Aus dem Institut für Tierzucht, Mariensee

Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL)

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Global Positioning System (GPS) – Herzfrequenzaufzeichnung, eine neue Hilfe für das

Training von Fahrpferden

INAUGURAL – DISSERTATION

Zur Erlangung des Grades einer

Doktorin der Veterinärmedizin

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Anne Dorothe Liebetrau, geb. Schreckenberg

aus Düsseldorf

Hannover 2004

Wissenschaftliche Betreuung:

Prof. Dr. F. Ellendorff

Institut für Tierzucht, Mariensee

Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL)

Höltystraße 10

31535 Neustadt

1 Gutachter: Prof. Dr. F. Ellendorff

2 Gutachter: Prof. Dr. G. Breves

Tag der Mündlichen Prüfung: 25.05.04

Für meine Familie

1. EINLEITUNG...............................................................................................................7

2. LITERATURÜBERSICHT..........................................................................................9

2.1. DAS GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)...............................................................9

2.1.1. GPS in Human- und Sportmedizin ...................................................................9

2.1.2. GPS bei Patientenüberwachung ....................................................................11

2.1.3. GPS im Pferdesport.......................................................................................11

2.1.4. GPS: Einsatz, Potentiale und Grenzen...........................................................12

2.2. HERZFREQUENZ .....................................................................................................13

2.2.1. Grundlagen ...................................................................................................13

2.2.2. Herzfrequenz als Belastungsindikator für Kondition......................................14

2.3. ANFORDERUNGEN AN FAHRPFERDE IM WETTKAMPF ...............................................16

3. EIGENE UNTERSUCHUNGEN ...............................................................................18

3.1. AUFGABENSTELLUNG UND ZIELE............................................................................18

3.1.1. Vorversuche ..................................................................................................18

3.1.2. Hauptversuche ..............................................................................................18

4. METHODIK UND MATERIAL................................................................................20

4.1. VORVERSUCHE ......................................................................................................20

4.2. HAUPTVERSUCHE...................................................................................................20

4.2.1. Das Thüringer schwere Warmblut die Entwicklung zum Fahrpferd ............20

4.2.2. Versuchskollektiv der Hauptversuche ............................................................21

4.3. MESSGERÄTE.........................................................................................................22

4.4. VERSUCHSABLAUF.................................................................................................28

4.4.1. Vorversuche ..................................................................................................28

4.4.2. Hauptversuche - Teil 1 und Teil 2..................................................................30

4.4.2.1. Versuchsablauf ......................................................................................30

5. STATISTISCHE AUSWERTUNG ............................................................................35

6. ERGEBNISSE.............................................................................................................36

6.1. ERGEBNISSE DER VORSUCHE ..................................................................................36

6.2. ERGEBNISSE DER HAUPTVERSUCHE TEIL 1 UND 2 ...................................................42

7. DISKUSSION .............................................................................................................48

8. ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................53

9. SUMMARY.................................................................................................................54

10. ANHANG ................................................................................................................55

10.1. VERSUCHSKOLLEKTIV DER VORVERSUCHE .........................................................55

10.2. THÜRINGER SCHWERES WARMBLUT VERSUCHSKOLLEKTIV .................................55

10.3. ADRESSENLISTE VON GPS-HERSTELLERN FÜR DEN PFERDESPORT: ......................56

10.4. ADRESSENLISTE VON GPS-HANDY HERSTELLERN: .............................................56

10.5. VERSUCHSPROTOKOLL DER HAUPTVERSUCHE TEIL 1 UND TEIL 2 ........................57

10.6. ABBILDUNGSVERZEICHNIS .................................................................................58

10.7. TABELLENVERZEICHNIS .....................................................................................59

11. LITERATURVERZEICHNIS................................................................................60

12. DANKSAGUNG......................................................................................................67

- 7 -

1. Einleitung

War der Reit- und Fahrsport noch Anfang der 80-iger Jahre exklusive Freizeitbeschäftigung

mit nur wenigen Aktiven, sind in den letzten 20 Jahren viele Interessierte hinzugekommen.

Der Pferdesport hat sich in viele Disziplinen aufgeteilt, u.a. in Dressur, Springen, Vielseitig-

keit, Voltigieren, Westernreiten und Fahren. Mit der zunehmenden Anzahl der Pferdehalter

stieg auch der Bedarf an Pferden. Das Pferd als Partner im Leistungs- und Hochleistungssport

verlangte auch nach Ausbildern und Trainingsmethoden. Erfahrene Trainer und Ausbil-

dungsmethoden gewannen immer mehr an Bedeutung. Bis heute bestimmen Gefühl und Er-

fahrung das Training. Streckenlänge, Geschwindigkeit, Anzahl und Schwierigkeitsgrad der

Sprünge und / oder Lektionen dienen als Einschätzung für eine Belastung. Über Erfolg oder

Misserfolg des Trainings entschied der Wettkampf, er zeigte ob das Pferd den Anforderungen

gerecht werden konnte. Vermehrt wird jedoch versucht, neben diesen (Lebens-)Erfahrungen

auch wissenschaftliche Erkenntnisse und moderne Technik zu nutzen. So findet man dies vor

allem im Hinblick auf ein leistungsgesteuertes Training und dem damit verbundenen scho-

nenden Aufbau an die Kondition der Pferde. Es bestehen inzwischen Erfahrungen hinsichtlich

biologischer Parameter, z.B. Herzfrequenz, Temperatur, Laktat oder Glukose, die während

des Trainings als Belastungsindikatoren oder als Indikatoren des Trainingsfortschrittes heran-

gezogen werden. Ziel ist dabei vor allem der Schutz vor Überforderung sowie schonender

Trainingsaufbau, verbunden mit Leistungsoptimierung.

In der höchsten Schwierigkeitsklasse im Fahrsport starten immer mehr Fahrer. Bis heute do-

miniert auch hier die Erfahrung und das Fingerspitzengefühl. Um die Pferde optimal zu trai-

nieren und vorzubereiten haben die Fahrer Trainingspläne ausgearbeitet, die nur mit hohem

personellen Einsatz umgesetzt werden können. Biologische Daten, z.B. die Herzfrequenz oder

das Blutlaktat werden bislang nicht zu Rate gezogen, da die Meßmethoden und Geräte in der

Regel nicht zur Verfügung stehen und wissenschaftliche Erkenntnisse bei Pferden noch wenig

Eingang in den professionellen Sport gefunden haben.

Es ist Ziel dieser Arbeit, im Rahmen des praktischen Einsatzes von Fahrpferden zu überprü-

fen,

- ob mit Hilfe des Global Positioning Systems (GPS) Geländetraining, Streckenverlauf,

Steigung und unterschiedliche Geschwindigkeiten dokumentiert werden können

- 8 -

- die simultane Aufzeichnung der Herzfrequenz zu den genannten Parametern in Bezie-

hung gesetzt werden kann.

Es wird erwartet, dass die Kombination von GPS und Herzfrequenz geeignet ist, Trainingsun-

terstützung für Pferd und Fahrer zu vermitteln, um gegebenenfalls Überbelastungen und

Schäden vorzubeugen.

- 9 -

2. Literaturübersicht

2.1. Das Global Positioning System (GPS)

Das Global Positioning System (GPS) beschreibt KUPZOG (1999) wie folgt:

Das GPS wurde ursprünglich von der US Air Force und der US Navy im Jahre 1973 für mili-

tärische Zwecke entwickelt. Im Jahre 1977 wurden die ersten Empfängertests durchgeführt

noch bevor die ersten Satelliten im Weltraum stationiert waren. 11 Satelliten wurden in den

Jahren 1978 bis 1985 in den Weltraum gestartet. In den Folgejahren wurden weitere 13 Satel-

liten positioniert. Die nunmehr 24 Satelliten, die in einer Höhe von 20200 km die Erde um-

kreisen, senden ständig Signale aus. Diese Signale kann der GPS-Empfänger empfangen,

wenn er eine uneingeschränkte „Sicht“ auf die Satelliten hat. Der Empfänger vergleicht die

Zeit, zu der das Signal ausgesendet wurde mit der Zeit, zu der das Signal empfangen wird.

Aus dieser Differenz berechnet der Empfänger die Entfernung zum Satelliten. Voraussetzung

ist somit eine exakte und übereinstimmende Uhrzeit von GPS-Empfänger und Satellit. Er-

reicht wird dies dadurch, dass mit Hilfe eines Korrekturfaktors der GPS-Empfänger in der

Lage ist, seine interne Uhr so zu verändern, dass sie mit denen der Satelliten übereinstimmt.

Dazu müssen jedoch mindestens 3 Satelliten empfangen werden. Die Kenntnis der genauen

Entfernungen und der Höhe der Satelliten ermöglichen es nun dem GPS Empfänger, mit Hilfe

der Triangulation den genauen Standort in Längen- und Breitengraden zu errechnen. Mit dem

Empfang weiterer Satelliten kann auch die Höhe der Position bestimmt werden. Durch Aus-

nutzung des Dopplereffekts, der durch die Bewegung bei der Übermittlung der Signalen auf-

tritt, kann die Geschwindigkeit gemessen werden.

Für die weltweite zivile kostenlose Nutzung wurde das GPS erst im Jahre 1993 frei gegeben.

Neben der Nutzung in der Luft-, Land- und Seefahrtnavigation wird das GPS heute auch im-

mer mehr in der biomedizinischen Forschung eingesetzt. Hierbei können neben der genauen

Positionsbestimmung, Geschwindigkeit und Höhe (über dem Meeresspiegel) zusätzlich mit

entsprechender Ausrüstung auch andere Parameter erfasst, kombiniert und gespeichert wer-

den.

2.1.1. GPS in Human- und Sportmedizin

Das GP - System findet zunehmend auch Anwendung in der Medizin. Es ermöglicht Untersu-

chungen von Sportlern z.B. Leichtathleten im Stadion, die früher vor allem auf dem Laufband

- 10 -

stattfanden. Die physiologischen Parameter wie z.B. Herzfrequenz und Geschwindigkeit des

Läufers konnten ohne GPS nur mit Hilfe von aufwendigen Apparaturen auf einem Laufband

erhoben werden. Das GPS ermöglicht dem Sportler ohne jegliche Bewegungseinschränkung

eine Überwachung seiner Körperphysiologie. Er kann in gewohnter Art und Weise seinem

Training nachgehen. ( TERRIER et al. 2000)

Im Rudersport ermöglicht das GPS während der Fahrt differenzierte biomechanische Parame-

ter zu erfassen, die das Ruderboot, die Athleten sowie deren Zusammenspiel betreffen. Ziel

hierbei ist es, den Bewegungsablauf, den Krafteinsatz sowie die Synchronisation innerhalb

einer Mannschaft zu optimieren. Mit Hilfe des GPS wird nicht nur der Athlet, sondern auch

das Boot mit seiner individuellen variablen Geschwindigkeit in einer individuellen Fahrspur

zwischen Start und Ziel erfasst (BLUMENBACH und HENKE 2000).

Im Skispringen wird das GPS zur Messung der Horizontal- und Vertikalgeschwindigkeit ein-

gesetzt. Der Athlet wird mit einem GPS unter dem Sprunganzug und mit einer Antenne am

Helm ausgerüstet. Aus der Beziehung zwischen der Horizontal- und der Vertikalgeschwin-

digkeit lassen sich mit Hilfe spezieller Computerprogramme die Optimierungsparameter für

die Flugphase der Skispringer direkt aus den Messwerten ableiten (BLUMENBACH und

HENKE 2000).

Tabelle 1: Beispiele für weitere Anwendungsgebiete des GPS

Beispiel Funktion Quelle

Biomechanische Fortbewegungbeim Menschen

Messung von Schritthöheund Laufkraft

High-precision satellite positioning sys-tem as a new tool to study the Biome-chanics of human locomotion“, (TER-RIER et al. 2000)

Lokalisation, Geschwindig-keitsmessung

Messung physiologischerParameter von Läufern

The use of GPS and simultaneous meta-bolic measurements during orienteer-ing“, (LARSSON und HENRIKSSON-LARSEN 2001)

Autofahrverhalten unterschied-licher Alterklassen

Überwachung des Fahr-verhaltens

Assessment of driving with the GlobalPositioning System and Video technol-ogy in Young, Middle-Aged, and OlderDrivers „ (PORTER und WHTTON2002)

- 11 -

Im Skialpinsport dient das GPS zur Aufzeichnung unterschiedlicher Fahrspuren und den da-

mit verbundenen Geschwindigkeiten. Hierbei stellte sich z.B. heraus, dass die vom Computer

vorgegebene Ideallinie nicht unbedingt schneller zum Ziel führt, da sie steiler zum Hang ver-

läuft und dadurch der Sportler vor jedem Tor mehr abbremsen muss. Weitere weniger steile

Wege sind deshalb schneller zu fahren (BLUMEBACH und HENKE 2000). Weitere Beispie-

le können der Tabelle 1 entnommen werden.

2.1.2. GPS bei Patientenüberwachung

Eine revolutionierender Fortschritt in der Humanmedizin für die Patientenüberwachung ist die

Kombination eines GPS mit einem Mobilfunksystem (Handy). Hierbei handelt es sich um ein

im Handy integriertes GPS, das der Patient ständig bei sich trägt. Es eignet sich z. B. für

Herz- und Kreislaufkranke, aber auch für Diabetiker oder Epileptiker. Im Notfall betätigt der

Patent eine Notruftaste, mit Hilfe derer er eine Freisprechverbindung zu einer vorher bezeich-

neten Notrufzentrale bekommt. Gleichzeitig werden seine geografischen Koordinaten dorthin

übermittelt. Besteht kein Satellitenempfang, so speichert das Gerät die letzten Daten automa-

tisch und sendet sie an die Notfallzentrale. Ein sogenanntes EKG-Handy nimmt durch einfa-

ches auflegen des Handys auf die Brust ein aktuelles EKG (Elektrokardiogramm) auf und

sendet die Daten an ein Service-Center. Nach Überprüfung der Daten und durch Ermittlung

des Standortes über GPS kann in Notfällen sofort ein Notarzt zum Patienten geschickt werden

(siehe Anhang: Firmenliste)

Eine vergleichbare Nutzung derartiger Geräte ist beim Militär für das Auffinden von verletz-

ten Soldaten in Kampfgebieten im Einsatz. Durch Auflegen des Handys auf die Brust und

Betätigung einer Taste werden die EKG-Daten aufgenommen und an die Notfallzentrale wei-

tergeleitet. Dadurch können die Vitalfunktionen des Soldaten beurteilt werden und die am

schwersten verletzten Menschen können als erste geborgen und gerettet werden. (SATAVA

1997).

