Garmin & Firstbeat

Garmin & Firstbeat – zwei in ihren Bereichen führende Unternehmen die eng zusammenarbeiten: Viele Garmin Fahrradcomputer und Wearables sind mit Firstbeat Analyse-Technologie ausgestattet.

Das finnische Unternehmen Firstbeat hat sich auf die Analyse von Herzfrequenzdaten spezialisiert. Sportler erhalten damit personalisierte Informationen zu Training, Belastung und Erholung.

Auf Firstbeat Technik & Metriken setzt aber nicht nur Garmin, auch andere Hersteller von Wearables integrieren sie in ihre Geräte; Beispiele sind Huami (Amazfit), Samsung und Suunto – allerdings nicht in dem Umfang wie Garmin.

Firstbeat listet auf seiner Webseite insgesamt 25 verschiedene Features auf! Die Garmin Wearables mit den meisten dieser Features sind die fenix 6 Serie, der Forerunner 945 und die MARQ Kollektion; bei den Fahrradcomputern der Edge 830 und der Edge 530, dicht gefolgt vom Edge 1030.

In Zahlen: 18 Metriken bei den Wearables, 14 bei den Fahrradcomputern.

Um aus der Firstbeat Analysetechnik einen wirklichen Nutzen für Training und Wettkampf ziehen zu können gilt es, sich damit eingehend auseinanderzusetzen. Grundlegende Informationen finden sich in den jeweiligen Garmin Geräte-Handbüchern, in der Hilfe-Funktion der Garmin Connect App und auf der Firstbeat Webseite, die neben Funktionsbeschreibungen und Blog-Artikeln auch zahlreiche Whitepaper zur Verfügung stellt (z.B. firstbeat.com/en/science-and-physiology).

Um meinen Lesern den Einstieg zu erleichtern gehe ich in diesem Artikel – auf der Basis einer Garmin fenix 6X Pro – möglichst sämtliche Firstbeat Features durch: Nicht nur unter dem Aspekt wo die jeweiligen Daten auf der fenix bzw. in der Garmin Connect App zu finden sind sondern auch was sie bedeuten!

Beim Lesen der zahlreichen Artikel wird mir – neben der Komplexität des Themas – eines gleich bewusst: Dem Herzfrequenzsensor kommt eine bedeutende Rolle zu, Genauigkeit ist angesagt!

Wie schreibt Firstbeat doch im Zusammenhang mit der "Respiration Rate": Challenging monitoring conditions related to the performance of physical activity mean that the pinpoint accuracy needed for this analysis is only achievable using a chest-belt type heart rate monitor (deutsch: Aufgrund der schwierigen Überwachungsbedingungen im Zusammenhang mit der Durchführung körperlicher Aktivitäten ist die für diese Analyse erforderliche punktgenaue Genauigkeit nur mit einem Herzfrequenzmessgerät in Form eines Brustgurtes zu erreichen).

Die einzelnen Features werden in den nächsten Monaten sukzessive hinzugefügt – es gilt viel zu lesen und auszuprobieren!

Firstbeat gliedert die Funktionen in drei Bereiche: "Everyday Life", "Training Management" und "During Exercise".  

Everyday Life (Alltagsleben)

• All-Day Stress & Recovery (Ganztägige(r) Stress & Erholung)
• Body Ressources (Körperressourcen)
• Quick Stress Level Test (Schneller Stresslevel-Test)

Training Management (Trainingsmanagement)

• Recovery Time Advisor (Erholungsratgeber)
• Functional Threshold Power (FTP) (Funktionelle Leistungsschwelle)
• Heat and Altitude Acclimatization (Hitze- und Höhenakklimatisierung)
• Lactate Threshold (Laktatschwelle)
• Race Time Predictor (Wettkampfzeitenvorhersage)
• Training Load (Trainingsbelastung)
• Training Load Balance (Trainingsbelastungsbalance)
• Training Status (Trainingsstatus)
• VO2max Fitness Level (VO2max Fitnesslevel)
• Workout Labels (Workout Feedback)

During Exercise (Während des Trainings)

• Calories Burned (Verbrannte Kalorien)
• Real-Time Performance Condition (Echtzeit Performance Condition)
• Respiration Rate (Respirationsrate)
• Training Effect: Aerobic (Aerober Trainingseffekt)
• Training Effect: Anaerobic (Anaerober Trainingseffekt)

All-Day Stress & Recovery

Laut Firstbeat weist ein ganztägiges Stress-Monitoring auf Stress- und Erholungsreaktionen im Körper hin. Damit ist es möglich zu sehen welchem Stress der Körper ausgesetzt ist und wie er darauf mit Erholung reagiert. Da Stress ein wichtiger und unvermeidbarer Teil des Lebens ist gilt es, eine gesunde Balance zwischen Stress und Erholung zu finden (Quellen: All-day Stress & Recovery bzw. Stress and Recovery).

