Sportmedizinische Grundlagen und Empfehlungen - Kleines Repititorium für die Praxis

Inhaltsverzeichnis

Teil 1

Einleitung

1. Voruntersuchungen/Anamnese
1.1. Allgemeine Grundlagen
1.1.1. Fragebögen für Sportler/Patienten

2. Indikationen
2.1. Anwendung von Belastungstests
2.1.1. Als Diagnostik
2.1.2. Als Therapieüberwachung
2.1.3. Zur Prognoseabschätzung

3. Definierte Kontraindikationen für Leistungstests

4. Zu bestimmende Standartparameter (allgemein)

5. Feldtests
5.1. Cooper-Test
5.2. Conconi-Test

6. Laktatbestimmung
6.1. Anaerobe Schwelle (ANS, anaerobic threshold, Laktatschwelle)
6.1.1. LTP (iANS, individuelle aerobe Schwelle)
6.2. Energiebereitstellung in Abhängigkeit von der Belastungsintensität
6.3. LTP 1 (aerobe Schwelle)

7. Physical Working Capacity (PWC)
7.1. Definition
7.2. Auswahlkriterien
7.3. Abbruchkriterien
7.4. Interpretation und Ergebnisrelevanz

8. Spiroergometrie (Goldstandart der Leistungsdiagnostik)
8.1. Anwendungsgebiete
8.2. Standartparameter
8.3. VO2max
8.3.1.Definition
8.3.2.Durchschnittswerte
8.3.3.Fick-Gleichung
8.3.4. Wertetabellen VO2max

9. Ergometrie („Arbeitsmessung“)
9.1.Aussagemöglichkeiten ergometrischer Untersuchungen (Ziele)
9.2.Untersuchungsbedingungen/Anforderungen
9.3.Übersichttests
9.3.1.Submaximaltest (Stufen- oder Dauertest)
9.3.2.Maximaltest (Stufentest)
9.3.3.Borg-Skala und RPE (received perception of exertion)
9.4. Ausbelastungszeichen/Abbruchkriterien ergonomischer Untersuchungen
9.4.1.Beurteilung der Ausbelastung
9.4.2.Hilfsgrößen
9.5.Beurteilung der laufenden EKG-Kontrolle
9.5.1.Beurteilung des pathologischen Belastungs-EKG
9.6.Fahrradergometrie (cycle-ergometry)
9.6.1.Bedingungen (basierend auf den DGSP Leitlinien)
9.6.2. Allgemeine Richtlinien zum Testdesign
9.6.3. Richtwerte zur Standartbelastung (maximale Sollleistung, „normale Leistungsfähigkeit“)
9.7.Laufbandergometrie (treadmill-ergometry)
9.7.1.Bruce-Programm

10.Qualitätsmanagement in der Ergometrie

11.Dokumentation in der Ergometrie

12.Empfehlungen für eine optimierte Leistungsanalyse (in der Praxis) Testvarianten
12.1.Untersuchungsbedingungen für die ergometrische LD
12.1.1.Voruntersuchung
12.1.2.Methode
12.1.3.Patienten/Sportler/Probanden
12.1.4.Abbruchkriterien
12.2.Richtlinien/Empfehlungen zur Laufbandergometrie
12.2.1.Bruce-Programm
12.2.2.Beurteilung der Leistungsfähigkeit (Laufband)
12.3.Richtlinien/Empfehlungen zur Fahrradergometrie
12.3.1.Bedingungen/Design
12.3.2.Empfehlung zur Diagnostik der Ausdauerfähigkeiten mittels
Fahrradergometertest PWC, einschließlich Laktatbestimmung
12.3.2.1.Design
12.3.2.2.Auswertung PWC-Test/Schritte der Testauswertung
12.3.2.3.Normwerte für den PWC Test, Leistungszuordnung
12.3.2.4.Laktatanalyse
12.3.2.5.Spirometrie

13.Beurteilung der Leistungsfähigkeit – Zusammenfassung
13.1.Leistung in Watt
13.2.Herzfrequenz bei gegebener Leistung
13.3. Laktat, Spirometrie, RPE mittels Borg-Skala

14.Trainingsberatung (TB)/Testauswertung
14.1. Orientierungsbeispiele als Basis für TB und TPL
14.2. Beispiele zu Trainingsumfang/Intensität allgemein
14.2.1.Berechnung der optimalen Trainingsfrequenz – Karvonenformel
14.2.1.1.Extensiver Dauerlauf
14.2.1.2.Intensiver Dauerlauf
14.2.1.3.Tempodauerlauf
14.2.2.Trainingsempfehlung zum Radtraining nach PWC-Test

