Lade Inhalt...

Kälteschutz und Bewegungseffizienz bei Sporttauchern im Feldtest

©2009 Doktorarbeit / Dissertation 149 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Tauchen hat sich als Breitensport etabliert. Von sportwissenschaftlicher Seite gesehen, werden beim Sporttauchen alle konditionellen Beanspruchungsformen, wie Ausdauer, Kraft, Schnelligkeit, Beweglichkeit, Koordination und als Besonderheit die Apnoefähigkeit wieder gefunden. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit beim Tauchen wird durch vier verschiedene Faktoren begrenzt. Zur physiologischen Leistungsfähigkeit kommen die Effizienz des Bewegungsablaufes, die Effizienz der Flossen als Antriebshilfe und der passive Widerstand durch die Ausrüstung. Der Einfluss auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit, auf die Sauerstoffaufnahme und die Herzfrequenz wurde mit verschiedenen Ausrüstungsgegenständen untersucht.
So konnte gezeigt werden, wie wichtig die richtige Auswahl der Flossen für den entsprechenden Vortrieb ist. Zum Ausgleich des Auftriebes durch Kälteschutzanzüge werden Abtriebshilfen in Form von Bleigewichten verwendet. Hierdurch wird die Tauchlage durch Änderung des Drehmomentes beeinflusst. Die richtige Bleipositionierung und die richtige Bleimenge sind für eine korrekte Tarierung unerlässlich. Auftriebsmittel beeinträchtigen den Taucher insbesondere bei hohen Tauchgeschwindigkeiten. Bei zunehmendem Umgebungsdruck und zunehmender Tauchgeschwindigkeit steigt der Atemwiderstand von Lungenautomaten. Neuere Untersuchungen belegen, dass regelmäßiges Training der Atemmuskulatur die taucherische Leistungsfähigkeit verbessert.
Welchen Einfluss die Verwendung von Tauchanzügen auf die Effizienz der Fortbewegung unter Wasser hat, wurde bisher nur in vereinzelten Studien untersucht.
Taucher berichten immer wieder, dass sie sich durch Tauchanzüge eingeengt fühlen und sie der Gebrauch in ihrer Bewegungsfreiheit einschränke. Dies gelte insbesondere für die in unseren Breiten eingesetzten dickeren Nasstauchanzüge. Solche Erkenntnisse werden durch Urlaubsreisen in tropische Gewässer gestützt, bei denen keine oder nur dünnere Anzüge verwendet wurden. Es ist jedoch nicht allein die Dicke des Anzuges für den Kälteschutz entscheidend, sondern auch die Passform. Bewegungen können dazu führen, dass der für Nasstauchanzug typische Wasserfilm zwischen der Haut des Tauchers und der Innenseite des Tauchanzuges in Fluss kommt und somit ein Teil des Isolationsvermögens des Anzuges verloren geht. Des Weiteren reduziert sich das Isolationsvermögen durch Kompression in zunehmender Wassertiefe, obwohl sie fester am Körper anliegen. Tauchanzüge schützen […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


Jochen Wagener
Kälteschutz und Bewegungseffizienz bei Sporttauchern im Feldtest
ISBN: 978-3-8366-4895-0
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2010
Zugl. Universität Ulm, Ulm, Deutschland, Dissertation / Doktorarbeit, 2009
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,
insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von
Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der
Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen,
bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung
dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen
der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik
Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich
vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des
Urheberrechtes.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in
diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme,
dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei
zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können
Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden und der Verlag, die Autoren oder
Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für evtl.
verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen.
© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2010

Inhaltsverzeichnis
I
Inhaltsverzeichnis...I
Abkürzungsverzeichnis...III
1. Einleitung... 1
1.1.
Thermoregulation und Kälteschutz beim Sporttauchen...5
1.2.
Leistungsdiagnostik bei Sporttauchern...9
1.3.
Anstrengungsempfinden...13
2. Material und Methodik...16
2.1.
Antragstellung bei der Ethikkommission... 16
2.2.
Probandenaufklärung und Einverständnis... 16
2.3.
Probanden...16
2.4.
Computergestütztes Unterwasserdatenerfassungssystem... 19
2.5.
Tauchausrüstung... 22
2.6.
Testverfahren...24
2.7.
Testort und Versuchsaufbau der Feldtests...28
2.8.
Statistische Methoden... 33
3. Ergebnisse... 35
3.1.
Tauchgeschwindigkeiten während der Feldstufentests...35
3.1.1. Tauchgeschwindigkeiten im Hallenbad...35
3.1.2. Tauchgeschwindigkeiten im Hallenbad und im Freigewässer...37
3.2.
Maximalgeschwindigkeitstest im Hallenbad... 39
3.3.
Herzfrequenz... 41
3.3.1. Herzfrequenz in der Vortestphase...42
3.3.2. Herzfrequenz beim Feldstufentest im Hallenbad...43
3.3.3. Herzfrequenz beim Feldstufentest im Hallenbad und im
Freigewässer...46
3.4.
Zusammenhang Tauchgeschwindigkeit und Herzfrequenz...49
3.5.
Anstrengungsempfinden (RPE)... 50
3.5.1. RPE beim Feldstufentest im Hallenbad...50
3.5.2. RPE beim Feldstufentest im Hallenbad und im Freigewässer...53
3.6.
Zusammenhang Tauchgeschwindigkeit und RPE...56
3.7.
Zusammenhang Herzfrequenz und RPE... 57

Inhaltsverzeichnis
II
4. Diskussion...60
4.1.
Tauchgeschwindigkeiten...60
4.1.1. Versuchsaufbau und Ablauf...60
4.1.2. Feldstufentest im Hallenbad...63
4.1.3. Feldstufentest im Freigewässer...68
4.1.4. Maximalgeschwindigkeit im Hallenbad...70
4.2.
Herzfrequenz in der Vortestphase...71
4.3.
Herzfrequenz beim Feldstufentest...78
4.3.1. Herzfrequenz beim Feldstufentest im Hallenbad...78
4.3.2. Herzfrequenz beim Feldstufentest im Hallenbad und im
Freigewässer...83
4.3.2.1. Herzfrequenz der dritten Belastungsstufe...86
4.4.
Anstrengungsempfinden (RPE) beim Feldstufentest...87
4.4.1. RPE beim Feldstufentest im Hallenbad... 87
4.4.2. RPE beim Feldstufentest im Hallenbad und im Freigewässer...88
4.5.
Zusammenhang Tauchgeschwindigkeit und Herzfrequenz... 92
4.6.
Zusammenhang Tauchgeschwindigkeit und RPE... 92
4.7.
Zusammenhang Herzfrequenz und RPE...94
4.8.
Trainingsempfehlungen...96
5. Zusammenfassung...99
6. Literaturverzeichnis...101
Anhang...121
Danksagung... ..V

Abkürzungsverzeichnis
III
ANOVA
Analysis of variance (Varianzanalyse)
AU
Arbitrary unit, willkürliche Einheit
BGV
Berufsgenossenschaftliche Vorschrift
BS
Binnensee
CMAS
Confédération mondiale des activités
subaquatiques (Brevets *,* *, ***)
DIN
Deutsches Institut für Normung
DSHS
Deutsche Sporthochschule Köln
DTG
Drucklufttauchgerät
EDTC
European diving technology committee
FwDV
Feuerwehrdienstvorschrift
G31
Berufsgenossenschaftlicher Grundsatz für
arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen
Nummer 31
GTÜM
Deutsche Gesellschaft für Tauch- und
Überdruckmedizin e.V.
GUV
Gemeindeunfallversicherung
HB
Hallenbad
Hf
Herzfrequenz / Herzschlagfrequenz / - en
Herzschläge pro Minute (
·
min
-1
)
Hf
max
maximale Herzfrequenz / -en (
·
min
-1
)
HKS+
Hallenbad mit Kälteschutz (Nasstauchanzug)
HKS-
Hallenbad ohne Kälteschutz
hr
heart rate (
·
min
-1
)
KS
Kälteschutz (Nasstauchanzug)
LED
Leuchtdiode, Licht emittierende Diode, light
emitting diode
MM
Mittelmeer
RPE
Rating of perceived exertion
Anstrengungsempfinden
PDV
Polizeiliche Dienstvorschrift
Prob
Proband

