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Arbeitsmedizinische Bedeutung der Herzschlagfrequenzvariabilität

  • Eberhard A. Pfister
  • Irina Böckelmann
  • Reingart Seibt
  • Regina Stoll
  • Matthias Weippert
Article

Zusammenfassung

Die Herzschlagfrequenzvariabilität (HRV) wird durch die Analyse einer Herzaktionszeitreihe ermittelt und charakterisiert mehrere Aspekte, die mit dem vegetativen Nervensystem und dem Zustand des Herz-Kreislauf-Systems verbunden sind. Da die Arbeitsmedizin verstärkt psychisch bzw. neurobezogen ist und sich auch zunehmend kardiopräventiv orientieren muss, gewinnt die HRV auch hier an Stellenwert. Obwohl es sich bei der HRV- Analyse um eine etablierte Methode handelt, findet sie in der Arbeitsmedizin bisher noch eine unzureichende praxisbezogene Anwendung. Gründe dafür sind u.a.
  • — die HRV ist ein Summenparameter vieler Einflussfaktoren

  • — hohe inter- und intraindividuelle Streubreite

  • — fehlende Aufnahme- und Auswertetechnik sowie

  • — hoher zeitlicher Aufwand bei knappem Zeitbudget.

Dazu kommt auch die Unterrepräsentanz kardiozentrierter Fragestellungen in der arbeitmedizinischen Praxis.

Es werden Möglichkeiten und Grenzen dieses Verfahrens für die Arbeitsmedizin in der betrieblichen Praxis aufgezeigt. Damit soll eine entsprechende Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e.V. untersetzt werden. Unter gewissenhafter Beachtung von Störfaktoren und Interpretationsgrenzen eignet sich die HRV-Analyse mindestens für folgende arbeitsmedizinische Aufgaben:
  • — Differenzierung des Herz-Kreislauf-Risikos eines Patienten im Rahmen arbeitsmedizinischer Vorsorgeuntersuchungen

  • — Erfolgskontrolle verhaltensorientierter Prävention in Fällen, bei denen das vegetative Nervensystem beteiligt ist (z.B. bei Bewegungsmangel)

  • — Frühdiagnostik der Neurotoxizität entsprechender aufgenommener Schadstoffe, z.B. Schwermetalle, organische Lösemittel, und

  • — arbeitsphysiologische bzw. psychophysiologische Beanspruchungsanalysen an Arbeitsplätzen mit vorrangig psychischen und psychomentalen Belastungen.

Es soll einerseits zur HRV-Analyse im Rahmen betriebsärztlicher Untersuchungen deutlich ermutigt werden. Andererseits muss aber auch vor einer unkritischen Anwendung gewarnt werden, da die HRV durch eine Vielzahl von Einflussfaktoren bestimmt wird, die man einbeziehen oder zumindest für die Interpretation kennen sollte.

Schlüsselwörter

Herzschlagfrequenzvariabilität Arbeitsmedizin vegetatives Nervensystem Elektrokardiogramm 

Occupational medical significance of heart rate frequency variability

Summary

The heart rate variability (HRV) is established by means of analysis of a heart rate sequence and characterises several aspects connected with the vegetative nervous system and the condition of the circulatory system. Since occupational medicine is increasingly psychic- or neuro-related, and so far increasingly cardio-preventive, the HRV is also becoming increasingly important in this respect. Although HRV analysis is already an established method, it has previously not been applied adequately to occupational medicine. The reasons for this, amongst other things, are that HRV represents a sum of many influencing factors, high inter- and intra-individual distributions, lacking recording and evaluation techniques and a high time requirement with a restricted time budget. This is further exacerbated by the low representation of cardiocentric questions in current German occupational medicine. The possibilities and limits of this procedure for occupational medical specialists will be pointed out. This is intended to support a corresponding guideline of the “Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e. V. (DGAUM)” (“German Society for Occupational Medicine and Environmental Medicine”). Under conscientious observance of confounders and interpretation limits, HRV analysis is suitable at least for the following occupational medical tasks:
  • — differentiation of the circulatory risk of a patient in the course of preventive examinations,

  • — success control of behaviour-orientated prevention in cases involving the vegetative nervous system (e.g. lack of exercise),

  • — early diagnosis of the neuro-toxicity of ingested hazardous materials (heavy metals, organic solvents) und

  • — occupational-physiological and psycho-physiological stress analyses at workplaces with primarily psychic stresses.

