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Wearables für den Einsatz im Leistungssport – Sinn oder Unsinn

Yvonne Kilian, M.Sc. Exercise Science and Coaching (Wiss. Mit) Institut für Trainingswissenschaft und Sportinformatik, Deutsche Sporthochschule Köln Das Deutsche Forschungszentrum für Leistungssport Köln

http://vandrico.com/wearables

Einsatzbereiche

1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick

Biohackables Augmentables Enchantables

Swallowables Wearables Surroundables

Gerätekategorien

Hardware

Im Herum Am


Gerätespektrum


Kopf: 64 Geräte

Hals: 13 Geräte

Torso: 21 Geräte Brust: 11 Geräte

Schulter: 3 Geräte

Hüfte: 8 Geräte Arme: 8 Geräte

Handgelenk: 136 Geräte

Hand: 5 Geräte

Beine: 9 Geräte

Füße: 9 Geräte

Wo werden die Geräte getragen?


Schritte: Beschl./ Bewegung

Strecke: 2x Integrierte Schritte

Schlaf: Beschl. /Bewegung

EE: Kalkuliert aus Schritten

• 3D Beschleunigungssensor

• Misst Beschleunigung/Orientierung

• 1x Integrieren Geschwindigkeit

• 2x Integrieren Weg

• GPS Netz aus ca. 30 Satelliten

• 4 Satelliten benötigt für genaue Position

• Messfrequenz 6-10 Hz

• Genauigkeit ca. 2-15 m


Wie messen die Geräte?

Herzfrequenz

O2 Sättigung

Schritte

Schlaf

EE

Strecke

• Optischer Pulsmesser

• LED Licht scheint durch Haut

• Optischer Sensor prüft zurück kommendes Licht

• Blut absorbiert mehr Licht Schwankungen der

Lichtstärke können in Herzfrequenz übersetzt

werden


Apps

Gewichtsverlauf



Assoziierte Apps

Praxis Trainingsdokumentation

Ruheherzfrequenz Trainingsherzfrequenz

Körpergewicht Schlafdauer

Erschöpfung vor/nach Training Gesundheitszustand

Preis

Komplexität der Geräte

15 € 50 € 70 € 110 € 120 € 130 € 150 € 150 € 250 € 450 € 950 €

Xiaomi MiBand

Beurer AS 80

Polar Loop Garmin Vivofit

Withings Puls OX

Fitbit Charge

Garmin Vivosmart

Fitbit Charge HR

Garmin Vivoactive

Garmin Forerunner

920XT

Sensewear Bodymedia

3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. GPS

3D Beschl. GPS

3D Beschl.

HF opt. HF opt. Höhe Optischer HF

Höhe HF opt.

Höhe Optischer HF

HF opt.

Höhe HF opt.

Temperatur

EE (HF basiert)

EE (HF basiert)

EE (HF basiert)

EE (HF basiert)

EE (HF basiert)


Gerätespektrum

,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

1

34

67

10

0

13

3

16

6

19

9

23

2

26

5

29

8

33

1

36

4

Methodik

Alter [Jahre]

Größe [m]

Gewicht [kg]

Körperfett [%]

♂ (n=5) 26,6 ± 3,6 1,85 ± 3,9 82,9 ± 6,8 11,4 ± 2,7

♀ (n=5) 24,8 ± 2,6 1,69 ± 7,2 61,2 ± 3,5 18,6 ± 6,3

1,2

m/s

2,8

m/s 2,0

m/s

3,6

m/s

11 Fitnesstracker: Validitätskriterium

• Energieumsatz Indirekte Kalorimetrie

• Schritte Optogate

• Distanz Laufband

5‘

5‘ 10‘

5‘


2,8 m/s Schritte (Optogate) Distanz (Laufband) Energieumsatz (Spiro)

∆ [Anzahl] (%) ∆ [m] (%) ∆ [kcal] (%)

