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# Gesundheitswissenschaften# Psychiatrie und klinische Psychologie

Bewertung von psychischen Störungen durch Herzfrequenzvariabilität

Forschung untersucht die Herzfrequenzvariabilität als Marker für die Schwere von psychischen Störungen.

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Psychische Störungen sind ein grosses Gesundheitsproblem weltweit. Sie beeinflussen, wie Menschen denken, fühlen und handeln. Laut einem Bericht leidet etwa 1 von 8 Menschen weltweit an einer psychischen Störung, und viele bekommen nicht die Hilfe, die sie brauchen. Zwei grosse psychische Störungen sind Schizophrenie und bipolarer Störung. Das sind ernste Erkrankungen, die lange andauern können und die Lebensqualität einer Person stark beeinträchtigen können. Sie treten bei etwa 1 % der Bevölkerung in westlichen Ländern auf.

Merkmale der Schizophrenie

Schizophrenie ist eine komplexe psychische Störung. Sie stört, wie das Gehirn Informationen verarbeitet. Menschen mit Schizophrenie können sowohl positive als auch negative Symptome sowie kognitive Schwierigkeiten erleben.

  • Positive Symptome: Das sind Symptome, die das Verhalten einer Person ergänzen. Dazu können Wahnvorstellungen (falsche Überzeugungen), Gedankenstörungen und Halluzinationen (Sachen hören oder sehen, die nicht da sind) gehören.

  • Negative Symptome: Diese Symptome nehmen normale Verhaltensweisen weg. Sie können emotionale Flaute, Schwierigkeiten beim Aufbau emotionaler Verbindungen, eingeschränkte Sprache und Rückzug aus sozialen Situationen verursachen.

  • Kognitive Defizite: Dazu gehören Probleme mit Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Lernen und allgemeiner intellektueller Leistung.

Verständnis der bipolaren Störung

Die Bipolare Störung hat auch Gemeinsamkeiten mit Schizophrenie. Menschen mit dieser Störung können psychotische Episoden wie bei Schizophrenie haben, erleben aber hauptsächlich Stimmungsschwankungen, die zwischen manischen Hochs und depressiven Tiefs wechseln.

Gründe für Hospitalisierung

Menschen mit Schizophrenie oder bipolarer Störung landen oft in psychiatrischen Abteilungen, wenn ihre positiven Symptome schlimmer werden oder wenn sie mit alltäglichen Aufgaben kämpfen. Die Diagnose dieser Störungen erfolgt nach festgelegten Richtlinien, aber sie beruht auf dem Urteil von Gesundheitsfachleuten. Ihre persönlichen Gefühle, Erwartungen und Vorurteile können den Diagnoseprozess beeinflussen, was zu Fehldiagnosen oder ineffektiven Behandlungen führen kann.

Derzeit fehlt es Ärzten an klar definierten Werkzeugen, die die Schwere dieser psychischen Störungen objektiv messen können. Während die Kriterien zur Diagnose dieser Bedingungen bestehen, ist die Definition von Remission oder Schwere oft unklar.

Bewertung von Symptomen

Ärzte verwenden derzeit Werkzeuge wie die Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS), um zu bewerten, wie schwer die Symptome sind. Diese Methode ist jedoch etwas subjektiv und hängt von den Fähigkeiten des Arztes und der Zeit ab, die er mit dem Patienten verbringt. Strukturierte Interviews erfassen möglicherweise nicht die einzigartigen Umstände jedes Patienten, was zu unterschiedlichen Ergebnissen in den Bewertungen führen kann.

Die Rolle von Biomarkern

Um ein klareres Bild davon zu bekommen, wie schwer eine psychische Störung ist, forschen Wissenschaftler an der Verwendung von Biomarkern. Das sind messbare Indikatoren, die bei der Diagnose und der Überwachung von Behandlungen helfen könnten. Die meisten Methoden, die Biomarker analysieren, erfordern jedoch komplexe Werkzeuge wie MRT-Scans oder genetische Tests, die teuer sein können und in klinischen Umgebungen nicht weit verbreitet sind.

Es gibt Fortschritte bei der Verwendung automatisierter maschineller Lernmethoden zur Überwachung psychischer Symptome, aber es gibt noch viel zu tun, um ihre Genauigkeit und Wirksamkeit zu verbessern.

Herzfrequenzvariabilität als Biomarker

Ein vielversprechender Ansatz ist die Herzfrequenzvariabilität (HRV). HRV ist ein Indikator dafür, wie gut das autonome Nervensystem funktioniert. Dieses System steuert unwillkürliche Körperfunktionen wie die Herzfrequenz. Einige Studien legen nahe, dass HRV ein nützlicher Marker für schwere psychische Störungen wie Schizophrenie und bipolare Störung sein könnte. Tragbare Geräte können HRV leicht messen und gute Daten für maschinelles Lernen liefern.

