt. Dieser Zustand wird allgemein als Herzkohärenz bezeichnet.

Technisch gesehen konzentriert sich die Energieverteilung im Herzfrequenz-Leistungsspektrum um etwa 0,1 Hz. Die folgenden zwei Screenshots zeigen das Herzfrequenz-Leistungsspektrum unter Stress (links) und während der Herzkohärenz (rechts):

Die rote Kurve zeigt die Leistungsverteilung des Herzfrequenzsignals. Der blaue Bereich repräsentiert einen Atemrhythmus von fünf Sekunden Einatmen und fünf Sekunden Ausatmen (0,1 Hz). Während der Kohärenz (rechter Screenshot) zeigt der Herzrhythmus einen starken und schmalen Peak bei 0,1 Hz, ohne größere Peaks in anderen Frequenzbereichen. Wenn die roten und blauen Kurven bei 0,1 Hz übereinstimmen, deutet dies auf eine starke Resonanz zwischen Herzfrequenz und Atmung hin, d.h. auf Kohärenz.

Da die Atemfrequenz die Verteilung der HRV-Leistung – insbesondere im LF- und HF-Bereich – stark beeinflusst, sind Werte wie die LF-Leistung, die HF-Leistung und das LF/HF-Verhältnis für die Beurteilung des sympathisch-ovagalen Gleichgewichts bei stimulierter Atmung weniger zuverlässig. Dies gilt insbesondere während der Herzkohärenz, wo aufgrund erhöhter parasympathischer Aktivität und Baroreflexresonanz selbst in einem tiefen Entspannungszustand ein hohes LF/HF-Verhältnis auftreten kann.

Normwerte und ihre Abhängigkeit von Alter und Geschlecht

Die HRV-Werte variieren je nach Alter und Geschlecht. Die folgende Tabelle zeigt die durchschnittlichen Werte der HRV-Metriken sowie deren Standardabweichungen (SD), die bei einer Studie von 1906 gesunden Probanden im Alter von 25 bis 74 Jahren erhoben wurden.

Quelle: Voss A, Schroeder R, Heitmann A, Peters A, Perz S (2015) Short-Term Heart Rate Variability—Influence of Gender and Age in Healthy Subjects. PLOS ONE 10(3): e0118308. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0118308

Geschlechtsunterschiede bei den HRV-Werten

Unterschiede zwischen Männern (♂) und Frauen (♀) sind vor allem in jüngeren Jahren vorhanden – tendenziell haben junge Frauen etwas höhere parasympathische HRV-Werte (z. B. RMSSD, pNN50, HF) und eine niedrigere LF/HF-Ratio als gleichaltrige Männer.

Diese Geschlechtsunterschiede gleichen sich ab etwa dem fünften Lebensjahrzehnt weitgehend an.