Phys. Messungen

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Physiologische Messungen

Einführung

Die Messung von psychophysiologischen Kenngrößen liefert Informationen zur psychischen Beanspruchung des Benutzers, insbesondere auf Grundlage von Indikatoren der Muskelaktivität (EMG), der Herzaktivität (Herzschlagfrequenz), elektrodermalen Aktivität (Hautleitwert) oder der zentralnervösen Erregung (Blutdruck):

(Oberflächen-) Elektromyographie

Technik

Die Elektromyographie (EMG) ist eine Technik, die sich der Entstehung, Aufzeichnung und Analyse myoelektrischer Signale widmet. Myoelektrische Signale werden durch physiologische Zustandsvariationen der Muskelfasermembran, aufgrund von Aktionspotentialen, generiert. Der Fokus des kinesiologischen EMGs liegt auf der Erfassung und Analyse der willkürlichen Muskelaktivierung in funktionellen Bewegungen und posturalen Aktivitäten.

Für die EMG-Aufnahme wird ein portables TeleMyo 2400 G2 Gerät von Noraxon verwendet. Die myoelektrischen Signale werden mittels Oberflächenelektroden erfasst.

Anwendung

Das EMG als Analyse der muskulären Aktivität wird vor allem für Beanspruchungsanalysen bei körperlicher Arbeit oder ergonomischen Produktauslegung eingesetzt. Aber auch bei emotionaler oder bei informatorischer Erregung ist eine erhöhte Aktivität „ruhender“ Muskeln feststellbar. Das EMG alleine ist für informatorische Tätigkeiten aber nur schwer zu interpretieren.

Herzschlagfrequenz

Technik

Die Elektrokardiographie (EKG) ist das zuverlässigste und in der Arbeitswissenschaft am häufigsten angewendete Verfahren zur Ermittlung der Herzschlagfrequenz und davon abgeleiteter Messgrößen.

Die Aufzeichnung der Herzschlagfrequenz erfolgt in der Regel mittels eines Brustgurtes von Polar, der unterhalb der Brust getragen wird. Dieser misst die Herzfrequenz bzw. die R-Impulse, die über die Haut abgegeben werden, über zwei integrierte Hautelektroden. Um den Hautwiderstand gering zu halten, ist ein Feuchtigkeitsfilm zwischen Haut und Elektroden förderlich.

Anwendung

Die HSF reagiert als integrierendes Beanspruchungsmaß auf eine Vielzahl von körperlichen und vorwiegend nicht-körperlichen Belastungen. Während bei niedrigen körperlichen Belastungen die HSF konstant ist, zeigt sie bei Belastungen einen kontinuierlichen Anstieg. Die Herzschlagfrequenz steigt unter informatorischer Belastung, wie z.B. Informationsaufnahme oder Entscheidungsprozessen signifikant an, falls dieser Effekt nicht durch energetische Komponenten (z. B. körperliche Aktivität) verdeckt wird. Der aus der Herzschlagfrequenz abgeleitete Arrhythmiequotient ist ein weiterer Indikator für auftretende mentale Beanspruchung. Nimmt der Arrhythmiequotient bei gleichzeitig relativ niedrigen Herzschlagfrequenzwerten ab, kann von zunehmender Beanspruchung des Benutzers ausgegangen werden.

Hautleitwert

Technik

Es werden zwei Elektronen mit etwas Abstand auf der Haut befestigt und der elektrische Widerstand gemessen. Aus Höhe und Dauer der Reizantwort lassen sich Rückschlüsse auf die psychische Aktivität sowie auf Zeitpunkt und Intensität einer erlebten Emotion ziehen.

Anwendung

Die Hautleitwertbestimmmung dient zur objektiven, kontinuierlichen oder sukzessiven Erfassung des Hautleitwertes als Maß für psychische Vorgänge. Wird Schweiß produziert, z. B. bei emotionaler Beanspruchung, steigt die Fähigkeit der Haut, als Stromleiter zu fungieren, und damit auch der Hautleitwert an. Er eignet sich deshalb gut, um auf diese sowie die psychische Aktivität zu schließen.

Blutdruck

Technik

Der arterielle Druck wird mit der indirekten Methode nach RIVA-ROCCI gemessen. Die Messung erfolgt im Allgemeinen am Oberarm des Probanden. Das Messgerät besteht aus einer aufblasbaren Gummimanschette mit einer undehnbaren Stoffauflage an ihrer Außenseite. Mit Hilfe eines Gummiballons als Pumpe und einem Nadelventil können Druckänderungen in der Manschette vorgenommen und an einem seitenständig angeschlossenen Quecksilber- oder Membranmanometer abgelesen werden.

Anwendung

Neben der Messung der Herzfrequenz bzw. dem Langzeit-EKG ist die Blutdruckmessung eine nicht-invasive Methode zur Beanspruchungsobjektivierung. Der Blutdruck wird sowohl während der Arbeit als auch außerhalb des Arbeitsplatzes mit Hilfe eines 24-Stunden-Blutdruck-Monitoring aufgenommen. Damit sind neben der Beurteilung der Blutdruckvariabilität auch Aussagen zu Auswirkungen der Arbeitsbelastung auf die Freizeit und den Schlaf, sowie ein Vergleich von täglicher Gesamtbeanspruchung an einem Arbeitstag und einem Nichtarbeitstag möglich.

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