2.1.3. GPS im Pferdesport

In nur wenigen Bereichen des Pferdesports sind derzeit Instrumente erlaubt, die einem z.B.

Standort, Geschwindigkeit und Herzfrequenz angeben dürfen. Erstmalig sind GPS-Geräte bei

Distanzritten in der Wüste zur besseren Orientierung mitgeführt worden (Firma Fidelak). Im

- 12 -

Pferdesport ist die Nutzung des GPS für die Erlangung physiologischer Erkenntnisse dagegen

neu.

Bisherige Untersuchungen mit Pferden auf einem Laufband waren sehr apparaturaufwendig.

Bevor die Pferde in Versuchen getestet werden konnten, mussten diese erst einige Zeit an die

neue Laufsituation gewöhnt werden (HENNINGS 2001). Der Einfluss von Reiter, Jockey

oder Fahrer konnte hier zudem nur unzureichend berücksichtigt werden. Das GPS könnte er-

möglichen, dass sich Reiter, Jockeys oder Fahrer frei bewegen können und trotzdem die Kör-

perfunktionen ihrer Pferde physiologisch überwacht werden. Die dazu benötigte Technik wird

derzeit entwickelt. Beispielhaft zu nennen sind der Equipilot und der Polarsportester, die in

diese Arbeit Eingang fanden (siehe Methodik). In der Erforschung der Physiologie von Viel-

seitigkeitspferden wird neuerdings ebenfalls das GPS im Training eingesetzt (Institut für

Tierzucht, Mariensee, Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft ( FAL))

2.1.4. GPS: Einsatz, Potentiale und Grenzen

Das GPS hat schnell an Bedeutung gewonnen. Durch seine überaus zahlreichen Einsatzmög-

lichkeiten ist es nicht nur für die zivile Luft-, Land- und Seefahrt, sondern auch für die Hu-

man- und Veterinärmedizin von Nutzen. In Kombination mit diversen Biosensoren können so

physiologische Daten ohne großen Apparateaufwand und Bewegungseinschränkungen der

Versuchspersonen oder Versuchstiere erfasst werden. Die anfänglich noch etwas unhandliche-

ren GP - Systeme sind heutzutage sehr verkleinert worden. Diese Miniaturisierung bedeutet

einen deutlichen Gewinn in der Anwendung. Die Datenaufnahme- und Speicherungssysteme

sind bis auf die Größe einer Streichholzschachtel geschrumpft, weshalb sie sich auch ohne

weiteres in ein Handy integrieren lassen. Die Leistungsfähigkeit ist durch energiestarke und

stromsparende Batterien für einen mehrere Stunden dauernden Betrieb gesichert. Eine Lang-

zeitanwendung ist so in fast jedem Anwendungsbereich möglich. Die derzeitigen Grenzen der

GP - Systeme sollten jedoch ebenfalls beachtet werden: Horizontale Geschwindigkeiten kön-

nen aufgrund der Triangulation genauer gemessen werden als vertikale. So variieren z. B.

Höhenangaben beim gleichen GPS zu unterschiedlichen Messzeiten als auch der Vergleich

der Höhenangaben mehrere GPS`s untereinander. Die Genauigkeit der Standortbestimmung

liegt bei ca. 5 Metern (KUPZOG 1999). Der Empfang des GPS – Signals ist auch abhängig

- 13 -

vom Standort des Gerätes. So empfängt es nur unter freiem Himmel und ohne Abschirmung

von zu nahen und zu hohen Gebäuden oder zu dichter Vegetation.

Zukünftig vorstellbare Einsatzmöglichkeiten eines GPS können der Tabelle 2 entnommen

werden.

Tabelle 2: Einsatz und Möglichkeiten für Global Positioning System im Pferdesportund Veterinärmedizin

2.2. Herzfrequenz

2.2.1. Grundlagen

Als Herzfrequenz bezeichnet man die Zahl der Herzaktionen pro Minute. Die Herzfrequenz

der Pferde ist genetisch verankert (LOVING und JOHNSTON 1993). Sie ist rasseabhängig,

geschlechtsabhängig, abhängig vom Alter und auch von der Körpergröße (PHYSICK-

SHEARD 1985; CIKKRYTOVA et al. 1991; STRAUB et al. 1984; PERSSON und ULL-

BERG 1974). Im Ruhezustand beträgt sie 28 - 40 Schläge pro Minute.

In Bewegung und unter Belastung kommt es zu einem erhöhten Sauerstoffbedarf in der Mus-

kulatur. Damit mehr Sauerstoff pro Zeiteinheit durch den Körper transportiert werden kann,

muss das Herzzeitvolumen und somit die Herzfrequenz gesteigert werden. Ein Regelmecha-

nismus ist der Bainbridge – Reflex, bei dem die Erhöhung der Herzfrequenz über den Anstieg

des Blutdruckes in der rechten Vorkammer erfolgt (SILBERNAGEL und DESPOPOULOS

1991). Innerhalb von Sekunden reagiert das Herz auf einen erhöhten Bedarf an Sauerstoff

Einsatz im Pferdesport Möglichkeiten

Vielseitigkeit Differenzierung der Belastung bei unterschiedli-chen Anforderungen

Trabrennsport Trainingsoptimierung und Geschwindigkeitsüber-prüfung

Fahrsport Kontrollmöglichkeiten der Geschwindigkeit undder Belastung unter Wettkampfbedingungen

Galopprennsport Trainingsoptimierung und Geschwindigkeitsüber-prüfung

- 14 -

(ENGELHARDT v. 1977), dabei spiegelt die Höhe des Anstiegs der Herzfrequenz die Inten-

sität der Belastung wieder. Daher geht jede Belastungsänderung mit einer entsprechenden

Anpassung der Herzfrequenz einher.

Dass Arbeitsintensität und Geschwindigkeit für die Änderung der Herzfrequenz verantwort-

lich sind, konnten beim Pferd unter anderen EHRLEIN et al. (1973) und WILSON et al.

(1983) zeigen.

Tabelle 3: Faktoren, die die Herzfrequenz beeinflussen

2.2.2. Herzfrequenz als Belastungsindikator für Kondition

Als Kondition bezeichnet man die körperliche Leistungsfähigkeit eines Lebewesens. Sie be-

inhaltet Ausdauer, Kraft und Schnelligkeit.

Die Herzfrequenz eines Pferdes ist z.B. abhängig von der Geschwindigkeit und von körperli-

cher Belastung. Die körperliche Belastbarkeit eines Pferdes kann durch Zugleistung, Über-

windung von Geländesteigungen und von der zeitlichen Dauer der Leistung gekennzeichnet

sein. Ein Geschwindigkeitszuwachs geht mit einem Anstieg der Belastung einher. Bis in sub-

maximale Belastungsbereiche verhält sich die Herzfrequenz linear dazu. Dieser Bereich liegt

ca. zwischen 120 - 210 Schlägen pro Minute (EHRLEIN et al. 1970a, b; LINDHOLM und

SALTIN 1974; HENNINGS 2001). Unterhalb von 120 Schlägen pro Minute ist eine hohe

Variabilität durch Umwelteinflüsse und psychische Einflüsse gegeben (STRAUB et al. 1984;

THORNTON 1985). Herzfrequenzen über 210 Schlägen pro Minute werden zur maximalen

Belastung gerechnet; dabei kommt es neben dem aeroben Stoffwechsel vermehrt zum anaero-

ben Stoffwechsel (Erhöhung von Laktat), sowie zum Verlust der Linearität von Herzfrequenz

und Belastungsintensität.

Rasse Alter Konstitution Belastung

Geschlecht Gravidität Sauerstoffbedarf Stress

Körpertemperatur Blutdruck Krankheit Psyche

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Im Spektrum der submaximalen Belastung kommt es anfangs bei Laständerung (vermehrter

Last) zu einer überschießenden Reaktion der Herzfrequenzänderung bevor sich dann im wei-

tern Verlauf der Belastung nach ca. 40 – 120 Sekunden ein „steady state“ auf einem niedrige-

ren Niveau einstellt (PERSSON 1967; EHRLEIN et al. 1970a, b). PERSSON (1967) erklärte

den anfänglich über die Plateauphase hinausgehenden Anstieg der Herzfrequenz anhand

zweier Phänomene:

bei der Beschleunigungsphase muss mehr Energie aufgewendet werden, als zur Aufrechter-

haltung einer konstanten Belastung benötigt wird

die Entspeicherung der Milz findet verzögert statt, dadurch erfolgt die Anpassung an das er-

höhte Arbeitsniveau nur allmählich.

Außerdem konnte PERSSON (1983) zeigen, dass der Einfluss exogener Faktoren auf die

Herzfrequenz bei geringer Belastung größer (< 120 Schlägen pro Minute) ist. Oberhalb davon

ist ein Einfluss psychischer Komponenten auf die Herzfrequenz weniger relevant (EVANS

und ROSE 1988; PERSSON 1983).

Eine weitere Einflussgröße auf die Herzfrequenz im unteren Bereich stellt der Charakter der

Tiere da (STRAUB et al.1984). Pferde mit ausgeglichenem Charakter reagieren auf äußere

Einflüsse mit kaum merklichen Herzfrequenzerhöhungen. Übereifrige und sehr nervöse Tiere

lassen sich schnell von ihrer Arbeit ablenken und zeigen ihre Erregung nicht nur durch scheu-

en, tänzeln und vermehrtes schwitzen, sondern auch in ihren sprunghaften Herzfrequenzver-

änderungen.

Die maximale Herzfrequenz ist individuell unterschiedlich für jedes Pferd und ist abhängig

vom Trainingszustand (FOREMAN 1984; SEEHERMAN und MORRIS 1991; ART et al.

1994). Bei Warmblütern liegt sie bei 200-220 Schlägen pro Minute. Nach SNOW (1990) liegt

sie eher bei 210 - 240 Schlägen pro Minute.

Nach Ende einer maximalen Belastung stellt sich ein relativ rascher Abfall der Herzfrequen-

zen innerhalb von 30-60 Sekunden auf Werte um etwa 100 Schläge pro Minute ein. Danach

erfolgt die Abnahme der Herzfrequenzen langsamer (PERSSON und LYDIN 1983; PHY-

SICK – SHEARD 1985 ), bis nach ca. 20-60 Minuten der Ausgangswert wieder erreicht wird.

Die Länge der Erholungszeit ist abhängig davon, ob es zum vermehrten anaeroben Stoff-

wechsel während der vorausgegangnen Belastung gekommen ist (PERSSON und LYDIN

1983; FOREMAN et al. 1990).

- 16 -

Tabelle 4: Herzfrequenzverhalten im Schritt, Trab und Galopp

(nach DIEZ und WIESNER (1982))

2.3. Anforderungen an Fahrpferde im Wettkampf

Als Regelwerk für alle Pferdesportarten gibt es die Leistungsprüfungsordnung (LPO), die von

der Federation National (FN) mit Sitz in Warendorf herausgegeben wird (LPO 2004). Seit

Mitte letzten Jahrhunderts gibt es im Pferdesport den Fahrsport, der bis zur schweren Klasse

im gesamten Bundesgebiet und international in Leistungsprüfungen gezeigt wird.

Man unterscheidet in der LPO des Jahres 2004 die Kategorien A und B und innerhalb dieser

wiederum Klassen. In der Kategorie A gibt es nur die Klasse S, die die schwerste Prüfungs-

form darstellt. In der Kategorie B gibt es die Klassen A und M. Die Klasse A ist für Anfänger

geeignet und die Klasse M für Fortgeschrittene. Neben Einzelprüfungen in Dressur- und Ke-

gelfahren werden auch so genannten kombinierte Prüfungen im Fahrsport getrennt für Pferde

und Ponys ausgeschrieben. Hier werden die Fahrpferde in der jeweiligen Klasse A, M oder S

(als Ein-, Zwei- und Vierspännerprüfung) einer Dressurprüfung, einem Kegelfahren und einer

Geländefahrt unterzogen. In der Dressur der Klasse M wird ein höherer Ausbildungsgrad der

Pferde überprüft als in der Klasse A. In der Geländeprüfung mit Hindernissen steigert sich

innerhalb der Klassen lediglich die Gesamtzahl der Hindernisse und deren Tordurchfahrten

von der Klasse A mit insgesamt 4 Hindernissen und 4 Tordurchfahrten auf 5 Hindernissen mit

je 5 Tordurchfahrten in der Klasse M. In der Kategorie A mit der Klasse S ist in der Dressur

die höchste Ausbildungsstufe der Pferde erreicht. Im Gelände steigern sich die Anforderungen

Gangart Geschwindigkeit (m/min) HF-Bereich (b/min)

Schritt bei Warmblütern 11 bis 25 70 bis 90

Trab: in Abhängigkeit von derGeschwindigkeit bei Galoppern

25010001500

83 bis 129136124

Galopp: in Abhängigkeit von der Ge-schwindigkeit bei Galoppern

350 bis 450550 bis 650750 bis 850850 bis 1000

120 bis 150158 bis 198192 bis 216239 bis 253

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auf bis zu 7 Hindernisse mit je 6 Tordurchfahrten. Im Kegelfahren in den Kategorien A und B

wird durch schwierigere Streckenführung innerhalb des Kegelparcours der höhere Ausbil-

dungsgrad der Pferde überprüft. Die Prüfungen werden dabei an 2 oder 3 auf einander folgen-

den Tagen absolviert, wobei die Pferde vor allem im Gelände stark beansprucht werden. Es

werden dabei nicht nur Kondition, sondern auch Konzentrationsvermögen und Leistungsbe-

reitschaft den Pferden abverlangt.

