Herzratenvariabilität und Biofeedback

Regelmäßigkeit wird meistens sehr positiv gesehen. Das Gehalt soll regelmäßig kommen, man soll regelmäßig zur Vorsorge usw. Daher würde man es auch verstehen, wenn Personen sich im ersten Augenblick über die Aussage „Ihr Herzschlag ist regelmäßig“ freuen würden.

Das wäre aber falsch.

Viele Menschen glauben fälschlicherweise, ein gesundes Herz schlage wie ein präzises Metronom absolut gleichmäßig. Der bloße Puls (die Herzrate) gibt ja lediglich die durchschnittliche Anzahl der Schläge pro Minute (bpm) an. In einem gesunden Körper passt sich die Herzrate von Sekunde zu Sekunde flexibel den inneren und äußeren Anforderungen an. Diese ständige Schwankung der zeitlichen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen nennt man Herzratenvariabilität (HRV).

Ich erkläre das immer mit einer Frage: „Ist denn Ihr Leben regelmäßig?“ Immer gleich? „Keine Variation?“. Natürlich ist es das nicht und der Organismus muss sich daran anpassen. Und das Herz auch.

Ein gesundes Herz passt sich kontinuierlich an innere und äußere Bedingungen an. Bei körperlicher oder geistiger Belastung steigt die Herzfrequenz normalerweise an, während sie sich bei Entspannung wieder senkt.

Die Herzratenvariabilität (HRV) ist ein Spiegel für die Fähigkeit des Organismus sich anzupassen. Und betrachten Sie jetzt einmal das Wort Anpassen ganz genau. Anpassungsfähigkeit. Adaptation. Das ist etwas, das den Menschen ganz zentral ausmacht. Wenn diese Fähigkeit zur Anpassung eingeschränkt ist, kann man das wirklich als schlechtes Zeichen sehen. Eine hohe HRV steht für Vitalität, Gesundheit und ein gutes Zusammenspiel von Anspannung und Entspannung. Eine niedrige, starre HRV hingegen wird mit chronischem Stress, Alterung, Erschöpfung und Depressionen in Verbindung gebracht.

Schon der chinesische Arzt Wang Shu-he aus dem 3. Jahrhundert erkannte das:

„Wenn das Herz so regelmäßig wie das Klopfen eines Spechtes oder das Tröpfeln des Regens auf dem Dach wird, wird der Proband innerhalb von vier Tagen sterben.“

Das klingt sehr deterministisch, aber heutzutage haben wir die Daten dazu. 8 Tage vor dem Herzstillstand schlägt das Herz eines Menschen schneller und 13 Stunden vor dem Tod verschwindet das „Chaos“ aus den Kurven, das Herz schlägt also fast vollkommen regelmäßig.

HRV-Analyse und HRV-Training

Man kann die Arbeit mit der Herzratenvariabilität, genauso wie die meisten Dinge im Gesundheitsbereich, grob in 2 Aspekte einteilen – die Analyse und das Training.

HRV-Analyse

Bei der HRV-Analyse erarbeiten wir den IST-Zustand, also wie reagibel der Herzschlag ist. Es gibt hier lange Analysen, welche bis zu 24h dauern und kürzere Varianten.

Ganz generell ist die Aussagekraft einer längeren Messung natürlich zwangsläufig präziser, aber es soll ja auch leicht umsetzbar sein. Meiner Meinung nach liegt aktuell ein großer Fokus darauf, auch mit kurzen Messungen gute Ergebnisse zu erzielen (bis hin zu 1min Messungen).

Auch die konstanten Weiterentwicklungen bei Smartwatches und dergleichen werden da eine große Rolle spielen. Wenn die Sensoren genauer werden, könnte das ein wirklich großer Durchbruch sein.

HRV-Training: Die physiologische Magie

Natürlich dürfen wir uns die HRV nicht nur ansehen, wir sollten auch, wenn sie eingeschränkt ist, diese ausbauen. Das macht man mit dem HRV-Training.

