HRV messen: Sensoren, Zeitpunkt, Genauigkeit

Um die Herzfrequenzvariabilität (HRV) zu messen, zeichnet ein Sensor die genaue Zeit zwischen den Herzschlägen auf, und eine App macht aus diesen Abständen eine Zahl wie den RMSSD. Ein Brustgurt (EKG) ist die genaueste Variante für zu Hause. Ringe, Uhren und Smartphone-Kameras (PPG) kommen in Ruhe nahe heran, solange Sie jedes Mal auf dieselbe Weise messen.

Auf dieser Seite 10 Abschnitte

Das Wichtigste in Kürze

  • Jede HRV-Methode misst die Zeit zwischen den Schlägen; der Sensor entscheidet, wie genau.
  • Ein Brustgurt (EKG) ist die genaueste Variante für zu Hause. Ringe und Uhren (PPG) kommen in Ruhe nahe heran.
  • Die meisten Wearables geben den RMSSD über Nacht an, während Apple Health die HRV der Apple Watch als SDNN speichert; deshalb unterscheiden sich die Zahlen.
  • Messen Sie jedes Mal auf dieselbe Weise. Das ist wichtiger als die Wahl des Geräts.

Um die Herzfrequenzvariabilität (HRV) zu messen, zeichnet ein Sensor die genaue Zeit zwischen Ihren Herzschlägen auf, und eine App macht aus diesen Abständen eine Zahl, meist den 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 . Ein Brustgurt, der das elektrische Signal des Herzens erfasst ( 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 ), ist die genaueste Variante für zu Hause. Ringe, Uhren und Smartphone-Kameras, die den Puls mit Licht erfassen ( PPG PPG 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. Mehr zu PPG ), kommen in Ruhe nahe heran, wenn Sie jedes Mal auf dieselbe Weise messen.

So lässt sich die HRV zu Hause messen

Es gibt vier gängige Möglichkeiten für zu Hause, dazu das klinische EKG, das Ihre Ärztin oder Ihr Arzt einsetzen kann.

MethodeSensorWas er erfasstWann meist gemessen wirdAngezeigte ZahlGenauigkeit in RuheGeeignet für
BrustgurtEKGElektrisches Signal jedes SchlagsEine Morgenmessung, die Sie selbst startenRMSSD, manchmal lnRMSSD lnRMSSD Der natürliche Logarithmus des RMSSD, ohne Einheit. Das Logarithmieren gleicht die Streuung der RMSSD-Werte aus, sodass sich Veränderungen von Tag zu Tag leichter vergleichen und auswerten lassen. Mehr zu lnRMSSD Die Referenz für zu HauseGenaue Morgenmessungen, Sportlerinnen und Sportler
Smart RingPPG (Finger)Pulswelle am FingerAutomatisch im SchlafNächtlicher Wert auf Basis des RMSSDIn Studien über Nacht nah am EKGMessung im Hintergrund mit wenig Aufwand
Uhr oder ArmbandPPG (Handgelenk)Pulswelle am HandgelenkIm Schlaf oder als EinzelmessungWert auf Basis des RMSSD, 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 bei der Apple Watch oder eine StatusbezeichnungIn Ruhe nah am EKG; je nach Modell unterschiedlichMenschen, die ohnehin eine tragen
Smartphone-Kamera-AppPPG (Fingerkuppe auf der Linse)Pulswelle an der FingerkuppeEine kurze Messung, die Sie selbst startenRMSSD oder ein ScoreIn einer kleinen Studie in Ruhe nah am EKGZum Ausprobieren ohne zusätzliches Gerät
Klinisches EKG oder Langzeit-EKGEKGElektrisches Signal, mehrere AbleitungenIn der Klinik oder über 24 StundenMehrere MaßeReferenzmethodeMedizinische Beurteilung

Jede Möglichkeit hat eine eigene Seite: Brustgurte, Smartphone-Kameras, Fingerclips und Ringe und klinisches EKG und 24-Stunden-Langzeit-EKG. Warum eine Uhr oder ein Ring etwas andere Werte liefert als ein Gurt, erklärt Was PPG mit den HRV-Werten macht.

