DIE MESSWERTE
Welche Messwerte lassen sich mit dem System erfassen? Die folgende Übersicht listet alle Größen auf und erläutert jede einzeln: was gemessen wird, was sich daraus ablesen lässt und worauf bei der Aufnahme zu achten ist.
SECHZEHN MESSGRÖSSEN
Die erfassten Messwerte des Systems sind dabei von den verwendeten Satelliten abhängig. Jeder Satellit ist für eine bestimmte Anwendung entwickelt worden und kann zum Teil für mehrere unterschiedliche Messungen genutzt werden.
HERZ & KREISLAUF
Vier Größen beschreiben die Tätigkeit des Herz-Kreislauf-Systems — von der elektrischen Erregung bis zur Sauerstoffversorgung des Blutes.
EKG / ECG — Elektrokardiogramm
Das Elektrokardiogramm zeichnet die elektrische Aktivität des Herzmuskels über Elektroden auf der Haut auf. Sichtbar wird der charakteristische Verlauf aus Vorhoferregung, Kammererregung und Erregungsrückbildung — in der Kurve als Abfolge kleiner und großer Ausschläge erkennbar.
In psychophysiologischen Studien ist das EKG eine der wichtigsten Größen: Aus dem zeitlichen Abstand aufeinanderfolgender Herzschläge lassen sich Herzrate und Herzratenvariabilität ableiten, die auf Beanspruchung und Erholung reagieren.
Pulsfrequenz
Die Pulsfrequenz gibt die Anzahl der Herzschläge pro Minute an. Sie wird über die Druckwelle erfasst, die sich nach jedem Herzschlag durch die Gefäße fortpflanzt.
Als kompakte Einzelgröße eignet sie sich überall dort, wo der vollständige EKG-Signalverlauf nicht benötigt wird, der Belastungszustand aber mitgeführt werden soll.
Blutsauerstoffsättigung (SpO₂)
Die Blutsauerstoffsättigung beschreibt, welcher Anteil des Hämoglobins im Blut mit Sauerstoff beladen ist. Die Messung erfolgt optisch am durchleuchteten Gewebe, typischerweise am Finger oder am Ohrläppchen.
Neben dem Sättigungswert liefert das Verfahren die Pulswelle — jene rhythmische Volumenänderung, die mit jedem Herzschlag durch das Gewebe läuft. Sie ist in den Live-Signalen als eigene Kurve dargestellt.
Blutdruckmessung
Der Blutdruck beschreibt den Druck, den das Blut auf die Gefäßwände ausübt, und wird als systolischer und diastolischer Wert angegeben.
Er ergänzt Herzrate und Sättigung um die Druckseite des Kreislaufs und ist damit in Belastungs- und Stressuntersuchungen eine wichtige Bezugsgröße.
BIOELEKTRISCHE SIGNALE
Vier Ableitungen erfassen die elektrische Aktivität unterschiedlicher Organsysteme. Ihnen gemeinsam sind sehr kleine Signalamplituden und damit hohe Anforderungen an Elektrodensitz und Störungsfreiheit.
EEG — Elektroenzephalogramm
Das EEG erfasst die elektrische Aktivität des Gehirns über Elektroden auf der Kopfhaut. Das Signal setzt sich aus überlagerten Rhythmen unterschiedlicher Frequenz zusammen, deren Anteile sich mit dem Zustand des Probanden verändern — etwa zwischen entspanntem Wachsein und konzentrierter Aufgabenbearbeitung.
Weil die Amplituden im Mikrovoltbereich liegen, reagiert die Ableitung empfindlich auf Bewegung, Muskelanspannung und elektrische Einstreuungen.
EOG — Elektrookulogramm
Das EOG misst die Potentialänderungen, die bei Augenbewegungen entstehen. Erfasst werden damit Blickbewegungen und Lidschläge.
Es dient zwei Zwecken: Zum einen ist das Blickverhalten selbst eine Untersuchungsgröße, zum anderen lassen sich mithilfe des EOG jene Störungen erkennen und herausrechnen, die Augenbewegungen im EEG hinterlassen.
EMG — Elektromyogramm
Das EMG erfasst die elektrische Aktivität der Skelettmuskulatur. Bei Anspannung zeigt sich ein deutlich erhöhtes Signal, in Ruhe bleibt lediglich ein niedriges Grundrauschen übrig — in der Kurve als abwechselnde Ruhe- und Aktivitätsphasen sichtbar.
Eingesetzt wird es zur Beurteilung muskulärer Beanspruchung, zur Erfassung mimischer Reaktionen sowie zur Kontrolle unbeabsichtigter Anspannung während einer Messung.
EGG — Elektrogastrogramm
Das EGG zeichnet die elektrische Aktivität der Magenmuskulatur über Elektroden auf der Bauchdecke auf. Der zugrunde liegende Rhythmus ist deutlich langsamer als Herz- oder Muskelsignale.
Verwendet wird die Ableitung, wenn vegetative Reaktionen des Magen-Darm-Trakts von Interesse sind — etwa in Studien zu Übelkeit, Bewegungsreizen oder vegetativer Beanspruchung.
DIE ATMUNG
Atemfrequenz
Die Atemfrequenz gibt an, wie viele vollständige Atemzüge pro Minute erfolgen. Erfasst wird der zugrunde liegende Verlauf als weiche, regelmäßige Welle aus Ein- und Ausatmung.
