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Was verraten Bewegungsarmb√§nder √ľber unsere Atmung und Gesundheit?
 
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21.11.2020 

 

Atemfrequenzmessung bei der Garmin fenix 6
 
Mit Bewegungsarmb√§ndern l√§sst sich die Atemfrequenz von schlafenden Menschen relativ genau bestimmen. Das zeigt eine neue Studie von Forscherinnen und Forschern der Martin-Luther-Universit√§t Halle-Wittenberg (MLU) zusammen mit der Charit√© ? Universit√§tsmedizin Berlin, die im Fachjournal "Scientific Reports" ver√∂ffentlicht wurde. Die Armb√§nder k√∂nnten perspektivisch der Fr√ľherkennung von Krankheiten dienen, da sich √ľber die Atemfrequenz Hinweise auf noch unerkannte medizinische Probleme finden lassen.
 
Die Atmung verr√§t viel √ľber die Gesundheit von Patienten. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Abweichungen von der normalen Atemfrequenz von etwa 12 bis 18 Mal pro Minute sogar Hinweise auf ernsthafte Erkrankungen geben k√∂nnen. Atmen Patienten etwa weniger als sechs Mal pro Minute, ist das ein st√§rkerer Hinweis auf lebensgef√§hrliche Probleme als ein abweichender Herzschlag. Eine besonders schnelle Atmung kann hingegen ein fr√ľher Hinweis auf Herzprobleme sein. "Die Relevanz der Atemfrequenz findet jedoch bisher wenig Beachtung bei der Fr√ľherkennung medizinischer Risiken", so PD Dr. Jan Kantelhardt, Physiker an der MLU. Seine Arbeitsgruppe untersucht seit einigen Jahren, wie physikalische Daten von Messger√§ten f√ľr eine bessere Diagnostik genutzt werden k√∂nnen.
 
Wirklich zuverl√§ssig kann die Atemfrequenz √ľber l√§ngere Zeitr√§ume bisher nur in Kliniken mit entsprechender Ausstattung aufgezeichnet werden. Im Rahmen von Gesundheitsstudien mit mehreren Hunderttausenden Teilnehmerinnen und Teilnehmern beispielsweise werden jedoch weniger aufwendige M√∂glichkeiten ben√∂tigt. Bislang kommt dann h√§ufig ein einfaches Elektrokardiogramm (EKG) zum Einsatz, das Herzfrequenz und -rhythmus misst und so R√ľckschl√ľsse auf die Atmung erlaubt. "Wir haben nach einer neuen Methode gesucht, um mit relativ g√ľnstigen Mitteln die Atmung zu messen", sagt Kantelhardt.
 
Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Thomas Penzel vom Interdisziplin√§ren Schlafmedizinischen Zentrum der Charit√© wollte das Team aus Halle √ľberpr√ľfen, ob spezielle Bewegungsarmb√§nder eine verl√§ssliche Alternative zum EKG sein k√∂nnten. Daf√ľr legten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Schlaflabor der Charit√© circa 400 Patienten neben den dort √ľblichen Ger√§ten zus√§tzlich ein Armband an, das Bewegungen registrieren und au√üerdem √ľber eine auf die Haut geklebte Elektrode ein einfaches EKG messen kann. "Die Armb√§nder sind vergleichbar mit Fitnessarmb√§ndern, nur sind sie um einiges genauer. Au√üerdem k√∂nnen wir mit einer eigenen Software die Rohdaten analysieren", so Kantelhardt. So k√∂nnen die Forschenden bereits leichteste Bewegungen erkennen - also auch, wenn sich der Arm beim Atmen im Schlaf leicht dreht.
 
Im Abgleich mit den Daten des Schlaflabors zeigte sich, dass diese minimalen Bewegungen genauere R√ľckschl√ľsse auf die Atmung erlauben als das gleichzeitig gemessene EKG. "Bei zu viel Bewegung l√§sst sich die Atmung mit den Armb√§ndern nicht mehr messen. Wir finden aber immer einige Abschnitte in der Nacht, wo wir die Atmung sehr zuverl√§ssig beobachten k√∂nnen", so Kantelhardt. Die Armb√§nder k√∂nnten dem Forscher zufolge beispielsweise zur Diagnostik vor dem Aufenthalt in einem Schlaflabor genutzt werden.
 
Die neue Methode soll aber zun√§chst dazu dienen, einen Teil der Daten der sogenannten NAKO-Gesundheitsstudie auszuwerten. Im Rahmen der 2014 gestarteten bundesweiten Studie werden circa 200.000 Menschen √ľber viele Jahre zu ihren Lebensumst√§nden und ihrer Krankheitsgeschichte befragt und medizinisch untersucht. Ein Teil der Teilnehmerinnen und Teilnehmer erhielt au√üerdem die gleichen Bewegungsarmb√§nder wie in der aktuellen Studie. Ziel des Projekts insgesamt ist es, die Entstehung von Volkskrankheiten wie Krebs, Diabetes oder Herz-Rhythmus-St√∂rungen besser zu verstehen, um Vorbeugung, Fr√ľherkennung und Behandlung in Deutschland zu verbessern.
 
Die Untersuchung wurde durch die Deutsch-Israelische Stiftung f√ľr Wissenschaftliche Forschung und Entwicklung (GIF) sowie im Rahmen der NAKO-Gesundheitsstudie durch das Bundesministerium f√ľr Bildung und Forschung und die Helmholtz-Gemeinschaft unterst√ľtzt.



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Autor und Copyright: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Foto: Detlev Ackermann, Laufen-in-Koeln