Die Ermittlung von Stress und Erholung erfolgt auf der Basis der Herzfrequenzvariabilität. Für genaue Ergebnisse ist ein Tragen der fenix 6 über 24/7 nötig, der integrierte Herzfrequenzsensor muss aktiv sein.

Relevante Daten sind auf der fenix 6 in dem "Stress" Widget ("Stresslevel-Widget") zu finden. Es gibt einen farblich codierten Wert zu dem aktuellen Stresslevel (blau = Erholungsphase, gelb = Stressreicher Zeitraum), eine Grafik mit dem Verlauf des Stresslevels über die letzten vier Stunden sowie einen Entspannungstimer zum Durchführen von animierten Atemübungen.

Zu der Grafik (Quelle: fenix 6 Handbuch): Blaue Balken kennzeichnen Erholungsphasen. Gelbe Balken kennzeichnen stressreiche Zeiträume. Graue Balken kennzeichnen Zeiten, in denen Sie zu aktiv waren, sodass kein Stresslevel ermittelt werden konnte.

Zu dem Level (Quelle: Connect App Hilfe): Ein Level zwischen 0 und 25 bedeutet Ruhezustand, zw. 25 und 50 ist der Stresslevel niedrig, zwischen 51 und 75 = mittel und zwischen 76 und 100 = hoch.

Body Ressources

Firstbeat schreibt dazu:

Aktivitäten sowie Belastungen durch Alltag und Umgebung haben einen akkumulativen Einfluss auf die Fähigkeit des Körpers diese zu bewältigen. Physische Aktivitäten und Stress leeren die Ressourcen, Schlaf und erholsame Momente füllen sie auf; Schlafen ist die beste Möglichkeit zum Erholen. Zum Visualisieren und Verstehen dieser komplexen Beziehungen misst und interpretiert die Firstbeat Analysetechnik die Herzfrequenzvariabilität (HRV) (Quelle: Body Resources).

Bei Garmin dürfte "Body Ressources" mit der "Body Battery" gleichzusetzen sein. In den fenix 6 Handbuch sind dazu folgende Informationen zu finden:

Das Gerät analysiert Ihre Daten zu Herzfrequenzvariabilität, Stresslevel, Schlafqualität und Aktivität, um Ihre gesamten Body Battery Reserven zu ermitteln. Ähnlich wie eine Tankanzeige im Auto werden damit Ihre verfügbaren Energiereserven dargestellt. Die Body Battery Reserven werden auf einer Skala von 0 bis 100 angegeben. Dabei stehen 0 bis 25 für niedrige Energiereserven, 26 bis 50 für mittlere Energiereserven, 51 bis 75 für hohe Energiereserven und 76 bis 100 für sehr hohe Energiereserven.

Sie können das Gerät mit Ihrem Garmin Connect Konto synchronisieren, um die aktuellen Body Battery Reserven, langfristige Trends und zusätzliche Details anzuzeigen (…).

Tipps für optimierte Body Battery Daten

• Die Daten zu Ihren Body Battery Reserven werden aktualisiert, wenn Sie das Gerät mit Ihrem Garmin Connect Konto synchronisieren.
• Sie erhalten genauere Ergebnisse, wenn Sie das Gerät beim Schlafen tragen.
• Durch Erholung und guten Schlaf werden Ihre Body Battery Reserven wieder aufgebaut.
• Anstrengende Aktivitäten, eine hohe Belastung und schlechter Schlaf können die Body Battery Reserven reduzieren.
• Die Nahrungsaufnahme und anregende Genussmittel wie Koffein wirken sich nicht auf die Body Battery Reserven aus.

Wo sind die relevanten Daten auf der fenix 6 bzw. in der Connect App zu finden?

Auf der fenix 6 informiert der "Body Battery" Widget (Abbildungen unten) sowie der "Gesundheitsstatistik" Widget, weitere Daten stehen in der Garmin Connect App zur Verfügung.