Tabelle 5: Auszug aus der LPO 2004: Gelände- und StreckenfahrtenAufgeteilt nach Leistungsklassen können aus der Tabelle die jeweiligen Strecken (km) für dieverschiedenen Abschnitte der Geländefahrt entnommen werden. In den Anspannungsartengibt es Unterschiede bezüglich der Streckenlänge

Um gesundheitlichen Schäden vorzubeugen, werden innerhalb der Turnierprüfungen in der

Regel bis zu drei veterinärmedizinische Untersuchungen durchgeführt. Die erste erfolgt un-

mittelbar nach der Anreise auf das Turniergelände, die zweite zwischen der Streckenfahrt und

der Geländefahrt mit Hindernissen (nach ca. 60 Minuten in der 10-minütigen Zwangspause)

und die dritte vor dem Kegelfahren am nächsten Tag. Diese Maßnahmen dienen der Kontrolle

und dem Schutz der Gesundheit der Tiere. Hierbei wird besonders auf die Reinheit der Gänge,

aber auch auf Atem- und Herzfrequenz geachtet. Lahmende Tiere werden von der weiteren

Prüfung ausgeschlossen.

Einspänner Klasse A Klasse M Klasse S

Wegstrecke (km) - Gangart beliebig 2 - 4 3 - 5 4 - 6

Schrittstrecke (km) 0,8 -1 0,8-1 0,8 - 1

Geländetrabstrecke mit Hindernissen (km) 3 - 4 4 - 6 8

Zwei- und Vierspänner

Wegstrecke (km) - Gangart beliebig 2 - 4 4 - 6 5 - 7

Schrittstrecke (km) 0,8 - 1 0,8 - 1 0,8 - 1

Geländetrabstrecke mit Hindernissen (km) 3 - 4 5 - 7 5 - 9

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3. Eigene Untersuchungen

3.1. Aufgabenstellung und Ziele

Mit Unterstützung des Global Positioning System (GPS) wurde erstmalig bei Fahrpferden

während einer Geländefahrt mit einem industriell gefertigten Messgerät simultan die Herzfre-

quenz und die Geschwindigkeit aufgezeichnet. Die Untersuchungen unterteilen sich in Vor-

und Hauptversuche.

3.1.1. Vorversuche

Hauptziel der Vorversuche war die Überprüfung der Eignung des GP - Systems in der An-

wendung bei Fahrpferden im Gelände. Dabei wurde Wert gelegt auf:

- Training der Handhabung des Equipiloten und der Auswertung der Daten

- Optimierung der Anbringung der technischen Ausrüstung am Einspännergeschirr

- Erfassung von Unterschieden in der Herzfrequenz bei steigender Belastung und höhe-

ren Geschwindigkeiten

- Erfassung von Erholungswerten nach Belastung

In den Vorversuchen wurde die Anwendung des Equipiloten und das damit verbundene Zu-

sammenspiel zwischen Elektroden und Einspännergeschirr erprobt.

Außerdem wurden in den Vorversuchen die Durchführungsmodalitäten hinsichtlich der Da-

tenaufnahme und -übermittlung auf den Computer festgelegt.

Neben diesen technischen Vorbereitungen stand die Erfassung von Unterschieden in der

Herzfrequenz bei unterschiedlicher Belastung und bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten

im Mittelpunkt. Bei den Trainingsfahrten wurde besonderer Wert auf unebenes Gelände für

wechselnde körperliche Belastungen und auf Geschwindigkeitsunterschiede mit entsprechen-

dem Wechsel der Gangarten gelegt.

3.1.2. Hauptversuche

Im Fahrsport werden insbesondere in den Geländeprüfungen hohe Anforderungen an die

Leistung der Pferde gestellt. Bislang haben sich jedoch nur wenige Arbeiten mit Aspekten der

Belastung im Fahrsport befasst. Die nachfolgenden eigenen Untersuchungen haben daher zum

Ziel,

- 19 -

- die Anwendbarkeit der simultanen Aufzeichnung von GPS – Signalen und Herzfre-

quenzen mit Hilfe eines industriell gefertigten Instruments zu zeigen

- die Herzfrequenzen während einer Belastung bei Einspännern in einer vorgegebenen

Geländestrecke zu ermitteln

- eine Abhängigkeit der Herzfrequenzen von Geschwindigkeiten und Hindernissituatio-

nen aufzuzeigen

- Abhängigkeiten zwischen trainierten und untrainierten Fahrpferden aufzuzeigen

- 20 -

4. Methodik und Material

4.1. Vorversuche

Die Vorversuche wurden im Juli 2001 durchgeführt. In den Vorversuchen wurden insgesamt

4 Pferde eingesetzt: 2 untrainierte Friesenstuten im Alter von 5 und 6 Jahren, ein trainierter 10

jähriger gekörter Friesenhengst und ein 6jähriger Westfalenwallach. Der Ausbildungsstand

der Friesenstuten entsprach der Klasse A (LPO 2004), der des Friesenhengstes und des Wal-

lachs der Klasse M (LPO 2004). Im Turnierfahrsport dieser Klassen sind alle Versuchspferde

sowohl einspännig als auch zweispännig gestartet worden. Die größte Erfahrung im Sport

besitzt der Westfalenwallach, der bereits in kombinierten Fahrprüfungen mit Dressurprüfung,

Kegelfahren und Geländewegstrecke mit Hindernissen eingesetzt worden war.

Der Trainingszustand des Versuchskollektivs war sehr unterschiedlich. Die Friesenstuten hat-

ten ganztägigen Weidengang und wurden nur gelegentlich geritten oder gefahren. Sie dienen

fast ausschließlich als Zuchttiere und leben von frischem Wiesengras und Wasser, welches

ihnen ad libidum zur Verfügung stand. Der Friesenhengst wurde im Stall bei Stroheinstreu

gehalten und mit 2 kg Hafer, 5kg Heu und Wasser ad libidum gefüttert. Er wurde täglich ge-

fahren oder geritten. Der Wallach wurde im Stall bei Stroheinstreu mit täglichem Weidenauf-

enthalt in der Gruppe gehalten. Seine Fütterung bestand aus 2 kg Hafer, 5 kg Heu und sowie

Gras und Wasser ad libidum. Die tägliche Bewegung war neben dem Weidengang eine Reit-

stunde oder eine Trainingsfahrt ins umliegende Gelände.

4.2. Hauptversuche

4.2.1. Das Thüringer schwere Warmblut – die Entwicklung zum Fahrpferd

Im Pferdesport unterscheidet man Voll-, Warm- und Kaltblüter sowie Traber. Für den Reit-

sport eignen sich vor allem Voll- und Warmblüter, für den Fahrsport werden Warm- und

Kaltblüter, aber auch Traber eingesetzt.

Jedes Zuchtgebiet hat seine eigene Rasse, die sich für die entsprechende Disziplin besonders

eignet. In Thüringen ist dieses das schwere Warmblut, dass sich in den letzten Jahren immer

mehr zum Fahrpferd innerhalb des Turniersports entwickelt hat.

Das Thüringer schwere Warmblut wird von BAUMGARTEN (1998) als die älteste Pferderas-

se Thüringens beschrieben. Es lässt sich seit 1844 als mittelschweres Arbeitspferd zurück

verfolgen. Das Thüringer schwere Warmblut ist vom Typ her ein Karossier. Die ersten Zucht-

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tiere waren mittelgroß und hatten eine tiefe und breite Brust. Die Gliedmaßen waren kurz und

die Pferde zeichneten sich durch Langlebigkeit und Leichtfutterigkeit aus. Rassetypisch war

auch ihre Gangmechanik. Aufgrund ihres ausgeglichenen Charakters und ihrer Leistungsbe-

reitschaft dienten die Tiere als Arbeitspferde auf dem Feld und im Transportwesen. Als Reit-

pferde haben sie sich nicht durchsetzen können.

Das äußere Erscheinungsbild des Thüringer schweren Warmblutes hat sich im Laufe der Jahre

zuchtbedingt geändert. Heute gibt es Rappen, Braune und Schimmel, jeweils mit wenig Ab-

zeichen. Die Widerristhöhe liegt zwischen 157 cm und 165 cm. Die Köpfe sind ausdrucks-

stark mit großen Augen. Der Hals ist gut angesetzt, mittellang und gut bemuskelt. Der Körper

ist mit einer langen schrägen Schulter, einem erkennbaren Widerrist und mit einem elasti-

schen Rücken ausgestattet. Die Lendenpartie ist gut bemuskelt und die Kruppe leicht geneigt.

Das Fundament besteht aus korrekten trockenen Gliedmaßen mit ebensolchen Gelenken und

regelmäßigen festen Hufen. Seine besonderen Merkmale sind sein guter Charakter und seine

Leichtfutterigkeit.

Im Vergleich zu den ersten Zuchttiere sind die heutigen durch Einkreuzung (z.B. Vollblüter)

entsprechend ihrer Nutzung größer und eleganter geworden.

Die Thüringer schweren Warmblüter eignen sich deshalb besonders für den Fahrsport, weil

sie einen schwungvollen Bewegungsablauf zeigen. Außerdem haben sie ein ausgeglichenes

Temperament. Aufgrund ihrer Statur eignen sie sich auch für schwere Prüfungen, in denen

mehr Leistungsbereitschaft und Ausdauer abverlangt werden (BAUMGARTEN 1998).

4.2.2. Versuchskollektiv der Hauptversuche

Bei den Pferden der Hauptversuche handelte es sich um 7 Thüringer schwere Warmblutstuten

im Alter von 5 – 10 Jahren des Gestüts Käfernburg in Arnstadt / Angelhausen. Die Ver-

suchstiere entsprachen dem heutigen Typ des schweren Warmblutes. Sie sind eingetragene

Staatsprämienstuten, die außer zur Zucht auch als Fahrpferd im Fahrsport bis zur Klasse M

(LPO 2004) eingesetzt wurden. Nur eine Stute (Antje) wurde auch als Reitpferd im Gelände

geritten. Im Alter von 3 Jahren haben die Stuten alle eine Stutenleistungsprüfung abgelegt,

aufgrund derer sie zur Staatsprämienstute ernannt worden sind. Gezüchtet und aufgezogen

sind sie vom Besitzer des Gestüts. Er hat die Tiere ausgebildet und fährt sie auch auf Fahrtur-

nieren.

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4 von den 7 Stuten waren im ersten Teil der Hauptversuche im 5. bis 6. Monat tragend. Eine

Stute war erst im 4 Monat tragend. Sie wurden alle in der laufenden Saison in der Klasse M

(LPO 2004) im Turnierfahrsport eingesetzt. Die Warmblutstuten wurden dabei zweispännig

in kombinierten Prüfungen mit Dressurprüfungen, Kegelfahren und Geländewegstrecken mit

Hindernissen gestartet. Darüber hinaus wurden sie auch einspännig gefahren.

Sie wurden in Stallboxen auf Stroh mit täglichem Weidegang in der Gruppe gehalten. Einzel-

ne Stuten führten noch ihr Fohlen bei Fuß. Die Fütterung bestand aus 4 kg Hafer, 5 kg Heu,

Wiesengras und Wasser ad libidum. Im zweiten Teil der Hauptversuche hatten alle Stuten

gefohlt. Nach dem ersten Teil der Hauptversuche waren alle Stuten nicht mehr gefahren oder

geritten worden, sondern wurden ausschließlich im Stall gehalten.

Das Versuchskollektiv der Hauptversuche bestand aus 7 Pferden im Teil 1 (untersucht im

Oktober 2001) und denselben Pferden im Teil 2 (untersucht im April 2002). Im 2. Teil konn-

ten 2 Tiere verletzungsbedingt nicht wieder eingesetzt werden, so dass sich die Anzahl der

Versuchspferde zu diesem Zeitpunkt auf 5 reduziert hatte. In beiden Teilen der Hauptversuche

wurde die gleiche Versuchsstrecke mit denselben Tieren einspännig gefahren.

4.3. Messgeräte

In dieser Arbeit wurde mit einem kombiniertem Datenerfassungssystem, bestehend aus dem

Equipiloten, Typ 3.0 (Firma Fidelak GmbH, 59174 Kamen, Deutschland) und dem Polar

Sporttester (Polar Electro GmbH, 64572 Büttelborn, Deutschland), gearbeitet. Der Equipilot

beinhaltet zwei Empfangsmodule:

- einen GPS – Empfänger (Global Positioning System)

- einen Empfänger für die vom Polarsporttester gesendeten Herzfrequenzen.

Die Technik dieses Equipiloten ist in einem PVC-Gehäuse mit den Ausmaßen von 2,5 cm in

der Höhe, 13 cm in der Länge und 11 cm in der Breite untergebracht. Die Messwerte können

auf einem alphanumerischen LCD – Display abgelesen werden. Die Bedienung des Equipilo-

ten erfolgt über eine Folientastatur. Zu den Dienstprogrammen des GPS gehören: Anzeige der

freien Speicherkapazität, Speicher Löschfunktion, Startaufzeichnung, Wahl der Aufzeich-

nungsrate und die Datenübertragung zum PC.

