Sportwissenschaftler und Informatiker der Uni Würzburg haben einen genauen Blick auf aktuelle Fitnesstracker, Aktivitätssensoren und Trainingscomputer geworfen. Sie wollten herausfinden, wie akkurat die Geräte messen und ob eine effiziente Trainingssteuerung für Athleten und Alltagsanwender damit überhaupt möglich ist. Nun wurde eine erste Studie veröffentlicht.

Sportler verändern ihr Training täglich. Zum einen, um die Leistung zu steigern, zum anderen, um Verletzungen vorzubeugen. Um Trainingsumfang und -intensität entsprechend justieren zu können, benötigen Athleten eine Übersicht ihrer Leistungsdaten wie Herzfrequenz, maximale Sauerstoffaufnahme und weitere. Diese Daten werden von tragbaren Mini- Computern oder Sensoren aufgezeichnet und gespeichert, so genannten „Wearables“, englisch für „die Tragbaren“.

Auch im Freizeitbereich erfreuen sich diese digitalen Helferlein wachsenden Zuspruchs: Der weltweite Markt hat neuesten Erhebungen zufolge einen Umfang von knapp fünfeinhalb Milliarden Euro. „Das ist ein absoluter Trend in der gesamten Sport- und Freizeitbranche, über alle Sportarten und Anwendungsbereiche hinweg“, sagt Professor Billy Sperlich und ergänzt: „Viele Geräte sind derzeit jedoch nicht evaluiert.“

Der Sportwissenschaftler leitet an der Uni Würzburg den Arbeitsbereich „Integrative und experimentelle Trainingswissenschaft“ und hat für eine aktuelle Studie gemeinsam mit Mitarbeiter Peter Düking einige Produkte etwas genauer unter die Lupe genommen.

Energieverbrauch falsch eingeschätzt

Es handelt sich jedoch nicht um einen reinen Vergleichstest, wie man sie in aktuell in vielen Lauf- und Sportmagazinen findet. Vielmehr wollten die Forscher mit der Studie in einem ersten Schritt prüfen, welche Geräte was können und welche der von ihnen erfassten Parameter überhaupt für eine optimale Trainingssteuerung von Bedeutung sind. „Die bisher am Markt verfügbaren Geräte können bereits viele Biomarker messen, sind aber nicht ganz genau“, sagt Sperlich.

Ein Beispiel aus dem Freizeitsport: Der Wunsch, Gewicht zu verlieren. Hier können Fitnesstracker helfen, einen Überblick über die am Tag verbrauchten Kalorien zu bekommen. Aber: „Einige Geräte haben den tatsächlichen Energieverbrauch beim Sport deutlich unterschätzt“, sagt Sperlich.

Sperlich möchte mit seinem Team in Zukunft möglichst viele Daten sammeln, um darin Muster ausfindig zu machen. Um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten und das Aufbereiten und Interpretieren zu vereinfachen, arbeiten Sperlich und Düking hierbei auch mit Informatik-Professor Andreas Hotho zusammen. „Wir erhoffen uns von den großen Datenmengen – Stichwort: Big Data, dass wir den tatsächlichen Effekt eines Trainings auf ein Individuum besser bestimmen können und gegebenenfalls Variablen erkennen, die wir vorher so nicht als leistungsrelevant eingestuft hätten“, sagt Sperlich.

Herzfrequenzmessung am Handgelenk oft nicht genau genug

Für eine optimale Trainingssteuerung ist eine Kombination von verschiedenen Sensoren erforderlich. Die von Sperlich, Düking und Hotho in einem ersten Schritt untersuchten Geräte nutzen unterschiedliche Techniken: Der klassische Brustgurt schnitt bei der Messgenauigkeit gut ab, während die optische Messung der Herzfrequenz am Arm noch in den Kinderschuhen stecke: „Die Messergebnisse von optischen Sensoren am Handgelenk waren oft ungenau, vor allem bei intensivem körperlichen Training“, sagt Sperlich. Bei dieser Messmethode strahlen LEDs auf die Haut und durchdringen Gewebe und Blutgefäße. Das Licht wird dabei absorbiert, transmittiert oder reflektiert. Die zwischen den LEDs sitzende Linse nutzt das reflektierte Licht, das je nach Blutmenge in einem Herzzyklus unterschiedlich ist, um den Puls abzuleiten.