Literatur

Der Autor

Sportmedizinische Grundlagen und Empfehlungen

Teil I, Prüfung der individuellen Leistungsfähigkeit

Einleitung

Die Prüfung der individuellen Leistungsfähigkeit (Belastungsuntersuchung) ist Teil der sportmedizinischen Untersuchung und Funktionsdiagnostik. Die wesentlichen Parameter Ergometrie, Belastungs-EKG, Laktatbestimmung und Spiro(ergo)metrie liefern Aussagen über die Ausdauerfähigkeit, Herzleistung, Lungen- und die Stoffwechselfunktion, einschließlich einer indirekten Kalorimetrie, von Sportlern, Probanden oder Patienten.

Sie erfordert allerdings entsprechende Voraussetzungen hinsichtlich der Laborkapazitäten, der apparativen Ausstattung und des Wissenstandes des Personals!

Um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, Verlaufsuntersuchungen nach Interventionen und eine valide, evaluierbare Trainingsanalytik zu ermöglichen sind Methoden mit adäquatem Vorgehen notwendig. Deshalb sind Standards erforderlich.

Basis des Untersuchungsprogrammes können die Leitlinien der DGSP, Ebene IV-03/2002 sein.

Sowohl bei der Betreuung von Hochleistungssportlern (A-Kader) als auch bei Hobbysportlern und Patienten, in der Rehabilitation nach verschiedensten Erkrankungen oder Operationen. Aber auch bei Kaderuntersuchungen, Aufnahmeuntersuchungen für Sportgymnasien oder Sportstudium und bei allgemeinen Sport- und Wettkampftauglichkeitsuntersuchungen, kann darauf aufgebaut werden.

Die Praxis zeigt, dass sowohl im ambulanten als auch im stationären und rehabilitativen Bereich, die sportmedizinische Belastungsuntersuchung mit einem standardisierten integrativen Konzept noch häufiger genutzt werden kann.

Die exakte Bestimmung der individuellen Leistungsfähigkeit des kardiopulmonalen, und muskulären Systems, des Stoffwechsels und damit der Belastbarkeit von Sportlern und Patienten, mit dem Resultat der kontrollierbaren Verordnung von Belastungsreizen ist nicht nur notwendig im Sinne einer nahtlosen Einbindung in Gesamttherapiekonzepte, sondern vor allem auch ein wesentlicher Part im Kontext der primären, sekundären und tertiären Prävention und Rehabilitation. Es sind dabei Längs- und Querschnittuntersuchungen möglich, Gruppenvergleiche und ebenso Vergleiche verschiedener medizinischer Behandlungszentren bzw. Untersucher.

Im repititorischen Teil werden zunächst wichtige Grundlagen der Belastungsuntersuchungen und ihre Aussagefähigkeit wiederholt und daraus entsprechende Empfehlungen abgeleitet, die in der Regel durch eigene Erfahrungen in der Praxis, im Sprechstunden- und Trainingsalltag, entstanden sind.

Hinweise und Informationen sind oft zusätzlich mit „Merke“ und gelegentlich auch mit „cave“ gekennzeichnet.

Bereits hier sei aber darauf verwiesen: Diese kleine Broschüre kann nicht und soll auch nicht das breite Feld der Möglichkeiten der klinischen und ambulanten sportmedizinischen Belastungsuntersuchungen und ihre komplexen wissenschaftlichen Hintergründe erklären und darstellen! Sie könnte vielleicht aber eine mögliche praktische Hilfe für die/den sportmedizinisch interessierte/n Kollegin/en sein.

Eben nur ein Repetitorium, das Grundkenntnisse nicht unbedingt neu vermittelt, sondern einen Überblick versucht und wo man rasch nachsehen kann. Das Literaturverzeichnis gibt Anregung zum Weiteren recherchieren.

August 2009

1. Voruntersuchungen/Anamnese

1.1. Allgemeine Grundlagen

Merke: Diese sind Grundsatz vor einer weiteren Leistungsdiagnostik und Basis für die Indikationsstellung!