Die technischen Parameter werden auf dem alphanumerischen Display 2-zeilig, a 16 Zeichen

und mit 5 x 10 Pixel in folgenden Einheiten angezeigt: die Uhrzeit in Stunden, Minuten und

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Sekunden mit einer Auflösung von +/- 1 sec, die Stoppuhr in Stunden, Minuten und Sekunden

mit einer Auflösung von +/- 1 sec, die aktuelle Geschwindigkeit in Kilometer / Stunde mit

einer Auflösung von +/- 0,1 km/h, die Durchschnittsgeschwindigkeit in Kilometer / Stunde

mit einer Auflösung von 0,2 km/h, der zurückgelegte Weg in Meter mit einer Auflösung von

1 m, die Höhe über dem Meeresspiegel in Höhenmeter mit einer Auflösung von +/-1m, die

geografische Position in Breiten- und Längengrad mit einer Auflösung von 0,0001 Sekunden

und die Pulsfrequenz des Pferdes in Herzschläge / Minute mit einer Auflösung von +/- 1 b/s.

Da die Höhenmeter vom Equipiloten zwar angezeigt, aber nicht gespeichert werden, sind die

Höhenmeter im Ergebnisteil dieser Arbeit aus der topographischen Karte abgelesen und inter-

poliert worden. Die Stromversorgung für das GPS erfolgt über einen Hochleistungsakku 4,8

VDC. Die Stromaufnahme beträgt ca. 150 mA und lässt damit eine Betriebsdauer von ca. 4-8

Stunden zu. Das Akkuladegerät ist ein 230 VAC mit 50-60 Hz. Die Akkuladung dauert ca. 5

Stunden. Für die Datenübertragung der gespeicherten Daten wird ein Interface benötigt, das

die Verbindung zwischen Equipiloten und Computer über eine serielle RS-232 – Schnittstelle

herstellt. Nach der Datenübertragung erfolgt die Auswertung und Weiterverarbeitung der Da-

ten über den PC. Es besteht zudem die Möglichkeit, die erhobenen Daten des Equipiloten in

eine Exceldatei zu exportieren, um sie einer weiteren Auswertung zuzuführen (siehe Tabelle

6).

Tabelle 6: Schema für einen in Excel exportierten DatensatzDie Datensätze werden gemäß des am Equipiloten eingestellten Zeitintervalls chronologischnummeriert. Die Entfernungen X und Y werden jeweils als Distanz zum Ausgangspunkt an-gegeben. Nach Initialisierung des Equipiloten sind alle Daten in der ersten Zeile auf Null. Inden Vorversuchen erfolgte die Datensatzakquisition sekündlich, in den Hauptversuchen er-folgte diese alle 5 sec

Zunächst wurde das GP - System im eigenen PVC – Kasten auf dem Kammdeckel mit

Schrauben unter den Leinenführringen befestigt. Dies erwies sich jedoch als zu aufwendig,

Datensatz-Nr. Zeit [sec] X [m] Y [m]

Speed [km/h] Puls [b/min] Anzahl Satelliten

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insbesondere dann, wenn das GP - System schnell zu wechseln war. Daher wurde in der Folge

die Anbringung vereinfacht.

In den Vor- und Hauptversuchen wurde der Equipilot schließlich so angebracht, dass er hori-

zontal am Kammdeckel mit Hilfe einer Tasche befestigt wurde (Abb.3). Von den 2 Elektro-

den wurde eine unter den Kammdeckel gelegt, die andere wurde unter den großen Bauchgurt

mit einer Manschette befestigt. Die Kontaktstellen wurden zur besseren Übertragung ange-

feuchtet. Der Polarsport Tester wurde ebenfalls am Kammdeckel an einer Schnalle des Ge-

schirrs befestigt. Während der Fahrt waren keine Parameter vom Fahrer ablesbar. Jedes Pferd

ist die gleiche Wegstrecke gefahren worden und innerhalb dieser auch mit der gleichen Gang-

art.

Abb. 1.: unbefestigter GPS-Empfänger1: LCD Anzeige 2: Tasten für Programmauswahl3: Ein / Ausschalter 4: Befestigungsmöglichkeit5: PVC Gehäuse

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Abb. 2.: Polar Sporttester: Sendmodul mit 2 ElektrodenDer Polar Sporttester besteht aus 2 flachen Elektroden zur Aufnahme der Herzfrequenz. Diesesind mit einem Sender verbunden, der die registrierte Herzfrequenz an das Datenspeiche-rungssystem des Equipiloten sendet. Die Sendereichweite beträgt ca. 1 Meter. Die Stromver-sorgung des Senders erfolgt durch eine Lithiumbatterie, +3 VDC. An den EKG – Elektrodensind Laschen zur Aufnahme von Befestigungsgummis angebracht.

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Abb. 3.: Lage des Equipiloten und der Elektroden am Geschirr1:: Befestigung Equipilot2: Elektrode eins unter dem Kammdeckel3: Sender des Polarherzfrequenzmessgerätes an der Schnalle4: Elektrode zwei unter dem Bauchgurt

Die für den Equipiloten adaptierte Software ermöglicht am PC folgende Darstellungen: grafi-

sche Darstellung der Wegstrecke in einem Koordinatensystem, Anzeige der Geschwindigkeit,

- 27 -

Anzeige des Geschwindigkeitsprofils, Anzeige der zurückgelegten Wegstrecke, Anzeige der

Qualität des Satellitensignals, einen Vergleich mit vorherigen Messreihen.

Es können Diagrammabschnitte vergrößert und verkleinert werden. Entlang einer Zeitachse X

werden die Geschwindigkeit und die Herzfrequenz grafisch parallel aufgetragen.

Abb. 4.: Bildschirmkopie der Equipilotsoftware, Vorversuche1: Wegstreckenführung 2: Herzfrequenzaufzeichnung3: Geschwindigkeitsaufzeichnung 4: Anzahl der Satelliten

Eine bessere grafische Auswertung von Herzfrequenz und Geschwindigkeit war innerhalb des

Programms über den Link „Detail Auswertung“ möglich. Über den Link „Parameter“ konnten

die Koordinatenverhältnisse sowie der Startort geändert werden.

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Abb. 5.: graphische Darstellung von Herzfrequenz und Geschwindigkeit1: Geschwindigkeit 2: Herzfrequenz

4.4. Versuchsablauf

4.4.1. Vorversuche

Die Praktikabilität des Equipiloten zusammen mit dem Polarsystem wurde in Vorversuchen

getestet. Die Aufzeichnungen begannen nach dem Anschirren des Pferdes. Dabei trat nach

dem Einschalten eine ca. 2 – minütige Verzögerung auf, in der der GPS - Empfänger mit den

Satelliten Kontakt herstellte. Nach Sicherstellung des Empfangssignals und Kontrolle, dass

auch die Herzfrequenz aufgezeichnet wurde, wurde die Fahrt aufgenommen. Bei den Trai-

ningsfahrten wurde besonderer Wert auf unebenes Gelände für wechselnde körperliche Belas-

tungen und auf Geschwindigkeitsunterschiede mit entsprechendem Wechsel der Gangarten

gelegt. In den Vorversuchen wurden Wegstrecken mit unterschiedlicher Beanspruchung und

unterschiedlicher Gesamtlänge gefahren.

Die Standardstrecke der Vorversuche bestand sowohl aus ebenem Gelände als auch aus ber-

gigen Abschnitten, die in allen 3 Gangarten Schritt, Trab und Galopp gefahren werden konn-

ten. Die Vorversuche wurden im Juli 2001 durchgeführt.

1

2

- 29 -

Abb. 6.: Beispiel für Streckenführung in den Vorversuchen

In der Abbildung 6 wird die Geländefahrt durch unterschiedliche Strichführung dargestellt.

Die Höhenmeterangaben wurden dabei aus der topographischen Karte entnommen. Zunächst

wurde das Pferd im „Schritt 1“ vom Stall weggefahren. Diese Wegstrecke war 717 m lang

und es ging stetig bergauf mit insgesamt 27,5 Höhenmetern. Es folgte der „Trab 1“ mit zu-

nächst 281 m Wegstrecke und weitern 15 Höhenmetern bergauf, dann in einer Länge von 377

m mit 20 Höhenmetern bergab. Anschließend folgte der „Schritt 2“ mit 17,5m immer noch

bergab auf einer Länge von 259 m. Im weiteren Verlauf der Fahrt wurde wieder angetrabt

über eine Länge von 259 m, mit „Trab 2“ in der Abbildung gestrichelt dargestellt. Es wurde

weiterhin bergab gefahren mit 10 Höhenmetern. Darauf folgte wieder ein kurzer „Schritt 3“

mit nur 37 m Länge und nur 2,5 Höhenmetern bergab. Im Anschluss daran wurde „Trab 3“

mit 181 Längenmetern und 10 Höhenmetern bergauf gefahren. Es wurde nun ein längeres

Stück galoppiert mit einer Gesamtlänge von 537 m und diese mit 2,5 Höhenmetern bergauf,

in der Abbildung mit Punkt und Strich dargestellt. An den „Galopp“ schloss sich „Trab 4“ mit

534 m und mit 27,5 Höhenmetern bergab an. Nach einem steilen Abstieg im „Schritt 4“ mit

20 Höhenmetern auf einer Gesamtstrecke von 251 m folgte „Schritt 5“ mit 355 m und einem

- 30 -

ebenso steilen Bergauffahren von 30 Höhenmetern. Weiter ging es mit „Schritt 6“ mit 158 m

Wegstrecke und 15 Höhenmetern weiterhin bergauf. Nachdem nun das Tal verlassen worden

war, wurde angetrabt mit „Trab 5“ über 840 m und bergab mit 12,5 m. Gegen Ende dieser

Fahrt wurde wieder zum „Schritt 7“ übergegangen und dieser führte mit 99 m und 5 Höhen-

metern bergauf zurück zum Ausgangspunkt.

Vor dem Abschalten wurde der Equipilot auf Satellitenkontakt überprüft. Dies Prozedere war

insofern bedeutsam, da ohne abschließenden Satellitenkontakt vor der Ausschaltung des Ge-

rätes keine Datenspeicherung stattfand.

4.4.2. Hauptversuche - Teil 1 und Teil 2

4.4.2.1. Versuchsablauf

Die Hauptversuche mit 7 schweren Warmblutstuten fanden im Anschluss an die Turniersai-

son im Oktober 2001 statt. Zum Versuchsteam gehörte der Kutscher mit 85 kg Körpergewicht

sowie ein Beifahrer mit 50 kg Körpergewicht und die Kutsche mit 270 kg. Die Körpermasse

der Pferde lag bei 600 kg, sie wurden zuvor vom Gestütsbesitzer gewogen. In der vorliegen-

den Arbeit werden alle Pferde aus der Versuchsgruppe am Ende der Turniersaison als „trai-

nierte Gruppe“ und die gleichen Tiere 174 Tage später als „untrainierte Gruppe“ bezeichnet.

Alle Pferde wurden nach einem standardisierten Versuchsprotokoll untersucht (Anhang

10.5.).

Zu Beginn jedes Versuchs wurde vom Pferd die Herzfrequenz mit Hilfe eines Stethoskops

manuell im Stall ermittelt. Anschließend wurde das Pferd geputzt, angeschirrt, mit dem Polar-

system ausgerüstet und aus dem Stall ins Freie geführt. Der Equipilot wurde eingeschaltet und

anschließend ca. 2 Minuten auf den Empfang der Satelliten gewartet. Es wurde geprüft, ob die

gesendeten Herzfrequenzen auf dem Display abgelesen werden konnten, bevor die Aufzeich-

nung gestartet wurde. Erst dann wurde der Equipilot am Kammdeckel befestigt. Im Stehen

vor dem Stall wurde 3 Minuten lang die Herzfrequenz aufgezeichnet, bevor das Pferd ca. 80

m zu einem Marathonwagen geführt wurde. Nach dem Anspannen an die Kutsche wurde e-

benfalls 3 Minuten lang die Herzfrequenz gemessen, um dann im Schritt die Fahrt zu begin-

nen. Das Gestüt Käfernburg liegt 324 m über dem Meeresspiegel. Die Schrittstrecke verlief

vom Gestüt entfernt durch ein Wohngebiet. Nach ca. 10 Minuten und ca. 780 m wurde ange-

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trabt. Die Trabstrecke betrug 600 Meter. Es folgte eine Straßenüberquerung und dann ein

Bergaufstieg im Schritt um auf eine fast ebene Wiese zu gelangen. Diese Wiese liegt auf ca.

415 Meter über dem Meeresspiegel und grenzt an einen Wald an. Das Versuchsgelände ist

nicht ganz eben, so dass es immer wieder zu Höhendifferenzen zwischen 15-20 Metern

kommt. Hier wurde wieder angetrabt, um das erste Hindernis (Hindernis 1) zu durchfahren.

Start und Ziellinie waren in diesem Hindernis nicht identisch. Die Anforderungen für dieses

Hindernis entsprachen der Klasse A (LPO 2004). Es waren 4 Tore zu passieren. Zwischen

dem Durchfahren der Start- und Ziellinie wurde die Zeit gestoppt. Das Hindernis 1 (Abb. 8)

hatte eine Länge von 169 Metern und lag an einem Waldrand. Der Boden war sehr uneben.

Die Tordurchfahrten bestanden aus Bäumen rechts und links und hatten eine Breite von ca. 3

Metern. Die Reihenfolge der Tore wurde anfangs vom Fahrer festgelegt und wurde bei allen

folgenden Versuchabläufen beibehalten. Nach dem Verlassen des Hindernisses und dem Pas-

sieren der Ziellinie wurde im Schritt weitergefahren. Diese Schrittphase hatte eine Länge von

ca. 660 Metern. Danach wurde die Startlinie für das zweites Hindernis (Abb. 9), das ebenfalls

den Anorderungen der Klasse A entsprach, im Trab passiert. Es handelte sich diesmal um ein

angelegtes Hindernis aus Holzstangen mit einer Durchfahrtsbreite von jeweils ca. 3 Metern.

