Peakfrequenz: Definition

Die Peakfrequenz eines Bandes im Spektrum der Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist die Frequenz innerhalb dieses Bandes, bei der das Spektrum am höchsten ist, in Hertz (Schwingungen pro Sekunde).

Warum es diese Messgröße gibt

Die Bandleistung sagt, wie viel Schwankung ein Band enthält; der Peak sagt, welcher Rhythmus sie erzeugt. Die Task Force von 1996 verlangt, dass Studien mit autoregressiven Spektren die Mittenfrequenz von 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-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 angeben, und Shaffer und Ginsberg definieren den LF-Peak als die Frequenz mit der höchsten Amplitude im LF-Band, den HF-Peak entsprechend. In einer Ruheaufzeichnung ist der HF-Peak 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 : 0,25 Hz entsprechen 15 Atemzügen pro Minute. Der LF-Peak liegt nahe 0,1 Hz, der Frequenz der Blutdruckwellen, die 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 erzeugt. Atmet man im vorgegebenen Takt von 6 Atemzügen pro Minute, entsteht genau bei dieser Frequenz ein Peak im Spektrum. Darauf beruhen die Resonanzatmung HRV-Biofeedback Eine Atemübung, bei der Sie Ihre Herzfrequenz live verfolgen und langsam atmen, oft mit etwa 6 Atemzügen pro Minute, damit das Auf und Ab der Herzfrequenz mit jedem Atemzug möglichst groß wird. Mehr zu HRV-Biofeedback und der Kohärenzwert Kohärenz Ein Wert von HeartMath dafür, wie viel des HRV-Spektrums in einem schmalen Peak zwischen 0,04 und 0,26 Hz liegt. Langsames Atmen mit etwa 6 Atemzügen pro Minute erzeugt ihn; der Wert misst also weitgehend das Atemtempo. Mehr zu Kohärenz von HeartMath.

Die Formel

f_{\mathrm{peak}} = \arg\max_{f \in \text{band}} P(f)

Suchen Sie innerhalb der Frequenzgrenzen des Bandes die Frequenz $f$ , bei der die spektrale Leistungsdichte $P(f)$ am größten ist. Um sie in eine Atemfrequenz umzurechnen, multiplizieren Sie mit 60: 0,25 Hz × 60 = 15 Atemzüge pro Minute.

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.

Die fünf Minuten der Beispielaufzeichnung mit 15 Atemzügen pro Minute zeigen einen Peak bei 0,250 Hz im HF-Band. Stellen Sie die Atemfrequenz auf 6 Atemzüge pro Minute, verschiebt sich der Peak auf 0,100 Hz, genau dorthin, wo schon die Blutdruckwelle bei etwa 0,1 Hz liegt, und die beiden Rhythmen verschmelzen zu einem hohen LF-Peak.

Was sie beeinflusst

Die Atemfrequenz bestimmt den HF-Peak unmittelbar, und Kubios HRV schätzt aus dem 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 und der Schlagfolge eine Atemfrequenz. Der LF-Peak verschiebt sich in Ruhe weniger, doch die Task Force weist darauf hin, dass die Mittenfrequenzen von LF und HF nicht festliegen und sich mit Veränderungen im autonomen Nervensystem verschieben. Die Frequenzauflösung der Methode legt fest, wie genau sich ein Peak verorten lässt: Ein Fenster mit 256 Messpunkten bei 4 Hz ergibt Frequenzpunkte im Abstand von 1/64 Hz; ein Peak lässt sich also nur auf etwa 0,016 Hz genau angeben.

Wann sie in die Irre führt

Bei unregelmäßiger Atmung gibt es keinen einzelnen HF-Peak, und die ausgegebene Frequenz ist einfach der Frequenzpunkt, der zufällig am höchsten lag. Bei langsamer Atmung liegt der Atempeak im LF-Band, und der „LF-Peak“ ist dann die Atmung und nicht der Baroreflex. Und eine Peakfrequenz sagt nichts darüber, wie viel Leistung darunter liegt: Ein hoher, schmaler Peak und ein flacher, breiter Hügel können dieselbe Peakfrequenz haben.

Wo sie Ihnen begegnet

Kubios HRV gibt für 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 , LF und HF neben der Leistung jedes Bandes die Peakfrequenz in Hz an, bei EKG-Daten außerdem eine aus dem EKG abgeleitete Atemfrequenz (EDR). Apps für das Atemtraining zeigen den Atempeak, wenn sie ein Spektrum darstellen. Kohärenz ist ein Wert, der auf dem Anteil des Peaks am Spektrum beruht.