This should be significantly encouraged, on the one hand in the course of occupational medical examinations, while on the other hand a warning should be given against uncritical application, since HRV is determined by means of a range of influencing factors, which should be included or at least known for the purposes of interpretation.

Key words

Heart rate frequency variability Occupational medicine Vegetative nervous system ECG extension 

Importance pour la médecine du travail de la variabilité de la fréquence cardiaque

Résumé

La variabilité de la fréquence cardiaque ou Heart Rate Variabilty (HRV) est définie par le biais de l’analyse d’une série de réactions cardiaques et caractérise plusieurs aspects associés au système nerveux végétatif et à l’état du système cardiovasculaire. Etant donné que la médecine du travail est fortement dominée par les aspects psychiques voire neurologiques et qu’elle doit s’engager plus fortement dans la prévention de maladies cardiaques, l’HRV acquiert ici aussi une place de plus en plus importante. Bien que l’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque soit une méthode établie, elle a été, jusqu’ici, insuffisamment utilisée dans la médecine du travail. Et ce, entre autres, pour les raisons suivantes: l’HRV est le paramètre global de nombreux facteurs d’influence, d’une dispersion interindividuelle et intraindividuelle importante, de l’absence d’une technique de collecte et d’évaluation ainsi que d’une grande durée et d’un budget réduit. Il faut également ajouter la sous-représentation de questions centrées sur la cardiologie dans la médecine du travail actuellement en Allemagne. Des possibilités et des limites de cette méthode pour les médecins d’entreprise sont présentées. Ceci afin d’étayer une ligne directrice correspondante de la „Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e. V. (DGAUM)“. L’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque est une méthode adéquate au moins pour les tâches suivantes de la médecine du travail lorsque les confondeurs et limites d’interprétation sont scrupuleusement respectés:
  • — différenciation du risque cardiovasculaire d’un patient dans le cadre d’examens préventifs,

  • — contrôle de la réussite d’une prévention orientée sur le comportement dans les cas où le système nerveux végétatif est impliqué (manque de mouvement par exemple),

  • — diagnostic précoce de la neurotoxicité d’une substance nocive absorbée (métaux lourds, solvants organiques) et

  • — analyses du stress psychophysiologique voire de la physiologie du travail sur les postes de travail avec, primairement, des stress psychiques.

Il s’agit d’une part de promouvoir sensiblement l’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque dans le cadre d’examens pratiqués dans la médecine d’entreprise et d’autre part également de prévenir une utilisation non-critique de cette méthode car l’HRV est définie par un grand nombre de facteurs d’influence dont on devrait tenir compte ou du moins que l’on devrait connaître pour être à même d’interpréter les résultats obtenus.

Mots clé

Variabilité de la fréquence cardiaque médecine du travail système nerveux végétatif élargissement de l’électrocardiogramme 