Weitere Sensoren in der Kleidung oder etwa in Matratzen können zudem Auskunft über die Schlafqualität eines Sportlers geben, den Grad der Dehydrierung über Hautsensoren erfassen, die Körperkerntemperatur überwachen, etwa durch eine Art Ohrstöpsel, sowie die Durchblutung der Muskeln, die maximale Sauerstoffaufnahme und natürlich das Körpergewicht.

Die meisten am Markt verfügbaren Geräte beschränken sich darauf, Dauer, Distanz, Geschwindigkeit und Höhenunterschiede aufzuzeichnen – in Kombination mit der Herzfrequenz und Schlafaktivität.

Nächste Generation wird deutlich mehr können

Die elektronischen Begleiter der nächsten Generation werden jedoch auch weitere Faktoren berücksichtigen können: etwa das allgemeine Befinden eines Läufern. „Leider erkennen die Geräte noch nicht, wenn jemand beispielsweise einen Infekt hat und deswegen am Morgen nur leicht trainieren sollte“, nennt Sperlich ein Beispiel und ergänzt: „Aber das wird kommen, die Hersteller sind da auf dem richtigen Weg.“

Trainer und Ärzte müssen sich laut Sperlich aber auch in Zukunft nicht von smarten Trainingshilfen und Gesundheitsmonitoren in ihrer Existenz bedroht fühlen. Manche Trainingscomputer eignen sich durchaus, beispielsweise ein an der Herzfrequenz ausgerichtetes Training zu planen und gesetzte Ziele zu erreichen. Auch für Menschen mit einem weniger guten Gefühl für die eigene Leistungsfähigkeit, etwa nach langer Krankheit, sind Wearables auch heute schon mehr als eine Spielerei.

Dennoch sind die beiden genannten Berufsgruppen auch in Zukunft nicht aus dem Alltag wegzudenken. Es sei sinnvoll und wichtig, sich an individuelle Trainingspläne zu halten und regelmäßig ein persönliches Gespräch mit einem Arzt zu führen, der zudem alle Gesundheitsdaten im Blick habe. „Das persönliche Empfinden ist zudem der sensibelste Belastungsmarker, über den wir verfügen“, sagt Sperlich.

Wer sich also nicht danach fühlt, sollte die Trainingsschuhe ruhig einmal an der Garderobe stehen lassen und sich stattdessen ein wenig dehnen oder seinem Körper Ruhe gönnen.

„Comparison of non-invasive individual monitoring of the training and health of athletes with commercially available wearable technologies“ by Peter Düking, Andreas Hotho, Franz K. Fuss, Hans-Christer Holmberg, and Billy Sperlich. Erschienen in Frontiers in physiology

Neuer Sammelband zum Thema Gesundheitsförderung und Prävention vom Ethikzentrum der Universität Jena erschienen

Der irische Schriftsteller Oscar Wilde sprach einst, Gesundheit sei die erste Pflicht im Leben. Über 100 Jahre nach seinem Tod ist diese Maxime aktueller denn je. „Gesundheit“ ist längst zum Trendbegriff geworden, unterstützt durch immer neue Fitness- und Ernährungsweisheiten und technische Spielereien, wie sogenannte Fitness-Tracker (Fitnessarmbänder). Doch die Gesundheitsförderung und Prävention gewinnt nicht allein im privaten Lebensbereich an Bedeutung. Der Gesellschaft und Wirtschaft ist ebenfalls zunehmend an der Vermeidung von Krankheiten gelegen. Denn mit ihnen sind u. a. steigende Kosten, etwa durch Volkskrankheiten wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder psychischen Erkrankungen, verbunden.

