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Gesundheitswissenschaft
Herzfrequenzmessung

Herzfrequenzmessung

Viele der von Garmin-Wearables bereitgestellten Insights zu persönlicher Gesundheit und Aktivitäten werden direkt aus Herzfrequenzdaten oder deren Analyse abgeleitet1. Dazu zählen Funktionen wie das ganztägige Stress-Level-Tracking, die Body Battery™-Energiereservenüberwachung, Atemfrequenz, Schlafüberwachung und sogar der Kalorienverbrauch. Die Herzfrequenz kann auch Aufschluss über die kardiorespiratorische Fitness geben, die als VO2max gemessen wird. Dazu muss das Gerät über Daten zu Gehgeschwindigkeit, Laufgeschwindigkeit oder Radfahrleistung (auf kompatiblen Geräten) verfügen.

Im Laufe eines durchschnittlichen Lebens schlägt das menschliche Herz 2,5 Milliarden Mal. Mit jedem Herzschlag werden Sauerstoff, Nährstoffe, Hormone und andere lebenswichtige Ressourcen über den Kreislauf durch den Körper transportiert2. Wie das Herz von einem Moment zum nächsten schlägt, wird durch das vegetative Nervensystem geregelt. Dieses lebenswichtige Nervensystem sendet Anweisungen an das Herz, um dich physiologisch auf die Herausforderungen des Lebens und der Umgebung vorzubereiten.

Wie Garmin deine Herzaktivität ermittelt

Bei Geräten, die basierend auf Herzfrequenzdaten ganztägige Gesundheitseinblicke liefern, wird der Herzfrequenzsensor mit Garmin Elevate™-Technologie eingesetzt, ein optischer Sensor (PPG), der sich auf der Rückseite des Geräts befindet. Um die Herzfrequenz zu ermitteln, leuchtet ein grünes Licht durch die Haut. Das Licht wird von den roten Blutkörperchen in den Blutgefäßen der Haut reflektiert.

Wenn das Herz schlägt, wird durch die Kontraktion des Herzmuskels Blut durch den Kreislauf gepumpt. Die Zyklen dieses pulsierenden Blutflusses repräsentieren die Herzfrequenz bzw. den Puls. Sie können im gesamten Körper festgestellt werden. Die Garmin-Uhr misst die Herzfrequenz am Handgelenk.

Eine andere Option zum Messen der Herzfrequenz besteht darin, einen kompatiblen Herzfrequenz-Brustgurt mit der Smartwatch zu koppeln. Ein Herzfrequenz-Brustgurt misst die elektrischen Signale, die beim Herzschlag erzeugt werden. Allerdings wird diese Methode gewöhnlich nur bei aufgezeichneten Aktivitäten verwendet (Laufen, Radfahren, Cardiotraining usw.). Für die ganztägige Überwachung ist es nicht praktikabel, einen elastischen Gurt um die Brust zu tragen. Allerdings können diese Herzfrequenz-Brustgurte auch bei besonders intensiven körperlichen Aktivitäten zuverlässige Daten bereitstellen.

Herzfrequenz (HF) und Herzfrequenzvariabilität (HFV)

Zur optimalen Nutzung von Herzfrequenzdaten ist es wichtig, die verfügbaren Informationen aus mehreren Perspektiven zu begutachten. Beispielsweise ist die Herzfrequenz die häufigste Methode zum Untersuchen von Herzfrequenzdaten. Dieser Messwert wird als Schläge pro Minute (bpm) angegeben und sagt aus, wie schnell dein Herz schlägt, d. h. wie viele Schläge es bei der aktuellen Frequenz in einer einzelnen Minute geben würde.

Viele sind der Ansicht, dass die Herzfrequenz nützliche Einblicke in die Intensität des Trainings liefert, und sie verwenden sie als Anhaltspunkt für ihre Anstrengungen bei körperlichen Aktivitäten. Eine erhöhte Herzfrequenz, wenn keine körperliche Aktivität ausgeführt wird, oder eine Herzfrequenz, die im Ruhezustand zu niedrig ist, kann auf gesundheitliche Probleme hinweisen. Kompatible Garmin-Uhren können vom Benutzer sogar so konfiguriert werden, dass ein Alarm ausgegeben wird, wenn die Herzfrequenz nicht innerhalb eines zuvor ausgewählten Bereichs liegt.

