Vind je jouw superkracht met een hartslagband of een horloge?

Jouw stresssysteem is je persoonlijke superkracht. Je kunt je unieke systeem leren kennen door middel van hartritme variabiliteit (HRV). Dat is de variatie in tijd (milliseconden) tussen opeenvolgende hartslagen. HRV kan op verschillende manieren gemeten worden. Een hartslagband met elektrocardiografie (ECG) is de gouden standaard (1) en horloges met fotoplethysmografie (PPG) zijn vol in ontwikkeling. Kort gezegd werkt ECG met de elektrische activiteit van het hart en werkt PPG met licht en bloedvolume rond de pols. 

De hartslagband en ECG
Een ECG hartslagband maakt contact met de huid rond borsthoogte en meet een verschil in elektrische activiteit op beat-to-beat basis. Dit resulteert in betrouwbare data, op de milliseconde nauwkeurig. Met behulp van software en slimme algoritmes wordt aan de hand van de hartslag pieken de HRV bepaald.

De verschillen in elektrische activiteit in het hart ontstaan door twee fasen die continu afwisselen: depolarisatie en repolarisatie. In je hart zit een sinusknoop met speciale pacemakercellen die hier een belangrijke rol bij spelen. Tijdens depolarisatie geven pacemakercellen een elektrische puls af waardoor het hart samentrekt en bloed het lichaam in pompt. Tijdens repolarisatie wordt de elektrische lading in het hart weer hersteld om daarna opnieuw te depolariseren. 

Het horloge en PPG
Een horloge met PPG technologie meet het verschil in bloedvolume tijdens een hartcyclus door reflectie van licht op de huid en het onderhuidse weefsel te meten. Met behulp van software en slimme algoritmes kan vervolgens een afgeleide van HRV berekend worden, dat noem je polsslag variabiliteit (PRV). Je meet dan namelijk een factor, bloedvolume, dat nauw verbonden is aan hartslag, maar niet hetzelfde is. 

Zoals je nu weet kent de hartcyclus twee fasen, depolarisatie en repolarisatie. Depolarisatie zorgt ervoor dat het hart samentrekt en bloed het lichaam in stuurt. Tijdens repolarisatie vult het hart zich weer met bloed. Je kunt je voorstellen dat dit resulteert in verschillen in bloedvolume, zoals een golf, in de bloedvaten rond de pols. Een horloge met PPG technologie bevat 1 tot 3 kleuren LED lampjes  en een speciale lichtsensor waarmee het verschil in bloedvolume kan worden gemeten (2, 3). Een verandering in bloedvolume resulteert in een verschil in de intensiteit van gereflecteerd licht.  

De hartslagband met ECG vs het horloge met PPG
Een hartslagband met ECG wordt nog altijd gezien als de gouden standaard als het gaat om het meten van HRV (1, 4). Een horloge met PPG is meer in opkomst, vooral op de commerciële markt. Het is begrijpelijk dat mensen voor een horloge kiezen gezien het draagcomfort en de vaak extra functionaliteiten. Het is echter afhankelijk van je meetdoelen of dit de juiste keuze is. 

Wil je weten wat je HRV in rust is tijdens het slapen of direct na het wakker worden? Dan kun je zowel voor een hartslagband als een horloge kiezen. Een PPG meting in rust is namelijk net zo betrouwbaar als een ECG meting (5). Super handig, want het geeft je informatie over je herstel en je staat van paraatheid voor de dag en haar stressoren. Oh ja, het is wel belangrijk dat je goed stil zit of ligt tijdens een PPG meting.  

Wil je weten wat je HRV is tijdens dagelijkse activiteiten of sport? Dan is het raadzaam om voor een hartslagband met ECG technologie te kiezen.* Tijdens bewegen en stress is een ECG namelijk nog steeds betrouwbaar, een PPG niet (5). Hoe zit dat? 

Er zijn een aantal factoren die een PPG meting wel beïnvloeden en een ECG niet of nauwelijks. Dat komt voornamelijk door een vertraging van het meetmoment. Met ECG is een hartslag direct meetbaar bij het hart, het bloed dat met deze hartslag het lichaam in gaat komt echter pas later aan bij de pols waar de PPG meting plaatsvindt. Daarom kunnen bewegingen (6), zelfs zo klein als typen (7), al enorme artefacten in de PPG data veroorzaken. Ook factoren zoals bloeddruk (8), vaatstijfheid (9, 10), ademhaling (11) en stress (5) beïnvloeden de snelheid waarmee bloed stroomt en daarmee de datakwaliteit van PPG metingen. Om de invloed van dergelijke factoren te verkleinen vindt er vaak zware filtering van de data plaats. Daardoor moet je langer meten om genoeg data over te houden. De data die overblijft bevat vaak weinig detail. Dat maakt het lastiger om van je meting te leren. 

