Krankheit und HRV: was ein Wearable sehen kann und was nicht

Warum kann Krankheit die HRV verschieben?

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist die Schwankung des Abstands zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen. Entzündung, die Antwort des Körpers auf Infektion oder Verletzung, verschiebt vermutlich das Gleichgewicht des autonomen Nervensystems: weniger vagale und mehr sympathische Aktivität. Deshalb fragen Forschende, ob die HRV aus einem Wearable eine Entzündung widerspiegeln kann.

Das einzige systematische Review zu dieser Frage fasste die Richtung der Befunde aus elf Studien mit 2.419 Teilnehmenden zusammen [S1]. War der Entzündungsmarker CRP (C-reaktives Protein) erhöht, war die SDNN in 83 % der Vergleiche niedriger [S1]. Für die RMSSD und entzündungsfördernde Zytokine waren die Ergebnisse gemischt und meist nicht signifikant [S1]. Geräte, die ein EKG aufzeichneten, lieferten einheitlichere Ergebnisse als optische Pulssensoren [S1].

Die Autoren ziehen einen vorsichtigen Schluss. Derzeit sollte die Wearable-HRV als „explorativer oder ergänzender Biomarker“ gelten [S1]. Keine der eingeschlossenen Studien prüfte, wie genau die HRV eine Entzündung erkennen kann [S1]. Der Zusammenhang ist auf Gruppenebene also real, aber er ist ein Forschungsbefund, kein Test.

Was hat eine Infektion früh erkannt?

Das ist der Kernpunkt dieser Seite: Die am besten untersuchten Frühwarnungen vor einer Infektion liefen nicht über die HRV. Sie liefen über den Ruhepuls im Vergleich zur eigenen Baseline der Person, zusammen mit täglichen Schritten und Schlaf (Ruheherzfrequenz).

Eine retrospektive Analyse aus Stanford untersuchte Smartwatch-Daten von 32 Menschen mit COVID aus einer Kohorte von fast 5.300 Teilnehmenden [S2]. Die meisten von ihnen hatten rund um die Erkrankung Veränderungen bei Herzfrequenz, täglichen Schritten oder Schlafdauer [S2]. Ein Warnsystem auf Basis eines starken Anstiegs des Ruhepulses gegenüber der persönlichen Baseline hätte 63 % der COVID-Fälle vor Beginn der Symptome markieren können [S2]. Das ist eine einzige Studie mit wenigen Infizierten, und die Warnungen wurden nachträglich simuliert, nicht in Echtzeit verschickt.

Dieselbe Gruppe testete dann Echtzeit-Warnungen in einer prospektiven Studie mit 3.318 Teilnehmenden, von denen 84 mit dem Coronavirus infiziert waren, das COVID verursacht [S3]. Das System nutzte Herzfrequenz und Schritte aus Smartwatches [S3]. Es schickte Warnungen vor oder ohne Symptome bei 67 der 84 Infizierten (80 %), und die ersten Signale kamen im Median 3 Tage vor Symptombeginn [S3]. Die Infektion wurde durch Tests bestätigt, nicht durch die Uhr.

Das sind drei Studien aus einer Forschungsgruppe, sie sind also keine unabhängigen Bestätigungen füreinander. In der ersten Studie bewarb Fitbit die Studie und stellte Geräte zur Verfügung, und der leitende Autor aller drei Studien hat mehrere Gesundheitstechnologie-Unternehmen mitgegründet und berät sie [S2] [S3] [S4]. Wearable-Studien zur Atemfrequenz während COVID weisen in eine ähnliche Richtung (Atemfrequenz).

Was bedeutet eine Warnung wirklich?

Verbreitet ist die Vorstellung, dass ein HRV-Abfall oder eine Warnung des Geräts bedeutet, dass du krank wirst. Die prospektive Studie zeigt, warum das nicht folgt. Andere Atemwegsinfektionen und auch Ereignisse ganz ohne Infektion, etwa Stress, Alkohol und Reisen, lösten ebenfalls Warnungen aus [S3]. Die Warnung schlug also auch bei Menschen an, die nicht mit dem Coronavirus infiziert waren, wenn auch seltener: im Durchschnitt 1,15 Warntage pro Person, verglichen mit 3,42 Warntagen pro Person bei COVID-Fällen [S3]. Eine Warnung sagt, dass etwas von deinem üblichen Muster abweicht, nicht, was die Ursache ist.

Eine Nacht nach dem Trinken ist ein typisches Beispiel: Die HRV sinkt und der Ruhepuls steigt, ohne dass eine Krankheit im Spiel ist (Alkohol und HRV). Kurzer Schlaf, eine späte Mahlzeit, hartes Training und Reisen bewegen dieselben Werte (warum sich die HRV von Tag zu Tag verändert; HRV und Herzfrequenz im Schlaf). Ein einzelner niedriger HRV-Wert bedeutet für sich genommen nicht, dass du gestresst oder krank bist.

Und die Impfung?

Eine Impfung ist eine geplante Herausforderung für das Immunsystem, sie zeigt also, was eine kurze Immunreaktion mit der HRV macht. Ein systematisches Review fand fünf Beobachtungsstudien, die die HRV nach einer COVID-Impfung gemessen hatten [S5]. Die HRV, vor allem die RMSSD, veränderte sich kurzzeitig und erholte sich innerhalb von bis zu 3 Tagen nach der Impfung [S5]. In einigen der Studien war die Veränderung bei Frauen größer als bei Männern und bei jüngeren größer als bei älteren Menschen [S5]. Es waren wenige Studien von begrenzter Qualität, und die HRV auf lange Sicht wurde nicht berichtet [S5]. Ein kurzer Abfall in den Tagen nach einer Impfung passt zu diesem Muster. Das Review bewertet die Impfung selbst nicht, und diese Seite tut es auch nicht.

