Gültigkeit und Zuverlässigkeit optischer Herzfrequenzsensoren (ValOpti)

Geeignete Wearables für Verbraucher werden anhand verfügbarer Daten von Herstellern, verfügbarer wissenschaftlicher Literatur und der eigenen praktischen Erfahrung unseres Teams ausgewählt.

Zunächst wird dem Teilnehmer ein mobiles 12-Kanal-EKG-Gerät (Amedtec ECGpro, Aue, Deutschland) gemäß den Empfehlungen medizinischer Fachgesellschaften und den Anweisungen des Herstellers angelegt. Zusätzlich trägt der Teilnehmer gleichzeitig vier optische Herzfrequenzgeräte. Jedes Gerät wird gemäß den Anweisungen des Herstellers platziert. Die Geräte werden nach dem Zufallsprinzip am dominanten oder nicht dominanten Handgelenk bzw. am dominanten bzw. nicht dominanten Arm angebracht. Alle Teilnehmer erhalten eine Anleitung und ein Video, wie jedes Gerät platziert wird, falls es verschoben wird, und wie überprüft werden kann, ob die Datenerfassung funktioniert.

Das 13-minütige Laborprotokoll wird gemäß einer Expertenaussage des INTERLIVE-Netzwerks durchgeführt und beginnt mit einer Sitzung, die eine Lebensstilaktivität nachahmt, die aus Folgendem besteht: 1 Minute ruhiges Sitzen, 2 Minuten Oberkörperaktivitäten, 1 Minute ruhiges Sitzen, 30 Sekunden Übergang zum Laufband, 2 Minuten Gehen mit selbstgewählter Geschwindigkeit, 30 Sekunden Übergang zum Stuhl, 2 Minuten Tippen im Sitzen, 30 Sekunden Übergang, 2 Minuten Ganzkörperaktivitäten des täglichen Lebens, einschließlich Staubsaugen und Bügeln, und 1 Minute ruhiges Sitzen.

Nach Abschluss des Lifestyle-Aktivitätstests fahren die Teilnehmer mit dem Laufband-Stufentest fort. Das Laufband-Stufentestprotokoll beginnt mit 1 Minute ruhigem Stehen, 3 Minuten (4 km/h), 30 Sekunden Pause, 3 Minuten Laufen (6 km/h) und einer Steigerung von 2 km/h bei jeder Stufe mit 30 Sekunden Pause zwischen jeder Stufe bis zur willentlichen Erschöpfung. Kapillarblutproben werden aus dem Ohrläppchen entnommen, um die Laktatkonzentration im Blut nach jeder Phase des Belastungstests zu bestimmen. Je nach körperlicher Fitness werden 3 bis 8 Blutlaktatproben entnommen. Ein Breath-by-Breath-Spiroergometriegerät misst den Gasaustausch, die Ventilation und die maximale Sauerstoffaufnahme während des Belastungstests mit einem Stoffwechselanalysegerät. Nach Beendigung des Belastungstests wird die subjektive Erschöpfung anhand der BORG-Skala erfasst. Das 12-Kanal-EKG ermöglicht den Ausschluss einer klinisch relevanten koronaren Herzkrankheit und/oder Arrhythmien und identifiziert maximale Herzfrequenzen, aus denen Intensitätszonen abgeleitet werden. Nach Abschluss des Tests erfolgt eine 5-minütige Abkühlphase bei Schrittgeschwindigkeit (3 km/h) auf dem Laufband. Während des Laufbandtests ist der Teilnehmer mit einem Sicherheitsgurt gesichert, um Verletzungen bei einem Sturz zu vermeiden.

Direkt nach dem 5-minütigen Cool Down beginnt die Belastungsprüfung auf dem Fahrradergometer, beginnend mit 1 Minute ruhigem Sitzen. Dann wird die Belastung erhöht, bis der Teilnehmer mit niedriger Intensität (57-63 % der im Laufbandtest erhaltenen maximalen Herzfrequenz) trainiert, die mindestens 2 Minuten lang beibehalten wird, gefolgt von 1 Minute Pause, 2 Minuten mittlerer Intensität (64 -76 % der maximalen Herzfrequenz), 1 Minute Pause, 2 Minuten mit hoher Intensität (>77 % der maximalen Herzfrequenz), gefolgt von 1 Minute Abkühlung. Alle Aktivitätsintensitätszonen sind nach medizinischen Richtlinien definiert.

Für den Freilebendteil werden die Elektroden eines ambulanten 3-Kanal-EKG (Amedtec ECGpro, Aue, Deutschland) nach Herstellerangaben angelegt. Zusätzlich trägt der Teilnehmer gleichzeitig vier optische Herzfrequenzgeräte.

Die Messung aller Geräte beginnt gleichzeitig zwischen 8:00 und 11:00 Uhr und wird 24 Stunden lang aufgezeichnet. Die einzige Anweisung, die die Teilnehmer bekommen, ist, einmal am Nachmittag so schnell wie möglich sechs Minuten auf ebenem Gelände zu laufen. Am Ende des 24-Stunden-Zeitraums stellen die Teilnehmer alle optischen Herzfrequenzgeräte ab und geben die Geräte an das Universitätsinstitut für Sportmedizin, Prävention und Rehabilitation zurück. Dort werden die Labortests für Lebensstilaktivitäten und Fahrradergometrie von Tag 1 zur Zuverlässigkeitsbewertung wiederholt. Abschließend werden die Teilnehmer gebeten, den Fragebogen IDEA-Fast Technology Experience Questionnaire (ITEQ) auszufüllen, um Informationen zur Verwendbarkeit der Geräte zu erhalten.

Das 3-Kanal-Holter-EKG wird von einem zugelassenen Kardiologen auf relevante Arrhythmien analysiert.