Die Atmung ist in psychophysiologischen Untersuchungen aus zwei Gründen interessant: Sie reagiert unmittelbar auf Beanspruchung und emotionale Zustände, und sie beeinflusst zugleich andere Messgrößen — insbesondere die Schwankung der Herzrate im Atemrhythmus.
Worauf zu achten ist
- Sprechen, Husten und Lachen überlagern das Atemsignal deutlich.
- Der Sitz des Aufnehmers am Brustkorb bestimmt die Signalqualität wesentlich.
- Für die Auswertung ist der zeitliche Bezug zu Herz- und Hautsignalen entscheidend.
HAUT & TEMPERATUR
Hautleitwiderstand — elektrodermale Aktivität
Der elektrische Widerstand der Haut ändert sich mit der Aktivität der Schweißdrüsen. Da diese vegetativ gesteuert werden und der willentlichen Kontrolle weitgehend entzogen sind, gilt die elektrodermale Aktivität als empfindlicher Anzeiger für Erregung und Beanspruchung.
Das Signal besteht aus zwei Anteilen: einem langsam wandernden Grundniveau und kurzen, deutlich abgesetzten Reaktionen, die einige Sekunden nach einem Reiz auftreten und langsam wieder abklingen.
Temperatur — Körperkerntemperatur
Die Körperkerntemperatur beschreibt die Temperatur im Inneren des Körpers. Sie ist deutlich stabiler als die Oberflächentemperatur und verändert sich nur langsam.
Das Master-Modul verfügt über einen Sensoranschluss, welcher für den Betrieb eines Doppelthermo-Sensors ausgelegt ist. Mit einem solchen Sensor ist es möglich, die Körperkerntemperatur direkt und ohne zusätzlichen Satelliten zu messen.
Temperatur — Körperoberfläche und Umgebung
Die Oberflächentemperatur der Haut reagiert deutlich schneller als die Kerntemperatur, unter anderem auf die Durchblutung der oberflächennahen Gefäße. Sie wird daher in Studien zu Stress- und Emotionsreaktionen mitgeführt.
Die Umgebungstemperatur wiederum gehört zu den umweltbezogenen Daten, die das System ebenfalls aufnimmt und protokolliert. Sie liefert den Bezugsrahmen, ohne den sich Veränderungen der Hauttemperatur kaum sinnvoll deuten lassen.
BEWEGUNG & POSITION
Beschleunigung
Erfasst werden die Beschleunigungen entlang der Raumachsen. Das im Master integrierte Accelerometer übernimmt diese Messung, ohne dass ein zusätzliches Satelliten-Modul nötig wäre.
Der Verlauf zeigt, ob sich der Proband bewegt hat und wie kräftig diese Bewegung war. Für die Auswertung anderer Signale ist das eine wertvolle Zusatzinformation, weil Bewegung typische Störungen in empfindlichen Ableitungen verursacht.
GPS — Positionsbestimmung
Die satellitengestützte Positionsbestimmung ergänzt die physiologischen Messwerte um den Ort, an dem sie entstanden sind. Damit lassen sich Feldstudien örtlich verankern: Wo befand sich der Proband, als eine bestimmte Reaktion auftrat?
Zusammen mit den Beschleunigungsdaten ergibt sich ein Bild des Bewegungsverhaltens über die gesamte Messdauer.
UMGEBUNG & STIMME
Das System nimmt ausdrücklich nicht nur physiologische, sondern auch umweltbezogene Daten auf. Erst dieser Kontext macht viele physiologische Veränderungen interpretierbar.
Relative Luftfeuchtigkeit
Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, wie stark die Luft im Verhältnis zum Maximalwert mit Wasserdampf gesättigt ist. Zusammen mit der Umgebungstemperatur beschreibt sie das Klima, in dem eine Messung stattfindet.
Für die Auswertung ist das mehr als eine Randnotiz: Schwüle Umgebungsbedingungen beeinflussen Schweißbildung, Hauttemperatur und Kreislaufbelastung — und damit mehrere der übrigen Messgrößen zugleich.
Stimmgrundfrequenz
Die Stimmgrundfrequenz beschreibt die Schwingungsfrequenz der Stimmlippen und entspricht der wahrgenommenen Tonhöhe der Stimme.
Sie verändert sich unter Anspannung und emotionaler Beteiligung und wird deshalb als nicht-invasiver Indikator in Untersuchungen zu Belastung und Kommunikation herangezogen.
MESSGRÖSSEN KOMBINIEREN
Die erfassten Messwerte des Systems sind von den verwendeten Satelliten abhängig. Durch die Kombination unterschiedlicher Satelliten mit einem Master-Modul ist es möglich, eine Vielzahl an Messkombinationen abzudecken.
Bei der Zusammenstellung helfen drei Überlegungen:
- Kerngröße und Begleitgrößen trennen. Welche Messgröße beantwortet die Forschungsfrage, und welche dient nur der Einordnung?
- Mehrfachnutzung ausschöpfen. Einzelne Satelliten decken mehrere Messungen ab — das spart Busteilnehmer.
- Kontext mitmessen. Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Beschleunigung kosten wenig Aufwand, erklären in der Auswertung aber oft mehr als erwartet.
Welche Satelliten für Ihre Messgrößen nötig sind, klären wir gern gemeinsam — Anfrage stellen oder zuerst die Satelliten-Module ansehen.
WELCHE GRÖSSEN BRAUCHEN SIE?
Schildern Sie uns Ihre Fragestellung — wir schlagen die passende Kombination vor.