Fitness Tracker Test

Fitness-Tracker, Fitnessarmband, Puls- & Sportuhren Vergleich 2017

Distanz und Kalorienverbrauch

Im Artikel zur Funktionsweise von Fitness Trackern und den unterschiedlichen Sensoren wurde bereits beschrieben, dass Fitness Tracker in erster Linie Bewegungen in ihren einzelnen Bestandteilen, z.B. Beschleunigung und Rotation erfassen. Aus den Messwerten werden dann Rückschlüsse auf die Form der Bewegung gezogen. Als Grundlage für die folgenden Beschreibungen wird angenommen, dass jeder Fitness Tracker in der Lage ist, eine Bewegung als Schritt zu erkennen. Die Anzahl der Schritte ist somit Basis für die weiteren Berechnungen.

Berechnung der zurückgelegten Distanz

Wenn ein Fitness Tracker das erste Mal in Betrieb genommen oder eingerichtet wird, dann werden z.B. über eine Smartphone App Daten zur Person abgefragt. Das sind in den allermeisten Fällen Angaben zu

  • Geschlecht
  • Geburtsdatum / Alter
  • Größe
  • Gewicht

Mit Hilfe dieser Daten (hier spielt vor allem die Körpergröße eine Rolle) kann in Datenbanken nachgeschlagen werden, welche Schrittweite bei solchen Körpermaßen Mittelwert ist. Die Werte werden z.B. bei Reihenuntersuchung erhoben und unter Anwendung statistischer Regeln bereinigt.

Wenn die mittlere Schrittweite für eine Person dieser Körpergröße ermittelt wurde, dann kann man aus der Anzahl der Schritte und der mittleren Schrittweite die zurückgelegte Distanz berechnen.

Strecke zu kurz oder zu lang?

An dieser Stelle wird auch offensichtlich, warum dieser Ansatz in nur wenigen Fällen realitätsnahe Ergebnisse liefert: Menschen sind grundverschieden und auch wenn sie die gleiche Körpergröße besitzen, weicht die Länge ihrer Beine und damit meist auch die Schrittweite voneinander ab. Andersherum können auch Menschen mit gleicher Beinlänge eine unterschiedliche Schrittweite aufwiesen. Bei manchen Nutzern liefert der Tracker also eine (in Bezug auf die real zurückgelegte) zu lange, bei anderen eine zu kurze Strecke, je nachdem ob der Nutzer über oder unter dem Mittelmaß liegt.

Es gibt Fitness Tracker der Mittel- und Oberklasse, die das Kalibrieren (d.h. das Einmessen) der Schrittweite erlauben. Dazu wird der Nutzer aufgefordert, eine bestimmte Strecke (z.B. eine 400-Meter-Bahn) abzulaufen und das Ende der Strecke dem Tracker kenntlich zu machen (z.B. per Knopfdruck). Aus der dann fixen Distanz und der gemessenen Anzahl an Schritten kann der Fitness Tracker die Schrittweite für diese Person genau festlegen.

Warum kommt es dennoch zu Abweichungen?

Beobachten man Menschen im Alltag einmal ein bisschen genauer, dann stellen man fest, dass diese sich nicht mit gleichmäßigen Schritten fortbewegen. Sie weichen Radfahrern aus, biegen um die Ecke oder lassen sich kurzfristig vom Schaufenster in den Bann ziehen. Alle diese „außerplanmäßigen“ Bewegungen führen zwar zu einem Schritt, aber nicht mit der durchschnittlichen Schrittweite.

Berechnung des Kalorienverbrauchs

Die Berechnung des Kalorienverbrauchs funktioniert ein bisschen anders, bedient sich im Grundsatz aber des selben Ansatzes – der Zuhilfenahme von Durchschnittswerten und darauf aufbauender Berechnungen. Während für die Berechnung der zurückgelegten Distanz die Körpergröße (zur Ermittlung der Schrittweite) entscheidend war, kommen bei der Berechnungs des Kalorienverbrauchs die anderen Angaben zur Person (Geschlecht, Alter und Gewicht) noch hinzu. Mit diesen Daten kann der Grundumsatz eines Menschen berechnet werden.