Start- und Ziellinie differierten bei diesem Hindernis. Es wurden ebenfalls 4 Tore durchfah-

ren. Nach Durchfahren der Ziellinie wurde zum Schritt zurückgekehrt. Auch hier wurde die

Reihenfolge bei allen weiteren Versuchsabläufen beibehalten. Die Hindernislänge betrug 121

Meter. Es folgten wieder 5 Minuten Schritt über eine Strecke von 727 Meter. Im Anschluss

daran folgte die Galoppphase. Die Pferde wurden durch den Fahrer aufgefordert zu galoppie-

ren und galoppierten solange, bis sie von selbst wieder in den Trab verfielen. Die Länge der

Strecke betrug zwischen 472 und 1000 Meter. Da die Wiese nur begrenzt groß war, wurden

mehrere Schleifen gefahren. Es folgte eine Trabphase von ca. 884 Metern Länge, gefolgt vom

Schritt. Der Rückweg zum Stall war derselbe wie auf dem Hinweg und ging zunächst bergab.

Es wurde die Straße überquert und durch das Wohngebiet gefahren. Nach ca. 20 Minuten

wurde der Stall erreicht. Hier stand die Kutsche mit dem Pferd 5 Minuten, bevor das Tier

wieder ausgespannt und vor dem Stall abgeschirrt wurde.

Die Gesamtstrecke variierte in ihrer Länge an Metern, da die Pferde in der Galoppphase un-

terschiedlich lange galoppiert sind. Sie liegt zwischen 6019 und 6172 Metern. Die gesamte

Strecke wurde zur Kontrolle des Equipiloten mit einem Handradmessgerät abgefahren. Die

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Pferde wurden am 12.10.2001 und 13.10.2001 erstmalig gefahren. Zu diesem Zeitpunkt be-

fanden sie sich aufgrund vorangegangener Turnierteilnahmen sowie permanentem Weidegang

in einer besseren Kondition als beim zweiten Durchgang, der nach 174 trainingsfreier Tagen

durchgeführt wurde.

Der Versuchsablauf des untrainierten Kollektivs fand am 5.04.02 statt. In dieser Zwischenzeit

waren die Tiere nicht angespannt worden und wurden überwiegend im Stall gehalten. Von

den 7 Stuten hatten 4 abgefohlt, eine war nicht tragend gewesen und zwei waren verletzungs-

bedingt aus gefallen. Die Abfohlung lag bei den Stuten 4 Wochen zurück. Während der Win-

termonate waren die Pferde in unregelmäßigen Abständen in der Reithalle laufen gelassen

worden oder sie konnten sich auf einem Paddock frei bewegen. Trainiert worden sind sie in

dieser Zeit nicht. Der Versuchsablauf mit dem untrainierten Versuchskollektiv (05.04.2002)

fand nach dem selben Procedere statt wie im Oktober 2001. Es wurde mit dem gleichen Mara-

thonwagen gefahren, mit dem gleichen Fahrer und Beifahrer. Die Versuchsstrecke war iden-

tisch und für die Durchführung wurde ein einen Tag benötigt. Aufgrund der nur begrenzt zur

Verfügung stehenden Pferde konnte eine Kontrollgruppe nicht in die Versuchsreihen mit ein-

bezogen werden.

Abb. 7.: Bildschirmkopie der Equipilotsoftware, unterlegt mit einer topographischenKarteIn dieser Abbildung 7 ist die Versuchsstrecke der Hauptversuche mit Start undZiel, sowie mit den Hindernissen 1+2 dargestellt.

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Die Daten für das Höhenprofil der Versuchsstrecke waren mit dem Equipiloten in der Hand

zu Fuß auf der Versuchsstrecke in jeweils 100 m Abschnitten (mit Handrad) erfasst worden.

Parallel dazu wurden aus einer amtlichen topografischen Karte die Höhe anhand der Höhenli-

nien (in 5 Meter Schritten) abgelesen (herausgegeben vom Referat Brand- und Katastrophen-

schutz des Thüringer Innenministeriums und des Thüringer Landesvermessungsamtes). Der in

Abbildung 8 aufgeführte Ausschnitt des Höhenprofils zeigt den Unterschied von Equipilot

und amtlicher topografischer Karte. Die Differenz liegt bei ca. 20 Metern über den gesamten

Aufzeichnungszeitraum.

Der Ausschnitt des Höhenprofils der Versuchsstrecke beginnt bei 324 Metern über dem Mee-

resspiegel auf dem Gestüt Käfernburg und endet mit dem Erreichen der fast ebenen Wiese,

auf der galoppiert wurde und die Hindernisse 1 und 2 standen. Der Rückweg entspricht dem

umgekehrten Streckenverlauf und wurde deshalb nicht dargestellt.

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Wegstrecke (m)

Höh

enm

eter

(m)

Höhe aus GPS Höhe aus topographischer Karte

Abb. 8.: Höhenprofil der VersuchsstreckeIn der Abbildung 8 sind Höhenmeterangaben des Equipiloten und die Höhenme-terangaben, die aus der topografischen Karte abgelesen worden sind, dargestellt.Gezeigt ist der Abschnitt der Steigung bis zum Erreichen der Wiese

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Abb. 9.: schematische Skizze des Hindernis 1In der Abbildung ist die Streckenführung im Hindernis dargestellt. Der gefahreneWeg ist gelb, die stilisierten Bäume sind grün dargestellt. Start- und Ziellinie sindmarkiert. Die Hindernisse müssen so durchfahren werden, dass der schwarzePunkt rechts und der weiße Punkt links vom Fahrer ist.

Abb. 10.: schematische Skizze des Hindernis 2Die brauen Balken markieren die linken und rechten Begrenzungen des Hindernis-ses. Real sind dies in 1,30 m Höhe aufgeständerte Holzbalken. Die Tordurchfahr-ten A-D (bei Durchfahrt: roter Punkt rechts, weißer Punkt links) sind dargestellt.Die gelbe Linie entspricht der Wegstrecke, Start- und Ziellinie sind markiert.

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5. Statistische Auswertung

Für die in den Vorversuchen und Hauptversuchen gesammelten Daten wurden die Mittelwerte

mit Hilfe von Excel (Microsoft) berechnet. Die statistische Auswertung der Hauptversuche

erfolgte mit Unterstützung der Friedrich Schiller Universität Jena am Lehrstuhl für Wirt-

schafts- und Sozialstatistik. Die Daten aus den Hauptversuchen wurden zunächst mit dem

Chiquadrat-Test auf ihre Unabhängigkeit überprüft. Dabei zeigte sich, dass die Herzfrequen-

zen in den einzelnen Phasen des Versuchsablaufs unabhängig waren. Allerdings zeigte sich

eine Abhängigkeit bei Summation aller Daten in allen Phasen. Der Student – t –Test wurde in

Excel als zweiseitiger Test für zwei Stichproben mit ungleicher Varianz durchgeführt.

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6. Ergebnisse

6.1. Ergebnisse der Vorsuche

Die Pferde der Vorversuche unterschieden sich nicht nur in Rasse, Alter und Geschlecht, son-

dern auch in ihrer Fahrausbildung und in ihrem Trainingszustand. An Hand des Pferdes Fox

soll exemplarisch gezeigt werden, wie sich die Herzfrequenz in Bezug auf die Geschwindig-

keit und damit auch auf die Belastung verhält. Das Pferd war in seinem Ausbildungs- und

Trainingsstand in etwa vergleichbar mit den schweren Warmblütern, mit denen die Hauptver-

suche durchgeführt wurden.

In der Grafik, die aus den gespeicherten Daten des Equipiloten abrufbar ist, wird die Herzfre-

quenz und die Geschwindigkeit darstellt. Zu jeder Herzfrequenz kann die entsprechende Ge-

schwindigkeit abgelesen werden. Ausgangspunkt ist eine Herzfrequenz von ca. 48 Schläge

pro Minute, die sofort bei Einsetzen der Bewegung auf einen mittleren Wert von 114 Schläge

pro Minute steigt. Die Geschwindigkeit ist mit 5,5 km/h im Schritt und einer Steigung des

Geländes von 3,8 % für das Pferd nur eine mäßige Belastung. Im Verlauf der Fahrt variiert

das Gelände sehr stark, es treten Steigungen bis 9,9% und Gefälle bis 8,0 % auf. Entspre-

chend der Steigung des Geländes und der Geschwindigkeit und passt sich die Herzfrequenz

an. Im Gelände mit einem nur geringem Gefälle von 1,5% und mit einer Geschwindigkeit im

Trab von 15,4 km/h ist die Belastung gering. Dies zeigt sich in einer mittleren Herzfrequenz

von 142,2 Schläge pro Minute. Bei einer Bergauffahrt mit 5,3% Steigung fällt die Geschwin-

digkeit im Trab auf 14,0 km/h zurück und die Herzfrequenz steigt auf 185,3 Schläge pro Mi-

nute. Im Schritt gilt ähnliches wie im Trab. Wird Schritt gefahren bei einem Gefälle von 6,8%

so liegt die Geschwindigkeit bei 6,7 km/h und die mittlere Herzfrequenz mit 104,4 Schläge

pro Minute. Bei einer Steigung von 9,9% sinkt die Geschwindigkeit auf 5,1 km/h bei einer

mittleren Herzfrequenz von 154,9 Schläge pro Minute. In der Graphik ist die höchste Herz-

frequenz im Galopp bzw. im Übergang Trab / Galopp zu erkennen. Die maximale Geschwin-

digkeit liegt bei 26,6 km/h, fällt kurzzeitig zurück auf Werte um 15 km/h, um dann nach noch

einmal auf 26,6 km/h zu steigen. Die Herzfrequenz folgt der Geschwindigkeitsänderung und

zeigt Werte im Maximalbereich von 227,0 Schläge pro Minute an.

Die Ergebnisse der Vorversuche bestätigen die Annahme, dass sich der Equipilot als Instru-

ment zur gleichzeitigen Erfassung von Herzfrequenz, Geschwindigkeit, Gangart und

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Wegstrecke und den damit verbunden Aussagemöglichkeiten bezüglich der Belastung der

Pferde gut eignet.

Tabelle 7: Herzfrequenzen am Beispiel FoxIn dieser Tabelle sind die Wegstrecke in Metern mit der entsprechenden Gangart und mittle-ren Geschwindigkeit, die dabei überwundenen Höhenmeter und die Steigung in % mit dermittleren Herzfrequenz angegeben.

Die im folgenden aufgeführten Abbildungen zeigen die Ergebnisse der einzelnen Pferde bei

den Vorversuchen. Die sich daran anschließende Tabelle 8 zeigt noch einmal zusammenfas-

send die Herzfrequenzen und Geschwindigkeiten dieses Kollektivs.

Die im Computer gespeicherten Daten des Equipiloten lassen sich als Grafiken darstellen.

Hierbei werden die Geschwindigkeit und die Herzfrequenzen jeweils getrennt übereinander

dargestellt. Die Geschwindigkeit wird in km/h (Kilometer pro Stunde) und die Herzfrequenz

in b/min (Schläge pro Minute) angegeben. Das Programm rechnet automatisch die minimale,

maximale und die mittlere Geschwindigkeit bzw. Herzfrequenz aus und gibt sie in der Grafik

an. Außerdem werden die Angaben der Geschwindigkeit in km/h in Meter pro Minute umge-

rechnet, da diese Größe im Pferdesport bekannter ist.

Wegstreckein Metern Gangart Mittlere Geschw.

(km/h)ÜberwundeneHöhenmeter

Mittlere Stei-gung (%)

MittlereHF ( /min)

0 Ruhe 0 0 0 36,0717 Schritt 1 5,5 27,5 3,8 114,8281 Trab 1 14,0 15,0 5,3 185,3377 Trab 2 12,5 -20,0 -5,3 142,3259 Schritt 2 6,7 -17,5 -6,8 104,4259 Trab 3 16,1 -10,0 -3,9 140,037 Schritt 3 6,6 2,5 6,8 105,0

181 Trab 4 16,7 10,0 5,5 137,2537 Galopp 1 19,9 2,5 0,5 157,5534 Trab 5 19,6 -27,5 -5,1 187,8251 Schritt 4 6,4 -20,0 -8,0 121,3355 Schritt 5 5,1 35,0 9,9 154,9158 Schritt 6 6,4 10,0 6,3 144,8840 Trab 6 15,4 -12,5 -1,5 142,299 Schritt 7 5,6 5,0 5,1 130,3

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Abb. 11.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz „Fox“Im Abschnitt 1 steigert sich die Geschwindigkeit von 7 km/h im Schritt, auf 14km/h im Trab und anschließend weiter auf 25 km /h im Galopp. Gleichzeitig er-höht sich die Herzfrequenz von 50 /min im Stand auf bis zu 220 /min im Galopp.Das Pferd Fox ist ein sehr lauffreudiges Tier, das sich zu Beginn der Fahrt sehrengagiert.In Abschnitt 2 bei Trabgeschwindigkeiten von nur 13 km / h steigt die Herzfre-quenz auf Werte von 240 /min. Hier wird bergauf gefahren und die Belastungspiegelt sich in der Herzfrequenz wieder. Die Erholungsfrequenzen bei gleichbleibender Geschwindigkeit im Schritt sind zunächst kontinuierlich sinkend,schwanken dann aber zwischen 170 und 150/min.Im Abschnitt 3 wird im Schritt steil bergauf gefahren. Fox bleibt dabei zweimalstehen und geht ansonsten gleichmäßig weiter. Die Herzfrequenz ist aufgrund derAnstrengungen schwankend und reguliert sich erst wieder im Abschnitt 4.In Abschnitt 4 wird nach einer längeren Schrittphase wieder angetrabt auf eine Ge-schwindigkeit von 14 km/h. Der Trab wird leicht bergab gefahren, so dass die Lastder Kutsche vernachlässigbar wird. Hierbei fallen die Herzfrequenzen auch nachÜbergang zum Schritt kontinuierlich ab.