Om je stresssysteem te leren kennen is context key! Als je een hele dag met PPG moet meten zonder dat je enig detail terugziet, wordt het knap lastig te achterhalen wat er precies voor heeft gezorgd dat je stresssysteem meer aan of uit ging. Met een hartslagband met ECG meting kun je zowel kortere als langere metingen doen, ook tijdens stress en beweging. Zo kun je bewust leren van de details en context hoe jouw stresssysteem werkt. 

Je superkracht in rust kun je dus ook best vinden met een horloge. Je superkracht in het dagelijks leven vind je met een hartslagband en de Kana Daily Life app. Extra trainen met je superkracht? Dat kan met real-time gamen op een spannend Virtual Reality eiland bij Kana VR!  

* sidenote: Er zijn tegenwoordig ook horloges met ECG technologie. Voor zo’n meting heb je echter twee handen nodig en dat is natuurlijk best onhandig als je je superkracht in het dagelijks leven wilt ontdekken.

Literatuur

1. Singh, N. K., Moneghetti, K. J., Christle, J. W., Hadley, D., Froelicher, V. F., & Plews, D. J. (2018). Heart Rate Variability: An Old Metric with New Meaning in the Era of Using mHealth technologies for Health and Exercise Training Guidance. Part Two: Prognosis and Training. Arrhythmia & electrophysiology review, 7(4), 1. https://doi.org/10.15420/aer.2018.30.2
2. Yuda, E., Shibata, M., Ogata, Y., Ueda, N., Yambe, T., Yoshizawa, M., & Hayano, J. (2020). Pulse rate variability: a new biomarker, not a surrogate for heart rate variability. Journal of Physiological Anthropology, 39(1). https://doi.org/10.1186/s40101-020-00233-x
3. González-Moro, I. M., Cámara, I. A. A., & Ruiz, M. P. P. (2022). Influences of Intense Physical Effort on the Activity of the Autonomous Nervous System and Stress, as Measured with Photoplethysmography. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(23), 16066. https://doi.org/10.3390/ijerph192316066
4. Laborde, S., Mosley, E., & Thayer, J. F. (2017). Heart Rate Variability and Cardiac Vagal Tone in Psychophysiological Research – Recommendations for Experiment Planning, Data Analysis, and Data Reporting. Frontiers in Psychology, 08. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.00213
5. Schäfer, A., & Vagedes, J. (2013). How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? International Journal of Cardiology, 166(1), 15–29. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2012.03.119
6. Charlot, K., Cornolo, J., Brugniaux, J. V., Richalet, J., & Pichon, A. (2009). Interchangeability between heart rate and photoplethysmography variabilities during sympathetic stimulations. Physiological Measurement, 30(12), 1357–1369. https://doi.org/10.1088/0967-3334/30/12/005
7. Altini, M. (2022, 16 april). Using the Whoop band for on-demand Heart Rate Variability (HRV) analysis. Medium. Geraadpleegd op 4 april 2023, van https://medium.com/@altini_marco/using-the-whoop-band-for-on-demand-heart-rate-variability-hrv-analysis-78eabd265189
8. Mejía-Mejía, E., May, J. W., Elgendi, M., & Kyriacou, P. A. (2021). Differential effects of the blood pressure state on pulse rate variability and heart rate variability in critically ill patients. npj digital medicine, 4(1). https://doi.org/10.1038/s41746-021-00447-y
9. Shaffer, F., McCraty, R., & Zerr, C. L. (2014). A healthy heart is not a metronome: an integrative review of the heart’s anatomy and heart rate variability. Frontiers in Psychology, 5. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.01040
10. Yuda, E., Yamamoto, K., Yoshida, Y., & Hayano, J. (2020). Differences in pulse rate variability with measurement site. Journal of Physiological Anthropology, 39(1). https://doi.org/10.1186/s40101-020-0214-1
11. Jan, H., Chen, M., Fu, T., Lin, W., Tsai, C., & Lin, K. (2019). Evaluation of Coherence Between ECG and PPG Derived Parameters on Heart Rate Variability and Respiration in Healthy Volunteers With/Without Controlled Breathing. Journal of Medical and Biological Engineering, 39(5), 783–795. https://doi.org/10.1007/s40846-019-00468-9