Wearables ändern sich mit jedem Modell und jedem Software-Update. Prüfen Sie deshalb, was Ihr eigenes Gerät in seiner App oder Anleitung anzeigt. Einzelheiten zu den Geräten stehen unter HRV bei Oura, Whoop, Garmin und Apple Watch. Garmin, Oura und Apple kürzen die Herzfrequenzvariabilität in ihren deutschen Apps mit HFV ab. Gemeint ist dasselbe wie mit HRV.

Je nachdem, was der Sensor erfasst, gehören die Methoden zu einer von zwei Gruppen, und jede Gruppe hat ihre eigenen Schwachstellen.

Elektrisch · ECG Bestimmt den Zeitpunkt der elektrischen Spitze des Herzens, der R-Zacke.

  • Klinisches EKG oder Langzeit-EKG mehrere Ableitungen In der Praxis oder 24 h lang

    Hauptprobleme

    • Mäßig: Zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (sichtbar und entfernbar)
  • Brustgurt Einzelmessung am Morgen

    Hauptprobleme

    • Mäßig: Kontakt und Sitz (muss feucht sein und eng anliegen), zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (sichtbar und entfernbar)
  • EKG-Patch auf die Brust geklebt 24 h oder länger getragen

    Hauptprobleme

    • Mäßig: Zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (sichtbar und entfernbar)

Optisch · PPG Bestimmt den Zeitpunkt der Pulswelle, die per Licht in der Haut erfasst wird.

  • Ring Fingeransatz Über Nacht

    Hauptprobleme

    • Stark: Bewegung, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (oft übersehen)
    • Mäßig: Kontakt und Sitz, schwacher Puls oder Kälte, Abtastung und Zeitbestimmung, Pulswellenlaufzeit
  • Uhr oder Armband Handgelenk Über Nacht oder Einzelmessungen

    Hauptprobleme

    • Stark: Bewegung, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (oft übersehen)
    • Mäßig: Kontakt und Sitz, schwacher Puls oder Kälte, Abtastung und Zeitbestimmung, Pulswellenlaufzeit
  • Smartphone-Kamera Fingerkuppe auf der Linse Einzelmessung am Morgen

    Hauptprobleme

    • Stark: Bewegung, schwacher Puls oder Kälte (ein kalter Raum kann eine Messung verhindern), zusätzliche oder unregelmäßige Schläge (oft übersehen)
    • Mäßig: Kontakt und Sitz, Abtastung und Zeitbestimmung, Pulswellenlaufzeit
Wie stark jede Herausforderung jede Methode beeinflusst
BewegungKontakt und SitzSchwacher Puls oder KälteAbtastung und ZeitbestimmungPulswellenlaufzeitZusätzliche oder unregelmäßige Schläge
Elektrisch · ECG
Klinisches EKG oder Langzeit-EKG kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss mäßiger Einfluss
Brustgurt kaum oder kein Einfluss mäßiger Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss mäßiger Einfluss
EKG-Patch kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss kaum oder kein Einfluss mäßiger Einfluss
Optisch · PPG
Ring starker Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss starker Einfluss
Uhr oder Armband starker Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss starker Einfluss
Smartphone-Kamera starker Einfluss mäßiger Einfluss starker Einfluss mäßiger Einfluss mäßiger Einfluss starker Einfluss

Kaum oder kein Einfluss Mäßiger Einfluss Starker Einfluss

Die Methoden der HRV-Messung, gruppiert danach, was der Sensor erfasst. EKG-Methoden bestimmen den Zeitpunkt der elektrischen Spitze des Herzens; PPG-Methoden bestimmen den Zeitpunkt der Pulswelle in der Haut, und dabei kann eine Messung auf mehr Arten danebengehen. Zusätzliche Schläge betreffen jede Methode: Ein EKG zeichnet sie auf, sodass man sie entfernen kann; die PPG übersieht sie oft.

Zwei Gruppen von Methoden mit den Herausforderungen, vor denen jede steht. Elektrisch (ECG): Klinisches EKG oder Langzeit-EKG, in der Praxis oder 24 h lang; zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: mäßiger Einfluss. Brustgurt, Einzelmessung am Morgen; Kontakt und Sitz: mäßiger Einfluss, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: mäßiger Einfluss. EKG-Patch, 24 h oder länger getragen; zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: mäßiger Einfluss. Optisch (PPG): Ring, über Nacht; Bewegung: starker Einfluss, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: starker Einfluss, Kontakt und Sitz: mäßiger Einfluss, schwacher Puls oder Kälte: mäßiger Einfluss, Abtastung und Zeitbestimmung: mäßiger Einfluss, Pulswellenlaufzeit: mäßiger Einfluss. Uhr oder Armband, über Nacht oder Einzelmessungen; Bewegung: starker Einfluss, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: starker Einfluss, Kontakt und Sitz: mäßiger Einfluss, schwacher Puls oder Kälte: mäßiger Einfluss, Abtastung und Zeitbestimmung: mäßiger Einfluss, Pulswellenlaufzeit: mäßiger Einfluss. Smartphone-Kamera, Einzelmessung am Morgen; Bewegung: starker Einfluss, schwacher Puls oder Kälte: starker Einfluss, zusätzliche oder unregelmäßige Schläge: starker Einfluss, Kontakt und Sitz: mäßiger Einfluss, Abtastung und Zeitbestimmung: mäßiger Einfluss, Pulswellenlaufzeit: mäßiger Einfluss. Jede andere Herausforderung hat kaum oder keinen Einfluss.

Was jede Methode misst: die Zeit zwischen den Schlägen

All diese Methoden erfüllen im Kern dieselbe Aufgabe. Sie finden jeden Herzschlag, messen den Abstand zum nächsten und listen diese Abstände in Millisekunden auf.

Ein EKG nimmt das elektrische Signal auf, das das Herz zusammenziehen lässt. Jeder Schlag zeigt eine steile Zacke, die R-Zacke; der Abstand zwischen zwei solchen Zacken ist das RR-Intervall RR-Intervall Die Zeit von einem Herzschlag zum nächsten, gemessen in Millisekunden zwischen den R-Zacken eines EKG. Die HRV wird aus einer Folge dieser Intervalle berechnet. Mehr zu RR-Intervall . Weil die Zacke so steil ist, lässt sich ihr Zeitpunkt genau bestimmen. Die HRV-Standards verwenden nur die Abstände zwischen normalen Schlägen, die sogenannten 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 (Task Force, 1996).

Ein PPG-Sensor strahlt Licht in die Haut und misst, wie viel zurückkommt. Jeder Herzschlag drückt eine Blutwelle durch die kleinen Gefäße, was das reflektierte Licht verändert. Der Sensor misst den Abstand zwischen Pulswellen statt zwischen elektrischen Zacken. Die so gemessene HRV heißt 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). Sie kommt der HRV nahe, ist aber keine exakte Kopie. In Ruhe zeigt sie tendenziell etwas mehr kurzfristige Schwankung als das EKG, zum Teil, weil die Atmung beeinflusst, wie jeder Puls durch die Blutgefäße läuft (Schäfer und Vagedes, 2013). PPG: wie die Uhr den Puls erfasst zeigt die Pulswelle selbst und was sie stört.

Das Diagramm unten stellt beide Signale für dieselben Herzschläge untereinander dar.

EKG Brust PPG Handgelenk RR-Intervall (EKG) PP-Intervall (PPG) 1 2 3 4 EKG Brust PPG Handgelenk RR-Intervall (EKG) PP-Intervall (PPG) 1 2 3 4
  1. Pulswellenlaufzeit: Die Pulswelle erreicht das Handgelenk einen Bruchteil einer Sekunde nach der R-Zacke.
  2. Die Laufzeit ändert sich mit Atmung und Blutdruck, daher ist ein PP-Intervall keine exakte Kopie seines RR-Intervalls.
  3. Streuung der Zeitbestimmung: Eine runde Welle lässt sich am Fußpunkt, am steilsten Anstieg oder am Gipfel zeitlich bestimmen, und jeder Punkt liefert einen etwas anderen Schlagzeitpunkt.
  4. Niedrige Abtastrate: Bei 25 Abtastwerten pro Sekunde sieht der Sensor alle 40 ms einen Punkt, daher wird der Gipfelzeitpunkt gerundet.
Dieselben Herzschläge, gesehen von einem EKG an der Brust und einem PPG-Sensor am Handgelenk. Die scharfe R-Zacke des EKG liefert einen genauen Schlagzeitpunkt. Die Pulswelle kommt später an, nach einer Verzögerung, die sich von Schlag zu Schlag ändert, und ihre runde Spitze lässt sich schwerer genau zeitlich bestimmen. Ein Lehrmodell, keine Aufzeichnung.

Zwei übereinanderliegende Kurven für dieselben Herzschläge. Die obere ist ein EKG mit einer hohen, scharfen R-Zacke pro Schlag; Klammern zwischen den Zacken sind mit RR-Intervall beschriftet. Die untere ist ein PPG-Signal mit einer glatten, runden Pulswelle pro Schlag. Jeder Puls beginnt kurze Zeit nach seiner R-Zacke, und diese Verzögerung, die Pulswellenlaufzeit, ist bei jedem Schlag ein wenig anders. Bei einem Puls deckt ein schattierter Bereich den Fußpunkt, den steilsten Anstieg und den Gipfel ab, die Punkte, die ein Detektor als Schlagzeitpunkt nehmen könnte. Bei einem anderen Puls markieren Punkte die Abtastwerte eines langsamen Sensors im Abstand von 40 ms, von denen keiner genau auf dem Gipfel liegt. Klammern zwischen den Pulsgipfeln sind mit PP-Intervall beschriftet.

Hat die App die Liste der Abstände, wendet sie eine Formel an. Die Lektion Wie die HRV berechnet wird rechnet sie mit echten Zahlen vor.

In der sowjetischen Raumfahrtmedizin wurden diese Abstände schon in den 1960er-Jahren genutzt, um zu beurteilen, wie Kosmonautinnen und Kosmonauten mit Stress zurechtkamen; die Geschichte erzählt HRV in der sowjetischen Raumfahrtmedizin.

EKG oder PPG: Was ist genauer?

Das EKG ist die Referenz. Der elektrische Ausschlag lässt sich leicht zeitlich bestimmen und hängt nicht vom Blutfluss ab.

Die PPG funktioniert gut, wenn Sie stillhalten. Nach einer Übersichtsarbeit zu Vergleichsstudien ist sie in Ruhe genau genug, auch wenn sie die kurzfristige Variabilität tendenziell leicht überschätzt. Körperliche Aktivität und manche psychischen Belastungen verschlechterten die Übereinstimmung deutlich, teils bis zu einem nicht akzeptablen Maß (Schäfer und Vagedes, 2013). Ein locker sitzender Ring oder ein lockeres Uhrarmband kann das Problem verstärken, weil der Sensor den stetigen Hautkontakt verliert.

Das ist ein Grund, warum die meisten Wearables die HRV im Schlaf messen, wenn Sie stundenlang still liegen. Einen ausführlicheren Vergleich finden Sie unter Ist die HRV am Handgelenk so genau wie mit einem Brustgurt? Uhr oder Brustgurt? Was PPG mit den HRV-Werten macht verfolgt einen Puls vom Licht bis zur Zahl, zeigt, woher jede Millisekunde Fehler kommt, und lässt Sie es in einem interaktiven Modell ausprobieren.

Welchen HRV-Wert Sie sehen

Dieselben Herzschläge können je nach Formel ganz unterschiedliche Zahlen ergeben.

  • Der RMSSD betrachtet, wie stark sich jeder Abstand vom vorherigen unterscheidet. Er ist das wichtigste zeitbasierte Maß für den vagalen Einfluss („ Ruhe und Verdauung Parasympathikus Der Zweig des autonomen Nervensystems für „Ruhe und Verdauung“. Er verlangsamt das Herz, vor allem über den Vagusnerv, und verursacht den größten Teil der Schlag-zu-Schlag-Schwankung der HRV. Mehr zu Parasympathikus “) auf das Herz (Shaffer und Ginsberg, 2017). Die meisten Ringe, Armbänder und Uhren geben einen darauf beruhenden Wert an.
  • Der SDNN ist die Standardabweichung aller Abstände der Aufzeichnung. Er erfasst auch langsamere Schwankungen und wächst mit der Dauer der Aufzeichnung, deshalb sollten SDNN-Werte aus unterschiedlich langen Aufzeichnungen nicht verglichen werden (Task Force, 1996). Die Apple Watch speichert die HRV als SDNN (Apple Developer Documentation).
  • Der lnRMSSD ist der natürliche Logarithmus des RMSSD. Manche Apps für Sportlerinnen und Sportler nutzen ihn, teils in einen Score umgerechnet.

Deshalb können ein Ring und eine Apple Watch, in derselben Nacht getragen, unterschiedliche Zahlen zeigen, ohne dass eines der beiden Geräte falschliegt. Die Lektion RMSSD, SDNN und lnRMSSD erklärt jedes Maß.

Wann Sie messen: über Nacht oder am Morgen

Es gibt zwei Hauptansätze.

Über Nacht. Ringe, Armbänder und die meisten Uhren messen im Schlaf und geben einen Wert für die Nacht an. Sie müssen nichts tun, und das lange Zeitfenster glättet das Rauschen. Aber jeder Hersteller wählt sein eigenes Fenster: die ganze Nacht, einen Teil davon oder einen Wert, der den Tiefschlaf stärker gewichtet.

Am Morgen. Sie messen direkt nach dem Aufwachen selbst kurz, meist im Liegen. So machen es viele Sportlerinnen, Sportler und Forschende. In einer großen Studie mit App-Nutzenden dauerten die Messungen 1 bis 5 Minuten; sie wurden direkt nach dem Aufwachen aufgenommen, noch im Liegen und entweder mit einer Smartphone-Kamera oder mit einem externen Herzfrequenzsensor (Altini und Plews, 2021).

Beide Ansätze funktionieren, wenn Sie bei einem bleiben. Nächtliche und morgendliche Werte sind nicht austauschbar; mischen Sie sie also nicht in einem Verlauf. Mehr dazu unter Nächtliche oder morgendliche HRV.

Wie lange eine Messung dauern muss

Der klassische Standard für eine Kurzzeitmessung sind 5 Minuten (Task Force, 1996; Shaffer und Ginsberg, 2017). Für den RMSSD in Ruhe genügen viel kürzere Messungen. In einer Studie mit 3.387 Erwachsenen lieferte ein einzelnes 10-Sekunden-EKG bereits einen gültigen RMSSD, und 2-Minuten-Messungen stimmten fast perfekt mit der 5-Minuten-Referenz überein. Der SDNN brauchte mindestens 30 Sekunden oder mehrere gemittelte 10-Sekunden-Messungen (Munoz u. a., 2015).

Shaffer und Ginsberg schränken ein: Ruhemessungen von nur 1 Minute können ausreichen, wenn Fehler sorgfältig entfernt werden, doch kurze Messungen sollten nicht beliebig gegen 5-Minuten- oder 24-Stunden-Werte ausgetauscht werden (Shaffer und Ginsberg, 2017). 1 bis 5 Minuten sind für einen täglichen RMSSD also in Ordnung, solange Sie immer gleich lang messen.

Bei klinischen Aufzeichnungen geht es um ganz andere Zeiträume. Ein Langzeit-EKG zeichnet 24 Stunden lang das EKG auf, während Sie Ihrem Alltag nachgehen. Über diese Dauer ist der SDNN das Referenzmaß zur Abschätzung des Herzrisikos (Shaffer und Ginsberg, 2017). Ein 24-Stunden-SDNN beschreibt einen ganzen Tag mit Aktivität, Schlaf und Stress und lässt sich daher nicht mit einem 2-Minuten-RMSSD am Morgen oder dem nächtlichen Wert eines Rings vergleichen.

Genauer betrachtet Warum der SDNN so stark von der Aufzeichnungsdauer abhängt

Der SDNN misst die Streuung aller Abstände einer Aufzeichnung. Eine längere Aufzeichnung erfasst langsamere Schwankungen, etwa durch die Körperhaltung oder die innere Uhr, sodass der SDNN mit der Länge der Aufzeichnung weiter wächst. Deshalb lassen sich ein 5-Minuten-SDNN, ein 24-Stunden-SDNN und eine kurze Einzelmessung mit einer Uhr nicht direkt vergleichen (Task Force, 1996). Der RMSSD betrachtet nur benachbarte Schläge und hängt deshalb weniger von der Länge ab (Munoz u. a., 2015).

So gelingt eine zuverlässige Messung

Forschungsleitlinien verlangen dieselbe Tageszeit, dieselbe Körperhaltung, einige Minuten Ruhe vorab, normale Atmung, kein Sprechen und keine Bewegung sowie kein Koffein und kein intensives Training davor (Laborde u. a., 2017). Für eine Morgenmessung zu Hause heißt das:

  1. Messen Sie zur selben Zeit, am besten direkt nach dem Aufwachen.
  2. Nehmen Sie jedes Mal dieselbe Position ein, liegend oder sitzend.
  3. Bleiben Sie die ganze Messung über still und sprechen Sie nicht.
  4. Atmen Sie normal. Versuchen Sie nicht, Ihre Atmung absichtlich zu verlangsamen.
  5. Messen Sie vor Kaffee oder Sport und bevor Sie Ihre Nachrichten lesen.
  6. Verwenden Sie dasselbe Gerät, dieselbe App und dieselbe Messdauer.

Die Lektion So gelingt eine gute HRV-Messung enthält die vollständige Routine.

Was eine Messung verdirbt

Zwei Arten von Fehlern schleichen sich in die Liste der Abstände von Schlag zu Schlag ein:

  • Technische Fehler, auch Artefakte 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 genannt. Bewegung, schlechter Sensorkontakt oder eine lockere Elektrode können dazu führen, dass das Gerät einen Schlag verpasst oder einen zählt, der nicht da ist.
  • Physiologische Fehler. Zusätzliche Schläge ( Extrasystolen Extrasystole Ein Herzschlag, der nicht vom normalen natürlichen Schrittmacher des Herzens ausgeht und meist zu früh kommt. Extrasystolen sind häufig, verzerren die HRV aber, wenn man sie nicht entfernt oder korrigiert. Mehr zu Extrasystole ) und Vorhofflimmern sind real, aber nicht die Art von Variation, die die HRV erfassen soll.

Beide sind häufig, und ein einzelner verpasster oder zusätzlicher Schlag kann das Ergebnis stark verändern (Laborde u. a., 2017). Die HRV-Standards verlangen, dass solche Schläge gefunden und entfernt oder korrigiert werden (Task Force, 1996), und schon das Korrekturverfahren kann die Zahlen verändern (Peltola, 2012). Apps machen das automatisch, aber kein Filter ist perfekt. Sprechen oder eine veränderte Position während der Messung bringen zusätzliche Bewegung. Betrachten Sie deshalb jeden auffälligen Einzelwert mit Skepsis.

Bei einem optischen Sensor gibt es mehr Stellen, an denen sich Fehler einschleichen können. Jeder Schritt vom Licht zur HRV-Zahl kann ein wenig Genauigkeit kosten.

  1. 1 Licht in die Haut Eine LED strahlt ein, und eine Fotodiode misst das Licht, das zurückkommt. Hier geht Genauigkeit verloren: Tageslicht dringt ein, oder ein zu lockerer oder zu enger Sitz verändert das Signal.
  2. 2 Rohsignal Eine kleine Welle pro Schlag sitzt auf einem großen, gleichmäßigen Pegel. Hier geht Genauigkeit verloren: Bewegung fügt Ausschläge hinzu, die größer sind als der Puls.
  3. 3 Filter Drift und Rauschen werden geglättet. Hier geht Genauigkeit verloren: Ein schwacher Puls, etwa bei kalten Händen, lässt wenig Verwertbares übrig.
  4. 4 Jeden Puls finden Der Detektor wählt an jeder Welle einen Punkt als Schlagzeitpunkt. Hier geht Genauigkeit verloren: Eine niedrige Abtastrate und der runde Gipfel machen jeden Schlagzeitpunkt unscharf.
  5. 5 Intervalle Die Abstände zwischen den Pulsen werden in Millisekunden aufgelistet. Hier geht Genauigkeit verloren: Ein verpasster Schlag macht aus zwei Abständen einen langen; ein zusätzlicher Schlag teilt einen.
  6. 6 Abstände bereinigen Abstände, die falsch aussehen, werden entfernt oder aufgefüllt. Hier geht Genauigkeit verloren: Die Bearbeitungsmethode selbst verändert das Ergebnis.
  7. 7 HRV-Zahl Eine Formel wie der RMSSD läuft über ein gewähltes Zeitfenster. Hier geht Genauigkeit verloren: Jeder Hersteller wählt sein eigenes Zeitfenster: die ganze Nacht, einen Teil davon oder den Tiefschlaf.