12 43

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1 2 3 4 5 6

Abb. 12.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz Tag 1 „Momo“Im Abschnitt 1 zeigt die untrainierte Friesenstute Momo im Schritt zu Beginn derFahrt Herzfrequenzen mit steigender Tendenz. Im anschließenden Trab steigt dieHerzfrequenz auf Werte bis zu 220 /min. Bis hier musste die Stute stetig berauf.Bei der folgenden kurzen Schrittpause sinkt die Herzfrequenz auf 170 /min ab(Abschnitt 2).Beim kurzzeitigen Galopp (Abschnitt 3) wird eine maximalen Geschwindigkeitvon 28 km/h mit Herzfrequenzen von 220 /min erreicht.In Abschnitt 4 Trab sinken die Herzfrequenzen im Trab von 220 auf 150 /min, dader Trab eine geringere Belastung für die Stute ist. Im späteren Verlauf der Stre-ckenfahrt nach einer längeren Schrittpause ist die Herzfrequenz zu Trabbeginn ge-ring gradig gestiegen um dann trotz Geschwindigkeitszunahme (bergab) im Trabim weitern Verlauf kontinuierlich abzufallen (Abschnitt 5). Nach Übergang zumSchritt fallen die Herzfrequenzen kontinuierlich auf 110 /min ab (Abschnitt 6).

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1 2

Abb. 13.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz Tag 2 „Momo“Im Abschnitt 1 zeigt die untrainierte Friesenstute Momo jeweils nach den Trab-phasen mit 15 km/h deutlich Erholungswerte bis auf 100 /min.Im Abschnitt 2 steigt die Herzfrequenz durch kontinuierliche Erhöhung der Ge-schwindigkeit auf 28 km/h auf Werte um 220 /min. Ein Ausfall vom Galopp inden Trab wird mit einer zeitlichen Verzögerung und mit Rückgang der Herzfre-quenz trotz des erneuten Angaloppierens verzeichnet.

- 41 -

Abb. 14.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz „Olga“Im Abschnitt 1 zeigt die untrainierte Friesenstute Olga in der Schrittphase Herz-frequenzen von 130 /min. Nach dem ersten Trab steigen die Herzfrequenzwertebereits deutlich auf 220 /min und erholen sich im Schritt nur auf Werte unter 200/min.In Abschnitt 2 liegt die Herzfrequenz bei Geschwindigkeiten von nur 12 km/hschon an der oberen Grenze von 250 /min.In Abschnitt 3 fällt die Herzfrequenz zunächst auf ca. 160 /min ab, da die Streckeebenerdig bis leicht abfallend ist. Erst gegen Ende ist das Gelände wieder anstei-gend, was entsprechend mit einem Anstieg der Herzfrequenz einhergeht.Beim letzten Trab in Abschnitt 3 sinken die Herzfrequenzen kontinuierlich weiterbis auf 150 /min ab, obwohl noch Geschwindigkeiten von 17 km/h erreicht wer-den. Die Wegstrecke führt bergab und die selbstständig rollende Kutsche entlastetdie Stute. Beim Übergang zum Schritt fallen die Herzfrequenzen weiter bis auf110 / min.

Tabelle 8: Mittlere Herzfrequenzen und Geschwindigkeiten in VorversuchenFür jedes Pferd der Vorversuche wird jeweils die Wegstrecke, die mittlerer Geschwindigkeitund die mittlere, maximale und minimale Herzfrequenz aufgezeigt.

Name Strecke (m) v mittel(km/h)

v max(km/h)

HF mittel(/min)

HF min(/min)

HF max(/min)

Starbuck 2434 6,5 21,8 101,5 40,0 168,0Momo 1 1475 8,1 25,1 146,6 64,0 215,0Momo 2 2383 7,1 28,9 126,5 48,0 220,0

Fox 4885 8,9 26,6 126,0 48,0 227,0Olga 3852 8,1 19,3 166,5 50,0 249,0

1 2 3 4

- 42 -

6.2. Ergebnisse der Hauptversuche Teil 1 und 2

Statistisch sind zunächst alle trainierten Pferde mit allen untrainierten verglichen worden. Zu

Beginn der Versuchstrecke liegen die mittleren Herzfrequenzen gemessen vor dem Stall bei

der trainierten Gruppe bei 41,7 Schläge pro Minute und bei der untrainierten Gruppe bei

50,62 Schläge pro Minute. In der folgen Phase stehen die Pferde angespannt vor dem Stall.

Die Mittelwerte betragen für die trainierte Gruppe 45,1 Schläge pro Minute und für die un-

trainierte Gruppe 50,9 Schläge pro Minute. Die Fahrt beginnt zunächst im Schritt. Es ergeben

sich für die trainierte Gruppe 113,6 Schläge pro Minute und für die untrainierte Gruppe 119,2

Schlägen pro Minute. Die mittlere Herzfrequenz der sich anschließenden Trabphase liegt bei

den trainierten Pferde bei 165,6 Schläge pro Minute und bei den untrainierten bei 168,5

Schläge pro Minute. Es folgt das Durchfahren des Hindernis 1. Hier beträgt der Mittelwert der

Herzfrequenz der trainierten Gruppe 181,1 Schläge pro Minute und der untrainierten Gruppe

189,3 Schläge pro Minute. Im anschließenden Schritt betragen die Herzfrequenzmittelwerte

134,7 Schläge pro Minute für die trainierte Gruppe und 132,7 Schläge pro Minute für die un-

trainierte Gruppe. Im nun folgenden Hindernis 2 liegen die Mittelwerte der Herzfrequenzen

bei der trainierten Gruppe bei 167,6 Schläge pro Minute und bei der untrainierten Gruppe bei

178,7 Schläge pro Minute. Der folgende Schritt zeigt Herzfrequenzmittelwerte von der trai-

nierten Pferdegruppe von 134,6 zur untrainierten Pferdegruppe von 136,8 Schläge pro Minu-

te. Im weitern Verlauf der Versuchstrecke folgt nun der Galopp. Der Mittelwert für die trai-

nierten Stuten liegt bei 187,3 Schläge pro Minute und für die untrainierten Stuten liegt er bei

196,2 Schlägen pro Minute. Im darauf folgenden Trab liegenden die Mittelwerte bei 163,8 für

die trainierte und bei 170,9 Schlägen pro Minute für die untrainierte Gruppe. Der Schritt auf

dem Nachhauseweg mit Mittelwerten von 109,3 und 112,1 Schläge pro Minute. In der ab-

schließenden Ruhephase noch im angespannten Zustand liegen die Mittelwerte bei der trai-

nierten Gruppe bei Werten um 68,1 Schläge pro Minute und bei der untrainierten Gruppe bei

82,9 Schläge pro Minute.

Als Höhenmesser war der Equipilot nur bedingt einsetzbar, da die Höhenmeterangaben nicht

gespeichert werden können und im Vergleich mit einer amtlichen topografischen Karte in den

Werten um ca. 20 Höhenmeter differieren.

- 43 -

Abb. 15.: Mittlere Herzfrequenz aller Pferde im trainierten ZustandDie einzelnen Versuchsabschnitte wurden in 13 Phasen eingeteilt (siehe Versuchs-protokoll im Anhang). Es beginnt mit Phase 1 vor dem Stall und endet mit der Ru-hephase vor dem Stall. Die einzelnen Abschnitte sind jeweils markiert und kenn-zeichnen die mittleren Herzfrequenzen von allen Pferden.

Abb. 16.: Mittlere Herzfrequenz aller Pferde im untrainierten ZustandDie einzelnen Versuchsabschnitte wurden in 13 Phasen eingeteilt (siehe Versuchs-protokoll). Es beginnt mit Phase 1 ist vor dem Stall und endet mit der Ruhephase

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Gelände - Phasen

Her

zfre

quen

z ( /

min

)

Bianca

Waldfee

Biene

Anne

Antje

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Gelände - Phasen

Her

zfre

quen

z ( /

min

) Bianca

Waldfee

Biene

Anne

Birra

Antje

Renate

- 44 -

vor dem Stall. Die einzelnen Abschnitte sind jeweils mit Punkten markiert, die diemittleren Herzfrequenzen von allen Pferden kennzeichnen.

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Gelände - Phasen

Her

zfre

quen

z ( /

min

)

trainiert (n=7)untrainiert (n=5)

Abb. 17.: Mittelwerte der mittleren HF trainiertes gegen untrainiertes Kollektiv -HauptversucheIn der Grafik sind die Mittelwerte der mittleren Herzfrequenzen der trainiertenPferde gegen die der untrainierten in den jeweiligen Phasen der Geländefahrt auf-getragen. Zudem ist die jeweilige Standardabweichung aufgeführt.

- 45 -

Tabelle 9: t-Test Mittelwert der Herzfrequenzen aller Pferde - trainiert gegen untrai-niert, Hauptversuche

Dies Tabelle zeigt von allen trainierten (n=7) und untrainierten (n=5) Pferden in allen Ab-schnitten der Wegstrecke die Herzfrequenzen mit den entsprechenden Standartabweichungen(SD) und den Signifikanzen (p).

Tabelle 10: Herzfrequenzen von Waldfee trainiert gegen untrainiertDiese Tabelle zeigt von dem Pferd Waldfee im trainierten und im untrainierten Zustand dieHerzfrequenzen in allen Geländephasen mit Standartabweichung.

Alle Pferde HF trainiert SD trainiert HF untrainiert SD untrainiert Signifikanz pVor dem Stall 41,8 8,78 50,6 16,59 0,12Angespannt 45,5 11,51 51,0 15,79 0,70Schritt(1. Mal) 113,6 21,79 119,3 21,37 0,13Trab(1. Mal) 165,7 30,61 168,6 27,17 0,91Schritt(2. Mal) 167,9 23,18 165,3 22,51 0,37Hindernis 1 181,1 26,44 189,3 24,04 0,26Schritt(3. Mal) 134,7 25,26 132,7 21,51 0,34Hindernis 2 167,6 22,83 178,7 21,45 0,40Schritt(4. Mal) 134,7 17,98 136,8 17,99 0,84Galopp 187,3 22,49 196,2 16,16 0,23Trab(2.Mal) 163,8 15,53 171,0 19,62 0,69Schritt(5.Mal) 109,4 16,84 112,1 13,69 0,92Ruhe 68,2 14,58 82,9 12,02 0,06

Waldfee trainiert HF SD-trainiert untrainiert HF SD-untrainiertVor dem Stall 34,5 5,11 50,3 22,40Angespannt 38,7 8,30 42,8 8,05Schritt(1. Mal) 104,6 19,80 115,5 19,56Trab(1. Mal) 165,8 31,32 168,3 31,08Schritt(2. Mal) 177,0 14,53 171,7 21,58Hindernis 1 179,9 20,58 199,3 22,07Schritt(3. Mal) 137,0 25,61 136,8 22,44Hindernis 2 177,8 13,18 200,1 13,53Schritt(4. Mal) 142,2 19,98 149,9 17,28Galopp 185,4 20,60 210,2 8,61Trab(2.Mal) 170,5 18,24 182,7 13,76Schritt(5.Mal) 113,3 12,37 120,7 9,46Ruhe 77,8 21,57 95,3 10,23

- 46 -

Tabelle 11: Herzfrequenzen von Antje trainiert gegen untrainiertDiese Tabelle zeigt von dem Pferd Antje im trainierten und im untrainierten Zustand dieHerzfrequenzen in allen Geländephasen mit Standartabweichung.

Tabelle 12: Herzfrequenzen von Anne trainiert gegen untrainiertDiese Tabelle zeigt von dem Pferd Anne im trainierten und im untrainierten Zustand dieHerzfrequenzen in allen Geländephasen mit Standartabweichung.

Antje trainiert HF SD-trainiert untrainiert HF SD-untrainiertVor dem Stall 49,6 3,16 48,6 16,63Angespannt 60,1 6,54 44,3 21,01Schritt(1. Mal) 121,2 14,45 115,1 20,30Trab(1. Mal) 165,9 19,67 157,5 25,98Schritt(2. Mal) 167,5 16,96 163,3 19,46Hindernis 1 186,2 27,16 181,0 19,46Schritt(3. Mal) 134,8 20,32 130,3 15,37Hindernis 2 167,6 27,84 169,7 8,46Schritt(4. Mal) 135,9 14,94 135,6 14,89Galopp 180,6 16,71 186,8 11,53Trab(2.Mal) 162,9 15,21 162,1 12,80Schritt(5.Mal) 109,7 17,97 111,9 13,14Ruhe 73,0 7,84 74,8 8,59

Anne trainiert HF SD-trainiert untrainiert HF SD-untrainiertVor dem Stall 38,3 3,09 42,6 3,41Angespannt 44,7 7,65 61,4 12,73Schritt(1. Mal) 115,3 17,27 128,6 19,86Trab(1. Mal) 161,0 18,86 186,0 21,18Schritt(2. Mal) 179,3 23,17 182,3 19,83Hindernis 1 181,5 31,71 201,4 19,69Schritt(3. Mal) 137,6 26,38 148,2 21,63Hindernis 2 184,9 20,58 186,6 17,36Schritt(4. Mal) 142,7 16,88 149,0 12,50Galopp 200,1 26,70 207,1 9,70Trab(2.Mal) 170,9 18,08 192,0 15,09Schritt(5.Mal) 120,1 15,16 118,0 1,12

- 47 -

Tabelle 13: Herzfrequenzen von Biene trainiert gegen untrainiertDiese Tabelle zeigt von dem Pferd Biene im trainierten und im untrainierten Zustand dieHerzfrequenzen in allen Geländephasen mit Standartabweichung.

