Fortsetzung Wearables – Die Bedeutung der neuen Technologie für die Sportmedizin

Jetzt dringen technische Möglichkeiten in eine neue Dimension vor. Die „black box“ des unbewussten Nervensystems, bisher nur über Schlafqualität und Herzfrequenzvariabilität beschrieben, wird jetzt über die Messung der transdermalen Aktivität zugänglich, und empfindliche Sensoren, die in einem Armbanduhr ähnlichen Gerät eingebaut sind, messen ständig die Aktivität des vegetativen Nervensystems über die Registrierung des Hautübergangswiderstandes. Schon das Klingeln des Telefons löst ein messbares Arousal bei der elektrodermalen Aktivität aus. Durch eine fortlaufende Registrierung lassen sich möglicherweise frühzeitig Hinweise auf eine Überlastungsreaktion, also deutlich vor einem Übertrainingszustand, ableiten und ermöglichen so ein rechtzeitiges Gegensteuern (1). Die gleichzeitig abgeleiteten Messparameter für die Herzfrequenzvariabilität und die Hauttemperatur ergänzen die Information zur transdermalen Aktivität beziehungsweise sind wichtig zur Validierung und Interpretation derselben.

Unsere Kenntnisse zum Verhalten des vegetativen Nervensystems bei Hochleistungssportlern werden weiter erforscht. Hier lassen sich große Fortschritte erwarten. Besonders gut wird sich die Regeneration steuern lassen. Nur ein ausgeruhter Leistungssportler ist zu Hochleistungen fähig. Auch kann man so die individuelle Reaktion auf die Zeitverschiebung bei Zeitzonenüberschreitungen für internationale Wettkämpfe besser einschätzen.

Der zweite große neue Bereich wurde kürzlich beschrieben: Über ein hochkomplexes Sensorsystem lassen sich jetzt im Schweiß (der unter Sympathikus-Einfluss freigesetzt wird) Laktat, Glukose, Natrium und Kalium kontinuierlich überwachen, außerdem die Hauttemperatur. Die Sensoren werden wie eine Armbanduhr oder in ein Stirnband integriert getragen. Im elektronischen Appendix der Publikation werden die Messungen mit simultan gewonnenen traditionellen Labormessungen verglichen. Es wurde eine hohe Übereinstimmung gezeigt, außerdem die mechanische Verformbarkeit des Sensorbandes, der Einfluss von Begleitstoffen im Schweiß und die Stabilität der Messungen über vier Wochen geprüft (2).

Erste Ergebnisse der kontinuierlichen Schweißanalyse zeigen einen schnellen Glukoseabfall bei einer Dauerbelastung über 20min bei 150W auf dem Fahrradergometer bei gleichzeitigem, zunächst starkem, bald abflachendem Rückgang der Laktatkonzentration nach initial steilem Anstieg. Bei den Elektrolyten fand man beim Natrium einen deutlichen Anstieg und beim Kalium einen deutlichen Abfall in diesem Zeitraum. Bei Dauerbelastungen über 90min bei 150W ohne Flüssigkeitsaufnahme fand sich ein Anstieg der Natriumkonzentration nach 75min als Hinweis für eine beginnende Dehydratation ohne Veränderung des Kaliums (2).

Bei Langzeitausdauerwettkämpfen kann eine Warnung über die Veränderung der Natriumkonzentration im Schweiß rechtzeitig vor einer Dehydration erfolgen. Mit dem Einsatz dieser Messmethode als wesentlichen Biomarker zur Prophylaxe der Dehydration muss in Zukunft gerechnet werden.

Bei aller Euphorie über die neuen Perspektiven, die durch die Wearables eröffnet werden, muss die Frage des Datenschutzes angesprochen werden. Sollten die Daten in der Cloud gespeichert werden, so muss auf eine entpersonalisierte Speicherform geachtet werden. Denn weder dort noch auf den von den Herstellern betriebenen Servern besteht ein absoluter Schutz vor Hackerangriffen. Gleichzeitig muss die Reliabilität der Datenspeicherung ständig hinterfragt werden. Neben dem Datenschutz bei gezielter Weitergabe der Daten, beispielsweise an Trainer oder Krankenkassen, sollte es dem Nutzer der Wearables möglich sein, bestimmte Inhalte der Datensammlung nur selektiv freizugeben.

Limitationen der Wearable-Technologie liegen gegenwärtig noch in der Gerätegröße, der Akkuleistung, der Ableitqualität und der Abtastrate. Übergeordnet muss eine Gesetzeslage gefordert werden, die der aktuellen Entwicklung Rechnung trägt, damit Speicherung und Weiterleitung – auch die selektive Weiterleitung – von Gesundheitsdaten an potentielle oder aktuelle Arbeitgeber, Krankenkassen und Lebensversicherungen bei Androhung von empfindlichen Geldbußen unterbunden wird. Schon jetzt gibt es Manager, die Wearables und Gesundheits-Apps aus Scheu vor Weiterleitung im Netz vermeiden.
Neue Aspekte, wie die Koordination mit Drohnen, die die Wearable-Träger aus der Luft überwachen – unter gleichzeitigem Einsatz von GPS-Daten – können auch psychologisch negative Aspekte für die Anwender entstehen lassen (4).

Vor dem Hintergrund der schnell wachsenden Wearable-Technologie sowie deren Verbreitung müssen die sich daraus ergebenden Möglichkeiten der Trainingssteuerung und Trainingsüberwachung in die Ausbildungsprogramme von Trainern, Sportlehrern und Sportmedizinern aufgenommen werden.

Zusammenfassend ergeben die Wearables neue Aspekte für die Überwachung des Leistungszustandes der Athleten über ein neues Monitoring von Parametern der Regeneration. Auch die neue kontinuierliche Schweißanalyse bei Belastung eröffnet weite Forschungsfelder. Es sollten nur Geräte eingesetzt werden, die wissenschaftlich validiert sind und über eine ausreichend hohe „sampling rate“ verfügen. Mit Bewegungsartefakten muss man noch immer rechnen. Mit Blick auf die Zukunft und das vegetative Nervensystem sollten die Wearables auch Parameter wie beispielsweise die Borg-Skala aufnehmen können.

■ Heitkamp HC

Ähnliche Beiträge zum Thema finden Sie weiter unten!