Abkürzungsverzeichnis
IV
Prob_id
Probandenidentität
PSA
Persönliche Schutzausrüstung
PWC 150
Physical work capacity 150 (s. W150)
s
Standardabweichung einer Stichprobe
s
E
Standardfehler einer Stichprobe
Tc
critical water temperature,
kritische Wassertemperatur (°C)
TL
Tauchlehrer
UW-DAT
computergestütztes Unterwasser
Datenerfassungssystem
VDST
Verband deutscher Sporttaucher
v
Geschwindigkeit (m
·
s
-1
)
v
IST
Ist-Geschwindigkeit (m
·
s
-1
)
v
max
maximale Geschwindigkeit (m
·
s
-1
)
v
SOLL
Soll-Geschwindigkeit (m
·
s
-1
)
VO
2 max
maximale Sauerstoffaufnahme (ml
·
kg
-1
·
min
-1
)
W150
erbrachte Leistung (Watt) bei einer
Herzschlagfrequenz von 150 min
-1
WDW
Wärmedurchgangswiderstand (m
2
·
K
·
W
-1
)
WT
Wassertemperatur (°C)
x
Mittelwert

1. Einleitung
1
1. Einleitung
Tauchen hat sich als Breitensport etabliert (Almeling u. Böhm 1993). Von
sportwissenschaftlicher Seite gesehen, werden beim Sporttauchen alle
konditionellen Beanspruchungsformen, wie Ausdauer, Kraft, Schnelligkeit,
Beweglichkeit, Koordination und als Besonderheit die Apnoefähigkeit wieder
gefunden (Hoffmann 2005a). Die Fortbewegungsgeschwindigkeit beim Tauchen
wird durch vier verschiedene Faktoren begrenzt. Zur physiologischen
Leistungsfähigkeit kommen die Effizienz des Bewegungsablaufes, die Effizienz
der Flossen als Antriebshilfe und der passive Widerstand durch die Ausrüstung
(Hoffmann 1995, Hoffmann 2002, Hoffmann 2005b). Der Einfluss auf die
Fortbewegungsgeschwindigkeit,
auf
die
Sauerstoffaufnahme
und
die
Herzfrequenz wurde mit verschiedenen Ausrüstungsgegenständen untersucht.
So konnte gezeigt werden, wie wichtig die richtige Auswahl der Flossen für den
entsprechenden Vortrieb ist (Hoffmann 2000, Zamparo et al. 2002, Birken 2003,
Pendergast et al. 2003a, Pendergast et al. 2003b, Droste 2004, Zamparo et al.
2006). Zum Ausgleich des Auftriebes durch Kälteschutzanzüge werden
Abtriebshilfen in Form von Bleigewichten verwendet. Hierdurch wird die Tauchlage
durch Änderung des Drehmomentes beeinflusst. Die richtige Bleipositionierung
(Tedesco u. Pendergast 1991) und die richtige Bleimenge (Böttger 2003) sind für
eine korrekte Tarierung unerlässlich. Auftriebsmittel beeinträchtigen den Taucher
insbesondere
bei
hohen
Tauchgeschwindigkeiten
(Droste
2004).
Bei
zunehmendem Umgebungsdruck und zunehmender Tauchgeschwindigkeit steigt
der Atemwiderstand von Lungenautomaten (MacDonald et al. 1981). Neuere
Untersuchungen belegen, dass regelmäßiges Training der Atemmuskulatur die
taucherische Leistungsfähigkeit verbessert (Schafer et al. 2005, Ray et al. 2007,
Lindholm et al. 2007, Wylegala et al. 2007).
Welchen Einfluss die Verwendung von Tauchanzügen auf die Effizienz der
Fortbewegung unter Wasser hat, wurde bisher nur in vereinzelten Studien
untersucht (Pendergast et al. 1991, Ducasse et al. 1997, Koltyn und Morgan
1997).
Taucher berichten immer wieder, dass sie sich durch Tauchanzüge eingeengt
fühlen und sie der Gebrauch in ihrer Bewegungsfreiheit einschränke. Dies gelte

1. Einleitung
2
insbesondere für die in unseren Breiten eingesetzten dickeren Nasstauchanzüge
(Egstrom 2004a, Egstrom 2004b). Solche Erkenntnisse werden durch
Urlaubsreisen in tropische Gewässer gestützt, bei denen keine oder nur dünnere
Anzüge verwendet wurden. Es ist jedoch nicht allein die Dicke des Anzuges für
den Kälteschutz entscheidend, sondern auch die Passform (Pastorino 1998,
Berndt 2004, Berndt 2005a). Bewegungen können dazu führen, dass der für
Nasstauchanzug typische Wasserfilm zwischen der Haut des Tauchers und der
Innenseite des Tauchanzuges in Fluss kommt und somit ein Teil des
Isolationsvermögens des Anzuges verloren geht (Wolff et al. 1985). Des Weiteren
reduziert sich das Isolationsvermögen durch Kompression in zunehmender
Wassertiefe, obwohl sie fester am Körper anliegen (Park et al. 1988, Iwamoto et
al. 1990, DIN EN 14225-1 2005). Tauchanzüge schützen zwar den Körper gut vor
dem kalten Wasser (Wolff et al. 1985, Shiraki et al. 1986, Yeon et al. 1987, Park et
al. 1988, Iwamoto et al. 1990, Wakabayashi et al. 2006), sie limitieren aber das
Bewegungsausmaß der meisten Gelenke des Körpers wie eine elastische Hülle.
Zusätzliche Energie ist notwendig, um die Gelenke zu bewegen, wodurch der
Atemluftverbrauch ansteigt (Egstrom 1970, Pendergast et al. 1991). Der Gebrauch
von Kälteschutzanzügen bedeutet durch die Einengung der Bewegungen
erhebliche Anstrengungen bei der Fortbewegung im Wasser und führt so zu
vorzeitiger Erschöpfung des Tauchers (Edmonds 2002a).
Pendergast et al. (1991) konnten nachweisen, dass der Energieverbrauch in der
Schwimmhalle beim Tauchen mit Kälteschutz im Vergleich zum ungeschützten
Zustand erhöht war. Tauchen in Nasstauchanzügen wiederum war anstrengender
als in den verwendeten Trockentauchanzügen (Pendergast et al. 1991).
Ducasse et al. (1997) zeigten, dass die Atemfähigkeit von gesunden Tauchern
und insbesondere die von Asthmatikern durch Nasstauchanzüge schon in Dicken
von 3mm und besonders von 6mm eingeschränkt wurde. Dass zu enge
Tauchanzüge während des Tauchganges schwere Probleme auslösen können,
wird durch veröffentlichte Unfallberichte verdeutlicht. Zu enge Tauchanzüge
können zu Atemnot und Panikattacke mit Notaufstieg führen (Edmonds 2002b,
Göbel 2006).
Nach Durchsicht der zur Verfügung stehenden Literatur fand sich lediglich eine
Arbeit, bei der der Einfluss von Kälteschutzanzügen beim Tauchen auf die

