Wie berechnet Garmin die VO2max?

Im heutigen Blog geht’s um die VO2max Berechnung bei den Garmin Geräten…

…konkret zwei Themen in diesem Blog:

1. Wie berechnet Garmin die VO2max?
2. Was ist eigentlich der EPOC Wert bei Garmin?

Tracking Geräte können in unserer heutigen Zeit ja nahezu alles berechnen:

Gut geschlafen / ja, nein, gut drauf / ja, nein, muss ich jetzt was essen / ja, nein… diese Liste lässt sich fast beliebig ergänzen.

Fluch und Segen

Was die einen als bereichernd und auch erleichternd für ihren Alltag empfinden – die lückenlose Überwachung und Aufzeichnung persönlicher Körperdaten – finden andere eher erschreckend oder aber auch irritierend, denn:

• Wie soll so ein kleines 5-10 cm² großes Gerät das alles messen?
• Wie kann/soll das funktionieren und wie GENAU können Ergebnisse dann überhaupt sein?

Im Fokus des Radsports steht hier immer wieder der VO2max Wert, die für unsere Ausdauerleistungsfähigkeit so wichtige maximale Sauerstoffaufnahme.

Am Beispiel des Herstellers GARMIN versuchen wir in diesem Blog die ein oder andere Unklarheit und evtl. auch falsche Erwartungshaltung aufzulösen

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Definition der VO2max

Fangen wir mit einer kurzen Einordnung der VO2max an:

Die VO2max wird in der Trainingswissenschaft als Bruttokriterium der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit bezeichnet und als Messwert i.d.R. in Relation zum Körpergewicht angegeben -> Einheit: ml/min/kg.

Dieser Wert wird bei GARMIN und vielen anderen Anbietern auch als VO2max INDEX benannt.

Anders als viele vermuten, beschreibt die VO2max nicht die alleinige Menge an O2, die aufgenommen werden kann, sondern vielmehr die Menge an O2, die über die Ventilation im Lungenkreislauf letztendlich bei der Muskulatur ankommt und dort „entnommen“ werden kann.

Die VO2max ist von vielen Faktoren abhängig und kann selbstverständlich auch trainiert und gesteigert werden:

• vom Geschlecht
• vom Alter
• vom Trainingszustand
• von (Lungen-) Vorerkrankungen
• genetischen Voraussetzungen 
• Körperzusammensetzung (Fett <-> Muskulatur)
• Sportart (je nach prozentual beanteiligter Muskulatur)

Zum Kernthema dieses Blogs…

Wie kann GARMIN die VO2max berechnen?

Von Jens Claussen

In den GARMIN Computern ist eine Software der FIRSTBEAT ANALYTICS installiert.

FIRSTBEAT ist ein finnisches Unternehmen, das sich seit zwei Jahrzehnten mit physiologischen Analysen im Sport beschäftigt.

Im Fokus der Forschungsprojekte hierbei immer: Die Herzfrequenzvariabilität (HRV=Variation der zeitlichen Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen).

Mit Hilfe der Auswertungen von mehrere Milliarden an Herzfrequenzen wird die gemessene HRV anhand mathematischer Modelle in personalisierte Informationen zu Training, Stress und Erholung umgewandelt.

Die FIRSTBEAT ANALYTICS Software „untersucht“ dann zusätzlich während der Aktivität das Verhältnis von Bewegungsgeschwindigkeit und Intensität.

Je mehr Aktivitäten, desto genauer die Berechnung

Nicht nur die Berechnung der VO2max, sondern aller Leistungsstatistiken erfolgen bei GARMIN nach diesem Prinzip.

Zudem wird eine, an die Analysedaten gekoppelte KI (Künstliche Intelligenz) genutzt. Je mehr Aktivtäten ein GARMIN Computer aufzeichnet, desto „genauer“ werden laut Hersteller die VO2max Schätzungen 

Info: GARMIN spricht in diesem Zusammenhang auf der eigenen Website übrigens selbst nur von Schätzungen!!