Die Herzfrequenzvariabilität ist ein weiterer Messwert, mit dem Herzfrequenzdaten von Garmin in persönliche, aussagekräftige Einblicke umgewandelt werden. Das Herz schlägt nicht regelmäßig wie ein Metronom. Stattdessen ändert sich die Zeit zwischen Herzschlägen ständig. Diese Änderungen werden gewöhnlich in Millisekunden gemessen und sind nicht immens. Sie können jedoch sehr viele Informationen liefern.

Das liegt daran, dass das Herz und wie es von einem Moment zum nächsten schlägt, durch das vegetative Nervensystem geregelt werden. Daher kann die Kombination aus Daten zu Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität analysiert und interpretiert werden, um Veränderungen des Gleichgewichts zwischen Sympathikus und Parasympathikus des Nervensystems aufzudecken. Der Sympathikus dominiert den Rhythmus in Stressmomenten, wenn der Körper das Gefühl hat, handeln zu müssen. Der Parasympathikus ist in ruhigeren Zeiten dominanter. Die Analyse der Aktivität dieser beiden dient als Basis für unser ganztägiges Stress-Level-Tracking, für die Body Battery-Energiereservenüberwachung und sogar für einige Messwerte für die Schlafüberwachung.

Herzfrequenz in Ruhe (RHF) und maximale Herzfrequenz (HF max)

Die Herzfrequenz in Ruhe und die maximale Herzfrequenz sind im Wesentlichen die unteren und oberen Grenzwerte deiner Herzfrequenz. Sie sind beide aus unterschiedlichen Gründen wichtig. Trotz einiger Gemeinsamkeiten müssen sie jedoch separat betrachtet werden.

Die Herzfrequenz in Ruhe ändert sich von Tag zu Tag. Bei normalen Erwachsenen variiert die Herzfrequenz in Ruhe zwischen 60 und 100 Schlägen pro Minute. Einige Sportler haben sogar einen noch niedrigeren Bereich. Eine niedrigere Herzfrequenz in Ruhe ist in der Regel ein Zeichen für gute kardiorespiratorische Fitnesslevel (VO2max), ausreichenden Schlaf, wenig Stress und den Verzicht auf Genussmittel wie Alkohol und Tabakwaren.

Garmin-Wearables zeichnen die Herzfrequenz in Ruhe normalerweise auf, während du schläfst, gewöhnlich kurz vor dem Aufwachen. Du solltest die Uhr beim Schlafen tragen, um eine möglichst genaue Messung der Herzfrequenz in Ruhe zu erhalten.

Die maximale Herzfrequenz gibt deinen schnellsten Herzschlag an. Im Gegensatz zur Herzfrequenz in Ruhe ändert sich die maximale Herzfrequenz nicht von einem Tag auf den nächsten. Außerdem hat der Fitnesslevel fast keine Auswirkungen auf diese Herzfrequenz. Wenn du deine Fitness verbesserst, erhöht sich also nicht deine maximale Herzfrequenz.

Jeder hat eine andere Physiologie und dazu gehört auch das Herz. Einige Herzen schlagen etwas schneller als andere und einige sind etwas langsamer. In der Regel nimmt die maximale Herzfrequenz jedoch mit zunehmendem Alter ab. Diese Tatsache wird oft herangezogen, um die maximale Herzfrequenz einer Person mithilfe der folgenden Formel zu berechnen: 220 – Alter = HF max bpm3. Wenn du deine tatsächliche maximale Herzfrequenz kennst, kannst du sie auf der Uhr oder in der Garmin Connect™-App eingeben.

Herzfrequenz-Bereiche

Herzfrequenz-Bereiche bieten eine einfache Möglichkeit, die Intensität deiner Anstrengungen während einer Aktivität anzuzeigen und die Intensität daran auszurichten.

Wenn du die Herzfrequenz-Bereiche persönlich anpasst, kannst du langfristig die Effektivität deiner Trainings optimieren. Vermeide es, dich bei Erholungstrainings zu übernehmen, optimiere dein Ausdauertraining und sieh sofort, wenn du die Pace erhöhen solltest, um das Training anzukurbeln. Mit kompatiblen Garmin-Geräten kannst du aktivitätsspezifische Herzfrequenz-Bereiche für das Laufen, Radfahren und Schwimmen anpassen. Diese können zusätzlich zu den im allgemeinen Aktivitätsprofil konfigurierten Bereichen verwendet werden.