1. Einleitung
3
Herzfrequenz und das subjektive Anstrengungsempfinden im Vergleich zum
ungeschützten Zustand untersucht wurde (Koltyn u. Morgan 1997).
Dabei qualifizieren sich gerade die Herzfrequenz (Doubt 1996, Achten u.
Jeukendrup 2003) und das Anstrengungsempfinden (Löllgen 2004, Löllgen u.
Ulmer 2004) als Parameter für leistungsdiagnostische Messungen unter Wasser
durch ihre relativ einfache Erhebung mittels handelsüblicher Herzfrequenzuhren
(Neumann u. Engelhardt 1991) und der RPE-Skala nach Borg (Borg 1998).
Der Anstieg der Herzfrequenz bei körperlicher Belastung steht in einem engen
Zusammenhang zur Sauerstoffaufnahme und zur metabolischen Beanspruchung
in der Arbeitsmuskulatur (Neumann u. Engelhardt 1991, Hollmann u. Hettinger
2000a).
Laut Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin,
den ,,Guidelines for exercise testing and prescription" des American College of
Sportsmedizin und den ,,Exercise Standards for Testing and Training" der
American Heart Association stellt die Herzfrequenz den zentralen Parameter für
die Beurteilung des Aktivitätszustandes des Kreislaufs dar (Fletcher et al. 2001,
Whaley et al. 2006, Frauendorf et al. 2006).
Die Verwendung der BORG-Skala wird in den ,,Fitness to dive standards" des
European diving technology committee im Rahmen von Leistungstests empfohlen
(Wendling et al. 2003).
Ziel dieser Arbeit war die Durchführung eines Leistungstests bei Sporttauchern,
mit dem der Einfluss von Kälteschutzanzügen auf die Belastung beim Tauchen mit
Drucklufttauchgeräten bestimmt werden sollte.
Als
standardisierte
Methode
der
Leistungsdiagnostik
wurden
ein
Maximalgeschwindigkeitstest und ein Stufentest, die in der Deutschen
Sporthochschule Köln (DSHS) entwickelt wurden, verwendet. Anhand der
Parameter
Maximalgeschwindigkeit,
Herzschlagfrequenz
und
subjektives
Anstrengungs- / Belastungsempfinden nach BORG, angegeben als rating of
perceived exertion (RPE), und deren Veränderungen beim Gebrauch von
Kälteschutzanzügen,
sollten
Aussagen
über
den
Unterschied
in
der
Beanspruchung
bei
der
Fortbewegung
unter
Wasser
in
typischen
Tauchsituationen gemacht werden. Mit Hilfe definierter Belastungsstufen können

1. Einleitung
4
Hinweise auf tauchsportspezifische Anforderungen gegeben werden. Tauchen in
einer Geschwindigkeit von 0,4ms
-1
entspricht einem langsamen Tauchgang,
0,6ms
-1
gegen
leichte
bis
mittlere
Strömung,
0,8ms
-1
und
die
Maximalgeschwindigkeit entsprechen den Anforderungen gegen starke Strömung
und beim Rettungsversuch (Sander 1986, Bräuer 1992, Schulz 1994,
Wischnewski 1999, Dräger 1999, Hahn 2001, Böttger 2003, Birken 2003, Lange
2004, Camporesi u. Bosco 2004).
Darüber hinaus sollte der Einfluss der Umgebung Hallenschwimmbad gegenüber
Freigewässer untersucht werden.
Es sollten insbesondere folgende Fragen beantwortet werden:
1. Sind Sporttaucher mit Nasstauchanzügen in der Lage, die vorgegebenen
Sollgeschwindigkeiten des verwendeten stufenförmigen Belastungstests zu
tauchen?
2. Unterscheiden sich die getauchten Geschwindigkeiten im Belastungstest zur
Ermittlung der Herzfrequenzen bei den verschiedenen Testbedingungen?
3. Wird die maximale Tauchgeschwindigkeit durch den Gebrauch von Kälteschutz
beeinflusst?
4. Wird die Herzfrequenz in der Vortestphase unter Wasser in 5m Tiefe durch die
verschiedenen Untersuchungsbedingungen beeinflusst?
5.
Bewirkt
der
Gebrauch
von
Kälteschutz
beim
Belastungstest
im
Hallenschwimmbad einen zusätzlichen Anstieg der Herzfrequenz und des
Anstrengungsempfindens im Vergleich zum ungeschützten Zustand?
6. Bedeutet Tauchen in Freigewässern eine zusätzliche Belastung für den
Taucher beim Belastungstest, werden hierdurch höhere Herzfrequenzen und
höheres Anstrengungsempfinden als im Hallenschwimmbad hervorgerufen?

1. Einleitung
5
1.1. Thermoregulation und Kälteschutz beim Sporttauchen
Menschen sind durch thermoregulatorische Mechanismen in der Lage ihre
Körperkerntemperatur in gewissen Grenzen bei 37°C z u halten (Mekjavic et al.
2004). Wasser weist eine 23-fach höhere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zur Luft
auf (Mekjavic et al. 2004). Der Wärmefluss im Wasser ist 100-fach höher als in der
Luft. Steht die Haut des Menschen direkt im Kontakt zum Wasser bietet sie
praktisch keine Isolation gegen einen Wärmeverlust (Nadel 1984). Bei reduzierter
Umgebungstemperatur wird über vasomotorische Reflexe die Durchblutung der
Haut und Muskulatur reduziert. Die Wärmeleitung in die Peripherie wird somit
vermindert. Neben dem Unterhautfettgewebe bildet sich somit eine Barriere gegen
Wärmeverlust (Craig u. Dvorak 1966, Park et al. 1984). Die Haut, Muskulatur und
das subkutane Fettgewebe bilden eine Gewebeisolationsschicht. In verschiedenen
Studien konnte gezeigt werden, dass niedrig dosierte körperliche Bewegungen zu
einer vermehrten Wärmeabgabe an das umgebende Wasser führten (Craig u.
Dvorak 1968, Park et al. 1984, Wolff et al. 1985, Sagawa et al. 1988, McArdle et
al. 1992, Wakabayashi et al. 2006). Wegen des vermehrten Blutbedarfs in der
arbeitenden Muskulatur kommt es zu vermehrter Wärmeleitung vom Körperkern
zur Haut, wodurch die periphere Schutzbarriere reduziert wird. Hinzu kommt, dass
durch vermehrte Bewegung im Wasser der konvektive Wärmetransfer von der
Haut ins Wasser gesteigert wird. Der mittlere Wärmefluss pro °C beträgt in
ruhigem Wasser 230 W m
-2
°C
-1
, in fließendem Wasser 460 W m
-2
°C
-1
und beim
Schwimmen unabhängig von der Geschwindigkeit 580 W m
-2
°C
-1
(Nadel et al.
1974).
Andererseits
kann
durch
intensive
körperliche
Aktivität
die
Körperkerntemperatur vor einem erheblichen Absinken bewahrt werden (Craig u.
Dvorak 1968, Holmer u. Bergh 1974, Park et al. 1984, Wolff et al. 1985, Sagawa
et al. 1988, McArdle et al. 1992).
Wassertemperaturen von 34-36°C gelten für den Mensc hen in körperlicher Ruhe
als thermoneutral (Craig u. Dvorak 1966, Mekjavic et al. 2004). Die kritische
Wassertemperatur (Tc) ist die Temperatur, bei der Probanden drei Stunden lang
im Wasser eingetaucht sitzen können, ohne dass ein Kältezittern oder ein Anstieg
des Sauerstoffverbrauches zu verzeichnen ist (Mekjavic et al. 2004). In diesem
Temperaturbereich bewirkt die maximale Vasokonstriktion der Blutgefäße in der

1. Einleitung
6
Muskulatur und Haut einen minimalen Wärmetransport, es besteht eine maximale
Gewebeisolation (Park et al. 1984). In Abhängigkeit der subcutanen
Fettschichtdicken liegt diese Temperatur in Ruhe ohne Kälteschutz zwischen 32°C
und 28°C (Craig u. Dvorak 1966, Park et al. 1984, Y eon et al. 1987, Sagawa et al.
1988). Um den Körper beim Schwimmen und Tauchen vor Wärmeverlust zu
schützen und damit eine optimale Funktion physischer und psychischer Abläufe zu
gewährleisten, werden Kälteschutzanzüge verwendet (Wolff et al. 1985, Shiraki et
al. 1986, Yeon et al. 1987, Park et al. 1988, Iwamoto et al. 1990, Trappe et al.
1995, Trappe et al. 1996, Wakabayashi et al. 2006). Die Art des Tauchanzuges
muss allerdings auch den Umweltgegebenheiten, hier insbesondere der
Wassertemperatur
und
der
Intensität
des
Tauchens
angepasst
sein.
Langdauerndes, langsames Tauchen kann bei nicht adäquatem Kälteschutz zu
Wärmeverlusten führen (Arieli et al. 1997). Andererseits wird im Schwimmsport
von einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit berichtet, wenn Kälteschutz in
warmem Wasser Verwendung findet (Armstrong et al. 2003, Taimura u.
Matsunami 2006).
Tauchanzüge gelten heute als persönliche Schutzausrüstung (PSA), (Berndt
2005b, EU 2006b). Mit Hilfe der europäischen Richtlinie 89/686/EWG vom
21.12.1989 werden unter anderem die grundlegenden Sicherheitsanforderungen
geregelt, die die PSA erfüllen muss, um die Gesundheit oder Sicherheit der
Benutzer zu schützen und deren Sicherheit zu gewährleisten (EU 2006a). PSA
sind zum beruflichen wie auch zum privaten Gebrauch bestimmt. PSA werden in
drei Kategorien klassifiziert. Tauchanzüge sollen vorrangig vor Kälte und
mechanischen Einwirkungen schützen, wobei das Hauptaugenmerk auf dem
Kälteschutz liegt. Sie werden der PSA Kategorie II zugeordnet (Bernd 2005a, EU
2006b, HVBG 2006). Die für das Sporttauchen relevanten Tauchanzüge werden
heute entsprechend der DIN EN 14 225 in Nass- und Trockentauchanzüge
eingeteilt:
DIN EN 14 225 -1: 2005-07: Nasstauchanzüge
DIN EN 14 225 -2: 2005-07: Trockentauchanzüge

1. Einleitung
7
Entsprechend der Definition der DIN EN Vorgaben sind Nasstauchanzüge
Tauchanzüge aus thermischem Isoliermaterial, die den ganzen Körper oder Teile
des Körpers bedecken und konstruktionsbedingt die Wasserströmung um den
ganzen Körper des Tauchers verringern. Das Isoliermaterial soll dem Verwender
einen gewissen Grad an Isolierung gegenüber äußeren Temperaturen bieten. Die
Leistungsfähigkeit eines Nasstauchanzuges, thermischen Schutz zu bieten, wird
durch verschiedene Parameter beeinflusst. Hier spielen die thermischen
Eigenschaften des Nasstauchanzugmaterials, die Wassertemperatur, die Gestalt
des Tauchers (Form, Fettgehalt, Geschlecht) und die Arbeitsleistung beim
Tauchgang die entscheidende Rolle (DIN EN 14225-1 2005). Bisher wurden
Materialdicken für Nasstauchanzüge von 3-4mm für warme Gewässer und 6-7mm
für kältere Gewässer empfohlen (Pastorino 1998). Beim Kälteschutz gibt es aber
erhebliche Unterschiede und nicht selten wärmt ein dünner Anzug sogar besser
als ein dicker. Dies ist von der Qualität des verwendeten Anzugmaterials
abhängig. Deshalb werden heute die Nasstauchanzüge in vier thermische
Leistungsklassen von ,,A-D" eingeteilt (DIN EN 14225-1 2005). Der Tabelle (1) ist
zu entnehmen, dass die Einteilung abhängig vom Wärmedurchgangswiderstand
des benutzten Materials ist und soll Tauchern eine Empfehlung für entsprechende
Einsatztemperaturen geben. Der Wärmedurchgangswiderstand entspricht der
Temperaturdifferenz zwischen den beiden Oberflächen des Anzugmaterials,
dividiert
durch
den
Wärmefluss
je
Flächeneinheit,
der
entlang
des
Temperaturgradienten herrscht, ausgedrückt in Quadratmeter Kelvin je Watt (m
2
·
K
·
W
-1
).

1. Einleitung
8
Tabelle
1:
Materialklassen
für
thermische
Leistung
entsprechend
ihres
Wärmedurchgangswiderstandes (WDW) bei 1 und 6 bar im eingetauchten Zustand und im
Hinblick auf thermische Behaglichkeit bei unterschiedlichen Wassertemperaturbereichen
(DIN EN 14225-1 2005).
Thermische
Leistungsklasse
Nasstauchanzug
Wassertemperatur
[°C]
WDW
eingetaucht an der
Oberfläche bei 1bar
[m
2
·
K
·
W
-1
]
WDW
eingetaucht
bei 6bar
[m
2
·
K
·
W
-1
]
A
7 ­ 12
0,15
0,03
B
10 ­ 18
0,10 ­ 0,149
0,02
C
16 ­ 24
0,07 ­ 0,099
0,01
D
22 - 30
0,05 ­ 0,069
0,01

1. Einleitung
9
1.2. Leistungsdiagnostik bei Sporttauchern
Die Kenntnis der wichtigsten physikalischen, physiologischen und biochemischen
Grundlagen
ist
zwingende
Vorraussetzung
für
die
Beurteilung
der
Tauchtauglichkeit (Badtke u. Niklas 1987, Almeling u. Bayer 1993, Almeling u.
Böhm 1993, Wilmhurst 1998, Muth u. Tetzlaff 2004). Die körperliche Fitness von
Tauchern ist nicht außergewöhnlich hoch (Thompson et al. 1984a, Thompson et
al. 1984b, Jost 1986, Hafermann et al. 1986, Etz 2002) und eine nicht
unerhebliche Anzahl Taucher ist mit gesundheitlichen Einschränkungen im
Bereich des Sporttauchens aktiv (Hanson et al. 1999, Tetzlaff et al. 2005, Piepho
et al. 2008). Das ist dahin gehend von Bedeutung, als dass schon beim Ankleiden
und Transport der Ausrüstungsgegenstände erhebliche Belastungsspitzen
auftreten (Weltman u. Egstrom 1969, Lemaire u. Murphy 1977, Yamami et al.
2003), die zum Teil beim Schwimmen mit kompletter Ausrüstung, Tauchen gegen
Strömung oder Klettern aus dem Wasser über Bootsleitern überschritten werden
(Weltman 1970, Bell u. Wrigth 1979, Bove 1996, Gernhardt u. Lambertsen 2004,
Roggenbach 2006).
Unerfahrene Taucher zeigten hier bei Herzfrequenzmessungen höhere Werte als
erfahrene Taucher (Gooden et al. 1975, Yamami et al. 2003). Im Rahmen
simulierter Rettungsübungen wurden im Mittel kardiale Belastungen mit
Herzfrequenzwerten bis 180min
-1
und Milchsäurewerte bis 9,69mmol
·
l
-1
gemessen
(Hahn 2001).
Tauchen mit externer Luftzufuhr erfordert einen erheblichen Energiebedarf und ist
im Vergleich zu anderen Wassersportarten relativ ineffizient (Pendergast 2003,
Pendergast 2005). Der Wirkungsgrad beträgt beim Flossenschwimmen in
simulierter Tiefe von 20m im Vergleich zur Fahrradergometrie unter gleichen
Druckverhältnissen statt 25% nur 10% (Koch et al. 2003). Je unerfahrener und
schlechter ein Taucher trainiert ist, desto mehr sinkt der Wirkungsgrad (Niklas u.
Peter 1993).
Des Weiteren konnten Carturan et al. (2002) nachweisen, dass leistungsfähige
Taucher mit hoher Sauerstoffaufnahmefähigkeit beim Tauchgang weniger
Gasblasen produzierten.

1. Einleitung
10
Im Rahmen tauchmedizinischer Belastungsuntersuchungen werden derzeit
fahrradergometrische Testverfahren am häufigsten verwendet (Wendling et al.
2001, Wendling et al. 2003, Bove 2004, GTÜM 2008). Diese sind in großem
Umfang verfügbar, geben aber nur unspezifisch Auskunft über den
Gesundheitszustand und das Leistungsvermögen eines Tauchers. Der
Goldstandard der kardiopulmonalen Leistungsdiagnostik, die Spiroergometrie
wäre zwar wünschenswert, ist aber als Routineuntersuchung zu teuer (Wendling
et al. 2003). Anhand der maximalen Sauerstoffaufnahme in ml
·
min
-1
·
kg
-1
(V'O
2max
)
kann eine kardiorespiratorische Klassifizierung der Fitness vorgenommen werden.
Laut Standards des European diving technology committee (EDTC) sollen nicht-
gewerbliche Taucher in der Lage sein, Leistungen von 40ml
·
min
-1
·
kg
-1
zu
erbringen und gewerbliche Taucher solche von 45ml
·
min
-1
·
kg
-1
(Wendling et al.
2001, Wendling et al. 2003).
Im Tauchsport wird zurzeit von den meisten Verbänden der Untersuchungsablauf
entsprechend des Vorschlages der Gesellschaft für Tauch- und Überdruckmedizin
empfohlen (GTÜM 2008). Für den gewerblichen Bereich liegen in Deutschland
unterschiedliche Vorschriften vor. Dies gilt insbesondere für die Bereiche
Taucherarbeiten im Rahmen der berufsgenossenschaftlichen Vorschrift BGV C23
(2001), den Bundesverband der Unfallkassen GUV-R 2101 (2001), die
Feuerwehrdienstvorschrift FwDV 8 (2004) sowie die Polizeivorschrift PDV 415
(2005). Allen gemeinsam ist, dass sie sich im Wesentlichen auf den
Untersuchungsbogen des berufsgenossenschaftlichen Grundsatzes G31 (G31
2004) beziehen.
Im Leitfaden für Ergometrie bei arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen
nach berufsgenossenschaftlichen Grundsätzen wird eine Fahrradergometrie im
Sitzen empfohlen. Männer sollten eine Leistung von 2,1 W
·
kgKG
-1
und Frauen von
1,8 W
·
kgKG
-1
bei einer Herzfrequenz von 150min
-1
erbringen, entsprechend einer
W150 oder PWC 150 (HVBG 2004).
Beim Einsatz der Fahrradergometrie kann aus der gemessenen Leistung letztlich
nur auf die aufgabenspezifische, also fahrradergometrische Leistungsfähigkeit
geschlossen werden. Diese ist nur bedingt auf Leistungen beim anders
ausgeübten Sport zu übertragen (Steinbach et al. 1985, Bräuer 1992). Hoffmann

1. Einleitung
11
(2002) weist darauf hin, dass die spezifische Form der Fortbewegung beim
Tauchen unter Wasser unberücksichtigt bleibt (Hoffmann 2002, Hoffmann 2005b).
Die Varianten spezieller Untersuchungsverfahren für Taucher sind vielfältig. So
wurden und werden auch heute noch auf Unterwasserradergometern
unspezifisch leistungsphysiologische Daten erhoben (Muren u. Strömberg 1971,
Chen et al. 1996, Witten 2000, Almeling et al. 2006). Realistischere
Befunderhebungen erfolgten durch Tests in Tauchtanks (Morrison 1973, Weltman
1970,
Bell
u.
Wright
1979)
oder
speziell
entwickelten
stationären
Tauchergometern (Egstrom 1970, Egstrom 2003, Egstrom 2004). Mit der
Entwicklung der Druckkammertechnik, insbesondere im Bereich der deutschen
Bundesmarine, und der Installation eines Wassertanks mit der Möglichkeit der
Erfassung spiroergometrischer Daten, steht ein Verfahren zur Verfügung, welches
Untersuchungen unter verschiedenen Umgebungsdrücken erlaubt. Hierbei erfolgt
die
leistungsphysiologische
Datenerhebung
bei
angebundenem
Flossenschwimmen
(tethered
swimming)
mit
Presslufttauchgerät
durch
Bleigewichte als Widerstand (Kramkowski et al. 2003, Koch et al. 2003). Eine
Vielfalt komplexer Daten ist auch beim Tauchen in der Gegenstromanlage zu
erhalten (Dal Monte 1989, Dal Monte et al. 1993, Niklas 1988, Niklas et al. 1988,
Niklas u. Peter 1993, Droste 2004). Bei annähernd konstant einstellbarem
Strömungswiderstand und regelbarer Temperatur sind in geringer Wassertiefe
umfassende
Untersuchungen
möglich.
Weitergehende
ergometrische
Untersuchungen werden auch in der Schwimmhalle durchgeführt. Diese
ermöglichen es, unter sportspezifischem Bewegungsablauf Daten zu erfassen
(Simon et al. 1983, Bräuer 1992, Schulz et al. 1994). Neben den
funktionsdiagnostischen
Untersuchungen
der
Taucher,
unter
quasi
Laborbedingungen, wurden auch Messverfahren für sich frei im Wasser
bewegende Taucher erprobt. Neben der Bestimmung metabolischer Parameter
stand auch immer wieder die Messung der Herzfrequenz der Taucher als kardialer
Parameter im Vordergrund (Weltman 1969, Weltman 1970, Russel et al. 1972,
Morrison 1973, Kanwisher et al. 1974, Gooden et al. 1975, Pilmanis et al. 1977,
Dwyer 1983).
Nach Dal Monte können die Feldtests meist ohne größere Gerätekomplexe mit
teils einfacheren Untersuchungsgeräten oder Messsystemen und mit geringerem

