Abtastrate
Auch bekannt als Abtastfrequenz, zeitliche Auflösung, Sampling Rate
Wie oft pro Sekunde ein Sensor das Signal misst, in Hertz (Hz). Sie bestimmt, wie genau sich jeder Herzschlag zeitlich erfassen lässt: etwa ±1 ms bei 1.000 Hz, ±4 ms bei 250 Hz und ±20 ms bei einer 25-Hz-Kamera.
Ein Sensor beobachtet das Herz nicht ununterbrochen. Er macht viele Momentaufnahmen pro Sekunde, und die Abtastrate gibt an, wie viele. Ein Gerät kann einen Herzschlag nur einer seiner Momentaufnahmen zuordnen, deshalb begrenzt der Abstand zwischen den Momentaufnahmen, wie genau es jeden Schlag zeitlich bestimmen kann.
Die Arbeitsgruppe um Quigley (2024) nennt die Zahlen für ein EKG EKG Eine Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Herzens mit Elektroden auf der Haut. RR-Intervalle aus dem EKG sind die Referenzmethode für die Messung der HRV. Mehr zu EKG : Bei 1.000 Hz lässt sich die R-Zacke auf etwa ±1 ms genau bestimmen, bei 250 Hz nur auf etwa ±4 ms. Die Gruppe empfiehlt 1.000 Hz und warnt, dass niedrigere Raten Fehler hinzufügen, „besonders bei HRV-Kennwerten“. Laborde, Mosley und Thayer (2017) setzen für die Forschung eine Untergrenze von 125 Hz an, wobei 500 Hz die sicherere Wahl ist, wenn die Atemschwankung klein ist.
Warum das für die Herzfrequenzvariabilität (HRV) wichtig ist. Fehler bei der zeitlichen Bestimmung landen in den Intervallen, und der RMSSD RMSSD Quadratwurzel aus dem Mittelwert der quadrierten Differenzen aufeinanderfolgender Intervalle: eine HRV-Messgröße in ms, die zeigt, wie stark sich jeder Herzschlagabstand vom nächsten unterscheidet. Spiegelt vor allem die Vagusaktivität wider. Mehr zu RMSSD wird aus der Veränderung von einem Intervall zum nächsten berechnet, nimmt den Fehler also unmittelbar auf. Je kleiner die tatsächliche Veränderung von Schlag zu Schlag ist, desto stärker fällt ein fester Fehler ins Gewicht. Smartphone-Kameras nehmen etwa 25 bis 30 Bilder pro Sekunde auf, sodass jeder Schlag um bis zu 20 ms gerundet wird. Software kann einen Teil davon zurückgewinnen, indem sie zwischen den Messpunkten interpoliert; das funktioniert, wenn die Form des Schlags mehrere Messpunkte umfasst, wie bei einer Pulswelle.
Probieren Sie es unten aus: Stellen Sie die Rate auf 25 Hz, dann liegt der RMSSD um etwa ein Drittel zu hoch; wechseln Sie zur Pulswelle und schalten Sie die Interpolation ein, und der größte Teil des Fehlers verschwindet.
Wie fein jeder Schlag zeitlich bestimmt wird
Die Beispielaufzeichnung, neu abgetastet
- Zeitliche Auflösung
- ±0,5 ms
- RMSSD, gemessen
- 33,4 ms
- RMSSD, wahr
- 33,4 ms
- SDNN
- 28,7 ms
- pNN50
- 8,2 %
Bei 1.000 Hz wird jeder Schlag auf die Millisekunde genau zeitlich bestimmt. Der RMSSD stimmt mit dem wahren Wert überein.
Die Bedienelemente funktionieren, wenn JavaScript aktiviert ist.
Eine Linie der Abstände zwischen den Schlägen über die ersten 60 Sekunden der Beispielaufzeichnung, mit den wahren Zeitpunkten gestrichelt und den Zeitpunkten des Geräts durchgezogen. Anzeigen nennen die zeitliche Auflösung in Millisekunden, den RMSSD, wie er gemessen wird und wie er wirklich ist, SDNN und pNN50. Ein Regler stellt die Abtastrate von 1.000 Hz bis hinunter zu 25 Hz ein, zwei Optionsfelder wählen eine schmale EKG-Zacke oder eine breite Pulswelle, und ein Kontrollkästchen schaltet die Interpolation zwischen den Abtastwerten ein. Bei 1.000 Hz stimmen die Werte überein; bei 25 Hz ohne Interpolation liegt der RMSSD etwa ein Drittel zu hoch.
Mehr dazu, wie Uhren und Kameras einen Puls zeitlich erfassen, finden Sie im PPG-Leitfaden und unter Kann eine Smartphone-Kamera die HRV messen?
Quellen
- Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology—Part 1: Physiological underpinnings and foundations of measurement
- Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting