Was ist die Herzfrequenzvariablität? Eine kurze Erklärung?

Die Herzfrequenzvariabilität vor allem durch Smartwatches wie die von Garmin oder die Apple Watch bekannt geworden. Bei einigen Apps versteckt sie sich auch unter der Abkürzung HRV, von Heart Rate Variability). Manchmal liest man auch den Begriff Herzratenvariabilität. Aber was ist die Herzfrequenzvariabilität und wie wird sie gemessen?

Was die Herzfrequenzvariabilität und warum ist sie wichtig?

Vereinfacht gesagt ist die Herzfrequenzvariabilität ein Maß dafür, wie gleichmäßig das Herz schlägt. Die Abstände zwischen zwei Schlägen variierten nämlich leicht. Wer einen Plus von 67 hat, dessen Herz schlägt im Schnitt alle 0,90 Sekunden (ein gesunder Ruhepuls liegt beim Mann üblicherweise zwischen 65 und 80, bei Ausdauersportlern oder im Schlaf auch niedriger). Das bedeutet allerdings nicht, dass das Herz tatsächlich alle 0,90 Sekunden schlägt. Vielleicht beträgt die Differenz zwischen zwei Schlägen einmal 0,89, dann 0,92 und dann wieder 0,89.

Anders als man aber zunächst vermuten sollte, ist ein zu gleichmäßiger Herzschlag kein gutes Zeichen.¹. Vielmehr variiert bei einem gesunden Herz die Dauer zwischen zwei Schlägen immer leicht. Das Herzfrequenzvariabilität ein Hinweis auf ein gesundes Herz sein könnte, wurde bereits im alten China angenommen. Die neuere Forschung bestätigt diesen Befund.Bis zu einem gewissen Maß ist eine höhere Herzfrequenzvariabilität deshalb positiv.

Berechnung der Herzfrequenzvariabilität

Die meisten Fitnessuhren oder Smartwatches nutzen zur Berechnung der Herzfrequenzvariabilität die Standardabweichung. Das ist ein bekanntes und häufig verwendetes statistisches Maß, dass nicht nur in der Medizin, sondern in nahezu allen Wissenschaftsbereichen Anwendung findet. Diese Zahl wird auch als SDNN-Wert bezeichnet (von standard derivation of normal-to-nomal intervals) und der bei Smartwatches und Fitnessarmbändern gebräuchlichste Wert. Die Apps auf einer Apple Watch verwenden üblicherweise diesen Wert, beispielsweise die Heart Watch App.

Zur Berechnung der Standardabweichung für die Herzfrequenz wird zunächst der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Pulsschlägen berechnet. Bleiben wir bei unserem Beispiel eines Abstands von 0,89, 0,92 und 0,89 zwischen den Schlägen. Der durchschnittliche Abstand liegt also bei 0,90.

Im zweiten Schritt wird für jeden Messwert die Differenz zum Durchschnittswert berechnet, hier als 0,01 für den ersten Wert (Differenz von 0,89 zu 0,90), 0,02 für den zweiten Wert (Differenz von 0,92 zu 0,90) und wieder 0,01 für den dritten Wert (erneut Differenz von 0,89 zu 0,90).

So weit, so naheliegend. Jetzt passiert aber etwas Sonderbares, alle Ergebnisse werden quadriert, also mit sich selbst multiplizieren. Aus 0,01 wird so 0,0001, aus 0,02 wird 0,0004 und aus dem zweiten Wert von 0,01 ebenfalls 0,0001. Das wird gemacht, damit größere Durchschnitte besonders schwer ins Gewicht fallen.

Im vierten Schritt wird der Durchschnitt aus den drei Werten berechnet, also (0,0001 + 0,0004 + 0,0001)/3. Das Ergebnis ist 0,0002. Genauer gesagt 0,0002 Quadratsekunden oder 0,2 Quadratmillisekunden. Das ziehen wir jetzt noch die (Quadrat-) Wurzel und erhalten unser Ergebnis von 0,45.

Es gibt noch andere Verfahren, um die Herzfrequenzvariabilität zu berechnen, die auch zu anderen Ergebnissen führen können, die aber weniger gebräuchlich sind.

Welche Herzfrequenzvariabilität ist ideal?

Wie erwähnt ist eine zu niedrige Herzfrequenzvariabilität nicht gut. Aber welche Werte sind gut? Es ist gar nicht so einfach dazu Literatur zu finden – und das hat durchaus seinen Grund.

Alter (Jahre)	SDNN (ms)
10 – 19	138 – 214
20 – 29	109 – 197
30 – 39	111 – 175
40 – 49	102 – 162
50 – 59	94 – 148
60 – 69	89 – 153
70 – 79	102 – 144
80 – 99	83 – 129

Die oben stehenden Daten zur Herzfrequenzvariabilität habe ich dem Buch Herzratenvariabilität von Doris Eller-Berndl entnommen (dass es hier bei Amazon zu kaufen gibt – gesund.men erhält eine Provision beim Verkauf). Er bezieht sich auf die Variabilität bei einer 24-Stunden-Messung. Denn der Wert steigt, je länger die Messung andauert. Man kann die Daten also nicht mit einer nur eine Minute dauernden Messung vergleichen.

Allerdings ist umstritten, ob sich solche Aussagen überhaupt treffen lassen. Viele Ärzte lehnen solche pauschalen Aussagen ab. Auch viele Apps nutzen keine starren Werte, sondern vergleichen die Werte mit denen vorheriger Messungen. Eine überdurchschnittliche Herzfrequenzvariabilität wird positiv gesehen, eine niedrigere negativ.

Fazit

Die Herzfrequenzvariabilität (auch Herzratenvariabilität genannt) wird meistens als Standardabweichung aus der Dauer zwischen den einzelnen Herzschlägen berechnet (SDNN). Eine Interpretation ist aber schwierig, vor allem wenn Messungen unter unterschiedlichen Bedingungen vorgenommen und dann verglichen werden. Auch eine längere Messdauer führt zu höheren Werten, die Messung über 24 Stunden ergibt im Regelfall einen höheren Wert als eine über eine Minute. Von Smartwatches und Fitnessarmbändern ausgegebenen Werte sollten daher nicht überinterpretiert werden, sondern im Zweifel mit einem Kardiologen oder einer Kardiologin besprochen werden.

1. American Heart Association: Heart Rate Variability, abgerufen am 28. Juli 2020 unter https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/01.CIR.93.5.1043