Authors:	Ludwig, Melanie
Title:	Modellbasierte Simulation und Prädiktion der Herzfrequenz im Ausdauersport zur Einschätzung der Leistungsentwicklung
Online publication date:	14-Aug-2023
Year of first publication:	2023
Language:	german
Abstract:	Eine Überprüfung der Leistungsentwicklung im Radsport geht bis heute mit der Durchführung einer spezifischen Leistungsdiagnostik unter Verwendung vorgegebener Testprotokolle einher. Durch die zwischenzeitlich stark gestiegene Popularität von »wearable devices« ist es gleichzeitig heutzutage sehr einfach, die Herzfrequenz im Alltag und bei sportlichen Aktivitäten aufzuzeichnen. Doch eine geeignete Modellierung der Herzfrequenz, die es ermöglicht, Rückschlüsse über die Leistungsentwicklung ziehen zu können, fehlt bislang. Die Herzfrequenzaufzeichnungen in Kombination mit einer phänomenologisch interpretierbaren Modellierung zu nutzen, um auf möglichst direkte Weise und ohne spezifische Anforderungen an die Trainingsfahrten Rückschlüsse über die Leistungsentwicklung ziehen zu können, bietet die Chance, sowohl im professionellen Radsport wie auch in der ambitionierten Radsportpraxis den Erkenntnisgewinn über die eigene Leistungsentwicklung maßgeblich zu vereinfachen. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges und phänomenologisch interpretierbares Modell zur Simulation und Prädiktion der Herzfrequenz beim Radsport vorgestellt und im Rahmen einer empirischen Studie validiert. Dieses Modell ermöglicht es, die Herzfrequenz (sowie andere Beanspruchungsparameter aus Atemgasanalysen) mit adäquater Genauigkeit zu simulieren und bei vorgegebener Wattbelastung zu prognostizieren. Weiterhin wird eine Methode zur Reduktion der Anzahl der kalibrierbaren freien Modellparameter vorgestellt und in zwei empirischen Studien validiert. Nach einer individualisierten Parameterreduktion kann das Modell mit lediglich einem einzigen freien Parameter verwendet werden. Dieser verbleibende freie Parameter bietet schließlich die Möglichkeit, im zeitlichen Verlauf mit dem Verlauf der Leistungsentwicklung verglichen zu werden. In zwei unterschiedlichen Studien zeigt sich, dass der freie Modellparameter grundsätzlich in der Lage zu sein scheint, den Verlauf der Leistungsentwicklung über die Zeit abzubilden. To this day, a review of performance development in cycling goes hand in hand with the performance of specific performance diagnostics using predefined test protocols. The increased popularity of »wearable devices« otherwise makes it effortless nowadays to record heart rate in everyday life and during sporting activities. However, there is still no suitable approach to draw conclusions about long-term performance development from simple heart rate measurements. The use of heart rate recordings in combination with phenomenologically interpretable modelling to draw conclusions about performance development without specific requirements for training rides offers the chance to substantially simplify the gain of knowledge about one’s own performance development—in professional cycling as well as in ambitious cycling practice. In the present work an alternative and phenomenologically interpretable model for heart rate simulation and heart rate prediction is presented and validated within an empirical study. This model enables to simulate the heart rate (as well as other load parameters from respiratory gas analyses) with sufficient accuracy and to predict them at a given watt load. Furthermore, a method is presented to reduce the number of calibratable free model parameters and validated throughout two empirical studies. After an adjusted parameter reduction, the model can be used with a single free parameter. Finally, this remaining free parameter offers the possibility to be compared to performance development. Two different empirical studies show that the free model parameter seems to be generally able to simulate the trend of performance development over time.
DDC:	004 Informatik 004 Data processing 610 Medizin 610 Medical sciences 796 Sport 796 Athletic and outdoor sports and games
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 02 Sozialwiss., Medien u. Sport
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-9359
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-12963dd9-46f3-4c9f-ae46-7cf16ce63dec4
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	CC BY
Information on rights of use:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Extent:	XX, 261 Seiten ; Illustrationen, Diagramme
Appears in collections:	JGU-Publikationen