Tabelle 14: Herzfrequenzen von Bianca trainiert gegen untrainiertDiese Tabelle zeigt von dem Pferd Bianca im trainierten und im untrainierten Zustand dieHerzfrequenzen in allen Geländephasen mit Standartabweichung.

Biene trainiert HF SD- trainiert untrainiert HF SD-untrainiertVor dem Stall 46,8 16,43 65,1 10,69Angespannt 43,6 13,28 63,7 6,43Schritt(1. Mal) 123,3 29,98 127,0 2,73Trab(1. Mal) 167,0 37,96 169,2 18,79Schritt(2. Mal) 154,7 29,41 149,5 19,14Hindernis 1 167,2 30,70 182,1 27,38Schritt(3. Mal) 128,5 29,64 121,9 19,46Hindernis 2 160,3 20,75 161,9 22,90Schritt(4. Mal) 124,9 15,39 124,1 14,04Galopp 180,4 18,12 181,7 12,93Trab(2.Mal) 157,6 11,90 151,8 13,48Schritt(5.Mal) 106,9 20,51 100,9 9,62Ruhe 57,7 7,229 73,1 9,86

Bianca trainiert HF SD-trainiert untrainiert HF SD-untrainiertvor dem Stall 38,2 2,73 43,9 15,62Angespannt 38,8 3,59 37,7 3,50Schritt(1. Mal) 103,2 16,86 111,6 19,15Trab(1. Mal) 165,7 35,26 164,1 28,45Schritt(2. Mal) 165,2 20,61 159,8 19,56Hindernis 1 182,8 25,11 183,5 23,83Schritt(3. Mal) 137,0 21,33 126,6 18,86Hindernis 2 151,7 16,98 175,9 20,77Schritt(4. Mal) 129,4 16,13 132,7 15,87Galopp 182,2 18,35 191,4 14,40Trab(2.Mal) 159,8 9,91 171,3 12,96Schritt(5.Mal) 101,0 9,91 108,8 14,78Ruhe 66,9 7,26 83,9 8,82

- 48 -

7. Diskussion

Die vorliegende Arbeit untersucht erstmalig den Einsatz eines „Global Positioning Systems“

(GPS) mit simultaner Herzfrequenzerfassung im Fahrsport. Die Option der gleichzeitigen

Aufzeichnung von Geschwindigkeit, Herzfrequenz und gefahrener Strecke und Distanz eröff-

net neue Perspektiven für das Training im Gelände für Pferde im Fahrsport und darüber hin-

aus für alle Pferdesportarten, die auf systematisches Training im freien Gelände angewiesen

sind. So lassen sich gefahrene Strecken in beliebige Teilstrecken zerlegen um entweder das

Fahrverhalten oder die Belastung des Kreislaufsystems und Ermüdungserscheinungen der

Pferde nachzuvollziehen. Auf dieser Basis eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Entwick-

lung pferdeschonender Trainingsverfahren. Das hier eingesetzte GP-System erlaubte es aller-

dings noch nicht, mit der gewünschten Zuverlässigkeit automatisch Höhenangaben zu integ-

rieren oder den Streckenverlauf kartografisch zu hinterlegen, so dass dies manuell erfolgen

musste. Neuere Entwicklungen, die gegenwärtig im gleichen Institut erprobt werden, haben

diese Probleme gelöst, sind jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen, die

sich in einem Vorversuch mit der grundsätzlichen Eignung des Systems befassten und dann in

einem Hauptversuch zwei Versuchsgruppen mit trainierten und untrainierten Pferden einbe-

zogen.

Zu der Zeit als EHRLEIN et al. (1970a, b) ihre Studien durchführten, war es kaum möglich,

Geschwindigkeiten von Schritt gehenden, trabenden oder galoppierenden Pferden mit hoher

Genauigkeit und in kurzfristigen Abfrageintervallen zu messen. Damals wurden die Ge-

schwindigkeiten aus der benötigten Zeit für das Zurücklegen einer bestimmten Strecke er-

rechnet, ohne jedoch Geschwindigkeitsunterschiede während der Messung einbeziehen zu

können. Die Herzfrequenz der Pferde wurde punktuell aus einem Elektrokardiogramm abge-

leitet (EHRLEIN et al.1970a, b). Auch wurden die Versuche nur zu ebener Erde durchgeführt,

da Einflüsse von unebenem Gelände mit Steigung und Gefälle nicht in die Ergebnisse einbe-

zogen werden konnten. Ebenso wenig konnten psychische Einflüsse, die zwar vom Beobach-

ter erkannt wurden, gemessen oder zugeordnet werden.

In der vorliegenden Arbeit ergab sich im Vergleich der Herzfrequenzen trainierter und nicht

trainierter Thüringer schwerer Warmblutpferde im Einspänner, dass im Stall gemessene Ru-

- 49 -

hefrequenzen im Bereich der Ruhewerte liegen, die bereits früher festgestellt wurden (PHY-

SICK – SHEARD 1985; MARSLAND 1968; EHRLEIN et al. 1970a, b).

Sowohl in der anfänglichen Schrittphase als auch in der Erholungsphase auf dem Rückweg

zum Stall erwiesen sich die aufgezeichneten Herzfrequenzen als sehr schwankend. Dies wur-

de auf äußere Einflüsse zurückgeführt, da beide Streckenabschnitte in vorwiegend bewohnten

Dorfregionen mit Personen- und Straßenverkehr lagen. Dennoch stimmten die Beobachtungen

mit denen von PERSSON (1983) überein.

Die Pferde wurden während der gesamten Wegstrecke nur submaximal belastet. Die Mittel-

werte der Herzfrequenzen in den verschiedenen Streckenabschnitten ( Gelände -Phasen 0 –

13) lagen zwischen 120- 210 Schlägen pro Minute und stimmen mit vergleichbaren Werten

überein (EHRLEIN et al. 1970a, b; LINDHOLM und SALTIN 1974). Sprunghafte Verände-

rungen in der Herzfrequenz wurden in Einzelfällen registriert, traten aber in der Auswertung

aufgrund von errechneten Mittelwerten nicht weiter in Erscheinung. Dies ist im Vergleich mit

EHRLEIN et al. (1970a, b) neu.

Die im Ergebnisteil gefundenen Unterschiede in den Herzfrequenzen zwischen trainierten und

untrainierten Pferden erlauben folgende Interpretation:

Der Equipilot ist in der Lage über die gesamte Wegstrecke, sowohl die Herzfrequenzen als

auch die Geschwindigkeiten und die Distanz zu messen. Jede auch noch so geringe Schwan-

kung im Herzkreislaufsystem und in der gefahrenen Geschwindigkeit werden direkt aufge-

zeichnet. Mit Kenntnis des Geländes lassen sich die Belastung für das Pferd im jeweiligen

Streckenabschnitt verfolgen. So konnte in den Vorversuchen gezeigt werden, das bei anstei-

gendem Gelände im Schritt und auch im Trab die Herzfrequenzen aufgrund von zunehmender

Belastung steigen. Ebenso konnte beobachtet werden, das der Galopp mit der Kutsche für die

Fahrpferde eine große Anstrengung bedeutet. Auffallend dabei ist, das die gefahrene Ge-

schwindigkeit im Vergleich zur Gangart von geringerer Bedeutung ist, denn die nur ge-

ringgradig langsamere Geschwindigkeiten im (schnellen) Trab bedeuteten für die Pferde eine

geringere Belastung als der Galopp. Ebenso erholen sich die Pferde während des (schnellen)

Trabs bei fallendem Gelände, da der Rollwiderstand der Kutsche geringer ist und damit auch

die Belastung geringer wird.

Wenngleich bei dem relativ kleinen Versuchskollektiv statistisch signifikante Unterschiede

nicht beweisbar waren, so scheint sich jedoch in den absoluten Zahlen eine Tendenz abzu-

- 50 -

zeichnen. Vergleicht man z.B. die Herzfrequenzen von Hindernis 2 mit denen im Hindernis 1

im trainierten wie im untrainierten Zustand, so sind die Herzfrequenzen im Hindernis 1 durch

Summation der Belastungen aufgrund der vorangegangenen Steigung im Gelände und dem

gefahren Trab größer, als die Anstrengungen im Hindernis 2. Zudem scheint mit Dauer der

Belastung im letzten Drittel der Geländefahrt sich ein Unterschied zwischen trainiertem und

untrainiertem Kollektiv zu zeigen. Dies wird auch aufgrund von längeren und höheren Erho-

lungsherzfrequenzen deutlich.

Wie DIEZ und WIESNER (1982) zeigen konnte, ist die Herzfrequenz abhängig von der Ge-

schwindigkeit, die die Pferde im Galopp erreichten. Im Vergleich mit trainierten Galoppern

betrug deren Herzfrequenz bei einer Geschwindigkeit von 350 bis 450 m/min 120 bis 150

/min. Bei vergleichbarer Geschwindigkeit der Fahrpferde dieser Arbeit (384 und 416 m/min)

lagen die mittleren Herzfrequenzen bei 187,2 /min in der trainierten Versuchsgruppe und

196,2 /min in der untrainierten Versuchsgruppe. Dies zeigt, dass Fahrpferde mit Kutsche und

Fahrern einer hohen Belastung ausgesetzt sind, die einer Geschwindigkeit von 550 bis 650 m

/min bei den Galoppern entspricht (158 bis 198 /min).

Zusammenfassend hat der Einsatz des Equipiloten gezeigt, das er in der Lage ist, im freien

Gelände Geschwindigkeiten, Herzfrequenzen und Distanzen zu messen und aufzuzeichnen.

Um zu vergleichbaren Ergebnissen zu gelangen, müssten größere Versuchskollektive in wei-

terführenden Arbeiten untersucht werden. Außerdem wäre eine Kontrolle des Geländes durch

Höhenmeterangabe von Bedeutung, um die unterschiedlichen Belastungen dokumentieren zu

können.

Im Hinblick auf den Fahrsport könnte man folgende Überlegungen aus den Versuchen ablei-

ten: bis zur Klasse A werden untrainierte Fahrpferde kaum einer Überbelastung ausgesetzt.

Für die schweren Klassen wäre es für die Zukunft denkbar, die Pferde mit GP - Systemen

auszurüsten, um diese in der Zwangspause auszulesen und zu bewerten. Dies böte die Mög-

lichkeit, gezielt überforderte Pferde aus der Prüfung zu nehmen.

- 51 -

Das kompakte GP- System in seinem robustem Gehäuse bietet eine einfache Handhabung.

Mit nur einer kleine Tasche lässt es sich nicht nur am Kammdeckel eines Geschirrs, sondern

auch an die Kutsche selbst oder auch an das Sattelzeug anbringen. Obwohl das GPS sich in

einer dünnen Tasche befindet, ist es immer noch in der Lage, eine ausreichende Anzahl von

Satelliten zu empfangen. Könnte man die Reichweite des Herzfrequenzsenders erhöhen, wäre

es denkbar, das GPS auf der Kutsche anzubringen. Mit der heutigen Technologie ist es mög-

lich, z.B. über Mobilfunksysteme mit integrierten GPS über eine Fernabfrage die aktuellen

Daten während des Trainings zu erhalten.

In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich der Equipilot in Verbindung mit

dem Polar Sporttester als Instrument für die Überwachung der Herzfrequenz beim Pferd im

freien Gelände eignet. Die leichte Handhabung des Equipiloten verbunden mit der Möglich-

keit sich frei im Gelände zu bewegen, eröffnen der Anwendung des GPS viele neue Betäti-

gungsfelder.

Durch die räumliche Unabhängigkeit, die man mit diesem System gewinnt, ist es möglich das

Training der Pferde für jede Disziplin neu zu gestalten. So ist man nicht nur im Fahrsport auf

Trainingsinformationen angewiesen, sondern auch in anderen Sportarten, bei denen Parameter

wie Strecke, Geschwindigkeit, Herzfrequenz und Höhenmeterangaben eine Rolle spielen.

Inzwischen findet man die Nutzung des GPS auch häufig schon in der Humanmedizin (TER-

RIER et al. 2000; LARSON und HENRIKSSON-LARSEN 2001; PORTER und WHITTON

2002). Entsprechend und in Verbindung mit den Erkenntnissen dieser Arbeit ließen sich auch

Verwendungen in der Veterinärmedizin finden. So käme eine Überwachung von rekonvales-

zenten Patienten (Pferden) in Frage, die zur Rehabilitation nach schweren Erkrankungen des

Bewegungsapparates wieder auf die Wiese entlassen werden. Hier wäre eine Kontrolle der

Herzfrequenz verbunden mit dem Laufverhalten der Pferde (Streckenlänge und Häufigkeit der

Bewegung) von Bedeutung. Anhand der gewonnenen Daten könnten Rückschlüsse auf den

Bewegungsdrang und auf Anzeichen von Schmerz aufgrund mangelnder Bewegung und dem

Fortschritt der Genesung geschlossen werden.

Auch in der heutigen Pferdezucht sind Einsatzmöglichkeiten denkbar. So werden im Sport

besonders in Bezug auf den Bewegungsapparat harte Pferde gesucht. Die Voraussetzung da-

- 52 -

für ist eine geeignete Aufzucht der Fohlen. Die Bedürfnisse der Fohlen an Bewegung und die

Erfordernisse für einen möglichst lahmheitsfreies Leben sind noch weitestgehend unerforscht.

Dass es besser ist die Tiere in gleichaltrigen Herden und auf weitläufigen Wiesen zu halten,

anstatt in Boxenhaltung mit nur wenigen Stunden Auslauf pro Tag auf engen Paddocks, ist

bekannt. Das GPS könnte den Bewegungsdrang eines Fohlens aufzeichnen und darstellen,

wie viel sich ein junges Tier an einem Tag in einer Herde bewegt. Bei der Fohlenaufzucht

könnte die Umsetzung der Erkenntnisse in Bezug auf Konstitution und Härte im Bewegungs-

apparat gesündere Sportpferde von morgen hervorbringen.