HRV wird von zwei Teilen des Nervensystems beeinflusst: dem sympathischen und dem parasympathischen. Bei Menschen mit Schizophrenie können Probleme in bestimmten Gehirnregionen auftreten, die zu einem Rückgang der HRV führen, was darauf hindeutet, dass der Körper unter Stress steht.

Praktische Probleme bei der HRV-Messung

Während die Messung der HRV vielversprechend ist, gibt es einige Herausforderungen. Das Gerät zur Messung der Herzfunktion kann Geräusche aufgrund von Bewegungen oder unregelmässigen Herzschlägen erfassen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, ist hochwertiges Equipment notwendig. Der Polar H10 Brustgurt hat sich unter verschiedenen Bedingungen gut bewährt und liefert zuverlässige Werte, was ihn zu einer geeigneten Wahl für den Einsatz in der ambulanten Behandlung macht.

Studienübersicht

In dieser Studie wollten die Forscher die Schwere von Schizophrenie und bipolarer Störung objektiv mithilfe von HRV- und Beschleunigungsdaten bewerten. Sie sammelten Informationen von Patienten und einer Kontrollgruppe und erfassten Daten über längere Zeiträume, um eine gründliche Analyse zu gewährleisten. Der Datensatz wurde für andere zur Verfügung gestellt, um ihn in ihrer Forschung zu nutzen.

Statistische Analyse

Die Forscher führten statistische Analysen der gesammelten Daten durch, um zu sehen, wie die HRV-Werte mit der Schwere der Symptome, die mit der PANSS gemessen wurden, korrelierten. Sie fanden bemerkenswerte Unterschiede in der HRV zwischen Patienten und Kontrollteilnehmern.

  • Die statistischen Tests zeigten signifikante Unterschiede und deuteten darauf hin, dass Patienten eine niedrigere HRV hatten als Menschen ohne psychische Störungen.

Mobilität und HRV

Die Forscher betrachteten auch, wie Mobilität mit HRV zusammenhängen könnte. Durch die Analyse von HRV und Bewegungsdaten eines Beschleunigungsmessers hofften sie, Muster zu finden. Sie beobachteten, dass Patienten mit psychischen Störungen möglicherweise anders reagieren als gesunde Personen in Bezug auf die Beziehung zwischen HRV und Mobilität.

Die Ergebnisse zeigten, dass bei den meisten gesunden Teilnehmern die HRV abnahm, während die Mobilität zunahm, was auf ein normales Muster hinweist. Im Gegensatz dazu war diese Beziehung bei einigen Patienten nicht so klar, was eine einzigartige Reaktion auf Bewegung bei Menschen mit psychischen Störungen nahelegen könnte.

Frühere Forschung

Viele Studien haben verschiedene Möglichkeiten zur Messung der HRV untersucht. Einige konzentrierten sich auf kurze Messzeiträume, während andere längere Zeitspannen beleuchteten. Die Wahl der Methode kann die Ergebnisse beeinflussen. Frühere Studien zeigten, dass Patienten mit Schizophrenie tendenziell eine niedrigere HRV im Vergleich zu gesunden Menschen aufweisen.

Das deutet auf mögliche Probleme in der Funktionsweise des autonomen Nervensystems bei Menschen mit psychischen Störungen hin.

Forschungsteilnehmer

Die Studie umfasste 30 erwachsene Patienten, die mit Schizophrenie oder bipolarer Störung diagnostiziert wurden, und eine Kontrollgruppe von 30 Erwachsenen ohne aktuelle psychiatrische Probleme. Die Teilnehmer gaben ihr Einverständnis, bevor sie teilnahmen, und die Studie wurde von einem Ethikkomitee genehmigt.

Durchführung des Experiments

Die Teilnehmer wurden mit einem Polar H10-Gerät ausgestattet und gebeten, ihren Alltag zu leben. Sie wurden ermutigt, körperliche Aktivitäten wie Spaziergänge im Rahmen des Experiments durchzuführen.

Das Ziel war es, Daten in verschiedenen Situationen zu sammeln, um zu sehen, wie sich die Herzfrequenzen mit Bewegung und Ruhe veränderten.

Datenerhebung und -korrektur

Die Daten wurden gesammelt und von den Wissenschaftlern auf Ungenauigkeiten überwacht. Sie verwendeten verschiedene Methoden, um Fehler in den Messwerten zu identifizieren und zu korrigieren.

Dazu gehörte das Entfernen von Datenabschnitten, in denen Artefakte oder Fehler festgestellt wurden, um sicherzustellen, dass die endgültige Analyse auf sauberen und zuverlässigen Messungen basierte.