Und die Zeit nach einer Erkrankung?

Manche Menschen haben noch Monate nach einer Infektion Symptome; das nennt man Long COVID. Die Stanford-Gruppe baute Machine-Learning-Modelle aus Herzfrequenzdaten von 126 Menschen mit einer akuten Coronavirus-Infektion [S4]. Herzfrequenzmerkmale zusätzlich zu den Symptomen ergaben eine Verbesserung um etwa 5 % gegenüber den Symptomen allein bei zwei Maßen der Modellgenauigkeit (ROC-AUC und PR-AUC) [S4]. Die Autoren sehen darin einen möglichen objektiven Biomarker [S4]. Es ist eine einzige Kohorte ohne Prüfung an neuen Menschen, das Ergebnis ist also eine Forschungsrichtung, keine Möglichkeit, Long COVID mit einer Uhr zu erkennen.

Was zeigt die Evidenz?

Was wir nicht wissen. Ein Review des Fachgebiets, geschrieben von Forschenden, die mit Wearable-Daten arbeiten, sagt, dass Virusinfektionen Herzfrequenz, Atemfrequenz, HRV, Temperatur, Aktivität und Schlaf schon vor den Symptomen verändern können [S6]. Es sagt auch, dass „die Fähigkeit von Wearables, Virusinfektionen unter Alltagsbedingungen zu erkennen, erst noch belegt werden muss“ [S6]. Drei seiner Autoren waren Angestellte von physIQ, einem Unternehmen, das Wearable-Daten analysiert [S6].

Nach Evidenzklasse.

• Erste Hinweise. Die Wearable-SDNN ist meist niedriger, wenn das CRP erhöht ist [S1]. Ein Anstieg des Ruhepulses gegenüber der persönlichen Baseline ging in Forschungskohorten bei vielen Infektionen den Symptomen voraus [S2] [S3]. Stress, Alkohol und Reisen lösen dieselben Warnungen aus [S3]. Veränderungen der HRV nach einer Impfung sind kurz und erholen sich innerhalb von Tagen [S5]. Herzfrequenzdaten trugen in einer Studie wenig zusätzlich zu den Symptomen für Long COVID bei [S4].
• Unbekannt. Ob ein Consumer-Wearable eine Virusinfektion im Alltag zuverlässig erkennen kann [S6].

Was sie dir nicht sagt

• Ein Wearable diagnostiziert keine Infektion. Die Autoren des Reviews nennen die Wearable-HRV einen explorativen Biomarker [S1], und die Erkennung im Alltag ist nicht belegt [S6].
• Eine Warnung sagt dir nicht die Ursache. Infektion, Stress, Alkohol und Reisen können dieselbe Veränderung hervorrufen [S3].
• Die HRV war nicht das wichtigste Frühsignal. Die am besten untersuchten Frühwarnungen stützten sich auf Ruhepuls, Schritte und Schlaf [S2] [S3].
• Ein normaler Wert schließt eine Krankheit nicht aus. Viele Infizierte in den Studien bekamen keine Warnung [S3].
• Sie gibt keinen Rat zu Tests, Behandlung oder Impfung.
• Bevölkerungsdaten sind keine Vorhersage für dich. Die Studien beschreiben Gruppen von Menschen; dein eigenes Muster kann abweichen.

Was kannst du bei einem deutlichen Abfall tun?

Wenn deine HRV mehrere Tage hintereinander deutlich unter deinem üblichen Bereich liegt und dein Ruhepuls höher ist, betrachte das als unspezifisches Frühsignal, dass der Körper belastet ist. Es ist ein Grund, dich auszuruhen und darauf zu achten, wie du dich fühlst. Wenn du Symptome hast, geh zu einer Ärztin oder einem Arzt, statt dich auf deine Uhr zu verlassen. Eine einzelne niedrige Nacht ist meist kein Grund zur Sorge (HRV richtig deuten).

Stress, Alkohol und Reisen können denselben Abfall auslösen; Warum ist meine HRV niedrig? stellt sie nebeneinander.

In ONDA

ONDA bildet eine persönliche Baseline aus Werten, die in Apple Health gespeichert sind – von der Apple Watch oder einem anderen Gerät, das Herzdaten dorthin synchronisiert [S7]. Das Fenster beträgt 14 Tage, und ONDA vergleicht deinen letzten Tag mit Daten mit deinem eigenen Korridor – dem Durchschnitt deiner früheren Tage mit ausreichend Daten plus/minus einer Standardabweichung – und markiert ihn nur, wenn er mindestens 1,5 Standardabweichungen außerhalb liegt und sich um einen Mindestbetrag verändert hat: Ruhepuls um mindestens 5 S/min höher, HRV um mindestens 15 % niedriger, Atemfrequenz um mindestens 2 Atemzüge pro Minute höher. Es gibt höchstens ein Signal alle zwei Tage. Apple Health erfasst die HRV als SDNN, daher ist der HRV-Trend in ONDA ein SDNN-Trend (deine HRV-Baseline). Ein solches Signal ist beschreibend: Es sagt, dass deine letzten Werte außerhalb deines eigenen Korridors liegt, nicht warum. Eine Infektion, eine kurze Nacht, Alkohol oder Reisen können es alle auslösen. ONDA erkennt keine Krankheiten, stellt keine Diagnosen und ersetzt keine Ärztin und keinen Arzt.