Am stärksten betroffen: RMSSD, pNN50, HF-Leistung, SD1 Weniger betroffen: mittlere Herzfrequenz, SDNN, LF-Leistung

Wie ein PPG-Gerät aus Licht eine HRV-Zahl macht und wo bei jedem Schritt Genauigkeit verloren gehen kann. Fehler am Anfang der Kette setzen sich bis zum Ende fort. Kennwerte, die auf Unterschieden von Schlag zu Schlag beruhen, trifft das am stärksten.

Eine Kette aus sieben Schritten von oben nach unten: Licht in die Haut, Rohsignal, Filter, jeden Puls finden, Intervalle, die Abstände bereinigen und die HRV-Zahl. Neben jedem Schritt steht der Fehler, der dort entstehen kann: Tageslicht und schlechter Sitz, Bewegung, ein schwacher Puls, eine niedrige Abtastrate und ein runder Gipfel, verpasste oder zusätzliche Schläge, die Bearbeitungsmethode und die Wahl des Zeitfensters. Eine Leiste am Ende zeigt, dass RMSSD, pNN50, HF-Leistung und SD1 am stärksten betroffen sind, mittlere Herzfrequenz, SDNN und LF-Leistung weniger.

Artefakte und zusätzliche Schläge

Jedes dieser Probleme hinterlässt ein eigenes Muster in der Liste der Abstände von Schlag zu Schlag. Ein verpasster Schlag macht einen Abstand etwa doppelt so lang, eine Fehlerkennung teilt einen Abstand in zwei, ein zusätzlicher Herzschlag ergibt einen kurzen Abstand mit anschließender langer Pause, und Bewegung streut eine ganze Reihe von Werten. In einer kurzen Messung kann ein einziger dieser Fälle den RMSSD um ein Vielfaches erhöhen; deshalb markieren und korrigieren Apps sie und geben keine Zahl aus, wenn zu viele Schläge korrigiert werden müssten.

  • Verpasster Schlag Messfehler Ein Abstand etwa doppelt so lang: Der Detektor hat einen Schlag übersprungen.
  • Falscher Schlag Messfehler Ein Abstand in zwei kurze geteilt: Etwas, das kein Schlag war, wurde mitgezählt.
  • Extrasystole Echter Herzschlag Ein kurzer Abstand, dann eine lange Pause: ein vorzeitiger Schlag, der nicht vom natürlichen Schrittmacher des Herzens ausging.
  • Bewegungsrauschen Messfehler Eine Reihe gestreuter Werte, zu lang und zu kurz: Bewegung hat das Signal überlagert.
Jedes Problem hinterlässt seine eigene Form in der Liste der Abstände zwischen den Schlägen. Ein höherer Punkt ist ein längerer Abstand. Farbige Punkte sind die falschen; die blasse Linie zeigt, was das Herz getan hat. Beispielwerte.

4 kleine Diagramme der Zeit zwischen Herzschlägen, eines pro Problem, jedes vor einer blassen Linie eines normalen Ruherhythmus gezeichnet. Verpasster Schlag: ein Wert etwa doppelt so hoch wie seine Nachbarn und ein Punkt weniger. Falscher Schlag: ein normaler Wert durch zwei Werte ersetzt, die etwa halb so hoch sind. Extrasystole: ein Wert deutlich unter der Linie, dem sofort einer deutlich darüber folgt, ein kurzer Abstand und dann eine lange Pause. Bewegungsrauschen: eine Reihe von Werten, die weit über und unter der Linie streuen.

Artefakte und zusätzliche Schläge erklärt, warum sie im Alltag auftreten, wie die Korrektur funktioniert und warum Geräte manchmal eine Messung auslassen.

Wie nah sind Wearables am EKG?