In der Verhaltensforschung ist ein Einsatz eines GP – Systems ebenso denkbar. So ist das

Wanderverhalten von Wildpferden in vielen Dingen noch wenig erforscht. Hier würde sich

das GPS dazu eigenen, das Laufverhalten der Tiere aufgrund von Nahrungssuche und Sozial-

verhaltens zu erfassen.

Die Einsatzmöglichkeiten für Satellitennavigationsysteme werden von Tag zu Tag mehr und

sind inzwischen kaum mehr verzichtbar. Diese Arbeit konnte zeigen, dass aufgrund der einfa-

chen Anwendbarkeit eines industriell angefertigten Systems in Verbindung mit einem Herz-

frequenzmessgerätes auch weitere Einsatzmöglichkeiten für wissenschaftliche Studien mög-

lich sind.

- 53 -

8. Zusammenfassung

Ziel der Arbeit war es, ein Global Positioning System (GPS, Equipilot) mit integrierter Herz-

frequenzaufzeichnung hinsichtlich seiner Eignung als Trainingshilfe im Pferdesport, speziell

im Fahrsport zu untersuchen. Während des Geländetrainings sollten Streckenverlauf, Stei-

gung und unterschiedliche Geschwindigkeiten einerseits und Herzfrequenzen andererseits

dokumentiert und in Beziehung gesetzt werden.

Das Vorhaben gliederte sich in einen Vorversuch mit 4 Pferden mit dem Ziel der technischen

Umsetzung des Verfahrens für Fahrpferde und der Erfassung erster Daten und in einen

Hauptversuch mit 7 Pferden, die zunächst am Ende einer Turniersaison und erneut nach einer

Winterpause (n=5 Pferde) auf einer Standardstrecke eingesetzt wurden.

Aus den Vorversuchen ergab sich, dass sich das System ohne Probleme am Pferd befestigen

ließ und dass das verfügbare System die gefahrene Strecke wiedergab und sowohl hinsichtlich

gefahrener Geschwindigkeit als auch entsprechender Herzfrequenz den aus der Literatur be-

kannten Werten entsprachen. Hinsichtlich der Erfassung der Höhenunterschiede wurden je-

doch gegenüber dem verfügbaren Kartenmaterial deutliche Unterschiede festgestellt. In der

Folge wurde daher einer manuellen Auswertung von Höhenunterschieden aus dem Kartenma-

terial der Vorzug gegeben.

Im Hauptversuch konnten die durchschnittlichen Herzfrequenzen, die unterschiedlichen Ge-

schwindigkeiten / Steigungen reflektierten. Es ließen sich jedoch keine statistisch absicherba-

ren Unterschiede zwischen dem ersten und zweiten Versuchsdurchgang erkennen. Die mittle-

re Herzfrequenzweite lag: in Ruhe bei 41,8 / 50,6 , im 1.Schritt bei 113,6 / 119, im 1.Trab bei

165,7 / 168,6 , im Hindernis 1 bei 181,1 / 189,3 und im Galopp bei 187,3 / 196,2 .

Die Arbeit zeigte erstmalig die Eignung eines GPS / Herzfrequenzsystems im Pferde- / Fahr-

pferdesport. Der besondere Vorteil liegt darin, dass während des Geländetrainings Geschwin-

digkeiten und Herzfrequenzen auf Teilstücken in Beziehung gesetzt werden können und somit

eine wertvolle Unterstützung für ein gezieltes und pferdeschonendes Geländetraining bilden

können. Das Defizit, die Steigung nicht mit einbeziehen zu können, ist bei neueren Entwick-

lungen beseitigt.

- 54 -

9. Summary

Anne Dorothe Liebetrau

Global Positioning System (GPS) – heart rate monitoring, a new method for training

driving horses.

It was the aim of the study to test the suitability of an integrated Global Positioning System

(GPS) / heart rate monitor for training sports horses in particular driving horses. Therefore

cross country course, inclinations and speed had to be recorded and associated heart rate were

documented.

The study involved a pilot trial with 4 horses to adept the system to driving horses and to col-

lect first data and experience. During the main study 7 horses were used first at the end of a

competition season and again after a winter break (n = 5 horses). They were all driven on a

standard cross country course.

The pilot study allowed to securely fix the GP-System to the horses harness and showed that

the course data was correctly recorded and that speed and heart rates obtained were similar to

those known from the literature. However, considerable differences were observed when alti-

tudes of topographic maps were compared to GPS-recorded altitudes. Thas manual recording

of map altitudes was used.

During the main study mean heart rates recorded reflected the speed / inclination the horses

were exposed to, but no significant differences could be recorded between the first and the

second test, i.e. when horses were trained and untrained, respectively. Mean heart rates were:

Rest 41,8 / 50,6; first walk 113,6 / 119,3; within obstacle 1 (gallop) 181,1 / 189,3; first trot

165,7 / 168,6 and gallop 187,3 / 196,2.

The study shows for the first time the use of a GPS / heart rate system in horses. Its particular

advantage is, that during cross country training, speed and heart rate can be related at any

time. This may be a valuable tool to support horse friendly cross country training. The draw-

back of the system investigated was the absence of reliable altitude data. This is however

eliminated in follow up models of the Equipilot.

- 55 -

10. Anhang

10.1. Versuchskollektiv der Vorversuche

Friesenhengst Starbuck, geb. 1991, Vater: Feitse, Mutter Gertje

Friesenstute Momo, geb. 1995, Vater: Jochem, Mutter: Ulkjie

Friesenstute Olga, geb. 1996, Vater: Doeke, Mutter: Ulkjie

Westfalenwallach Fox, geb. 1995, Vater: Fagott, Mutter: Herta

10.2. Thüringer schweres Warmblut Versuchskollektiv

Bianca geb.1995, Vater: Effekt, Mutter: Britta

Gefohlt am 14.02.02, seit dem 24.03.02 tragend

Waldfee geb.1996, Vater: Effekt, Mutter: Wilanda

Gefohlt am 9.02.02, seit dem 3.04.02 gedeckt

Biene geb. 1994, Vater: Epos, Mutter: Blume

Kein Fohlen 2002, seit dem 1.03.02 tragend

Anne geb. 1993, Vater: Eugen, Mutter: Anka

Gefohlt am 14.01.02, seit dem 28.02.02 tragend

Antje geb. 1989, Vater: Eichfalk, Mutter: Anke

Kein Fohlen 2002, nicht gedeckt

Birra geb. 1991, Vater: Lord, Mutter: Biene

30.03.01 gedeckt, gefohlt am 8.03.02

Renate geb. 1996, Vater: Vagand, Mutter: Carmen

8.05.01 gedeckt, gefohlt am 28.04.02

Zum zweiten Teil der Hauptversuche war Birra verletzungsbedingt nicht wieder einsatzbereit,

Renate hatte zu diesem Zeitpunkt noch nicht abgefohlt. Antje war als einzige Stute zu keinem

Zeitpunkt der Untersuchung tragend. Sie ist trotzdem ins Versuchskollektiv aufgenommen

worden, da sie im Alter und Leistungsstand den anderen Stuten entsprach.

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10.3. Adressenliste von GPS-Herstellern für den Pferdesport:

10.4. Adressenliste von GPS-Handy Herstellern:

GPS- Pferde Firma AdresseEquipilot Fidelak GmbH Herbert Wehnerstr. 2; 59174

Kamen

GPS-Handy Firma AdresseKretschmer Informationselekt-ronik GmbH

Rhinstr. 7/812307 Berlin030 / 7455071

- 57 -

10.5. Versuchsprotokoll der Hauptversuche Teil 1 und Teil 2

Versuchsprotokoll der Hauptversuche Teil1 und Teil 2:

Uhrzeit:

Datum:

Name des Pferdes:

Alter:

Geschlecht:

Charakter:

Ausbildungsstand:

Turniererfahrung:

Abstammung:

Gewicht in Kilogramm:

4.1.1 des Fahrers

4.1.2 des Beifahrers

4.1.3 der Kutsche

4.1.4 des Pferdes

Herzfrequenz:

4.1.5 im Stall: ( Phase 0)

4.1.6 vor dem Stall: (Phase 1)

4.1.7 angespannt: (Phase 2)

Wegstrecke: - Schritt1 (Phase 3)

- Trab1 (Phase 4)

4.1.8 Schritt 2 (Phase 5)

4.1.9 Hindernis 1 (Phase 6)

4.1.10 Schritt 2 (Phase 7)

4.1.11 Hindernis 2 (Phase 8)

4.1.12 Schritt 4 (Phase 9)

4.1.13 Galopp (Phase 10)

4.1.14 Trab 2 (Phase 11)

Abbildung 7a: computergraphische Darstellung: Wegstrecke der Hauptversuche

Versuchsprotokoll der Hauptversuche Teil1 und Teil 2:

Uhrzeit:

Datum:

Name des Pferdes:

Alter:

Geschlecht:

Charakter:

Ausbildungsstand:

Turniererfahrung:

Abstammung:

Gewicht in Kilogramm:

- des Fahrers

- des Beifahrers

- der Kutsche

- des Pferdes

Herzfrequenz:

- im Stall: ( Phase 0)

- vor dem Stall: (Phase 1)

- angespannt: (Phase 2)

Wegstrecke: - Schritt1 (Phase 3)

- Trab1 (Phase 4)

- Schritt 2 (Phase 5)

- Hindernis 1 (Phase 6)

- Schritt 2 (Phase 7)

- Hindernis 2 (Phase 8)

- Schritt 4 (Phase 9)

- Galopp (Phase 10)

- Trab 2 (Phase 11)

- Schritt 5 (Phase 12)

- Ruhe (Phase 13)

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10.6. Abbildungsverzeichnis

Abb. 1.: unbefestigter GPS-Empfänger..................................................................... .....24Abb. 2.: Polar Sporttester: Sendmodul mit 2 Elektroden........................................ .......25Abb. 3.: Lage des Equipiloten und der Elektroden am Geschirr............................ ........26Abb. 4.: Bildschirmkopie der Equipilotsoftware, Vorversuche.............................. .......27Abb. 5.: graphische Darstellung von Herzfrequenz und Geschwindigkeit............ ........28Abb. 6.: Beispiel für Streckenführung in den Vorversuchen.................................. .......29Abb. 7.: Bildschirmkopie der Equipilotsoftware, unterlegt mit einer

topographischen Karte................................................................................. .....32Abb. 8.: Höhenprofil der Versuchsstrecke................................................................ .....33Abb. 9.: schematische Skizze des Hindernis 1 .............................................................34Abb. 10.: schematische Skizze des Hindernis 2 .............................................................34Abb. 11.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz „Fox“.....................................................38Abb. 12.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz Tag 1 „Momo“.......................................39Abb. 13.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz Tag 2 „Momo“.......................................40Abb. 14.: Geschwindigkeit und Herzfrequenz „Olga“ ...................................................41Abb. 15.: Mittlere Herzfrequenz aller Pferde im trainierten Zustand..............................43Abb. 16.: Mittlere Herzfrequenz aller Pferde im untrainierten Zustand..........................43Abb. 17.: Mittelwerte der mittleren HF trainiertes gegen untrainiertes Kollektiv -

Hauptversuche ...............................................................................................44

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10.7. Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Beispiele für weitere Anwendungsgebiete des GPS .......................................10Tabelle 2: Einsatz und Möglichkeiten für Global Positioning System im

Pferdesport und Veterinärmedizin..................................................................13Tabelle 3: Faktoren, die die Herzfrequenz beeinflussen..................................................14Tabelle 4: Herzfrequenzverhalten im Schritt, Trab und Galopp ......................................16Tabelle 5: Auszug aus der LPO 2004: Gelände- und Streckenfahrten .............................17Tabelle 6: Schema für einen in Excel exportierten Datensatz..........................................23Tabelle 7: Herzfrequenzen am Beispiel Fox ...................................................................37Tabelle 8: Mittlere Herzfrequenzen und Geschwindigkeiten in Vorversuchen ................41Tabelle 9: t-Test Mittelwert der Herzfrequenzen aller Pferde - trainiert gegen untrainiert,

Hauptversuche ...............................................................................................45Tabelle 10: Herzfrequenzen von Waldfee trainiert gegen untrainiert ................................45Tabelle 11: Herzfrequenzen von Antje trainiert gegen untrainiert.....................................46Tabelle 12: Herzfrequenzen von Anne trainiert gegen untrainiert .....................................46Tabelle 13: Herzfrequenzen von Biene trainiert gegen untrainiert ....................................47Tabelle 14: Herzfrequenzen von Bianca trainiert gegen untrainiert...................................47

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12. Danksagung

Danken möchte ich Herrn Prof. Dr. F. Ellendorff für die Überlassung des Themas und diegeduldige und engagierte Betreuung der Arbeit.

Außerdem möchte ich mich an dieser Stelle recht herzlich beim Besitzer des Gestütes Käfern-burg Herrn Harald Unger für die freundliche Unterstützung und für die Bereitstellung derschweren Warmblutstuten bedanken. Er hatte stets Interesse an meiner Arbeit und hat allePferde während der Versuchsreihe selbst gefahren.

Ein besonderer Dank gilt auch meinen Eltern, die mich während meiner Ausbildung immertatkräftig unterstützt haben. Leider war es meiner Mutter nicht mehr vergönnt, den Abschlussmeiner Promotion zu erleben.

Der größte Dank gilt meinem Mann Michael und meinen drei Kindern Dominik, Leoni undMalte, die mich zu dieser Arbeit ermuntert und immer unterstützt haben.