Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

GPS gestütztes Monitoring von Hochleistungsvielseitigkeitspferden in Wettkampf und Training

Hebenbrock, Mirja

The aim of this dissertation was to use global positioning system to evaluate the load of high performance eventing horses during competition and training. GPS was used for simultaneous pace and heart rate measurement and for specific evaluation of different sections of load. During competition additional lactate measurements were taken. Eighteen riders of the German national equestrian team with 29 horses participated in the study in the time period from March until October 2004. Load was evaluated by means of heart rate and pace during nine competitions (category novice to advanced). Measurement was performed by GPS every second during regular training and competition. Furthermore, during cross-country day lactate was measured 1, 10, 30 and 60 minutes after completion of the course. Results: Ø      GPS technology with simultaneous heart rate measurement was found to be a valuable tool to evaluate heart rate and pace of eventing horses during competition and training. The GPS gadget used for this study showed high correlation for pace (deviation of <2%) and distance (deviation of <1%). Ø      Mean pace in competition was 7,4+ 0,31 to 9,6+ 0,05 m/s according to variable levels.  Mean heart rate and lactate (measured one minute past finish) were 198 bpm; 14,84 mmol/l and  190 bpm; 11,3 mmol/l for advanced and intermediate level respectively. This was thought to be related to anaerobic metabolism which has been previously reported by JAEK (2004) and HARBIG (in preparation). Ø      Variable inclinations during competition were not found to have significant influence on mean heart rate or lactate values. On parts with inclination of at least 2,5% the heart rate was significant higher compared to mean heart rate during whole cross country course (p< 0,01). Pace on these inclinations showed no differences compared to mean pace during whole cross country course (7,56+ 0,24 to 10,76+ 0,21 m/s). Ø      Significant higher pace during the final 500m of the courses compared to the mean pace of the whole course was found in 2 of 7 competitions (8,3+ 0,3 to 10,14+ 0,35 m/s). This was not associated with a significant increase of lactate (one minute after finish) or mean heart rate. Only during those two competitions a simultaneous increase in heart rate and pace was found during the final 500m (Increase of linear regression analysis of pace and heart rate of 0,0032; 0,0439, and 0,0021; 0,0261). Consequently, the ‘final sprint’ does not seem to have a significant influence on mean heart rate and lactate values after finish. Ø      To use GPS during cross country course made it possible to show the decreasing heart rate simultaneously to decrease of pace after finish. Horses came to walk in the first minute after finish. The decrease of the heart rate at finish speed to 50% (103,5 bpm) was achieved during 5th minute after finish. Achieved training values didn’t allow an evaluation systematically. In training only 50% of available data were achieved during endurance training.15% were characterized by performance endurance training. Canter training was characterized by intervals. Horses were trained in individual systematic schedules. There were big differences between different horses’ individual schedules. GPS technology offered new opportunity for detailed analysis of specific sections of  competitions and/or training data. This resulted in alteration of strategies for following events. This study showed that the presented GPS technology offers an easy way to gain information and quantify loads of eventing horses during training and competition. Further evaluation is necessary to determine the value of this system for routine utilization during training and competition of eventing horses.