Generell können zwei Wege sehr gut für diesen Zweck genutzt werden. Einerseits ist dies ein allgemeines Entspannungstraining. Die Theorie dahinter ist, dass, wenn der Organismus ständig am oberen Limit ist, seine Möglichkeiten stark eingeschränkt sind. Durch das „Normalisieren“ erhöht sich da der Spielraum.

Der bekannteste Weg ist wohl jener, ein direktes Training der respiratorischen Sinusarrhythmie (RSA) durchzuführen. Hinter diesem Wortungetüm versteckt sich nichts anderes, als dass über den Vagusnerv Herz und Lunge verschaltet sind: Beim Einatmen wird die „vagale Bremse“ gelöst (das Herz schlägt aktivierend schneller), beim Ausatmen greift die Bremse wieder (das Herz schlägt entspannend langsamer). Meist betrachtet der Klient dann beide Werte gleichzeitig und versucht diese in Kohärenz zu bringen.

Hier kommt nun ein zweiter gigantischer Faktor ins Spiel: Der Baroreflex (Blutdruck-Regler). In unseren Halsschlagadern sitzen Druckfühler. Steigt der Blutdruck, zwingen sie das Herz, langsamer zu schlagen; fällt er, lassen sie es schneller schlagen. Durch die Trägheit des Blutes entsteht hierdurch ein natürlicher, körpereigener Rhythmus, der bei etwa 10 Sekunden liegt (ca. 6 Zyklen pro Minute).

Die Resonanzfrequenz: Wenn ein Klient nun lernt, seine Atmung exakt auf das Tempo dieses Baroreflexes herunterzufahren (individuell meist zwischen 4,5 und 7 Atemzügen pro Minute), fallen RSA und Baroreflex perfekt in Phase. Das System gerät in Resonanz. Das Ergebnis sind gigantische, gleichmäßige Wellen der Herzrate, die das gesamte autonome Nervensystem trainieren.

Meiner Erfahrung nach würde ich hier auch gar nicht zu sehr probieren, das super aktiv zu tun, es funktioniert viel besser, wenn man sich darauf einlässt („passive Volition“) und über die Rückmeldung lernt.

Ein beispielhafter Behandlungsablauf

Das Standardprotokoll für das HRV-Biofeedback (oft nach dem Leitlinien-Protokoll von Paul Lehrer) verläuft hochgradig systematisiert:

  1. Aufklärung und Diagnose: Der Patient wird an den Sensor angeschlossen. Der Therapeut erklärt: „Ihr Herz ist ein Muskel. Je flexibler es im Takt der Atmung schwingt, desto gesünder ist es.“
  2. Der Suchlauf (Resonanzfrequenz finden): Der Patient atmet mit einem visuellen Taktgeber jeweils 2 Minuten lang exakt 6.5, dann 6, dann 5.5, 5 und 4.5 Atemzüge pro Minute. Der Therapeut wertet aus, bei welcher Atemfrequenz das Herz die absolut stärksten und höchsten Schwingungen (die größte Max-Min-Differenz) aufweist.
  3. Kohärenz-Training (Gerätephase): Der Pacer wird auf diese persönliche Resonanzfrequenz eingestellt (z.B. 5,5). Der Patient trainiert nun, seine Herzrate in diese harmonischen „Sinus-Wellen“ zu versetzen und die Atmung sowie den Puls in perfekte Deckung zu bringen. Oft hilft bei der Ausatmung die „Lippenbremse“, um den Luftstrom sanft zu drosseln.
  4. Transfer und Heimtraining: Der Patient erhält eine Audio-Vorgabe seiner Frequenz oder ein kleines portables Gerät und übt zu Hause täglich 2-mal 10 bis 20 Minuten in genau diesem Rhythmus.

Details zur Herzratenvariabilität

Was wird genau gemessen?

Bei der Herzratenvariabilität (HRV) wird die Variation der Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen gemessen.