1. Einleitung
12
Kostenaufwand unter realistischen Bedingungen durchgeführt werden (Dal Monte
1989, Dal Monte et al. 1993). Stufenförmige Belastungstests sind zurzeit im
Tauchsport an stationäre Messanlagen gebunden (Druckkammer, Schwimmhalle,
Gegenstromanlage).
Von Pilmanis et al. (1977) wurde erstmalig ein mobiles Unterwasserergometer in
Form eines Widerstandsbrettes vorgestellt. Beim Tauchen gegen einen definierten
Widerstand wurden Herzfrequenzwerte und die Sauerstoffaufnahme im freien
Gewässer registriert (Pilmanis et al. 1977, Dwyer 1983). Im Rahmen von
Forschungsprojekten wurde im Physiologischen Institut der Deutschen
Sporthochschule
Köln
seit
dem
Jahr
2001
ein
modernes
Unterwasserdatenerfassungssystem (UW-DAT) entwickelt, das bisher als Prototyp
eingesetzt wurde (Hauschild 2001, Birken 2003, Böttger 2003, Lange 2004,
Dräger 2007).
Somit gelang es, einen Stufentest für ansteigende Belastungen zu entwickeln, der
mobil unter Wasser unter verschiedenen Untersuchungsbedingungen eingesetzt
werden konnte. In den bisherigen Untersuchungen wurden durch Änderung der
Computersoftware verschiedene Belastungsprofile erprobt. Im Vordergrund des
Einsatzes des UW-DAT standen bisher nicht die Bestimmung komplexer
Analysen kardiopulmonaler Stoffwechselvorgänge, wie sie aufwändig in den
vorgenannten Anlagen möglich sind, sondern die Beurteilung der Auswirkungen
von Tauchbelastungen auf den kardialen Leistungsparameter, die Herzfrequenz
(Birken 2003, Böttger 2003, Lange 2004, Dräger 2007). Die bisherigen
Datenerhebungen an Gerätetauchern mittels UW-DAT fanden in der
Schwimmhalle der DSHS statt. Es wurden die Auswirkungen verschiedener
Flossen, Tariersituationen und ein künstlich gesteigerter Frontwiderstand auf die
Herzfrequenz untersucht (Birken 2003, Böttger 2003, Lange 2004). Alle bisherigen
Untersuchungen fanden ohne die Verwendung von Kälteschutzanzügen statt.

1. Einleitung
13
1.3. Anstrengungsempfinden (ratings of perceived exertion, RPE)
Im Rahmen sportmedizinischer und arbeitsmedizinischer Untersuchungen werden
neben kardiopulmonalen Leistungsparametern auch psychometrische Tests
durchgeführt (Astrand et al. 2003a, Löllgen 2004, Löllgen u. Ulmer 2004, ACSM
2006).
Das menschliche Empfindungssystem ist ein sehr gutes Instrument, um
Ereignisse und Situationen zu erkennen und zu unterscheiden, bei denen eine
Gefährdung eintreten kann. Dieses Empfindungssystem kann als Alarmsignal
funktionieren, wenn etwas nicht optimal läuft und sich erste Zeichen einer
Erkrankung oder Funktionsstörung ankündigen (Borg 2004). Mit psychometrischen
Schätzskalen, zum Beispiel der BORG Skala, wird das Anstrengungsempfinden
bei der Arbeit erfasst, indem der Proband die empfundene Anstrengung einer
entsprechenden Zahl zuordnet (Borg 1998a). Diese Skalen geben Einblicke in das
psychophysische Erleben und Rückmeldegeschehen bei Schwerarbeit. Sie liefern
zwar nur subjektive Ergebnisse und erfordern daher eine adäquate
Kooperationsbereitschaft des Probanden.
Borg und Dahlström veröffentlichten 1962 Ergebnisse der ersten Fall- und
Pilotstudien über das Anstrengungsempfinden und das Verhalten der
Herzfrequenz bei der Fahrradergometrie (Borg u. Dahlström 1962a, Borg u.
Dahlström 1962b). Nach O`Sullivan (1984) führen unterschiedliche körperliche
Belastungen zu verschiedenen subjektiven Symptomen mit unterschiedlichen
Ausprägungen, von lokalen bis hin zu generalisierten Beschwerden. Belastungen,
die als leicht belastend angesehen werden, führen zum lokalen Symptom des
Muskelschmerzes. Mittlere Belastungen führen zu Muskelermüdung und
Beinschmerz, den generalisierten Symptomen Müdigkeit und Schwitzen sowie
Atemlosigkeit und Luftnot. Hohe Belastungen zeigen als lokale Symptome
massive Muskelschmerzen, Krämpfe und Tremor. Als generalisiertes Symptom
tritt eine Aversion gegen die augenblickliche Situation auf. Von kardiopulmonaler
Seite können massive Atemnot, massives Herzklopfen und Thoraxschmerz
auftreten.

1. Einleitung
14
Hampson et al. (2001) sind der Meinung, dass das Empfinden von körperlicher
Belastung und sein Verhältnis zur Müdigkeit noch nicht ausreichend verstanden
wird. In der Literatur wurde bisher kein einzelner Faktor gefunden, der das
Empfinden der Belastung erklärt. Man ist der Meinung, dass verschiedene
periphere, afferente Signale zentral integriert werden. Es ist noch unklar, wie das
Gehirn die afferenten Informationen, die durch die Belastung entstehen,
interpretiert. Wichtige Informationen werden durch zentrale kardiopulmonale und
periphere metabolische Signale hervorgerufen (Robertson et al. 1998, Hampson
et al. 2001, Borg 2004).
Tabelle 2: Afferente Signale, die das Anstrengungsempfinden beeinflussen, modifiziert n.
Hampson et al. (2001)
Die zurzeit gültige 15-Punkte Skala zur Bestimmung des Anstrengungsempfindens
wurde für die Beschreibung des Anstieges der Belastungsintensität bei der
Fahrradergometrie entwickelt. Die Skalenwerte liegen zwischen 6 und 20 und
beziehen sich auf die Herzfrequenzwerte von 60 (Ruhe-Hf) und 200 Schläge
(maximale Hf) pro Minute dividiert durch den Faktor zehn (Borg 1998a). Der Wert
von 13 entspricht bei einem 30-50 jährigen Probanden einer Herzfrequenz von
130 Schlägen pro Minute (Borg 1998a). Nach Löllgen und Ulmer (2004) gehört
Zentral- kardiopulmonal
Peripher- metabolisch
Herzfrequenz
Blutlaktat
Sauerstoffaufnahme
Blut-/ Muskel-ph-Wert
Atemfrequenz
mechanische Beanspruchung
Muskelschmerz
Körperkern- /Hauttemperatur
Kohlenhydratverwertung

1. Einleitung
15
das Anstrengungsempfinden in die subjektive Sphäre eines Probanden oder
Patienten. Mit der Borg Skala kann er dieses Empfinden dem Untersucher
mitteilen. Dieser erhält somit Informationen darüber, wie der Proband die Schwere
einer Arbeit bewertet. Die Verwendung der Borg Skala ermöglicht eine zusätzliche
Aussage über den Grad der Beanspruchung. Nur RPE-Werte über oder gleich 17
werden bei einer Ergometrie als Hinweis auf eine Ausbelastung angesehen (Borg
1998a, Whaley et al. 2006).
Die Bestimmung des Anstrengungsempfindens während körperlicher Arbeit ist ein
wichtiges Messinstrument geworden und gilt, insbesondere bei den verschiedenen
Formen der Ergometrien, heute international als Standard (Astrand et al. 2003a,
Whaley et al. 2006).