Grundumsatz

Der menschliche Organismus verbrennt zu jeder Zeit Kalorien, auch wenn er ruht. Vor diesem Hintergrund beschreibt der Grundumsatz die Menge an Energie, die ein Mensch bei völliger Ruhe und nüchternem Zustand (d.h. mit leerem Magen) bei einer Temperatur von 28 Grad Celsius zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen verbraucht. Die Angabe erfolgt in Kalorien (oder kcal). Für den Grundumsatz gibt es verschiedene Berechnungsansätze, so dass auch die Ergebnisse ein wenig voneinander abweichen. Obgleich der Grundumsatz, also die Menge benötigter Energie für einen ganzen Tag angegeben wird, lässt sich der Verbrauch pro Stunde einfach durch Division berechnen. Das funktioniert, weil angenommen wird, dass beim Nichtstun der Energieumsatz stets gleich hoch ist.

Metabolisches Äquivalent

In der Regel möchte ein Besitzer eines Fitness Trackers jedoch nicht wissen, wie viel Energie (in Form von Kalorien) er im völligen Ruhezustand verbrennt, sondern die Anzahl der zusätzlich verbrannten Kalorien durch sein Mehr an Aktivität. Nun ist bekannt, dass beim Sport mehr Kalorien verbrannt werden, als beim Spazieren. Um unterschiedliche Aktivitäten in Hinblick auf den Energieverbrauch zu vergleichen, bedient man sich des metabolischen Äquivalents (engl. metabolic equivalent of task; MET). Die in MET angegeben Werte beziehen sich immer auf den Grundumsatz, so dass die Berechnung des Kalorienverbrauchs leicht ermittelbar ist. Ein MET von z.B. 2 gibt an, dass eine Aktivität zweimal mehr Kalorien verbrennt, als im völligen Ruhezustand. Grundlage für die Berechnung ist der MET der jeweiligen Aktivität:

AktivitätMET
Ruhezustand1
Langsames Gehen3
Fahrradfahren6
Schneller Dauerlauf12
MET - Metabolisches Äquivalent (Beispiel)

Beispiel

Ein 35 Jahre alter Mann mit einer Körpergröße von 190cm und einem Körpergewicht von 90 Kilogramm hat einen Grundumsatz von 2.012 kcal/Tag. Das entspricht einer benötigten Energie von ca. 84 kcal/Stunde. Wenn diese Person nun nicht ruht, sondern langsam geht, erhöht sich der Energieverbrauch:

Gehen:
84kcal/h * 3,0 = 252 kcal/h
Durch sportliche Aktivität, z.B. schneller Dauerlauf setzt die Person erheblich mehr um:
Dauerlauf:
84kcal/h * 12,0 = 1008kcal/h

Genauere Werte mit Herzfrequenzmessung?

Häufig wird die Frage gestellt, ob die Messung der Herzfrequenz beim Sport eine genauere Berechnung des Kalorienverbrauchs zulässt. Zunächst gibt es diesen Zusammenhang zwischen Herzfrequenz und Kalorienverbrauch tatsächlich, denn bei hoher Anstrengung benötigt der Körper mehr Energie. Die beim Energiestoffwechsel benötigte Stoffen müssen den Zellen vermehrt zugeführt werden; das Herz schlägt schneller. Um den Kalorienverbrauch genau zu bestimmen muss jedoch das Verhältnis Zwischen Herzfrequenz und Kalorienumsatz bekannt sein. Die genaue Bestimmung funktioniert jedoch nur bei aufwendigen sportmedizinischen Untersuchungen. Die handelsüblichen Fitness Tracker greifen auch hier wieder auf Durchschnittswerte zurück, die sich aus den Angaben zur Person ableiten lassen.


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2 Kommentare

  1. Pflegemama123 Antworten

    Hallo, leider habe ich nich nicht ganz verstanden ob die angegebenen Kalorienanzahl auf der Uhr für zusätzliche Kalorienverbrauch dienen, also die noch zu dem Grundumsatz gehören oder nicht.
    Bin weiblich und 165 cm gross ?
    Meine Uhr zeigt mir an das ich nur 1500 kcal verbrannt habe bei 14.500 Schritten dürfte ich dann nur diese Kalorien zu mir nehmen?

    1. Florian Antworten

      Ob deine Uhr den Grundumsatz + die durch erkannte Aktivitäten zusätzlichen Kalorien anzeigt, solltest du ganz einfach überprüfen können, indem du dein Armband nachts einmal ablegst und vor dem Anlegen am nächsten Morgen einen Blick auf den Kalorienverbrauch wirfst. Ist dort bereits ein Kalorienverbrauch angezeigt, zeigt dein Armband zumindest einmal den Grundumsatz an. Zusätzlich zeigt es wahrscheinlich auch den Extra-Kalorienverbrauch durch deine Aktivitäten an.

      Liegt der Wert beim Aufwachen bei Null, zeigt das Armband wahrscheinlich nur den zusätzlichen Kalorienverbrauch durch Aktivitäten an.

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