PPG

Auch bekannt als Photoplethysmographie, optischer Herzfrequenzsensor

Ein optisches Verfahren: Licht wird in die Haut gestrahlt, und ein Sensor erfasst den Pulsschlag des Blutes bei jedem Herzschlag. Die meisten Uhren, Ringe und Smartphone-Kamera-Apps schätzen so die HRV.

Hinter dem Licht, das auf der Rückseite einer Uhr oder im Inneren eines Rings blinkt, steckt die Photoplethysmographie (PPG). Das Licht dringt in die Haut ein, und ein Sensor misst, wie viel davon zurückkommt. Jeder Herzschlag drückt etwas mehr Blut in die kleinen Gefäße unter der Haut und verändert so, wie viel Licht absorbiert wird. Das Ergebnis ist eine Welle mit einer Erhebung pro Herzschlag. Pulsoximeter im Krankenhaus arbeiten nach demselben Prinzip.

1 2 3 4 1,00 s
  1. Systolischer Gipfel
  2. Dikrote Inzisur
  3. Diastolischer Gipfel
  4. Puls-zu-Puls-Intervall, von einem systolischen Gipfel zum nächsten
Zwei Pulswellen, wie ein PPG-Sensor sie sieht. Jeder Herzschlag erzeugt einen systolischen Gipfel (1), dann die dikrote Inzisur (2) und einen kleineren diastolischen Gipfel (3), wenn die Druckwelle aus der unteren Körperhälfte zurückgeworfen wird. Eine Uhr misst den Abstand von einem systolischen Gipfel zum nächsten (4) und erhält so das Puls-zu-Puls-Intervall. Ein Lehrmodell, keine Aufzeichnung.

Eine glatte Kurve mit zwei Pulsen. Jeder Puls steigt steil zu einem systolischen Gipfel an, fällt auf eine kleine Senke ab, die dikrote Inzisur, steigt wieder zu einem niedrigeren diastolischen Gipfel an und kehrt dann zur Grundlinie zurück. Der Abstand zwischen den beiden systolischen Gipfeln ist mit 1,00 Sekunden markiert.

Jede Erhebung hat eine typische Form: einen steilen Anstieg zum systolischen Gipfel, eine kleine Senke, die dikrote Inzisur, und einen niedrigeren diastolischen Gipfel, wenn die Druckwelle vom Körper zurückgeworfen wird. Der Artikel PPG: wie Ihre Uhr den Puls misst erklärt die Form, wie sie sich mit Alter und Fitness verändert und was schiefgehen kann.

Um die Herzfrequenzvariabilität (HRV) zu erhalten, misst ein Gerät den Abstand von einer Pulswelle zur nächsten. Streng genommen ergibt das die Pulsratenvariabilität Pulsratenvariabilität Schwankung der Zeit zwischen Pulsschlägen, optisch gemessen von Uhren, Ringen und Smartphone-Kameras. In Ruhe folgt sie der HRV eng, bei Bewegung entfernt sie sich von ihr. Mehr zu Pulsratenvariabilität (PRV) und nicht die HRV: Gemessen wird der Zeitpunkt der Pulswelle in der Haut, nicht der des elektrischen Signals des Herzens. Die beiden Werte liegen nah beieinander, sind aber nicht identisch.

Nach einer Übersichtsarbeit über Studien, die PPG und 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 verglichen, ist die Übereinstimmung in Ruhe ausreichend, auch wenn die PPG die kurzfristige Variabilität tendenziell leicht überschätzt. Körperliche Aktivität und manche psychischen Belastungen verschlechterten die Übereinstimmung, teils so stark, dass sie nicht mehr akzeptabel war.

Das ist einer der Gründe, warum viele Wearables die HRV im Schlaf messen oder Sie bitten, für eine Einzelmessung stillzuhalten. Wenn eine PPG-Messung merkwürdig aussieht, überlegen Sie, ob Sie sich bewegt haben, bevor Sie etwas in den Wert hineinlesen.

Die Lektion Warum Ihre Geräte bei der HRV nicht übereinstimmen und die Frage Ist die HRV am Handgelenk so genau wie am Brustgurt? vertiefen das Thema. Die Lektion Wie HRV gemessen wird: von Schlägen zu einem Wert zeigt, welchen Platz die PPG in der Messkette hat.

Quellen

  1. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement Physiological Measurement, 2007
  2. How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? A review on studies comparing photoplethysmographic technology with an electrocardiogram International Journal of Cardiology, 2013

Alle Glossarbegriffe