2. Material und Methoden
16
2. Material und Methoden
2.1.
Antragstellung bei der Ethikkommission
Nach Antragstellung vom 12.05.2005 bei der Ethikkommission der Ärztekammer
Westfalen-Lippe und der Medizinischen Fakultät der Westfälischen Wilhelms
Universität Münster wurde das Projekt unter der Registrierungsnummer 5 V
Wagener mit dem Titel ,,Kälteschutz und Bewegungseffizienz bei Sporttauchern im
Feldtest" als biomedizinisches Forschungsvorhaben entsprechend der revidierten
Deklaration von Helsinki freigegeben.
2.2.
Probandenaufklärung und Einverständnis
Die Probanden wurden im Rahmen einer Informationsveranstaltung im Institut für
Leistungsphysiologie und Anatomie der Deutschen Sporthochschule Köln und
mittels einer Probandenaufklärung schriftlich über den Zweck der Arbeit informiert.
Die Teilnahme erfolgte auf freiwilliger Basis und wurde im Rahmen einer
Einverständniserklärung schriftlich bestätigt.
In der folgenden Abhandlung umfasst der Begriff Sporttaucher oder Proband
sowohl das weibliche als auch das männliche Geschlecht, es sei denn, es wird
ausdrücklich auf den geschlechtsspezifischen Unterschied hingewiesen.
2.3.
Probanden
An den Untersuchungen nahmen zehn Sporttaucher teil, drei Studentinnen und
fünf Studenten der Deutschen Sporthochschule (DSHS) sowie zwei externe
Sporttaucher.
Alle
Probanden
waren
entsprechend
der
Tauchtauglichkeitsrichtlinien der Deutschen Gesellschaft für Tauch- und
Überdruckmedizin (GTÜM 2008) untersucht und tauchtauglich beurteilt. Alle
Sporttaucher waren ausgebildet und konnten mindestens das *CMAS Brevet als
niedrigste Ausbildungsstufe des Verbandes deutscher Sporttaucher (VDST)
nachweisen. Anhand eines Probandenfragebogens wurden die biographischen
Daten, die Taucherfahrung und der jeweilige Trainingszustand ermittelt. Von den
zehn Probanden waren zwei Raucher. Die Probandengruppe stellte sich

2. Material und Methoden
17
inhomogen bezüglich einzelner biometrischer Parameter und der Taucherfahrung
dar (Tabellen 3).
Tabelle 3: Biometrische Daten und allgemeine Leistungsparameter der
Probanden.
Die Abkürzung Prob_id steht für Probandenidentität, Hf
max
für maximale Herzfrequenz und
V'O2
max
für maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit der Probanden.
Zur Bestimmung der allgemeinen kardiopulmonale Leistungsfähigkeit wurde bei
sieben Probanden die maximale Sauerstoffaufnahme und die maximale
Herzfrequenz im Rahmen einer Spiroergometrie im Sitzen bestimmt. Bei drei
Probanden war diese Leistungsdiagnostik nicht möglich, da sie entweder erkrankt
waren oder den Wohnort mit Arbeitsgebiet gewechselt hatten. Zur Durchführung
der Fahrradspiroergometrie stand ein Labor des Physiologischen Institutes der
DSHS zur Verfügung. Die Untersuchungsbedingungen verhielten sich klimatisch
nahezu konstant. Ein stufenförmiges Belastungsprotokoll beginnend bei 50W mit
Steigung um 50W alle drei Minuten wurde bis zur körperlichen Erschöpfung
durchgeführt.
Prob_id Geschlecht Alter [J] Größe [cm] Gewicht [kg] Hf
max
[min
-
1
]
V'O2
max
[ml
·
kg
-1
·
min
-1
]
1
m
42
186
79
174
45,82
2
m
23
189
85
162
60,00
3
w
27
160
55
187
42,90
4
m
27
176
69
181
39,42
5
m
26
182
76
6
w
23
166
66
7
m
25
175
70
193
71,85
8
w
24
164
52
9
m
34
174
72
187
68,76
10
m
36
183
109
182
47,33
x
29
176
73
181
53,73
s
6,43
9,76
16,07
10,22
13,03

2. Material und Methoden
18
Die gesamte Probandengruppe verfügte über eine körperlich gute Verfassung,
wobei die mittlere maximale Sauerstoffaufnahme mit 53,73ml
·
kg
-1
min
-1
einem
hohen Fitnessgrad entspricht (Wonisch et al. 2003).
Tabelle 4: Taucherfahrung der Probanden.
Der Ausbildungsstand der Taucher wird durch die Art des Brevets des Verbandes
Deutscher Sporttaucher (VDST) dargestellt. * entspricht der ersten Stufe, ** der zweiten
und *** der dritten Stufe des Deutschen Tauchsportabzeichen (DTSA), TL entspricht
einem Tauchlehrer (VDST 2008). Prob_id bedeutet Probandenidentität.
Prob_id
Tauchen seit [J] Tauchgänge [n]
Brevet
1
20
360
***
2
1,5
30
*
3
1
17
*
4
6
45
*
5
6
400
TL
6
6
63
**
7
9
97
***
8
1
34
*
9
13
227
***
10
10
243
*
x
7,4
152
s
5,9
144,5

2. Material und Methoden
19
2.4.
Computergestüztes Unterwasserdatenerfassungssystem (UW-DAT)
Die Messungen erfolgten mit einem in der Deutschen Sporthochschule Köln
entwickelten
Unterwassercomputer
(Dräger
2007).
Hierzu
diente
die
Weiterentwicklung eines Geschwindigkeitsmessbrettes (Abbildung 2), welches in
der Lage ist, die Herzfrequenz (Hf) online zur tatsächlichen Tauchgeschwindigkeit
zu messen. Dies erfolgt über einen programmierbaren Datenlogger der Firma
Tattletale Computers, der sowohl über analoge als auch digitale Ein- und
Ausgänge verfügt. Über diese Eingänge können verschiedene Signale eingelesen
und gespeichert werden. Das UW-DAT besteht aus zwei Funktionseinheiten.
Die Herzfrequenz wird durch einen vom Probanden um den Thorax gebundenen
Herzfrequenzsender der Firma Polar
®
(Abbildung1) an einen entsprechenden
Empfänger übermittelt. Der Signalempfänger ist mit dem Datenlogger, der die
eingehenden Signale zeitgleich speichert, verbunden.
Abbildung1: Herzfrequenzsender mit Brusthaltegurt
Die Geschwindigkeit wird mit einem Geschwindigkeitsmesser der Firma Nielsen-
Kellermann bestimmt. Dieses System besteht aus einem Impeller und einer
Magnetspule. Bei jeder Umdrehung des Impellers wird ein elektrisches Signal
gesetzt. Der Durchfluss eines definierten Wasservolumens steht für eine
Impellerumdrehung und damit für den zurückgelegten Weg. Die Durchflussrate
Herzfrequenzsender

2. Material und Methoden
20
wird mittels eines angebrachten Trichters erhöht. Ein im stehenden Wasser
zurückgelegter Meter entspricht 30 Umdrehungen des Impellers (Birken 2003).
Bei jedem Herzschlagsignal (,,beat to beat") werden der Zeitpunkt des Schlages
und ein Wert der Impellerumdrehungen gespeichert. Hieraus lassen sich später
die Herzfrequenz und Geschwindigkeit berechnen. Die gesamte Messeinheit wird
durch eine 9-Volt Batterie mit Energie versorgt. Der Datenlogger, die Spule, der Hf
-Empfänger und die Elektronik sind in einem gefrästen Aluminiumgehäuse mit
einem angeschraubten Plexiglasdeckel untergebracht. Der Plexiglasdeckel ist mit
einem Doppel-O-Ring unterlegt, so dass eine Wasserdichtigkeit von bis zu 4 bar
gewährleistet ist. An der Vorderseite des Gehäuses befindet sich eine Bohrung,
die während des Tauchens durch einen Blindstopfen abgedichtet wird. Hier kann
der Datenlogger später mittels Steckerverbindungen mit einem Computer zur
Datenübertragung verbunden werden. Die eigentliche Bedienung unter Wasser
erfolgt über drei an der Rückseite angebrachte Magnetschalter (Abbildung 2). Um
den Abtrieb des Computers zu verringern, wurde das Gehäuse in ein
Schwimmbrett
eingefasst.
Dadurch
hat
das
Messinstrument
an
der
Wasseroberfläche leichten Auftrieb und in der Testtiefe eine annähernd neutrale
Lage.
Bei den Messungen wird den Probanden beim Stufentest die aktuelle Abweichung
von der Sollgeschwindigkeit über Leuchtdioden (LED) der Farben gelb, grün oder
rot und in Form eines Zahlenwertes angezeigt.
gelbe LED v
IST
< v
SOLL
grüne LED v
IST
= v
SOLL
rote LED
v
IST
> v
SOLL
Mit dem Soll-Ist-Wertvergleich wird dem Probanden ermöglicht eine annähernd
konstante Tauchgeschwindigkeit beizubehalten. Ist der Zahlenwert Null zu lesen,
so ist die Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit gleich
Null. Ansonsten sind die jeweiligen Abweichungen (± 0,1ms
-1
) ablesbar.
Um einen sicheren Datenaustausch zwischen Computer und Herzfrequenzsender
zu gewährleisten bediente man sich einer Hilfskonstruktion mittels Halsschlaufe,
wodurch der Abstand vom Probanden zum Computer für alle Probanden