Gerät 1 +9 1,1 +112 13,3 12 20,8

Gerät 2 -15 1,8 -408 48,4 -22 34,4

Gerät 3 -110 13,6 - - -11 17,7

Gerät 4 -16 1,9 +153 18,2 0 2,1

Gerät 5 -17 2,1 -78 9,3 6 11,5

Gerät 6 -3 0,4 +117 13,9 11 19,2

Gerät 7 - - 0 0,1 -15 23,3

Gerät 8 -44 5,5 - - - -

Gerät 9 +10 1,3 -50 5,9 -6 8,2

Gerät 10 -86 10,3 -216 25,6 -24 39,0

Gerät 11 -1 0,2 -83 9,8 12 22,4


Ergebnisse

Intervall Schritte (Optogate) Distanz (Laufband) Energieumsatz (Spiro)

∆ [Anzahl] (%) ∆ [m] (%) ∆ [kcal] (%)

Gerät 1 +5 0,4 +210 18,6 +3 2,0

Gerät 2 -216 18,6 -571 50,6 -45 46,3

Gerät 3 +106 8,4 - - -9 9,2

Gerät 4 -179 15,0 -9 0,8 -42 45,2

Gerät 5 -10 0,8 -125 11,1 +3 5,0

Gerät 6 +7 0,6 +191 16,9 -3 3,2

Gerät 7 - - +78 6,9 -15 17,7

Gerät 8 -122 10,3 - - - -

Gerät 9 +6 0,5 -147 13 -20 23,3

Gerät 10 -148 12,2 -283 25,1 -46 47,6

Gerät 11 -5 0,4 -144 12,8 +22 23,0


Ergebnisse

• Schritte: 0,2-18,6 % Abweichung zum „Goldstandard“ Optogate

• Strecke: 0,1-50,6 % Abweichung zum „Goldstandard“ Laufband

• Energieumsatz: 2-47 % Abweichung zum „Goldstandard“ Indirekte Kalorimetrie


Fazit Wearables Studie

• 9 jugendliche Radsportler (13-17 Jahre)

• 2 Wochen Trainingslager an der Cote d‘Azur

• Aufzeichnung von Schlaf & Herzfrequenz mit Fitnesstrackern

Einsatz von Wearables im Trainingslager


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[Tag]

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72

74

Sch

lafe

ffiz

ien

z [

%]

Schlafeffizienz Trainingslager


Ferienbeginn Ferienende

Schlaf- Monitoring:

• Schlafanalyse in Labor meist teuer und aufwendig

• Feldmessungen in letzter Zeit enorm angestiegen

• unter anderem auch mit Fitnesstrackern

• ABER Fitnessstracker überschätzen Schlafeffizienz und

Gesamt-Schlafzeit

(Montgomery-Downs, 2012)


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[Tag]

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64

66

68

Ru

he

pu

ls [

bp

m]

Ruheherzfrequenz Trainingslager


Ferienbeginn Ferienende

Praxiserfahrung (Eltern & Kinder)

„… Ich halte die konstante Überwachung der Herzfrequenz für die Anpassung des Trainings

auch bei Jugendlichen für sinnvoll. Infekte und

Regenerationsstatus können schnell erkannt werden und der Trainingsplan dementsprechend

angepasst werden…“

„…Die Überwachung vom Ruhepuls und

Schlafverhalten ist nützlich und liefert wertvolle

Informationen…“


Analog Digital Einfache

Funktionen Multifunktion,

nicht verbunden

Multifunktion, manchmal verbunden

Smart/ Analog, Immer

verbunden Brave new world

1511 1972 1975 1990er 2000er 2015

Peter Henlin‘s Taschenuhr

Uhr mit Taschenrechern

(Hewlett Packard & Hamilton) 1. Digitale LED Uhr

(Hamilton/Pulsar)

Multifunktionsuhren (z.B. Casio)

Erste Handys (z.B. Nokia)

Fitnesstracker, Smartwatches, Smartphones

Google Glasses, iWatch

Zukunft???


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