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6. Literatur

  1. Addison PS (2005) Wavelet transforms and the ECG: a review. Physiol Meas 26: 155–199CrossRefGoogle Scholar
  2. Assmann G, Cullen P, Schulte H (2002) Simple scoring scheme for calculating the risk of acute coronary events based on the 10-year follow-up of the Prospective Cardiovascular Münster (PROCAM) Study. Circulation 105: 310–331PubMedCrossRefGoogle Scholar
  3. Berbalk A (1998) Herzfrequenzvariabilität - ein neuer Parameter zur Belastbarkeitsdiagnos-tik im Leistungssport? In: Engelhardt M, Franz B, Neumann G, Pfützner A (Hrsg.) Triathlon und Sportwissenschaft, S. 79–98. HmburgGoogle Scholar
  4. Berntson GG, Bigger T, Eckberg DL, Grossman P, Kaufmann PG, Malik M, Nagaraja HN, Porges SW, Saul JP, Stone PH, van der Molen MW (1997) Heart rate variability: Origins, methods, and interpretive caveats. Psychophysiol 34: 623–648CrossRefGoogle Scholar
  5. Böckelmann I (1996) Arbeitsmedizinische Fra-gen zur Neurotoxizität beruflicher Blei- und Lösemittelexposition. Otto-v.-Guericke-Uni-versität Magdeburg, Mdizinische Fakultät. HabilitationsschriftGoogle Scholar
  6. Brehme U, Einsiedler K, Schmahl FW (2003) Das Risikofaktorenkonzept für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in der Arbeitsmedizin. Arbeits-med Sozialmed Umweltmed 38: 68–75Google Scholar
  7. Dixon EM, Kamath MV, McCartney N, Fallen EL 1992) Neuronal regulation of heart rate va-riability in endurance athlets and sedentary controls. Cardiovasc Res 26: 713–719PubMedCrossRefGoogle Scholar
  8. Eckoldt K (1975) Untersuchungen über die Wirkungen der vegetativen Herznerven mit Hilfe von unblutigen Meßverfahren. Humboldt Universität Berlin, Biowissenschaftliche Fakul-tät, Diss. B/HabilitationsschriftGoogle Scholar
  9. European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysio-logy (1996) Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of The European Socie-ty of Cardiology and The North American So-ciety of Pacing and Electrophysiology. Guideli-nes. Eur Heart J 17: 354–381Google Scholar
  10. Frauendorf H, Pfister EA, Ulmer HV, Wirth D (2006) Nutzung der Herzschlagfrequenz bei ar-beitswissenschaftlichen Untersuchungen. Leit-linie für arbeitsmedizinisch relevantes ärzt-liches Handeln. DGAUM e.V. In: www-dgaum.med.uni-rostock.de/leitlinien/, 2006 und Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 41: 352–355Google Scholar
  11. Gregoire J, Tuck S, Yamamoto Y, Hughson RL (1996) Heart rate variability at rest and exerci-se: influence of age, gender, and physical trai-ning. Can J appl Physiol 21: 455–470PubMedCrossRefGoogle Scholar
  12. Horn A (2003) Diagnostik der Herzfrequenz-variabilität in der Sportmedizin. Ruhr-Univer-sität Bochum, Lehrstuhl für Sportmedizin, Dis-sertationGoogle Scholar
  13. Hottenrott K, Hoos O, Esperer HD (2006) Herzfrequenzvariabilität und Sport - Aktueller Stand. Herz 31: 544–552PubMedCrossRefGoogle Scholar
  14. Koepchen H-P, Huopaniemi T (Hrsg. 1991) Cardiorespiratory and motor coordination. Springer, Berlin - HeidelbergCrossRefGoogle Scholar
  15. Levy MN (1971) Sympathic -parasympathic interactions in the heart. Circulat Res 29: 437–445PubMedCrossRefGoogle Scholar
  16. Löllgen H, Völker K, Böckenhoff A, Löllgen D (2006) Körperliche Aktivität und Primärprä-vention kardiovaskulärer Erkrankungen. Herz 31: 519–523PubMedCrossRefGoogle Scholar
  17. Macor F, Fagard R, Amery A (1996) Power spectral analysis of RR interval and blood pres-sure short-term variability at rest and during dy-namic exercise: comparison between cyclists and controls. Int J Sports Med 17: 175–181PubMedCrossRefGoogle Scholar
  18. Moser M, Lehofer M, Sedminek A, Lux M, Zapotoczky HG, Kenner TH, Noordergraaf A (1994) Heart rate variability as prognostic tool in cardiology. A contribution to the problem from a theoretical point of view. Circulation 90: 1078–1082Google Scholar
