HF-Leistung

Die HF-Leistung ist der Anteil der Varianz der Herzschlagabstände, der zwischen 0,15 und 0,40 Hz liegt, in ms². Dieses Band entspricht einer Atmung von 9 bis 24 Atemzügen pro Minute und heißt deshalb auch Atmungsband. Das Kürzel HF steht hier immer für das Hochfrequenzband, nicht für die Herzfrequenz.

Warum es diese Messgröße gibt

Der größte Teil der schnellen Schwankungen eines ruhenden Herzens ist die normale respiratorische Sinusarrhythmie respiratorische Sinusarrhythmie Respiratorische Sinusarrhythmie Der normale Anstieg der Herzfrequenz beim Einatmen und ihr Abfall beim Ausatmen. Sie wird vom Vagusnerv gesteuert und macht einen großen Teil der HRV in Ruhe aus. Mehr zu Respiratorische Sinusarrhythmie : Das Herz schlägt bei jedem Einatmen etwas schneller und bei jedem Ausatmen langsamer, gesteuert vom Vagusnerv Vagusnerv Vagusnerv Der Hauptnerv des Parasympathikus, der vom Hirnstamm zu Herz, Lunge und Darm zieht. Seine schnellen Signale an das Herz bestimmen den größten Teil der HRV von Schlag zu Schlag. Mehr zu Vagusnerv . Die Task Force der European Society of Cardiology und der North American Society of Pacing and Electrophysiology legte das HF-Band 1996 so, dass es die normalen Atemfrequenzen umfasst und eine einzige Zahl diesen Rhythmus erfasst. Versuche, in denen der Vagusnerv blockiert oder stimuliert wurde, zeigten, dass das Band der Vagusaktivität Vagusaktivität Vagustonus Der fortlaufende Einfluss des Vagusnervs auf das Herz, der es verlangsamt. Er wird meist aus HRV-Messgrößen wie dem RMSSD und der HF-Leistung abgeschätzt. Mehr zu Vagustonus folgt. In der Forschung dient die HF-Leistung, neben dem 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 , als Kennwert des Vagustonus im Frequenzbereich.

Die Formel

$$\mathrm{HF} = \int_{0.15}^{0.40} P(f)\,\mathrm{d}f$$

Man addiert die spektrale Leistungsdichte $P(f)$ in ms² pro Hz über alle Frequenzen $f$ von 0,15 bis 0,40 Hz. $P(f)$ ist das Spektrum der Intervallfolge nach Neuabtastung und 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 , meist mit dem Welch-Verfahren geschätzt. Das Ergebnis ist eine Varianz in ms².

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.

In den fünf Minuten der Beispielaufzeichnung, mit 15 Atemzügen pro Minute, liegt der Atemgipfel bei 0,250 Hz, und die HF-Leistung beträgt 635 ms², das sind 84,1 % von 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 + HF. Verlangsamt man die Atmung auf 7 pro Minute, bricht die HF-Leistung auf 19 ms² ein, während die LF-Leistung stark zunimmt, weil derselbe Atemrhythmus die Grenze bei 0,15 Hz überschritten hat. Stellen Sie die Aufzeichnungsdauer auf 60 Sekunden: Die HF-Leistung lässt sich weiterhin ablesen, weil ihr langsamster Zyklus weniger als 7 Sekunden dauert.

Was sie beeinflusst

Die Vagusaktivität und die Atmung. Tiefere Atemzüge machen den Rhythmus größer und erhöhen die HF-Leistung, ohne dass sich am Nervensystem etwas ändert; langsamere Atemzüge schieben den Rhythmus aus dem Band hinaus. Die HF-Leistung sinkt mit dem Alter, im Stehen, nach Alkohol, bei Krankheit und bei psychischem Stress und steigt im Schlaf. Die Leitlinien der Arbeitsgruppe um Laborde empfehlen, die Atmung während der Aufzeichnung zu überwachen. Die Tabelle der Task Force nennt für eine 5-Minuten-Aufzeichnung im Liegen mit stationärem Signal 975 ± 203 ms², einen Wert, den sie selbst als Näherung bezeichnet. Die Arbeitsgruppe um Nunan kommt für Kurzzeitmessungen auf einen zusammengefassten Mittelwert von 657 ms², bei sehr großer Streuung. Die HF-Leistung braucht eine Aufzeichnung von etwa 1 Minute.

Wann sie in die Irre führt

Außerhalb des Bereichs von 9 bis 24 Atemzügen pro Minute enthält das Band den Atemrhythmus nicht mehr. Bei 6 Atemzügen pro Minute ergeben sich eine winzige HF-Leistung und eine riesige LF-Leistung, obwohl der Körper tief entspannt ist. Ein abruptes Artefakt Artefakt Artefakt Fehler in einer Herzschlagaufzeichnung, etwa ein übersehener, zusätzlicher oder falsch erfasster Schlag, oft durch Bewegung oder schlechten Sensorkontakt. Kann HRV-Werte stark verfälschen. Mehr zu Artefakt erhöht die Leistung in jedem Band, am stärksten aber hier. Die absolute HF-Leistung ist zwischen Menschen stark schief verteilt. Studien geben deshalb ihren Logarithmus oder ihren normierten Anteil an, und eine Veränderung Ihrer eigenen HF-Leistung von Tag zu Tag lässt sich besser deuten als ein einzelner Wert. Der RMSSD, ihr Gegenstück im Zeitbereich, ändert sich ebenfalls mit der Atmung, hängt aber nicht davon ab, wo der Atemgipfel relativ zur Bandgrenze liegt, und er ist der Wert, den die meisten Wearables anzeigen.

Wo sie Ihnen begegnet

Die Task Force nennt sie HF, in ms² und in 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 ). Kubios HRV zeigt die HF-Peakfrequenz, die absolute Leistung, deren Logarithmus, die relative Leistung und n.u. an; Elite HRV zeigt die HF-Leistung in ms² und gibt an, dass sie sich ab 60 Sekunden messen lässt. Was bedeuten LF, HF, VLF und n.u. in meiner HRV-App? erklärt eine typische App-Anzeige.