Datenanalyse

Sobald die Daten korrigiert waren, teilten die Forscher sie in kleinere Abschnitte zur Analyse auf. So konnten sie Informationen über kurze Zeiträume beobachten. Sie berechneten, wie die HRV-Werte mit den PANSS-Werten zusammenhingen, um zu sehen, wie sie möglicherweise mit der Schwere der Symptome in Verbindung stehen.

Vergleiche wurden zwischen der Behandlungsgruppe und der Kontrollgruppe angestellt, wobei der Fokus auf den HRV-Werten und den auf der PANSS-Skala verfolgten Symptomen lag.

Ergebnisse aus der Analyse

Die Analyse ergab, dass es eine statistisch signifikante Korrelation zwischen den allgemeinen PANSS-Werten und der HRV gab. Die Beziehungen variierten jedoch je nachdem, welcher spezifische Teil der PANSS-Skala betrachtet wurde.

Es wurde festgestellt, dass obwohl es starke Hinweise auf Beziehungen gab, auch andere Faktoren diese Ergebnisse beeinflussen könnten.

Mobilitätsanalyse

Die Studie untersuchte auch, wie die Mobilität einer Person mit ihren HRV-Werten zusammenhängen könnte. Sie fanden interessante Unterschiede zwischen Kontrollteilnehmern und denen mit psychischen Störungen.

Während gesunde Personen im Allgemeinen eine negative Korrelation zeigten, was bedeutet, dass höhere Mobilität mit niedrigerer HRV verknüpft war, war diese Verbindung bei einigen Patienten nicht so stark. Das deutet darauf hin, dass die Art und Weise, wie psychische Störungen die Herzfunktion und Mobilität beeinflussen, komplexer ist.

Breitere Implikationen

Die Ergebnisse stimmen mit früheren Forschungen überein, die gezeigt haben, dass Menschen mit Schizophrenie eine niedrigere HRV als Menschen ohne aufweisen. Während die Ergebnisse wertvolle Einblicke bieten, wiesen die Forscher darauf hin, dass umfangreichere Studien mit grösseren Teilnehmerzahlen erforderlich wären, um weitere Schlussfolgerungen zu ziehen.

Die Beziehung zwischen HRV und Mobilität könnte praktische Implikationen für die Diagnose und das Verständnis psychischer Störungen haben. Wenn Gesundheitsfachleute besser verstehen, wie diese Faktoren zusammenhängen, könnten sie möglicherweise die Patientenoutcomes und Behandlungsansätze verbessern.

Fazit

Diese Forschung beleuchtet das potenzielle Nutzen von HRV und Mobilität als Indikatoren für die Schwere von psychischen Störungen wie Schizophrenie und bipolarer Störung. Obwohl vorläufig, könnten die gemachten Beobachtungen neue Wege für Diagnose und Behandlung in der Psychiatrie eröffnen.

Die Kombination von Herzfrequenzanalysen und Bewegung könnte eine objektivere Möglichkeit bieten, Personen zu bewerten, die an diesen schweren Erkrankungen leiden. Allerdings ist weitere Forschung nötig, um diese Methoden zu verfeinern und ihr volles Potenzial in klinischen Umgebungen zu erkunden.

Originalquelle

Titel: The analysis of heart rate variability and accelerometer mobility data in the assessment of symptom severity in psychotic disorder patients using a wearable Polar H10 sensor

Zusammenfassung: Background and ObjectiveAdvancement in mental health care requires easily accessible diagnostic and treatment assessment tools. There is an ongoing search for biomarkers that would enable objectification and automatization of the diagnostic and treatment process dependent on a psychiatric interview. Current wearable technology and computational methods make it possible to incorporate heart rate variability (HRV), an indicator of autonomic nervous system functioning and a potential biomarker of disease severity in mental disorders, into accessible diagnostic and treatment assessment frameworks. MethodsWe used a commercially available electrocardiography (ECG) chest strap with a built-in accelerometer, i.e. Polar H10, to record R-R intervals and activity of 30 hospitalized schizophrenia or bipolar disorder patients and 30 control participants for 1.5-2 hours time periods. We performed an analysis to assess the relationship between HRV and the Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS) test scores. The source code for the reproduction of all experiments is available on GitHub while the dataset is available in Zenodo. Results and ConclusionsMean HRV values were lower in the patient group and negatively correlated with the results of the PANSS general subcategory. For the control group, we also discovered the inversely proportional dependency between the mobility coefficient based on accelerometer data and HRV. This relationship was less pronounced for the patient group. This indicates that HRV and mobility may be promising markers in disease diagnosis.

Autoren: Kamil Michał Książek, K. M. Ksiazek, W. Masarczyk, P. Głomb, M. Romaszewski, I. Stokłosa, P. Scisło, P. Debski, R. Pudlo, K. Buza, P. Gorczyca, M. Piegza

Letzte Aktualisierung: 2023-08-08 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.04.23293640

Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.04.23293640.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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