Diese Variationen werden als RR-Intervalle (oder Inter-Beat-Intervalle) bezeichnet, wobei jedes Intervall die Zeit zwischen zwei R-Zacken im Elektrokardiogramm (EKG) repräsentiert. Das wichtigste für uns ist, dass diese Intervalle eben nicht gleich lang sein sollen. Eine Variante die HRV zu beschreiben ist zu sagen, es ist ein Wert dafür, wie „schlecht“ der bisherige Herzschlag den weiteren vorhersagt. Wenn das zu 100% perfekt wäre, wäre die HRV niedrig.

Die Sensoren: PPG/BVP vs. EKG

Messung über einen Fingerpulssensor (Photoplethysmographie / BVP): Bei dieser Methode wird der Abstand zwischen den Herzschlägen mit einem optischen Sensor erfasst, der meist auf dem Finger oder dem Ohrläppchen platziert wird. Er sendet Infrarotlicht in das Gewebe und misst, wie viel Licht vom pulsierenden Blut reflektiert wird (Blutvolumenpuls). Neuerdings läuft dies auch oft über das Handgelenk (Smartwatches). Das ist ganz generell eine super coole Sache. Grundlegend hieß es lange, dass die Auflösung dieser Sensoren im Vergleich zum EKG nicht ausreichend ist, moderne Technologien werden das aber noch zeigen, da hier die Genauigkeit besser und besser wird.

Messung über einen EKG-Sensor: Die präzisere Methode zur Erfassung der HRV ist das EKG (Elektrokardiogramm). Hochauflösende EKG-Sensoren, wie sie im Neuromaster-System verwendet werden, messen die elektrischen Aktionspotenziale des Herzmuskels mit einer hohen Abtastrate und zeigen präzise Ergebnisse auf die Millisekunde genau an. Diese Methode ist natürlich aufwändiger. Beide Methoden haben ihre spezifischen Anwendungsbereiche und Genauigkeitsgrade.

Analyse der Herzratenvariabilität

Ok, wir haben nun also gemessen und haben unsere Ergebnisse, was sagen uns die? Hier gibt es wieder 2 Wege.

„Schau ma mal“ (Der Zeitbereich in der Praxis)

Manche Personen mit fundierter messtechnischer und akademischer Ausbildung werden mich jetzt vielleicht hassen, aber ich vertrete die Auffassung, dass man auch mit groben „Blick Methoden“ und Heuristiken eine erste Einschätzung zur HRV treffen kann. Dafür eignet sich die oben genannte Respiratorische Sinusarrhythmie perfekt.

Wenn Sie merken, dass die Kurve der Atmung ein deutliches Ein- und Ausatmen zeigt, der Herzschlag aber in der Kurve kaum Veränderungen zeigt, haben Sie da schon mal einen Hinweis. Ein weiterer klinisch enorm wichtiger Anhaltspunkt ist der Zeitbereich (Max-Min / Peak-to-Trough). Hierbei blicken wir auf die Differenz zwischen dem Maximum (Einatmung) und dem Minimum (Ausatmung) beim Herzschlag. Hier gibt es keine Normwerte, aber wenn es zwischen Ein- und Ausatmen nur 2 Schläge Unterschied gibt, deutet das auf Stress oder Alterung hin. Ein Unterschied von 10 Schlägen oder mehr (bei Erwachsenen) gilt als sehr gute, gesunde HRV.

Präzise Werte (Statistik und Frequenzbereich)

Verzagen Sie nicht, wenn Ihnen das zu ungenau ist, natürlich gibt es auch tolle statistische Auswertungen, auch grafisch (ein Poincare-Diagramm) und numerisch. Mithilfe der Fast-Fourier-Transformation zerlegt der Computer die Herzkurve zudem in Frequenzbausteine. Hier einige der häufigsten verwendeten Kennwerte:

RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences): Dieser Wert misst die kurzfristige Variabilität der Herzrate und ist besonders empfindlich gegenüber Veränderungen im parasympathischen Nervensystem.