- Anamnese allgemein und mittels Fragebögen DGSP
- Klinische Untersuchung mit Befunderhebungen (Diagnostik), (DGSP)
- Ruhe-EKG (zu beachten sind ausdauerinduzierte Veränderungen –bei trainierten Patienten/Probanden ohne pathologische Wertigkeit)
- Blutdruck
- Medikamentenanamnese
- Mögliche zusätzliche „haemodynamische“ Vortests →siehe auch Abschnitt 4
- Feldtests siehe Abschnitt 5und 9.3

merke: Physiologische EKG-Varianten sind bei Ausdauer gewöhnten oder trainierten Patienten und bei Leistungssportlern nicht selten zu beobachten (Adaptogenese!)

Tab.: Veränderungen im EKG bei Sportlern (selv)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Fragebögen sind in der Deutschengesellschaft für Sportmedizin und Prävention von einem Expertengremium entwickelt worden und inzwischen in breiter sportmedizinischer Anwendung. Wir haben ebenfalls die Effizienz festgestellt und in unserer Praxis werden diese Bögen ebenfalls als Standard verwendet.

1.1.1. Fragebögen für Patienten/ Sportler („Laien“ und „Sportler“)

Die anschließenden Bögen sind Standards in der sportmedizinischen Routine und praxisrelevant gut und vielseitig verwendbar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.: Fragebogen (Grundlage auch für die spätere individuelle Trainigsplanung, DGSP)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.: Fragebogen DGSP II

2. Indikationen

2.1. Anwendung von Belastungstests:

- Bei Sportärztlichen Vorsorgeuntersuchungen/ Tauglichkeiten
- Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit (Vergleiche)
- Vor Trainingsbeginn, nach Traingsende (Periode, Trainingssteuerung)
- Zur Objektivierung von Belastungsgrenzen bei Patienten (z.B. nach HI, nach PTCA, nach Herzoperationen, in der Phase der Tumornachsorge…)
- Bei Patienten mit kardialen oder pulmonalen Krankheiten (Herzgruppen etc.)
- Zur Beratung von Sportlern und Patienten (Sportgruppen Asthma, Diabetes, Adipositas etc.)

2.1.1. Als Diagnostik:

- Zum Ausschluss cardialer Dysfunktionen und koronarer Herzkrankheiten
- Ischämienachweis
- Nachweis belastungsinduzierter Arrhythmien
- Abklärung des Belastungshochdruckes
- Abklärung eines Hyperkinesiesyndroms

Weitere siehe „Leitlinien der DGSP, Literatur“

2.1.2. Als Therapieüberwachung:

- bei medikamentöser Therapie
- Rehabilitationsmaßnahmen
- Nach Interventionen z.B. PTCA, Schrittmacher

2.1.3. Zur Prognoseabschätzung:

- Allgemein und Leistungsziel orientiert bei Athleten, Sportlern
- Nach coronaren und cardialen Erkrankungen
- Postoperativ
- Postrehabilitativ

3. Definierte Kontraindikationen für Leistungstests

- Akuterkrankungen und floride Infektionskrankheiten (insbes. Viruserkrankungen sowie Strepto/Staphylokokkeninfektionen)
- Fieber
- Zeichen der Rechtsherzinsuffizienz
- Blutdruckwerte über 200 (systolisch) und/oder 120 diastolisch in Ruhe
- Verdacht auf Herzwandaneurysma
- haemodynamisch bedeutsame Vitien
- Zustand nach frischem Infarkt, instabile Angina pectoris

Merke: Die Entscheidung über eine Leistungsfähigkeits-prüfung obliegt dem zuständigen Arzt, grundsätzlich sind kardiologische Voruntersuchungen erforderlich, unabhängig vom Alter des Patienten/Sportlers!

4. Zu bestimmende Standartparameter (allgemein)

- Arbeit/Leistung
- Herzfrequenz (Steuergröße!) möglichst ermittelnd und nicht nach Faustregeln!
- Blutdruck
- Laktat
- Spirometrische Daten mit VO2max und mit indirekter Kalorimetrie

Bei vorbelasteten Patienten mit eingeschränkter Leistungsfähigkeit:

Þggf. orientierende haemodynamische Tests

a) Schellong I nach definierter Vorgabe (siehe Literatur)

b) Leistungsindex nach Ruffer mit Belastungsarten wie
- 30 x in 45 sek. halbe Kniebeugen,
-

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Steigtest (90 x in 3’),

- Rumpfaufrichten 3’ nach Fähigkeit mit
-Bestimmung des Ruhepulses im Liegen (P1)
-Pulsfrequenz unmittelbar n. Bel. (P2)
-Pulsfrequenz 1’ nach Bel. (P3)

Ergebnisskala mit Werten von 0 bis > 10

0-2 sehr gute, 3-5 gute, 6-10 ausreichende und >10 unzureichende Adaptation

Merke: Diese Tests sind praktikabel als orientierende Überprüfung der HK-Regulationsfähigkeit einzusetzen und damit zur Leistungsprüfung eher als Vortests) geeignet.

