Gesamtleistung

Die Gesamtleistung (Total Power, TP) ist die Summe der Leistung in allen Bändern des Spektrums der Herzfrequenzvariabilität (HRV), in ms². Sie ist die Varianz der Intervallfolge, im Frequenzbereich betrachtet. „Leistung“ meint hier spektrale Leistung, nicht Leistungsfähigkeit.

Warum es diese Messgröße gibt

Ein Spektrum verteilt eine feste Gesamtmenge auf seine Frequenzen, und die Task Force der European Society of Cardiology und der North American Society of Pacing and Electrophysiology (1996) führte diese Gesamtmenge als eigene Messgröße auf: die Varianz der NN-Intervalle NN-Intervalle NN-Intervall Ein RR-Intervall zwischen zwei normalen Herzschlägen in Millisekunden, das nach dem Entfernen von Extrasystolen und Messfehlern übrig bleibt. Die meisten HRV-Messgrößen werden aus NN-Intervallen berechnet. Mehr zu NN-Intervall über die gesamte Aufzeichnung, bis 0,4 Hz. Im Frequenzbereich ist sie das Gegenstück zum 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 , der Quadratwurzel der Varianz; über 24 Stunden halten Shaffer, McCraty und Zerr fest, dass der SDNN stark mit der ULF-Leistung ULF-Leistung ULF-Leistung Die Varianz der Herzschlagintervalle unterhalb von 0,003 Hz, in ms²: Rhythmen, die langsamer sind als ein Zyklus alle 5 Minuten, darunter der Tag-Nacht-Wechsel. Messbar nur aus einer 24-Stunden-Messung. Mehr zu ULF-Leistung und der Gesamtleistung korreliert. Vor allem dient sie als Nenner: Die relative Leistung teilt jedes Band durch sie, und die normierten Einheiten ( n.u. n.u. Normierte Einheiten LF- oder HF-Leistung als Prozentsatz ihrer Summe (LF + HF) statt in ms². Beide ergeben zusammen immer 100 und enthalten daher gemeinsam nur eine einzige Information. Mehr zu Normierte Einheiten ) teilen LF LF LF-Leistung Varianz der Herzschlagabstände im Band 0,04 bis 0,15 Hz, in ms²: Rhythmen, die sich alle 7 bis 25 Sekunden wiederholen. Früher als Sympathikus-Maß gedeutet, heute umstritten. Mehr zu LF-Leistung und HF HF HF-Leistung Die Varianz der Herzschlagabstände im Frequenzband von 0,15 bis 0,40 Hz, in ms²: dem Bereich der normalen Atmung. Bei einer Atmung von 9 bis 24 Atemzügen pro Minute spiegelt sie vor allem die Vagusaktivität wider. Mehr zu HF-Leistung durch die Gesamtleistung minus VLF VLF VLF-Leistung Die Varianz der Herzschlagabstände im Band von 0,003 bis 0,04 Hz, in ms²: Rhythmen, die sich alle 25 Sekunden bis 5 Minuten wiederholen. Nötig sind mindestens 5 Minuten Aufzeichnung; am besten beurteilt man sie über 24 Stunden. Mehr zu VLF-Leistung .

Die Formel

$$\mathrm{TP} = \mathrm{ULF} + \mathrm{VLF} + \mathrm{LF} + \mathrm{HF} = \int_{0}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f$$

Addieren Sie die Leistungen der vier Bänder, oder summieren Sie die spektrale Leistungsdichte $P(f)$ über alle Frequenzen $f$ bis 0,40 Hz. Bei einer kurzen Aufzeichnung gibt es kein ULF-Band; die Gesamtleistung ist dann VLF + LF + HF.

Rechenbeispiel

Den Rhythmus zerlegen

Fünf Minuten der Beispielaufzeichnung

Leistung bei jeder Frequenz, Hz Atmung

VLFLFHF

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ULF

braucht 24 h

VLF

3 ms²

LF

120 ms²

HF

635 ms²

Gesamt

758 ms²

LF (n.u.)

15,9

HF (n.u.)