  19. Nickel P, Eilers K, Seehase L, Nachreiner F (2002) Zur Reliabilität, Validität, Sensitivität und Diagnostizität von Herzfrequenz- und Herzfrequenzvariabilitätsmaßen als Indikato-ren psychischer Beanspruchung. Z ArbWiss 56: 22–36Google Scholar
  20. Pfister EA, Böckelmann I, Peter B (2004) Stressbewältigung und vegetativer Tonus. Er-goMed 28: 55–63Google Scholar
  21. Pfister EA, Böckelmann I, Ferl T (1996a) Vege-tative function diagnosis for early detection of lead intoxication. Int Arch Occup Environ He-alth 69: 14–20CrossRefGoogle Scholar
  22. Pfister E, Böckelmann I, Rüdiger H, Seibt R, Stoll R, Vilbrandt R (2006b). Herzrhythmus-analyse in der Arbeitsmedizin. Leitlinie für ar-beitsmed. relevantes ärztliches Handeln. DGAUM e. V. In: www-dgaum.med.uni-ros-tock.de/leitlinien/HerzRhythm.htm, 2006Google Scholar
  23. Robert-Koch-Institut Berlin (Hrsg. 2006) Ko-ronare Herzkrankheit und Myokardinfarkt., Gesundheitsberichterstattung des Bundes, Heft 33, August 2006Google Scholar
  24. Rossy LA, Thayer JF (1998) Fitness and gen-der-related differences in heart period variabili-ty. Psychosom Med 60: 773–781PubMedGoogle Scholar
  25. Rüdiger H, Klinghammer L, Scheuch K (1999) The trigonometric regressive spectral analysis -a method for mapping of beat-to-beat recorded cardiovascular parameters on to frequency do-main in comparison with fourier transformati-on. Computer Methods and Programs in Bio-medicine 58: 1–15CrossRefGoogle Scholar
  26. Schubert E 1984) Welche Erkenntnisse können aus Untersuchungen des Herzrhythmus gewon-nen werden? Dtsch GesundhWes 39: 845–856Google Scholar
  27. Shin K, Minamitani H, Onishi S, Yamazaki H, Lee M (1995) Assessment of training-induced autonomic adaptations in athletes with spectral analysis of cardiovascular variability signals. Jpn J Physiol 45: 1053–1069PubMedCrossRefGoogle Scholar
  28. Stoll R, Vilbrandt R, Kreuzfeld S, Kumar M, Kaber D, Weippert M (2005) Fuzzy-Analyse der Herzschlagvariabilität für die Einschätzung mentaler Beanspruchung. 45. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e.V. Bochum 6.-9. April 2005Google Scholar
  29. Tsuji H, Larson MG, Venditti FJ Jr, Manders ES, Evans JC, Feldman CL, Levy D (1996) Im-pact of reduced heart rate variability on risk for cardiac events. The Framingham Heart Study. Circulation 94: 2850-2855Google Scholar
  30. Ueno LM, Mortitani T (2003) Effects of long-term exercise training on cardiac autonomic nervous activities and baroreflex sensitivity. Eur J Appl Physiol 89: 109–114PubMedCrossRefGoogle Scholar
  31. Van Amelsvoort LGPM, Schouten EG, Maan AC, Swenne CA, Kok FJ (2000) Occupational determinants of heart rate variability. Int Arch Occup Environ Health 73: 255–262PubMedCrossRefGoogle Scholar
  32. Verlinde D, Beckers F, Ramaekers D, Aubert AE (2001) Wavelet decomposition analysis of heart rate variability in aerobic athletes. Auton Neu-rosci 90: 138–141CrossRefGoogle Scholar
  33. Weippert M, Kumar M, Kreuzfeld S, Vilbrandt R, Stoll R (2005) Fuzzy-Clustering zur Schät-zung der mentalen Beanspruchung. Sym-posium Arbeitsphysiologie für Nachwuchs-wissenschaftler der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e.V. Haan, 11.-13. November 2005. ISBN: 3-936841-09-8, aser:info Sonderschrift: S. 54-55 digital print, Wuppertal 2005Google Scholar

Copyright information

© Springer 2007

Authors and Affiliations

  • Eberhard A. Pfister
    • 1
  • Irina Böckelmann
    • 1
  • Reingart Seibt
    • 2
  • Regina Stoll
    • 3
  • Matthias Weippert
    • 3
  1. 1.Institut für Arbeitsmedizin derMagdeburg
  2. 2.Institut und Poliklinik für Arbeits- und Sozialmedizin der Technischen Universität DresdenDeutchland
  3. 3.Institut für Präventivmedizin der Universität RostockDeutchland

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