Siehe unter 1.1.

5. Feldtests

5.1. Cooper-Test (Kenneth H. Cooper)–Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit und Schätzung der max. Sauerstoffaufnahmefähigkeit

- ist ein 12 Minuten Geh/Lauftest, wobei die zurückgelegte Strecke zugrunde gelegt wird
- Vorteil: kann auch im Stadion oder unter anderen definierten „outdoor oder indoor“- Bedingungen absolviert werden. Als Zugangstest zur erstmaligen sportlichen Aktivität möglich.

Tabelle Coopertest (ga)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

VO2max – Menge O2 in Liter/min bei Bel.(absolut) bzw. mlO2/kg KGW/min (relativ) (siehe Spiroergometrie)

5.2. Conconi Test (Francesco Conconi)

- Test zur einfachen Bestimmung der Ausdauerleistungsfähigkeit, gut einsetzbar
- Kontinuierliche Steigerung der Geschwindigkeit (alle 200m um 0,5 km/h oder 20/25 Watt alle 2 min)
- Belastungsintensität: Pulsfrequenz, an der Stelle, wo die lineare Kurve abbricht, ist die anaerobe Schwelle erreicht.
- Steigerung bis Abbruchkriterien erreicht sind (keine Erhöhung der Leistung mehr möglich)
- Der Zeitrahmen des Tests sollte 12 bis 15 min nicht übersteigen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.: Beispiel Conconi Test (Wikipedia)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.: Beispiel Conconitest (TL/Lig.01)

Merke: Bei einem rechnergestützten Auswert- und Aufzeichnungsprogramm unbedingt auf die notwendige Vergleichbarkeit (Ergebnisqualität) achten!

6-. Laktatbestimmung

Ziel der Erstellung einer Laktatleistungskurve ist sowohl im Leistunsgsport, als auch in der sportmedizinischen Rehabilitation

- eine Grundlage für die darauf folgende Trainingsplanung zu haben
- alle medizinischen Daten für eine Gesundheitsberatung zu erhalten
- die individuellen Stoffwechselbereiche erfassen zu können (Fettstoffwechseltraining)
- die individuelle aerobe und anaerobe Schwelle zu bestimmen
- Trainingskontrollen durchzuführen Trainingsfortschritte zu dokumentieren
- gesundheitliche Risiken zu erfassen (in Kombination mit Belastungsblutdruck, Belastungs-EKG, Spirometrie...)

Merke: eine Laktatbestimmung ist bei jedem Belastungstest möglich, egal ob bei Maximal oder Submaximal-Stufentests, auf Lauf/Gehband, Fahrradergometer…

6.1. Anaerobe Schwelle ( anaerobic threshold, Laktatschwelle) 4mmol/l

- Höchstmögliche Belastungsintensität ohne Übersäuerung
- Entspricht dem stady state Laktatbildung : Laktatabbau
- Normalwert 4mmol/l mit individuellen Schwankungen
- (Ruhelaktatkonzentration 1 mmol/l)
- ANS ist nicht gleich iANS

6.1.1. LTP 2 = iANS – individuelle anaerobe Schwelle

- Im Leistungssport für jeden Sportler bestimmbarer Wert nach versch. Modellen (Freiburger Modell, Dickhuth-Modell, siehe Literatur)
- Ist nicht trainierbar (genetisch determiniert), die dazu führenden Faktoren aber (z.B. Diff.kapazität für O2 durch die Zellmembran, Anzahl der Mitochondrien, O2 Bindungskapazität, O2 Transportkapazität
- Ausdauerbelastungen sollen so lange wie möglich unterhalb dieser Schwelle stattfinden

6.2.. Energiebereitstellung in Abhängigkeit von der Belastungsintensität

1. unterhalb der anaeroben Schwelle:
- vor allem aerobe Energiebereitstellung, lange Ausdauerleistung
- im „unteren“ Bereich: v.a. Fettstoffwechsel (Hf x 0,65) – Hf 60-70%, günstig 40’
- dann Konditionierung (Hf x 0,75) –Fett 40%, KH 60% - Hf 70-80%

2. an der anaeroben Schwelle:
- relativ höchste Belastung die längerfristig möglich ist
- Glykogenreserven sind aber nach 60 bis 90’ erschöpft, Hf ca. 80-85%

3. oberhalb der anaeroben Schwelle:
- anaerobe Energiebereitstellung, Hf über 85%
- Laktat↑
- Leistung nur kurzfristig aufrechterhalbar
- kurzfristig hohe Leistung (Spurts) über Sauerstoffschuld (→ späterer Laktatabbau unter erhöhter O2-Zufuhr und Kreatinphosphataufbau)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. Laktatverhalten (ga/hey/arndt 07/wik.)

