Artefaktkorrektur

Die Artefaktkorrektur hat zwei Schritte: die fehlerhaften Intervalle finden und dann beheben.

Finden. Die übliche Regel vergleicht jedes Intervall mit den umliegenden. Kubios markiert zum Beispiel jedes Intervall, das weiter als ein Schwellenwert von einem lokalen Mittelwert entfernt liegt: 0,45 s bei der Einstellung „sehr niedrig“, dann 0,35, 0,25, 0,15 und 0,05 s bei „sehr stark“ (Alcantara u. a., 2020). Lipponen und Tarvainen (2019) entwickelten ein automatisches Verfahren, das auf der Reihe der Differenzen aufeinanderfolgender Intervalle beruht und mit einem Schwellenwert arbeitet, der sich an die Aufzeichnung anpasst; es erkannte etwa 97 % der echten Extrasystolen Extrasystolen Extrasystole Ein Herzschlag, der nicht vom normalen natürlichen Schrittmacher des Herzens ausgeht und meist zu früh kommt. Extrasystolen sind häufig, verzerren die HRV aber, wenn man sie nicht entfernt oder korrigiert. Mehr zu Extrasystole .

Auch einfachere Regeln sind üblich. Ein Bereichsfilter verwirft Intervalle außerhalb einer plausiblen Spanne, etwa 300 bis 2.000 ms. Eine Prozentregel markiert ein Intervall, das sich um mehr als etwa 20 % von seinem Nachbarn unterscheidet; der Quotientenfilter von Piskorski und Guzik entfernt einen Schlag, wenn das Verhältnis benachbarter Intervalle außerhalb von 0,8 bis 1,2 liegt (2005). Eine Regel mit lokalem Median, wie sie der HRV-Rechner dieser Website verwendet, verwirft ein Intervall, das mehr als 25 % vom Median seiner Nachbarn abweicht. Die Arbeitsgruppe um Berntson (1990) legte die Grenze anhand der eigenen Streuung der Schlag-zu-Schlag-Differenzen jeder Person fest.

Beheben. Peltola (2012) gibt einen Überblick über die Möglichkeiten: das fehlerhafte Intervall löschen oder es ersetzen durch den Mittelwert seiner Nachbarn, eine Gerade zwischen ihnen (lineare Interpolation) oder eine glatte Kurve durch sie (kubischer Spline). Für einen verpassten Schlag gibt es eine dritte Lösung: Sein verdoppeltes Intervall lässt sich wieder in zwei teilen. So wird der verlorene Schlag wiederhergestellt. Diese Lösung darf nie auf die lange Pause nach einer Extrasystole angewendet werden, in der kein Schlag fehlt.

So sieht es aus. In einem Tachogramm Tachogramm Tachogramm Liniendiagramm der Herzschlagabstände in der Reihenfolge, in der sie auftraten, ein Punkt pro Schlag, in Millisekunden. Es zeigt die HRV als wellige Linie statt als einzelnen Wert. Mehr zu Tachogramm entfernt eine gute Korrektur die plötzlichen Spitzen und Täler und lässt das sanfte Auf und Ab der Atmung bestehen. Eine zu strenge Regel glättet auch einen Teil dieser echten Variabilität.

Warum das für die HRV wichtig ist.

• Löschen nimmt Zeit aus der Reihe. Peltola berichtet, das Löschen werde für den RMSSD 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 und den pNN50 pNN50 pNN50 Der Anteil benachbarter NN-Intervalle, die sich um mehr als 50 Millisekunden unterscheiden. Er bildet wie der RMSSD schnelle, vagal bestimmte Veränderungen ab, aber als Anteil und nicht als Größe. Mehr zu pNN50 nicht empfohlen und könne für den SDNN SDNN SDNN Die Standardabweichung aller NN-Intervalle einer Aufzeichnung, in Millisekunden. Sie misst die Gesamtvariabilität, und ihr Wert hängt stark von der Dauer der Aufzeichnung ab. Mehr zu SDNN akzeptabel sein; für Spektren solle man stattdessen interpolieren.
• Schon wenige Bearbeitungen verändern kurze Messungen: Weniger als 5 % bearbeitete Intervalle können die Ergebnisse verschieben, und viele Studien verwerfen eine Aufzeichnung mit weniger als 80 % normalen Schlägen. Die Anleitung von Kubios empfiehlt, interpolierte Schläge unter 5 % zu halten.
• Strengere Einstellungen bearbeiten echte Schläge. Die Arbeitsgruppe um Alcantara stellte bei Kindern fest, dass sich der SDNN zwischen den Einstellungen „sehr niedrig“ und „sehr stark“ im Durchschnitt um 39 ms unterschied, und die Einstellung „sehr stark“ ersetzte 39 % der Intervalle der Kinder.

Setzen Sie unten einen fehlerhaften Schlag und probieren Sie jedes Verfahren aus.

Einen fehlerhaften Schlag bereinigen

Die Beispielaufzeichnung, 341 Intervalle

Abstand vor jedem Schlag, erste 60 Sekunden Markiert

Saubere Aufzeichnung Verpasster Schlag Zusätzlicher Schlag Extrasystole

Ohne Korrektur Löschen Mittelwert der Nachbarn Lineare Interpolation Kubischer Spline

Markiert: 1 von 341 Intervallen

Kennwert	Sauber	Fehlerhafter Schlag	Korrigiert
RMSSD (ms)	33,4	70,2	70,2
SDNN (ms)	28,7	51,7	51,7
pNN50 (%)	8,2	8,8	8,8
LF-Leistung (ms²)	120	1241	1241
HF-Leistung (ms²)	635	2314	2314

Ein verpasster Schlag macht ein Intervall etwa doppelt so lang wie seine Nachbarn. Ohne Korrektur hebt das Artefakt den RMSSD von 33,4 auf 70,2 ms, das 2,1-Fache des wahren Werts, während sich der SDNN weniger verändert.

Die Schaltflächen funktionieren, wenn JavaScript aktiviert ist.

Eine Linie der Abstände zwischen den Schlägen über die ersten 60 Sekunden der Beispielaufzeichnung, mit dem eingefügten Artefakt als Spitze, einem Kreis um jedes markierte Intervall und der korrigierten Linie darüber. Eine Tabelle nennt RMSSD, SDNN, pNN50, LF-Leistung und HF-Leistung für die saubere Aufzeichnung, mit dem Artefakt darin und nach der Korrektur, dazu wie viele Intervalle markiert wurden. Eine Gruppe von Schaltflächen fügt einen verpassten Schlag, einen zusätzlichen Schlag oder eine Extrasystole ein oder stellt die saubere Aufzeichnung wieder her; eine andere wählt das Korrekturverfahren: ohne Korrektur, löschen, Mittelwert der Nachbarn, lineare Interpolation oder kubischer Spline. Ein verpasster Schlag ohne Korrektur verdoppelt den RMSSD ungefähr; jedes Verfahren bringt ihn bis auf wenige Prozent an den sauberen Wert heran.

Die Lektion So wird die HRV gemessen geht den ganzen Schritt der Bereinigung durch, und Artefakte und Extraschläge zeigt eine Reihe, die auf drei Arten korrigiert wurde, mit den Zahlen davor und danach.