Methodische Untersuchungen zur Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit (W ₁₇₀) im Kindesalter

Abstract

After discussing the problems connected with the determination of physical fitness (W ₁₇₀) according to the data given in the literature, a report is given on methodical tests conducted in 36 normal, healthy children aged between 9 and 14 years.

In the first series of experiments the load was increased continuously by 1 mkp sec^-1 min^-1 until a pulse frequency of about 190 beats/min was reached. In the second experimental series the load was increased stepwise by 1 mkp sec^-1 up to a pulse frequency of about 190 beats/min. Each step lasted for 5 min interspersed by 2 min rest periods. The pulse frequency of the 5th min was used for the calculations.

The pulse frequency was shown not to increase linearly, neither with the stepwise nor with the continuously increasing load. In the low performance section, below 1 Watt/kg body weight, we found a geometrically increasing course of pulse frequency with linearly increasing load. In the medium performance section a nearly linear relationship between pulse frequency and load was observed, and in the upper performance section (above 170 beats/min) a levelling-off effect of the pulse frequency was observed.

In accordance with these findings it appears that a determination of work rate at different pulse frequencies obtained by extrapolation may give false values, if the conditions of extrapolation are not defined precisely. It is, however, possible to calculate W ₁₇₀ by means of the regression coefficient between work rate and pulse frequency by excluding pulse frequencies of the low performance section (<1 Watt/kg body weight) from the calculation.

The accuracy of the results, when evaluating W ₁₇₀, increased with the limiting frequency obtained, up to a frequency of 170 beats/min.

In order to examine the accuracy of the method under the above mentioned conditions we carried out duplicate determinations of W ₁₇₀ with stepwise (according to Wahlund) and continuously increasing loads. The standard deviation of single determinations was approximately 4% with both methods, that of duplicate determinations was below 3%. Between the values for W ₁₇₀ we found a systematic difference depending on the method of determination. When the load was increased stepwise the value for W ₁₇₀ was 70 mkp/min lower than it was when the load was increased continuously. This difference must be taken into account when comparing results obtained by one of the two methods.

Zusammenfassung

Nach einer Einführung in die Probleme der Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit (W ₁₇₀) nach Angaben in der Literatur wird über methodische Untersuchungen berichtet, die an 36 gesunden, altersgemäß entwickelten Kindern im Alter von 9–14 Jahren durchgeführt wurden.

In der ersten Versuchsreihe stieg die Leistung am Fahrradergometer nach E. A. Müller kontinuierlich um 1 mkp sec^-1 in jeder Minute an, bis eine Pulsfrequenz um 190 Schläge/min erreicht war. In der zweiten Versuchsreihe stieg die Leistung stufenweise um 1 mkp sec^-1 bis zu einer Pulsfrequenz um 190 Schläge/min an. Die Dauer der Belastung auf jeder Leistungsstufe betrug hierbei 5 min. Zwischen jeweils zwei Leistungsstufen wurde eine Pause von 2 min eingelegt.

Dabei ergab sich, daß der Pulsfrequenzanstieg sowohl bei stufenweise als auch bei linear ansteigender Leistung nicht linear verläuft, sondern in drei Abschnitte unterteilt werden kann: Zunächst in einen Abschnitt zunehmender Steilheit im unteren Leistungsbereich unter 1 W/kg Körpergewicht, weiter in einen Abschnitt annähernder Linearität im mittleren Leistungsbereich und in einen Abschnitt allmählich abnehmender Steilheit im oberen Leistungsbereich oberhalb einer Pulsfrequenz von 170 Schlägen/min.

Entsprechend zeigte sich, daß eine extrapolatorische Bestimmung der Leistung bei beliebigen Pulsfrequenzen ohne definierte Bedingungen zu falschen Ergebnissen führen kann. Die W ₁₇₀ kann jedoch bei kontinuierlich steigender Leistung über den Regressionskoeffizienten zwischen Leistung und Pulsfrequenz bestimmt werden, wenn bei der Berechnung Pulsfrequenzen bei Leistungen von <1 W/kg Körpergewicht außer acht bleiben.

Die Genauigkeit des Ergebnisses nahm nach unseren Ergebnissen mit der Höhe der erreichten Grenzpulsfrequenz bis zu einer Pulsfrequenz von 170 Schlägen/min zu.

Zur Prüfung der Methodengenauigkeit führten wir in einer weiteren Versuchsreihe sowohl bei kontinuierlich als auch bei stufenweise steigender Leistung Doppelbestimmungen der W ₁₇₀ durch. Dabei wurden die oben erwähnten definierten Bedingungen eingehalten. Der Methodenfehler von Einzelbestimmungen lag nach beiden Methoden bei etwa 4%, der Methodenfehler von Doppelbestimmungen unter 3%. Zwischen den Werten der W ₁₇₀ bei kontinuierlichem Leistungsanstieg und denjenigen bei diskontinuierlichem Leistungsanstieg wurde eine Differenz von 70 mkp min^-1 gefunden. Diese Differenz muß beim Vergleich von Untersuchungsergebnissen beider Methoden beachtet werden.