Global Positioning System eröffnet neue Perspektiven für den Pferdesport. Ziel dieser Arbeit war es, eine weitgehend gleiche Gruppe von Hochleistungsvielseitigkeitspferden über eine gesamte Saison zu begleiten und durch den Einsatz von GPS (simultane Geschwindigkeits- und Herzfrequenzmessung) tiefere Einblicke zur Belastung von Pferden im Wettkampf und Training zu erhalten als es bislang möglich war. Dabei sollten insbesondere Teilstreckenspezifische Belastungen aufgezeigt werden, die erst durch den Einsatz von GPS ermöglicht wurden. Im Wettkampf wurden zusätzlich Laktatmessungen durchgeführt. Eine Gruppe von 18 Reitern des Bundeskaders mit 29 Pferden wurden von März bis Oktober 2004 sowohl im Wettkampf als auch im Training in die Untersuchung einbezogen. Die Beurteilung der Belastung erfolgte durch die sekundengenaue Aufzeichnung von Geschwindigkeit mittels GPS und simultaner Herzfrequenzermittlung während Geländeprüfungen auf neun verschiedenen Turnieren der leichten bis schweren Klasse, sowie im täglichen Training. Weiterhin wurden in den Geländeprüfungen nach Durchreiten des Ziels nach der 1. (past 01 min), 10., 30. und 60. Minuten Blutproben entnommen, um die Laktatkonzentration im Vollblut zu bestimmen. Die Resultate stellten sich wie folgt dar: Ø      Die GPS Technologie mit simultaner Herzfrequenzaufzeichnung hat sich als geeignete Technik erwiesen, um sowohl teilstreckenspezifische Belastungen auf Wettkämpfen, als auch Trainingsdaten bezüglich der Geschwindigkeits- und Herzfrequenzverteilung von Vielseitigkeitspferden zu evaluieren. Die Ermittlung der Aufzeichnungsgenauigkeit des eingesetzten GPS Gerätes ergaben, mit einer mittleren Abweichung <2% für die Geschwindigkeit und <1% für die Distanz, eine hohe Aufzeichnungsgenauigkeit. Ø      Die mittlere Geschwindigkeiten der einzelnen Wettkämpfe lagen zwischen 7,4+ 0,31 und 9,6+ 0,05 m/s. Die mittleren Herzfrequenzen und Blutlaktatkonzentrationen der schweren (mittlere Herzfrequenz 198 bpm; mittlerer past 01 min 14,84 mmol/l) und mittelschweren Klasse (mittlere Herzfrequenz 190 bpm, mittlerer past 01 min 11,3 mmol/l) sprechen für eine erheblichen Belastung und bestätigen die von JAEK (2004) und HARBIG (in Vorbereitung) in vorangegangenen Arbeiten erhobenen Daten der Saison 2003. Ø      Unterschiedliche Steigungsbelastungen durch bergige Geländestrecken in den untersuchten Vielseitigkeitsprüfungen hatten keinen signifikanten Einfluss auf die mittlere Herzfrequenz während der Gesamtstrecke bzw. auf die Blutlaktatkonzentration past 01 min. Auf Teilstrecken der Vielseitigkeitsprüfungen mit einer Steigungsbelastung von mindestens 2,5% hingegen zeigt sich im Vergleich zur Gesamtstrecke ein signifikant höherer Anstieg der Herzfrequenz (p< 0,01). Die Geschwindigkeit auf den Teilstrecken mit mindestens 2,5% zeigten keinen signifikanten Unterschied zur mittleren Geschwindigkeit der Gesamtstrecke (Spannbreite: 7,56+ 0,24 bis 10,76+ 0,21 m/s). Ø      Eine signifikant höhere Geschwindigkeit auf den letzten 500m vor dem Ziel (Spannbreite 8,3+ 0,3 bis 10,14+ 0,35 m/s) im Vergleich zur Gesamtstrecke lag nur in 2 von 7 Prüfungen vor und ging nicht zwangsläufig mit einer signifikanten Erhöhung der Blutlaktatkonzentration p01 min oder der mittleren Herzfrequenz einher. Zusätzlich kam es nur auf den beiden Prüfungen zu einer Steigerung der Geschwindigkeit mit parallelem Herzfrequenzanstieg (Steigung der linearen Regression von Geschwindigkeit und Herzfrequenz: 0,0032 und 0,0439, sowie 0,0021 und 0,0261) im Verlauf der letzten 500m vor dem Ziel. Somit scheint der sogenannte ‚Endspurt’ keinen signifikanten Einfluss auf die mittlere Herzfrequenz und die Blutlaktatkonzentration nach Zieleinlauf zu nehmen. Ø      Durch den Einsatz von GPS konnte erstmals in einer Vielseitigkeitsprüfung der Abfall der Herzfrequenz nach Durchritt des Ziel parallel zur Geschwindigkeit dargestellt werden. Bereits in der ersten Minute erreichten alle Pferde Schrittgeschwindigkeit, 50% der Herzfrequenz bei Zieleinlauf (103,5 bpm) wurde im Mittel in der 5. Minute nach Belastungsende erreicht. Ø      Die vorliegenden Trainingsdaten geben lediglich einen Überblick über das absolvierte Training, ließen aber keine systematische Auswertung zu. Insgesamt von einem hohen Grad an Individualität geprägt, war der Anteil des Konditionstrainings während der gesamten Saison <50%. Der Anteil des Leistungskonditionstrainings (Galopptrainining und Geländeprüfungen) betrug lediglich 15%. Durch GPS ermittelte Geschwindigkeitsverläufe konnte der detaillierte Aufbau des Galopptrainings, welches zu 100% als Intervalltraining durchgeführt wurde, dargestellt werden. Eine Systematik zwischen Trainingseinheiten des gleichen Pferdes konnte im Verlauf der Saison festgestellt werden, während zwischen den einzelnen Pferden große Unterschiede hinsichtlich der Gestaltung bestanden. Neben den Teilstreckenanalysen boten GPS Wettkampfaufzeichnungen Trainern und Reitern die Grundlage für eine detaillierte Wettkampfanalyse. GPS stellt ein im Feld einfach einzusetzendes Instrument zur Überwachung des Leistungszustandes beim Pferd dar. Es kann sowohl Belastungen auf Teilstrecken quantifizieren als auch detaillierte Informationen über Trainingsinhalte evaluieren. Es ermöglicht mit Hilfe des Datenabrufs über das GSM- Modems eine schnelle Kommunikation mit den Reitern, Trainern und Tierärzten.

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Hebenbrock, Mirja: GPS gestütztes Monitoring von Hochleistungsvielseitigkeitspferden in Wettkampf und Training. Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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