6.3 LTP 1 = aerobe Schwelle

Entspricht i.d.R. 2 mmol/l → Belastungsintensität, bei der erstmals Laktatwert ansteigt. → Laktataequivalent (Quotient aus Laktat und O2-Aufnahme)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. Laktatleistungskurve (Sp/ga/wik.)

7. Physical Working Capacity (PWC)

7.1. Definition :

PWC (physical walking capacity) ist die in Watt angegebene mechanische Leistung bei einer definierten Herzfrequenz (= Ziel-Hf)

Typische durchschnittliche Leistungswerte (s.a.o.):

- -untrainiert männlich 20-30 J, 3Watt/kg KGW;
- -weiblich 2,5 (s.a. Tabelle der Leistungsbereiche)
- Ermittlung: durch Stufentest

7.2. Auswahlkriterien

- Für leistungsstarke Personen < 30 Jahre Þ PWC max
- Für Personen > 30 Jahre (leistungsstarke P. < 35-40 J.) Þ PWC 170
- Für Personen zwischen 31 und 50 Jahren Þ PWC 150
- Für Personen > 50 Jahre und leistungsschwächere. Jüngere) Þ PWC 130

7.3. Abbruchkriterien: siehe auch Ausbelastungszeichen !

- Hf 190/min, oder 220-LJ (+/-10) bei Laufband, 200-LJ (± 10)
- Subjektive Erschöpfung (Dyspnoe, RQ über 1,1, muskuläre Überforderung)
- EKG Veränderungen (ES, absolute Arrhythmie., supraventrikuläre. oder ventrikuläre Tachykardien, Blöcke, Erregungsstörung – ST-Hebung/Senkung > 0,2 mV
- RR-Steigerungen (240 syst. 130 diastolisch bzw. 220)
- Laktat > 8 mmol/l

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. PWC-Test (cylus3/cyclus gmbh Leipzig, spm08/ekf)

7.4. Interpretation und Ergebnisrelevanz

- Der PWC ist Maß für den aktuellen Trainingszustand
- Testwiederholungen als Verlaufskontrolle
- gute Trainierer erreichen Steigerungen (in 2-4 Wochen) bis zu 50-70% des PWC130/150/170
- maximale PWC nur im Leistungssport!

Merke: individuelle Pulswerte und die Körpergröße unbedingt beachten (größere Menschen meist mit höherer Leistung,),

- pro Dekade 10% Leistungsabfall ab 30,
- Leistungsabfall etwa 1%/Jahr bei ♂,
- 0,8%/Jahr bzw. 8% pro Dekade bei ♀

dies gilt als Durchschnitt auch für alle ergometrischen Untersuchungen

8. Spiroergometrie

Goldstandart der Leistungsdiagnostik!!!

Def. : Atemgasmessung (Expirationsluft) bei körperlicher Belastung mit definierten, standardisierten Messgeräten und Methoden

8.1. Anwendungsgebiete

1. Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit

Bestimmung VO2max, aerobe und anaerobe Schwelle für Längs- und Querschnittvergleiche bei einer Testperson

2. Messung des Energiestoffwechsels während körperlicher Belastung – indirekte Kalorimetrie

Kalorienverbrauch und Umsatz (Fett, KH) anhand VO2 und RQ

3. Bestimmung der Leistungsfähigkeit des kardiopulmonalen Systems

8.2. Standartparameter

1. AMV (Atemminutenvolumen)

AZV (500-700ml) x AF, (15-18/min) = AMV = VE ►etwa 10 l

- unphysiologische Erhöhung: Hyperventilation, Höhe, Lungenembolie, metabol. Acidose
- Erniedrigung: Beruhigungsmittel, Anxiolytika, zentrale Atemzentrumsstörung (Tumor), Hypoventilation

2. Sauerstoffaufnahme VO2

3. Kohlendioxidabgabe VCO2

4. Atemfrequenz AF 15 – 18 /min

5. VO2max

- daraus errechnen sich weitere Parameter:

[...]