Quick Stress Level Test

Bei Firstbeat ist u.a. folgendes zu lesen (Auszug, Quelle: Quick Stress Level Test):

Die Firstbeat Analysetechnik interpretiert zum Erfassen des Stress-Scores die Herzfrequenzvariabilität im Ruhezustand. Das Herz schlägt nicht gleichmäßig wie ein Metronom, sondern variiert die Geschwindigkeit von Schlag zu Schlag. Diese kleinen Wechsel in den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen werden durch das autonome Nervensystem (= vegetatives Nervensystem) reguliert. Eine Auswertung der Signale gibt Aufschluss wie sich der Körper im Hintergrund verhält. Dieses Verhalten erlaubt Einblicke in die Themen Stress und Erholung. Erst eine regelmäßige Durchführung des Tests führt zu aussagekräftigen Ergebnissen.

In dem Handbuch zur fenix 6 ist der "Quick Stress Level Test" unter "Herzfrequenzvariabilität und Stresslevel " beschrieben: 

Der Stresslevel ist das Ergebnis eines dreiminütigen Tests, bei dem Sie still stehen. Dabei analysiert das fēnix Gerät die Herzfrequenzvariabilität, um Ihre Gesamtbelastung zu ermitteln. Training, Schlaf, Ernährung und der Stress des täglichen Lebens wirken sich auf die Leistung eines Läufers aus. Der Stresslevel wird auf einer Skala von 1 bis 100 angegeben. Dabei steht 1 für eine sehr geringe Belastung und 100 steht für eine sehr hohe Belastung. Wenn Sie Ihren Stresslevel kennen, können Sie entscheiden, ob Ihr Körper für ein hartes Training bereit ist oder Yoga vorzuziehen wäre.

In der Connect App gibt es eine Einteilung in niedrig (1 – 34), mäßig (35 – 69), hoch (70 – 89)  und sehr hoch (90 – 100).

Wie wird dieser Test auf der fenix 6 durchgeführt?

Recovery Time Advisor

Der Recovery Time Advisor informiert direkt nach dem Speichern einer Aktivität zu der benötigten Erholungszeit für das nächste intensive Training. Alternativ lässt sich die Erholungszeit im "Trainingszustand" Widget ablesen – dazu im Widget ganz nach unten scrollen (Abbildung rechts, es kann wieder losgehen!)

Garmin schreibt in dem fenix Handbuch zu der Erholungszeit:

Sie können das Garmin Gerät mit der Herzfrequenzmessung am Handgelenk oder mit einem kompatiblen Herzfrequenz-Brustgurt verwenden, um anzuzeigen, wie viel Zeit bis zu Ihrer vollständigen Erholung verbleibt und bis Sie wieder mit dem nächsten harten Training beginnen können.

Ganz wichtig – Für genaue Berechnungen das Benutzerprofil einrichten und die maximale Herzfrequenz bestimmen und eintragen!

Weiterhin geht Garmin auf die Erholungsherzfrequenz ein:

Wenn Sie mit der Herzfrequenzmessung am Handgelenk oder mit einem kompatiblen Herzfrequenz-Brustgurt trainieren, können Sie nach jeder Aktivität Ihre Erholungsherzfrequenz überprüfen. Die Erholungsherzfrequenz ist die Differenz zwischen Ihrer Herzfrequenz beim Training und Ihrer Herzfrequenz zwei Minuten nach Ende des Trainings. Angenommen, Sie stoppen nach einem typischen Lauftraining den Timer. Sie haben eine Herzfrequenz von 140 Schlägen pro Minute. Nach zwei Minuten ohne Aktivität oder nach zweiminütigem Cool Down haben Sie eine Herzfrequenz von 90 Schlägen pro Minute. Ihre Erholungsherzfrequenz beträgt 50 Schläge pro Minute (140 Minus 90). Bei einigen Studien wurde eine Verbindung zwischen der Erholungsherzfrequenz und einem gesunden Herzen hergestellt. Eine höhere Zahl weist in der Regel auf ein gesünderes Herz hin.

TIPP: Sie erzielen die besten Ergebnisse, wenn Sie zwei Minuten in Ruhe bleiben, während das Gerät die Erholungsherzfrequenz berechnet. Nachdem der Wert angezeigt wurde, können Sie die Aktivität speichern oder verwerfen.

Firstbeat schreibt unter anderem (Link: firstbeat.com):

Die Erholungszeit gibt an, wie lange es bis zu einer vollständigen Erholung dauert und wann das nächste die Fitness verbessernde Training möglich ist. Während des Countdowns kann der Nutzer physisch aktiv bleiben, die Aktivitäten sollten aber bis zu der vollständigen Erholung leicht und erholsam sein.