2. Material und Methoden
21
gleichermaßen fixiert war. Bei zu großem Abstand des UW-DAT zum Probanden
ist keine fehlerfreie Übertragung der Herzfrequenz gewährleistet.
Abbildung 2: Unterwasserdatenerfassungssystem (UW-DAT) in der Aufsicht und Sicht von
unten. RPE bedeutet rating of perceived exertion, dargestellt als 15-stufige Skalierung
nach G. Borg (1998a, 1998b).
Um möglichst viele Störgrößen auf die Herzfrequenz auszuschließen,
verwendeten alle Probanden in den Tests jeweils ihre eigene gleiche Ausrüstung.
Vor den Tests wurde auf eine ausreichende Trinkmenge geachtet, das Trinken
Impeller
Trichter
Stecker mit
wasserdichtem
Verschluss
Herzfrequenz-
empfänger
Leuchtdioden
Geschwindigkeits-
anzeige
RPE-Skala
Magnetschalter
Halsschlaufe

2. Material und Methoden
22
von Alkohol und Kaffee sowie die Einnahme von Medikamenten vor dem Test
untersagt. Die Teilnahme an den jeweiligen Tests erfolgte durch Randomisierung.
2.5.
Tauchausrüstung
Die Ausrüstung bestand bei allen Probanden für den Test mit Kälteschutz aus
einem Nasstauchanzug von 7mm Dicke mit integrierter Kopfhaube oder
Einzelkopfhaube, Neoprenschuhe, Geräteflossen, Taucherbrille, Schnorchel,
Bleigürtel, Tarierweste (Jacket) und Presslufttauchgerät (10 oder 12 Liter) mit
Lungenautomat, Octopus- und Finimeterabgang (Abbildung 3).
Abbildung 3: Proband mit Kälteschutz in der Front- und Seitenansicht
Die Ausrüstungsgegenstände stammten von unterschiedlichen Herstellern und
variierten daher individuell. Hintergrund dieser Arbeit war nicht, einzelne Modelle
verschiedener Anbieter zu überprüfen.

2. Material und Methoden
23
Für den Test in der Schwimmhalle ohne Kälteschutz wurde auf den
Kälteschutzanzug und den Bleigürtel verzichtet. Die Probanden waren mit
Schwimmhose, Bikini oder Badeanzug bekleidet (Abbildung 4).
Abbildung 4: Proband ohne Kälteschutz in der Front- und Seitenansicht

2. Material und Methoden
24
2.6.
Testverfahren
2.6.1. Stufentest
Vor Beginn der Tauchbelastung hatte der Proband die Möglichkeit sich in einer
zweiminütigen Vorbelastungsruhephase am Grund liegend oder im austarierten
Zustand zu erholen und auf den Test zu konzentrieren (Abbildung 5).
Abbildung 5: Taucher zum Ende der Ruhephase vor dem unmittelbaren Start zum
Belastungstest in 5m Wassertiefe mit computergestütztem Unterwasser-Daten-
erfassungssystem (UW-DAT)
Der Stufentest erfolgte mittels Geschwindigkeitsstufenvorgaben von 0,4; 0,6 und
0,8 Meter pro Sekunde (Pendergast et al 2003). Die Stufendauer betrug drei
Minuten (Pendergast et al 1996). Der jeweilige Stufenwechsel wurde mittels eines
fünf Sekunden dauernden ,,count-downs" eingeleitet.

2. Material und Methoden
25
Abbildung 6: Taucher beim Belastungstest mit UW-DAT (computergestütztes
Unterwasser-Datenerfassungssystem).
Nach Beendigung der dritten Belastungsstufe oder bei vorzeitiger Erschöpfung,
falls der Proband die vorgegebene Tauchgeschwindigkeit nicht mehr halten
konnte, sollte er den Test abbrechen, sich ruhig verhalten und auf den Grund
absinken. Es schloss sich eine dreiminütige Erholungsphase an (Abbildung 7), so
dass der gesamte Test 14 Minuten dauerte.
Abbildung 7: Taucher in der Erholungsphase nach Beendigung des Stufentestes in 5m
Wassertiefe
Sicherungstaucher dienten zur Überwachung der jeweiligen Tauchgänge. Der
Verfasser war ständiger Tauchbegleiter. Die erforderlichen Sicherheitsstandards
und die Rettungskette wurden bei den Tauchgangsplanungen eingehalten.

2. Material und Methoden
26
2.6.2. Maximalgeschwindigkeitstest
Der Maximalgeschwindigkeitstest (v
max
) wurde nur im Hallenbad durchgeführt. Für
diesen Test reichte anhand der Erfahrungen aus Voruntersuchungen eine Strecke
von 20m (Birken 2003). Die maximale Tauchgeschwindigkeit wurde von jedem
Probanden dreimal hintereinander gemessen und anschließend der arithmetische
Mittelwert
bestimmt.
Aus
organisatorischen
Gründen
wurden
die
Maximalgeschwindigkeitstests immer vor den Stufentests durchgeführt.
2.6.3. Subjektives Anstrengungsempfinden
Zur Bestimmung des subjektiven Anstrengungsempfindens (RPE) bedienten wir
uns der fünfzehnstufigen BORG Skala (Borg 1998a, 1998b).
Auf dieser Skala bedeutet der Wert 6 überhaupt nicht anstrengend und 20
bedeutet maximale Anstrengung (Abbildung 8).
6 ÜBERHAUPT NICHT ANSTRENGEND
7
EXTREM LEICHT
9
SEHR LEICHT
11
LEICHT
13
ETWAS ANSTRENGEND
15
ANSTRENGEND
17
SEHR ANSTRENGEND
19
EXTREM ANSTRENGEND
20
MAXIMAL ANSTRENGEND
Abbildung 8: 15-stufige Skalierung des Anstrengungsempfindens, dargestellt als rating of
perceived exertion (RPE Skala) nach G. Borg (1998a, 1998b).
Die Skala und deren Erläuterungen wurden den Probanden in Form einer
Fotokopie
mit
den
Unterlagen
zur
Probandenaufklärung
und
Einverständniserklärung ausgehändigt. Vor Beginn des jeweiligen Stufentests
wurde die Skala noch einmal mit dem Probanden besprochen und eventuell
vorhandene Fragen geklärt.

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2009
ISBN (eBook)
9783836648950
Dateigröße
4.5 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Universität Ulm – Anaestesiologie, Humanmedizin
Erscheinungsdatum
2014 (April)
Note
1,0
Schlagworte
kälteschutzanzüge sporttauchen unterwasserbelastungstest herzfrequenz anstrengungsempfinden
Zurück

Titel: Kälteschutz und Bewegungseffizienz bei Sporttauchern im Feldtest
Cookie-Einstellungen