Einrichten persönlicher Herzfrequenz-Bereiche

Es gibt zahlreiche, weit verbreitete Methoden zum Anpassen der Herzfrequenz-Bereiche. Am gängigsten ist die Einrichtung der Herzfrequenz-Bereiche basierend auf Prozentsätzen der maximalen Herzfrequenz (%HF max). Bei Verwendung mit kompatiblen Geräten werden Herzfrequenz-Bereiche auch oft als Prozentsatz der Herzfrequenzreserve (%HFR) eingerichtet sowie unter Einbeziehung der Laktatschwellen-Herzfrequenz (%LSHF). Bei jeder dieser Methoden dient die maximale Herzfrequenz als wichtige Referenz.

Welche Methode ist für dich die beste? Das hängt sowohl davon ab, mit was du vertraut bist, als auch von den Ressourcen, die du Grundlage für dein Training verwendest. Ein Vorteil des Trainings mit Herzfrequenz-Bereichen besteht darin, dass du Trainingsprogrammen folgen und die Trainings mit der empfohlenen Intensität absolvieren kannst. Wenn du die Bereiche entsprechend der %HF max anpasst oder einem Programm mit %HFR-Bereichen folgst, trainierst du etwas zu leicht, besonders bei Segmenten mit niedrigerer Intensität.

Wie du deine persönlichen Herzfrequenz-Bereiche konfigurierst, hat keine Auswirkungen auf erweiterte Leistungswerte wie VO2max, Trainingszustand, Trainingsbelastung, Belastungsfokus oder Feedback zum aeroben und anaeroben Training Effect, die auf kompatiblen Garmin-Geräten verfügbar sind. Eine Über- oder Unterschätzung der maximalen Herzfrequenz kann jedoch die Zuverlässigkeit dieser Werte beeinflussen.

Beginnen mit der maximalen Herzfrequenz

Die maximale Herzfrequenz bleibt relativ stabil und nimmt mit zunehmendem Alter langsam ab. Darin unterscheidet sie sich von der Herzfrequenz in Ruhe, die Änderungen von Fitness, Erholungszustand und Ernährung widerspiegelt.

Wenn du deine maximale Herzfrequenz bereits kennst, gib sie einfach in den Benutzerprofileinstellungen des Geräts oder in der Garmin Connect-App ein. Wenn du die maximale Herzfrequenz nicht kennst, wird sie automatisch entsprechend der gängigen Formel "220 – aktuelles Alter" berechnet.

Diese Formel zur Berechnung der maximalen Herzfrequenz wird in Richtlinien der American Society of Sports Medicine verwendet. Laut dieser Richtlinien gibt es zwar komplexere Formeln, allerdings haben sich diese Alternativen im praktischen Einsatz nicht als zuverlässiger erwiesen4. Entsprechend dieser Methode hätte eine 42 Jahre alte Person eine geschätzte maximale Herzfrequenz von 178 bpm (220 – 42 = 178). Deine maximale Herzfrequenz liegt wahrscheinlich im Bereich von +/- 12 bpm von diesem Schätzwert.

Eine ungefähre Berechnung der maximalen Herzfrequenz ist ein guter Ausgangspunkt. Wenn du aber deine eigene maximale Herzfrequenz kennst und sie zum Anpassen deiner Herzfrequenz-Bereiche nutzt, kannst du das volle Potenzial dieser Trainingshilfe ausschöpfen.

Es gibt verschiedene Testprotokolle zum Ermitteln der eigenen maximalen Herzfrequenz. Evtl. findest du deine maximale Herzfrequenz auch bei besonders intensiven Trainings heraus, die anhaltende Anstrengungen mit maximaler Intensität umfassen, oder bei 5-km- oder 10-km-Wettkämpfen.

Tests zum Erreichen der maximalen Herzfrequenz sind absichtlich sehr anspruchsvoll. Wenn du dir deiner Fähigkeiten nicht sicher bist oder Zweifel bezüglich deiner Kapazität für anstrengende körperliche Aktivitäten hast, spreche stets mit einer medizinischen Fachkraft, bevor du einen Test zum Ermitteln der maximalen Herzfrequenz durchführst.

