Physical activities and demands in Swiss soldiers

Wys, Thomas (2010). Physical activities and demands in Swiss soldiers (Unpublished). (Dissertation, Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich)

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Im militärischen Setting kann ein Ungleichgewicht zwischen individueller körperlicher Leistungsfähigkeit und aufgabenspezifischen körperlichen Belastungen zu einem erhöhten Verletzungsrisiko sowie zur Verminderung der Leistung und Moral der Truppe führen. Deshalb ist eine präzise Beschreibung der aufgabenspezifischen körperlichen Belastungen und der individuellen körperlichen Leistungsfähigkeit der Soldaten besonders wichtig. Die optimale Methode, um aufgabenspezifische körperliche Belastungen zu erheben, gibt es noch nicht. Das Messen der körperlichen Leistungsfähigkeit in militärischen Organisationen hingegen hat eine lange Tradition. Über die Zeit wurden die körperlichen Leistungstests der Schweizer Armee regelmässig verändert. Bisher wurden diese Leistungstests aber nie wissenschaftlich evaluiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, neue Methoden zu entwickeln und bestehende Methoden ans militärische Setting anzupassen, so dass die körperliche Leistungsfähigkeit von Soldaten und deren körperliche Beanspruchung im militärischen Alltag objektiv und zuverlässig erhoben werden können. Um die körperliche Beanspruchung im militärischen Alltag objektiv zu erheben, wurden Methoden an den militärischen Kontext angepasst, welche dem Erkennen von Aktivitätsklassen und dem Abschätzen von Energieverbrauch sowie zu Fuss zurückgelegter Distanz dienen. Mittels am Körper getragener Sensoren wurden Herzfrequenz, Beschleunigungen und Schrittfrequenz erhoben. Daraus konnten die wichtigsten militärspezifischen, körperlich anspruchsvollen Aktivitäten in 60s-Intervallen abgeleitet werden. In Laborerhebungen erreichte diese Methode eine Gesamterkennungsrate von 87.5% und in Feldmessungen von 85.5%. Basierend auf der Aktivitätserkennung wurden für jede militärspezifische Aktivitätsklasse eine multiple lineare Regression hergeleitet, welche es ermöglicht, den Energieverbrauch aus Herzfrequenz und Beschleunigungen der Hüfte abzuschätzen. Ein weiterer Algorithmus wurde entwickelt, um aus der Schrittfrequenz kontinuierlich die Ganggeschwindigkeit und die zu Fuss zurückgelegte Distanz abzuschätzen. Die Validität dieser Ansätze konnte 5 bestätigt werden. Die diskutierten Methoden wurden auf fünf unterschiedliche Truppen der Schweizer Armee angewandt, um deren körperliche Anforderungen zu quantifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass sich die körperlichen Beanspruchungen in den Rekrutenschulen verschiedener Truppen der Schweizer Armee unterscheiden. Trotzdem lagen die durchschnittlichen Energieverbrauchswerte aller untersuchten Truppen im Bereich der Werte aus militärischen Organisationen anderer Nationen und auch im Bereich der Werte von Profisportlern. Verglichen mit den Profisportlern fehlt den Soldaten zu Beginn ihres Dienstes jedoch oft eine spezifische Vorbereitung auf ihren körperlich anspruchsvollen Alltag. Die vorliegende Arbeit hat aufgezeigt, dass die körperlichen Belastungen (Energieverbrauch) in den untersuchten Truppen der Schweizer Armee von der zweiten bis zur achten Woche mit der Zeit abnahmen. Um eine neue Fitness-Testbatterie zu entwickeln, wurden die Wiederholbarkeit, die Validität sowie die Durchführbarkeit von vielversprechenden Einzeltests untersucht. Basierend auf diesen Resultaten wurden der progressive Ausdauerlauf, der globale Rumpfkrafttest, der Einbeinstand, der Standweitsprung und der Medizinballstoss aus sitzender Position ausgewählt. In weiteren Studien wurden repräsentative Normwerte für junge Männer erhoben und die Stärke zur Vorhersage des Verletzungsrisikos während dem Militärdienst für alle fünf Leistungstests ermittelt. Dabei hat sich gezeigt, dass der globale Rumpfkrafttest und der progressive Ausdauerlauf am besten geeignet sind, um Überlastungsbeschwerden vorherzusagen. Nur der Medizinballstoss war in keiner der vier untersuchten Truppen im Stande, das Risiko für Überlastungsbeschwerden vorherzusagen. In den verschiedenen Truppen waren jeweils unterschiedliche körperliche Leistungstests geeignet, um Überlastungsbeschwerden der Soldaten vorherzusagen. Wir stellen fest, dass die Fitness-Testbatterie, welche in dieser Arbeit entwickelt wurde, geeignet ist, um Stellungspflichtige mit erhöhtem Verletzungsrisiko in körperlich anspruchsvollen Truppen zu erkennen. Mit den verwendeten Sensoren und den entwickelten Algorithmen können militärspezifische Aktivitäten erkannt sowie Energieverbrauch und zu Fuss zurückgelegte Distanz in 60s-Intervallen über sechs Tage kontinuierlich abgeschätzt werden. Die vorgestellten Methoden ermöglichen es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die körperliche Leistungsfähigkeit der Soldaten sowie die aufgabenspezifische körperliche Beanspruchung im militärischen Alltag – im Sinne der Quantifizierung von Art, Intensität, Dauer und Frequenz der militärspezifischen Aktivitäten – auf objektive Weise zu erheben.

Item Type:	Doctoral Thesis (Dissertation)
Division/Institute:	Swiss Federal Institute of Sports Magglingen SFISM > EHSM - Lehre und Sportpädagogik > Monitoring
Name:	Wys, Thomas; Boutellier, Urs and Mäder, Urs
Language:	English
Submitter:	Service Account
Date Deposited:	15 Dec 2021 14:56
Last Modified:	15 Dec 2021 14:56
Related URLs:	Publication
Additional Information:	DOI: 10.3929/ethz-a-006319065
Uncontrolled Keywords:	Physical activity Ddemands Swiss soldiers
URI:	https://arbor.bfh.ch/id/eprint/10385