Kohärenz: Definition

Kohärenz ist nach der Definition von HeartMath die Leistung des höchsten Peaks im Spektrum der Herzfrequenzvariabilität (HRV) zwischen 0,04 und 0,26 Hz, geteilt durch die Leistung des übrigen Spektrums. Sie hat keine Einheit.

Warum es diese Messgröße gibt

McCraty und Shaffer beschreiben einen „kohärenten“ Herzrhythmus als glatte, sinusähnliche Welle in den Schlag-zu-Schlag-Intervallen mit einem schmalen, hohen Peak im LF-Bereich und ohne große Peaks im VLF- oder HF-Bereich. Sie entwarfen das Verhältnis, um diese Form zu bewerten, und die Produkte Inner Balance und emWave des Institute of HeartMath zeigen es an. Dieselbe Arbeit hält fest, dass die Resonanzfrequenz des Körpers bei etwa 0,1 Hz liegt, sodass Atmen mit rund 6 Atemzügen pro Minute die Herzfrequenz genau in dieses Muster bringt. In den Angaben zu Interessenkonflikten dieser Arbeit steht, dass McCraty beim Institute of HeartMath angestellt ist, das eines der besprochenen Biofeedback-Geräte verkauft.

Die Formel

\mathrm{Coherence} = \frac{P_{\mathrm{peak}}}{P_{\mathrm{total}} - P_{\mathrm{peak}}},\qquad P_{\mathrm{peak}} = \int_{f_0 - 0.015}^{f_0 + 0.015} P(f)\,\mathrm{d}f

Suchen Sie den höchsten Peak $f_0$ zwischen 0,04 und 0,26 Hz, addieren Sie die Leistung $P(f)$ in einem 0,030 Hz breiten Fenster, in dessen Mitte er liegt, und teilen Sie durch die Leistung im Rest des Spektrums. Ein einzelner scharfer Peak ergibt ein hohes Verhältnis, auf viele Rhythmen verteilte Leistung ein niedriges. Apps machen aus dem Verhältnis einen Wert oder eine Einstufung als niedrig, mittel oder hoch.

Rechenbeispiel

Den Rhythmus zerlegen

Fünf Minuten der Beispielaufzeichnung

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.

Atemfrequenz 15 Atemzüge pro Minute Aufzeichnungsdauer 5 Minuten

Zuerst trendbereinigen (Smoothness Priors, λ = 500)

Die Bedienelemente funktionieren, wenn JavaScript aktiviert ist.

Das Leistungsspektrum von fünf Minuten der Beispielaufzeichnung: wie viel der Schwankung mit welcher Geschwindigkeit abläuft, mit den schattierten Bändern der Task Force. Der hohe Gipfel ist die Atmung. Verlangsamen Sie die Atmung auf unter 9 Atemzüge pro Minute und beobachten Sie, wie der Gipfel vom HF-Band ins LF-Band wandert; schalten Sie bei der Aufzeichnung mit Drift die Trendbereinigung aus und beobachten Sie, wie sich das VLF-Band füllt.

Stellen Sie die Atemfrequenz Atemfrequenz Atemzüge pro Minute. Die Atmung allein verändert schon die HRV: Langsames, tiefes Atmen vergrößert die Schwankung; unter etwa 9 pro Minute wandert sie vom HF- ins LF-Band. Mehr zu Atemfrequenz auf 6 pro Minute. Der Atem-Peak rückt dann auf 0,100 Hz, dorthin, wo sich bereits die Blutdruckwelle von etwa 0,1 Hz befindet, und beide verschmelzen: Die LF-Leistung 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 beträgt 4939 ms², die HF-Leistung 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 20 ms², LF (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 99,6. Fast die gesamte Leistung liegt unter einem Peak; das ergibt einen hohen Kohärenzwert. Bei 15 Atemzügen pro Minute hat das Spektrum zwei getrennte Peaks: den Atem-Peak bei 0,250 Hz und einen kleinen im LF-Band. Das Verhältnis ist also niedrig. Das Nervensystem hat in beiden Fällen dasselbe getan; geändert hat sich das Atemtempo.

Was sie beeinflusst

Vor allem Atemtempo und Gleichmäßigkeit: Lehrer und Gevirtz erklären, dass Herzfrequenz und Blutdruck bei der Resonanzfrequenz um 180° phasenverschoben schwingen und der 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 deshalb jeden Ausschlag verstärkt, sodass der eine große Peak entsteht; Shaffer, McCraty und Zerr geben diese Frequenz bei Erwachsenen mit 4,5 bis 6,5 Atemzügen pro Minute an. Ein ruhiger, regelmäßiger Atemrhythmus erhöht die Kohärenz; unregelmäßiges Atmen, Sprechen oder Bewegung senken sie.

Wann sie in die Irre führt

Wenn man sie als Maß für den Gefühlszustand liest statt als Maß für die Atmung. Wer langsam und gleichmäßig atmet, erreicht einen hohen Wert, unabhängig von den eigenen Gefühlen; wer spricht, erreicht einen niedrigen. Sie erfasst außerdem dieselbe Physiologie wie das LF-Band der Task Force der European Society of Cardiology und der North American Society of Pacing and Electrophysiology; ein hoher Kohärenzwert geht deshalb meist mit einer hohen LF-Leistung einher. McCraty und Shaffer zufolge hängt der kohärente Zustand mit Wohlbefinden und mit kognitiver, sozialer und körperlicher Leistungsfähigkeit zusammen; das sind Korrelationen, und ein großer Teil der zitierten Arbeiten stammt aus der eigenen Forschung von HeartMath.

Wo sie Ihnen begegnet

In den Apps und Sensoren Inner Balance und emWave von HeartMath als Kohärenzwert; manche anderen Atem-Apps übernehmen das Wort. Die Task Force definiert sie nicht. HRV-Biofeedback behandelt das Training, für das der Wert entwickelt wurde, und der Test zur Resonanzatmung auf dieser Website sucht Ihren eigenen Peak.