Eine interdisziplinäre Perspektive auf das Themenfeld Gesundheit und Prävention gibt das Buch „Wozu gesund? Prävention als Ideal“ aus der Reihe der Kritischen Jahrbücher der Philosophie. Herausgeber sind PD Dr. Reyk Albrecht, Prof. Dr. Nikolaus Knoepffler sowie Prof. Dr. Wolfram H. Eberbach vom Ethikzentrum der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Sammelband vereint Beiträge, die im Rahmen des Thüringentages für Philosophie 2014 in Jena entstanden sind, mit neuen Ansätzen. Beleuchtet werden die verschiedensten Facetten dieses gerade so aktuellen Themas: Philosophische und medizinische Grundlagen ebenso wie die praktische Anwendung in Unternehmen und Hochschulen. Zudem werden aktuelle Projekte vorgestellt und ein zentraler Präventionsansatz vertieft.

Gleichzeitig wird die Entwicklung aber auch hinterfragt: „Prävention, also der Erhalt der Gesundheit, ist natürlich erst einmal eine positive Sache. Doch es gibt durchaus Problematiken, die es kritisch zu betrachten gilt. So birgt Prävention an der falschen Stelle auch Risiken“, sagt Prof. Knoepffler. Für den einen sei etwa das Lauftraining gut, um Herz- Kreislauf-Erkrankungen vorzubeugen. Für einen anderen jedoch bedeutet es eine Schädigung der Gelenke.

Ebenfalls zu klären sei, was überhaupt unter Gesundheit zu verstehen ist und ob es so etwas, wie das von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) geforderte „Recht auf Gesundheit“ überhaupt geben kann.

Einen weiteren wichtigen Punkt, den vor allem Reyk Albrecht intensiv verfolgt, ist der Achtsamkeitsansatz. Viele große Konzerne, wie Google und SAP, aber auch renommierte Hochschulen, wie Oxford, verfolgen diesen Ansatz im Umgang mit den Herausforderungen einer beschleunigten Arbeits- und Lebenswelt. Achtsamkeit kann als eine zentrale Kompetenz angesehen werden, die notwendig ist, um konstruktiv mit Stress umgehen zu lernen. „Dabei ist Achtsamkeit keineswegs etwas Neues. Sie wird aber durch Entwicklungen, wie ständige Erreichbarkeit, gerade in den letzten Jahren eher abtrainiert“, sagt Albrecht und ergänzt „beim Achtsamkeitstraining geht es im Kern darum, wieder die Wahrnehmung dessen zu stärken, was im Augenblick wirklich geschieht und wichtig ist.“

Mit Chancen und Grenzen des Achtsamkeitsansatzes beschäftigt sich Albrecht schon seit einigen Jahren und etabliert derzeit ein interdisziplinäres Forschungsnetzwerk innerhalb der FSU Jena und darüber hinaus. Seit dem Thüringentag verständigt sich das Ethikzentrum zum Beispiel mit Verantwortlichen anderer Thüringer Hochschulen über diesen Bereich universitären Gesundheitsmanagements. „Die Vernetzung mit anderen deutschen Hochschulen ist geplant. Zudem erhalten wir immer wieder Anfragen aus Schulen“, so Albrecht.

Weitere Informationen zum Achtsamkeitsansatz sowie zum Themenfeld Gesundheit und Prävention sind im Buch sowie hier zu finden.

Bibliografische Angaben:
Reyk Albrecht, Nikolaus Knoepffler, Wolfram H. Eberbach (Hg.): „Wozu gesund? Prävention als Ideal“, Kritisches Jahrbuch der Philosophie, Band 16, Königshausen & Neumann, 2015, 139 Seiten, 19,80 Euro. ISBN 978-3-8260-5828-8