Erfassung von Anstrengungsempfinden und Biosignalen bei mentalen
Belastungen: Zusammenhang von subjektiven und objektiven
Beanspruchungsparametern
Authors: Nisser Maria , Puta Christian , Hoyer Heike , Buder Anja , Baumbach Philipp , Best Norman 
Published: May 2022

Hintergrund Die Auswirkungen der sich veränderten Arbeitswelt
äußern sich in anwachsenden Anforderungen an den Angestellten,
die sich wiederum in einem Anstieg der wahrgenommenen mentalen Beanspruchung am
Arbeitsplatz niederschlagen. Aktuelle Forschungsansätze entwickeln
Methoden, zur Erfassung des Selbstmanagements mentaler Beanspruchung im
Arbeitsalltag. Da eine Ableitung für
Präventionsmaßnahmen zur Gesunderhaltung die Identifikation von
Belastungsfaktoren voraussetzt, ist Ziel der vorliegenden Studie, subjektive und
objektive Parameter bei der Ermittlung der Gesamtbeanspruchung bzgl. der
mentalen Belastungen auf Tauglichkeit zu prüfen.

Material und Methoden Über den Verlauf von fünf Phasen zu
je fünf Minuten erfolgt ein mentaler Belastungstest am Bildschirm, bei
dem die kognitiven Parameter Reaktionsfähigkeit und Reaktionsverhalten
mit sukzessiv ansteigender Belastung durch erhöhte Schwierigkeitsgrade
(Änderung der Stimuli durch erhöhte Anzahl der Reize, geringere
Reizabstände) verändert werden. Dabei wird das subjektive
Anstrengungsempfinden (modifizierte CR 10-Skala nach Borg) und die
physiologische Reaktion über objektiv erfassbare Biosignale
(Herzfrequenz und tonischer Hautleitwert) über die fünf
Belastungsphasen sowie zu Beginn und zum Ende einer jeden Belastungsphase
(spezifische Phasenzeitpunkte) ermittelt. Es wird angenommen, dass eine
phasenabhängig veränderte Beanspruchung existiert und bei
mittleren Belastungen ein Zusammenhang zwischen subjektivem
Anstrengungsempfinden (CR 10-Skala nach Borg) und der objektiv erfassten
Parameter Herzfrequenz und Hautleitwert bei den Probandinnen (N=30,
Alter: 34,3 Jahre alt (±3,2)) nachweisbar ist.

Ergebnisse Verglichen zur Basline-Messung zeigten die fünf
Belastungsphasen eine signifikant größere subjektive
Beanspruchung (CR-10 Skala, p<0,01) sowie höhere Herzfrequenzen
und einen höheren Hautleitwert für die Phasen der Beanspruchung.
Die weiterführende Analyse innerhalb der fünf Belastungsphasen
zeigte für den Vergleich der ersten Belastungsminute gegenüber
der letzten Minute innerhalb einer Belastungsphase (spezifische
Phasenzeitpunkte) ausschließlich für das subjektive
Anstrengungsempfinden (CR-10 Skala) signifikant verschiedene Werte
(p≤0,01). Die Gesamtbeanspruchung wurde durch die Probandinnen mit
53,3±13,5 (NASA TLX Skala 0: sehr gering - 100 sehr hoch) angegeben und
als mittlere Beanspruchung eingeordnet. Ebenso zeigte sich eine signifikante
Assoziation zwischen der CR 10-Skala und den Hautleitwerten
(β=0,21, p<0,001). Demgegenüber existierte kein
signifikanter Zusammenhang zwischen der CR 10-Skala und der Herzfrequenz
(β=0,02, p=0,21).

Schlussfolgerung Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass
für das angewendete Protokoll der Stress-assoziierte tonische
Hautleitwert ein geeigneter Parameter zur Erfassung der Gesamtbelastung ist.
Demgegenüber scheint die Herzfrequenz zur Erfassung einer mentalen
Gesamtbeanspruchung weniger geeignet.