SDNN (Standard Deviation of NN Intervals): Die Standardabweichung aller RR-Intervalle. SDNN reflektiert sowohl sympathische als auch parasympathische Einflüsse und ist ein Indikator für die Gesamt-HRV. (Wird oft in der Langzeitforschung genutzt, Werte über 50 ms gelten als gesund).

PNN50: Prozentsatz der RR-Intervalle, die sich um mehr als 50 Millisekunden von dem vorherigen RR-Intervall unterscheiden. pNN50 ist ein weiterer Indikator für die Aktivität des parasympathischen Nervensystems.

HF (High Frequency, 0.15–0.4 Hz): Dieser Wert misst die hochfrequenten Anteile im HRV-Spektrum, die mit der Atmung zusammenhängen und rein parasympathische Aktivität (über den Vagusnerv) widerspiegeln.

LF (Low Frequency, 0.05–0.15 Hz): Der Niederfrequenzbereich im HRV-Spektrum, der sowohl sympathische als auch parasympathische Aktivität reflektiert (Blutdruck-Rhythmen/Baroreflex). Ein gigantischer Peak bei ca. 0.1 Hz wird im Training angestrebt.

VLF (Very Low Frequency, < 0.05 Hz): Wird primär vom sympathischen Nervensystem gesteuert und reagiert stark auf Sorgen, unruhiges Grübeln und thermale Regulation.

CV (Coefficient of Variation, Variationskoeffizient): Der Variationskoeffizient ist ein Maß für die relative Variabilität und wird berechnet als die Standardabweichung der RR-Intervalle (SDNN) geteilt durch den Mittelwert der RR-Intervalle. Er bietet ein Maß für die Dispersion der Herzschlag Intervalle im Verhältnis zum Mittelwert.

Tipps und Tricks zur Herzratenvariabilität

Wenn Sie die HRV mit der Atmung kombinieren, eröffnen sich Ihnen, wie Sie hoffentlich gesehen haben, tolle Möglichkeiten. Eine kaum genutzte ist aber die Möglichkeit die ideale Atemfrequenz (Resonanzfrequenz) für jeden Klienten individuell zu finden. Sie können verschiedene Atemfrequenzen probieren und vergleichen, bei welcher der Klient die beste Herzratenvariabilität zeigt. Während 6 Atemzüge pro Minute ein super Richtwert sind, kann das trotzdem ein wenig variieren. Diesen Wert können Sie dann auch z.B. für ein Atempacing via App oder Heimgerät verwenden.

Wissenschaftliche Evidenz und Studienlage

Die klinische Forschung zur Herzratenvariabilität hat in den letzten Jahren rasant zugenommen. Das HRV-Biofeedback gilt bei zahlreichen Erkrankungen als hochgradig wirksam:

  • Asthma bronchiale: Obwohl vagale Stimulation normalerweise die Bronchien verengt, zeigte die Forschung (z.B. Lehrer et al., 2004), dass HRV-Training die Lungenfunktion verbesserte, asthmatische Exazerbationen fast vollständig eliminierte und eine Verringerung der Steroid-Medikation erlaubte.
  • Bluthochdruck (Essenzielle Hypertonie): Das Training in der Resonanzfrequenz drosselt die sympathische Aktivität und trainiert den Baroreflex, was zu langfristig stabilen Blutdrucksenkungen führt. In den USA hat diese Methode (z.B. mit dem Gerät RESPeRATE) sogar eine Indikationszulassung der FDA.
  • Depressionen, Angst und PTBS: HRV-Training bringt das autonome System bei ständiger Übererregung wieder ins Gleichgewicht. Kontrollierte Studien belegen signifikante Rückgänge von Depressions-Werten, Angstzuständen und Panikattacken.
  • Chronischer Schmerz und Fibromyalgie: Bei Schmerzsyndromen, bei denen eine sympathische Überfeuerung der Muskelspindeln vorliegt, durchbricht das HRV-Biofeedback diese vom Stressnerv ausgelöste Daueranspannung effektiv.