Zur Schätzung der VO2max beim Radfahren müssen bei den GARMIN Computern folgende Voraussetzungen gegeben sein:

Voraussetzungen zur Messung der VO2max bei Garmin

• Man muss mindestens 20 min oder länger ohne Unterbrechung fahren
• Die Herzfrequenz sollte über einen Brustgurt aufgezeichnet werden (ist wesentlich genauer als optisch)
• Während der Trainingseinheit muss die Herzfrequenz mindestens über einen Zeitraum von 20 min bei 70% (oder höher) der max. Herzfrequenz liegen
• Ein Leistungsmesser ist erforderlich
• Eine GPS Messung ist erforderlich

Ein exemplarisches Beispiel einer Daten Aufzeichnung und -filterung von FIRSTBEAT ANALYTICS* – leider nur für Laufen…..

*Die Firstbeat Analytics-Engine filtert eingehende Signale automatisch, um sicherzustellen, dass nur repräsentative Daten für die Erkennung des VO2max-Fitnessniveaus der Benutzer verwendet werden.

Dies erhöht sowohl die Genauigkeit als auch die Zuverlässigkeit                                      

Link zu FIRSTBEAT mit mehr Infos & Details: https://www.firstbeat.com/wp-content/uploads/2015/10/Stress-and-recovery_white-paper_20145.pdf

Meine Erfahrungen im Abgleich zwischen dem GARMIN INDEX und den real gemessenen Werten in einer Leistungsdiagnostik

In meinen Jahren als Leistungsdiagnostiker war ich nahezu tagtäglich mit der Frage konfrontiert, wie genau die Berechnung der VO2max Werte bei GARMIN sei.

In Hunderten von Diagnostiken konnte ich gemeinsam mit meinen Kunden zu 95% folgendes Phänomen beobachten: 

Auf Garmin Radcomputern und Multisport Uhren werden tendenziell höhere (ca. 5-10%) VO2max Werte angezeigt, als diese bei Leistungsdiagnostiken über eine Spiroergometrie ermittelt werden!

Mein eigenes Beispiel

• VO2max in der Diagnostik bei 45 ml/min/kg – Ausbelastung in einem Stufentest mit dem Belastungsprotokoll 100/20/3
• VO2max auf meinem Garmin Edge 830 bei 49 ml/min/kg

Damit satte 8% Differenz!! Und so beobachte ich es bei mir selbst seit Jahren!!

*an Abb 2. lässt sich sehr gut erkennen, inwiefern die FIRSTBEAT ANALYTICS Software lediglich mit Algorithmen arbeitet – ich habe seit Mitte/Ende August nahezu ausschließlich auf dem Crosser und Gravler trainiert, an denen ich kein Wattmesssystem montiert habe.

In den letzten Wochen habe ich für Cross Rennen viele intensive Einheiten absolviert, die ich einem VO2max Training zuordnen würde.

Und was passiert in der GARMIN Berechnung: meine VO2max sinkt…

Und zu guter Letzt noch ein Messwert…… .

Was ist der EPOC Wert bei Garmin?

Der EPOC Wert (= Excess Post-Exercise Oxygen Consumption) soll laut GARMIN die Sauerstoffaufnahme nach Belastungsende messen können.

Diese ist nach dem Sport erhöht, da der Körper versucht, nach körperlicher Aktivität die Homöostase – das physiologische Gleichgewicht – wiederherzustellen, das er vor Trainingsbeginn hatte.

Der Sportler soll so mit dem EPOC Wert eine zusätzliche Information erhalten, welche körperlichen Auswirkungen die Trainingseinheit hatte und wie der Erholungsbedarf aussehen sollte.

Dieser Wert ist/kann für uns Radsportler nur interessant (sein), wenn wir beim Radtraining und danach eine GARMIN Smartwatch tragen. 

Und bei der Berechnung des EPOC Wertes ist natürlich auch wieder FIRSTBEAT ANALYTICS am Start….. .

Fazit

Das Fortschreiten der Technologie in Tracking Systemen nimmt, auch durch immer stärkeren Einsatz von KI, gewiss in den nächsten Jahren weiterhin zu.

Den Benefit für uns Sportler sehe ich aus mehreren Gründen nach wie vor kritisch:

Zum einen bleibt da weiterhin das, wie beschriebene, einhergehende Mass an Ungenauigkeiten und zum anderen müssen wir uns bei der Nutzung solcher Geräte zwangläufig mit immer mehr Werten und damit auch wissenschaftlichen Zusammenhängen auseinandersetzen. 

Wer dazu Lust und vor allem noch die Zeit dazu hat, gerne!

Mich nervt’s langsam……

Euer Jens

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Fotos: Herstellerfotos, privat