Im Schlaf kommen die besten nahe heran. In einer unabhängigen Studie trugen 13 gesunde Erwachsene in insgesamt 536 Nächten mehrere Geräte und dazu ein Brustgurt-EKG (Polar H10). Für den nächtlichen RMSSD lag die Übereinstimmung mit dem EKG bei (Dial u. a., 2025):

  • Oura Ring Gen 4: Konkordanz 0,99, mittlerer Fehler etwa 6 %
  • Oura Ring Gen 3: 0,97, etwa 7 %
  • WHOOP 4.0: 0,94, etwa 8 %
  • Garmin Fenix 6: 0,87, etwa 11 %
  • Polar Grit X Pro: 0,82, etwa 16 %

Die Konkordanz reicht von 0 bis 1, wobei 1 vollständige Übereinstimmung bedeutet. Der mittlere Fehler ist die typische Abweichung zwischen Gerät und EKG in Prozent. Das war eine kleine Studie mit gesunden Erwachsenen, und sie testete bestimmte Modelle. Die Apple Watch war nicht dabei. Die Einzelheiten und weitere Studien stehen unter HRV nach Gerät. Welche Zahlen unter der optischen Zeitmessung am meisten leiden, mit einer Tabelle Parameter für Parameter und weiteren Validierungsstudien, behandelt Uhr oder Brustgurt?

HRV messen ohne Wearable

Sie brauchen keinen Ring und keine Uhr. Zwei günstigere Wege funktionieren in Ruhe:

  • Ein Brustgurt und eine kostenlose App. Das liefert für eine Morgenmessung die Schlagzeiten in EKG-Qualität.
  • Eine Smartphone-Kamera-App. Sie legen eine Fingerkuppe auf Linse und Blitz. In einer Studie mit 29 gesunden Erwachsenen stimmten Smartphone-Kameramessungen des RMSSD während 5 Minuten Ruhe eng mit dem EKG überein (Plews u. a., 2017). Die Ergebnisse hängen von der App ab und davon, ob Sie stillhalten.

Mehr dazu unter Kann eine Smartphone-Kamera die HRV messen?

Häufige Fragen

Kann ich die HRV mit meinem Handy messen?

Ja, mit einer Kamera-App, die den Puls an der Fingerkuppe erfasst. In einer Studie mit 29 gesunden Erwachsenen in Ruhe stimmten Messungen mit der Smartphone-Kamera eng mit dem EKG überein. Die Qualität schwankt zwischen den Apps, und Sie müssen stillhalten.

Reicht eine Messung von 1 Minute?

Für den RMSSD in Ruhe meist ja. In einer Studie mit 3.387 Erwachsenen lieferten schon 10-Sekunden-Messungen einen gültigen RMSSD, und 2 Minuten stimmten fast perfekt mit einer 5-Minuten-Messung überein. Der SDNN braucht länger.

Brauche ich einen Brustgurt?

Nein. Ein Gurt ist die genaueste Variante für zu Hause, aber ein Ring, eine Uhr oder eine Smartphone-Kamera ist genau genug, um den eigenen Verlauf zu verfolgen, wenn in Ruhe gemessen wird.

Kann ich die HRV beim Sport messen?

Das ist viel schwieriger. Bewegung stört optische Sensoren am stärksten, und die HRV beim Sport bedeutet etwas anderes als die HRV in Ruhe. Die meisten Menschen messen in Ruhe oder im Schlaf.

Quellen

  1. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms Frontiers in Public Health, 2017
  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
  3. Validity of (Ultra-)Short Recordings for Heart Rate Variability Measurements PLOS ONE, 2015
  4. Comparison of Heart-Rate-Variability Recording With Smartphone Photoplethysmography, Polar H7 Chest Strap, and Electrocardiography International Journal of Sports Physiology and Performance, 2017
  5. Validation of nocturnal resting heart rate and heart rate variability in consumer wearables Physiological Reports, 2025
  6. Role of editing of R-R intervals in the analysis of heart rate variability Frontiers in Physiology, 2012
  7. What Is behind Changes in Resting Heart Rate and Heart Rate Variability? A Large-Scale Analysis of Longitudinal Measurements Acquired in Free-Living Sensors, 2021
  8. heartRateVariabilitySDNN Apple Developer Documentation, 2026
  9. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use Circulation (Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology), 1996
  10. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting Frontiers in Psychology, 2017