Einführung
Die Messung von psychophysiologischen Kenngrößen liefert Informationen zur psychischen Beanspruchung des Benutzers, insbesondere auf Grundlage von Indikatoren der Muskelaktivität (EMG), der Herzaktivität (Herzschlagfrequenz, Herzschlagvariabilität), elektrodermalen Aktivität (Hautleitwert) oder der zentralnervösen Erregung (Blutdruck):
(Oberflächen-) Elektromyographie
Technologie/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 der EMG Untersuchung liegt auf der Erfassung und Analyse der willkürlichen Muskelaktivierung in funktionellen Bewegungen und posturalen Aktivitäten.
Das IAD nutzt mit dem neuesten Noraxon Ultium EMG Messsystem mit einer Messfrequenz bis 4000 Hz den Goldstandard für EMG-Messtechnik. Die myoelektrischen Signale werden drahtlos mittels Oberflächenelektroden erfasst, welche lokal auf die zu untersuchenden Muskeln geklebt werden. Die Applikation durch das IAD erfolgt nach strengen wissenschaftlichen Kriterien, bspw. des SENIAM Projektes. Die Daten des Ultium EMG weisen ein niedriges Grundrauschen und einen hohen Widerstand gegen Messartefakte auf.
Anwendung
Das EMG als Analyse der muskulären Aktivität wird vor allem für Beanspruchungsanalysen bei körperlicher Arbeit oder ergonomischen Produktauslegungen 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
Technologie/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 Varioport Gerätes über drei Messelektroden oder alternativ mittels eines Brustgurtes von Polar, der unterhalb der Brust getragen wird. Diese Systeme messen die Herzfrequenz bzw. die R-Impulse, die über die Haut abgegeben werden, über die Hautelektroden. Um den Hautwiderstand gering zu halten, ist eine Vorbereitung der Hautstelle durch eine lokale Rasur erforderlich.
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. Die aus der Herzschlagfrequenz abgeleitete Herzschlagvariabilität und die Frequenzbandanalyse sind weitere Indikatoren für eine auftretende mentale Beanspruchung. Nimmt die Herzschlagvariabilität bei gleichzeitig relativ niedrigen Herzschlagfrequenzwerten ab, kann von zunehmender Beanspruchung des Benutzers ausgegangen werden. Zur Analyse der Herzschlagvariabilität ist eine Mindest-Aufzeichnungsrate von 500 Hz erforderlich, die nur mit dem Varioport System erreicht wird. Die Analyse der Herzschlagvariabilität erfolgt mittels der Kubios HRV Premium Software.
Hautleitwert
Technologie/Technik
Es werden zwei Elektroden 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. Zur Messung kommt ein Varioport system der Firma Becker Meditec zum Einsatz.
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 sowohl auf diese als auch auf psychische Aktivität zu schließen.
Blutdruck
Technologie/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 seitlich 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.