84,1

LF/HF

0,19

Peakfrequenz

0,250 Hz, HF

In Ruhe, 15 Atemzüge pro Minute (0,250 Hz), 5 Minuten, Welch-Verfahren nach der Trendbereinigung. Der Atemgipfel liegt bei 0,250 Hz im HF-Band, mit der Blutdruckwelle bei etwa 0,1 Hz als kleinerem LF-Peak. LF/HF beträgt 0,19.

In Ruhe Unter Stress Mit Drift Extrasystolen

Atemfrequenz 15 Atemzüge pro Minute Aufzeichnungsdauer 5 Minuten

Welch (FFT) Lomb–Scargle

Zuerst trendbereinigen (Smoothness Priors, λ = 500)

Die Bedienelemente funktionieren, wenn JavaScript aktiviert ist.

Ein Liniendiagramm der Leistung über der Frequenz von 0 bis 0,5 Hz, mit den schattierten Bändern VLF (0,003–0,04 Hz), LF (0,04–0,15 Hz) und HF (0,15–0,4 Hz) und einer Markierung bei der Atemfrequenz. Anzeigen nennen ULF, VLF, LF, HF und Gesamtleistung in ms², LF und HF in normierten Einheiten, das LF/HF-Verhältnis und die Peakfrequenz. Danach folgt ein Satz, der erklärt, was sich geändert hat. Bedienelemente: ein Regler für die Atemfrequenz von 5 bis 20 Atemzügen pro Minute, ein Regler für die Aufzeichnungsdauer, ein Kontrollkästchen für die Trendbereinigung, Schaltflächen für Welch oder Lomb–Scargle und vier Schaltflächen für eine Aufzeichnung in Ruhe, unter Stress, mit Drift oder mit Extrasystolen.

Die fünf Minuten der Beispielaufzeichnung ergeben 3 + 120 + 635 = 758 ms². Der SDNN derselben Intervalle beträgt 28,7 ms, und 28,7² ergibt etwa 826 ms²: Beide Werte sind ähnlich groß, aber nicht gleich, weil das Spektrum von Trends bereinigt und gefenstert wurde und der SDNN nicht. Schalten Sie bei der Aufzeichnung „Mit Drift“ die Trendbereinigung Trendbereinigung Trendbereinigung Das Entfernen der langsamen Drift aus einer Folge von Schlagabständen, bevor ein Spektrum berechnet wird, damit sich die Drift nicht als falsche Leistung in den tiefsten Frequenzen niederschlägt. Mehr zu Trendbereinigung aus und beobachten Sie, wie die Gesamtleistung mit dem VLF-Band anschwillt.

Was die Gesamtleistung beeinflusst

Alles, was irgendein Band beeinflusst: die Atmung, der Baroreflex Baroreflex Baroreflex Der Reflex, der den Blutdruck von Schlag zu Schlag stabilisiert, indem er die Herzfrequenz ändert. Durch seine eingebaute Verzögerung steigt und fällt die Herzfrequenz etwa alle 10 Sekunden: der 0,1-Hz-Rhythmus in der LF-Leistung. Mehr zu Baroreflex , langsame Drifts und, über einen ganzen Tag, Aktivität und Schlaf. Die Tabelle der Task Force nennt 3.466 ± 1.018 ms² für eine 5-Minuten-Aufzeichnung im Liegen mit stationärem Signal und weist darauf hin, dass die Normalwerte teils aus kleinen Studien stammen und nur Näherungen sind. Wie jede absolute Leistung ist die Gesamtleistung schief verteilt, weshalb Arbeiten oft ihren Logarithmus angeben.

Wann sie in die Irre führt

Sie hängt, wie der SDNN, von der Aufzeichnungsdauer ab und von der Trendbereinigung des Programms: Wird mehr vom langsamen Trend entfernt, sinkt die Gesamtleistung. Zwei Programme liefern aus denselben Herzschlägen unterschiedliche Werte. Die Gesamtleistung sagt nichts darüber, in welchem Band die Leistung liegt, und genau deshalb gibt es überhaupt Bänder.

Wo sie Ihnen begegnet

Die Task Force nennt sie Total Power, in ms². Kubios HRV verwendet sie als Nenner der Spalte „Relative power“ (relative Leistung) und gibt sie für jede Methode aus. Was bedeuten LF, HF, VLF und n.u. in meiner HRV-App? entschlüsselt einen typischen App-Bildschirm.