Automatische Erkennung der maximalen Herzfrequenz

Kompatible Garmin-Geräte können deine maximale Herzfrequenz automatisch anhand deiner Leistungsdaten aktualisieren. Wenn eine Herzfrequenz identifiziert wird, die über der derzeit eingerichteten maximalen Herzfrequenz liegt und die eine Zuverlässigkeitsschwelle überschreitet, wird deine maximale Herzfrequenz auf dem Gerät oder in der Garmin Connect-App aktualisiert.

Physiologische Messwerte > Automatische Erkennung Physiologische Messwerte > Automatische Erkennung Menü des Geräts.)

Verwenden von Herzfrequenz-Bereichen

Herzfrequenz-Bereiche bieten Einblicke in die aktuelle Intensität deiner Leistung. Um den Effekt eines Trainings in Bezug auf die Fitness oder Leistung vorherzusehen, solltest du die Kombination aus Intensität, Dauer, Erholung und Wiederholung in Betracht ziehen. Dies gilt für bestimmte Trainings sowie auch für den gesamten Trainingsplan.

Herzfrequenz-Bereiche eliminieren das Rätselraten bezüglich der Intensität, die in die Formel einfließt.

Wenn du dich bei verschiedenen Trainings auf unterschiedliche Bereiche konzentrierst, kannst du ein ausgeglichenes Trainingsprogramm erstellen, um dich in Bezug auf Kraft, Ausdauer, Leistung und andere Faktoren zu verbessern. Im Allgemeinen sind die niedrigeren Bereiche am besten für Warm up und Erholung geeignet, während die höheren Bereiche zu Verbesserungen führen. Im Folgenden sind unsere Standard-Herzfrequenz-Bereiche beschrieben. Die Bereiche entsprechen nicht diesen Beschreibungen, wenn du sie für andere Trainingszwecke anpasst.

Bereich 1 (Warm up): 50 bis 60 % der maximalen Herzfrequenz

Das Training in Bereich 1 hat eine entspannte, leichte Pace und eine rhythmische Atmung. Es verbessert die Leistung des Herzens zum Transport von Blut und die Fähigkeit der Muskeln zur Nutzung von Sauerstoff. Zügiges Gehen ist eine typische Übung für Bereich 1.

Bereich 2 (Leicht): 60 bis 70 % der maximalen Herzfrequenz

Das Training in Bereich 2 erfolgt mit komfortabler Pace, d. h. du atmest tiefer, kannst dich jedoch weiterhin unterhalten. Es bietet sich für Erholung und einfaches Herz-Kreislauf-Training an. Leichtes Joggen fällt gewöhnlich in Bereich 2.

Bereich 3 (Moderat): 70 bis 80 % der maximalen Herzfrequenz

Das Training in Bereich 3 erfolgt mit mäßiger Pace, sodass eine Unterhaltung schwieriger ist. Dadurch werden Lungen und Herz für eine bessere Ausdauer gestärkt. Leichtes Laufen fällt in Bereich 3.

Bereich 4 (Intensiv): 80 bis 90 % der maximalen Herzfrequenz

In Bereich 4 ist deine Pace schnell und fast unangenehm. Du atmest schwer. Hier verbesserst du den anaeroben Bereich und die Laktatschwelle. Schnelle Laufeinheiten werden in Bereich 4 ausgeführt.

Bereich 5 (Maximal): 90 bis 100 % der maximalen Herzfrequenz

Wenn du Bereich 5 erreichst, hast du in der Regel eine Sprint-Pace, die nur schwer über lange Zeit aufrechterhalten werden kann. Das Atmen ist angestrengt. Beim Training in Bereich 5 werden die Kraft sowie der anaerobe und muskuläre Ausdauerbereich trainiert.

Herzfrequenzmessung in der App

1Siehe Garmin.com/ataccuracy.
2Harvard Health Publishing, "Heart Health", Online. Verfügbarkeit: health.harvard.edu/topics/heart-health.
3Centers for Disease Control (CDC), "Target Heart Rate and Estimated Maximum Heart Rate", 2020. Online. Verfügbarkeit: cdc.gov/physicalactivity/basics/measuring/heartrate.htm.
4American College of Sports Medicine, "ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription", 10. Ausgabe, Philadelphia, Wolters Kluwer, 2018.