Nach dem Beenden und Speichern einer Aktivität zeigt ein Countdown-Timer die Zeit – zwischen 0 Stunden und vier Tagen – an, die der Körper benötigt um sich zu erholen und anzupassen. Die Berechnung erfolgt auf der Basis des Trainingseffekts der beendeten Aktivität und der restlichen Erholungszeit zu Beginn der Aktivität. Erholungszeiten werden nicht einfach addiert, sondern jeweils auf der Basis von Performance-Daten der Aktivität neu berechnet.

Heat and Altitude Acclimatization

Zu dieser Funktion liegen derzeit keine eigenen Erfahrungen vor. Garmin beschreibt die Akklimatisierung bei Leistung und Hitze wie folgt: 

Umweltfaktoren wie hohe Temperaturen und große Höhen wirken sich auf das Training und die Leistung aus. Beispielsweise kann sich das Höhentraining positiv auf Ihre Fitness auswirken, allerdings kann es vorübergehend zu einer Abnahme der VO2max kommen, während Sie sich in großen Höhen befinden. Das fēnix Gerät liefert Akklimatisierungsbenachrichtigungen und Korrekturen der VO2max-Berechnung und des Trainingszustands, wenn die Temperatur über 22 ºC (72 ºF) liegt und wenn die Höhe über 800 m (2.625 Fuß) liegt. Sehen Sie sich die Hitze- und Höhenakklimatisierung im Trainingszustand-Widget an.HINWEIS: Die Funktion für die Hitzeakklimatisierung ist nur für GPS-Aktivitäten verfügbar. Außerdem werden dafür Wetterdaten vom verbundenen Smartphone benötigt. Eine vollständige Akklimatisierung dauert mindestens 4 Trainingstage.

Ausführliche Infos gibt es hier: support.garmin.com bzw. firstbeat.com

Race Time Predictor

"Race Time Predictor" ist bei Garmin den "prognostizierten Wettkampfzeiten" gleichzusetzen, über die im fenix 6 Handbuch folgendes zu finden ist: 

Sie erhalten die genaueste Berechnung, wenn Sie das Benutzerprofil einrichten (…) und die maximale Herzfrequenz festlegen (…).Das Gerät ermittelt anhand der VO2max-Berechnung (…) und des Trainingsprotokolls eine angestrebte Wettkampfzeit. Das Gerät analysiert die Trainingsdaten von mehreren Wochen, um die Wettkampfzeitprognosen zu optimieren.TIPP: Falls Sie über mehrere Garmin Geräte verfügen, können Sie die Physio TrueUp Funktion aktivieren, die es dem Gerät ermöglicht, Aktivitäten, Protokolle und Daten von anderen Geräte zu synchronisieren (…).Die prognostizierten Wettkampfzeiten werden für 5 Kilometer-, 10 Kilometer-, Halbmarathon- und Marathon-Distanzen angezeigt.HINWEIS: Anfänglich haben Sie eventuell den Eindruck, dass die Prognosen ungenau sind. Nach ein paar Laufeinheiten passt sich das Gerät an Ihre Laufleistung an.

Firstbeat schreibt dazu unter anderem (Quelle: Race Time Predictor, firstbeat.com):

Calories Burned

Zunächst einmal zu den Begriffen. Garmin unterscheidet zwischen Aktivkalorien und Kalorien in Ruhe (Definitionen siehe: Garmin Support).

Aktivkalorien: Während des Tages bei nicht ruhenden physischen Aktivitäten verbrannte Kalorien. Aktive Kalorien werden auf der Basis von Aktivitätslevel, Aktivitätstyp, Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht und Herzfrequenz berechnet.

Kalorien in Ruhe: Auch im Ruhezustand kontinuierlich verbrannte Kalorien.

Aktivitätskalorien: Kalorien als Summe der Aktivkalorien und der Kalorien in Ruhe aber nur während aufgezeichneten Aktivitäten. Der Wert lässt sich nicht direkt mit den Angaben zu den Aktivkalorien in Garmin Connect vergleichen.

Laut Garmin erfolgt die Berechnung der verbrauchten Kalorien gemäß folgender Reihenfolge:

• Firstbeat auf der Basis der Herzfrequenz
• Leistungsmesser
• ANT+ Fitness-Zubehör
• Geschwindigkeit, Distanz, Benutzerprofil

Das Gerät wählt die passende Methode automatisch, je nach Methode gibt es leichte Abweichungen.

Die Definitionen zeigen wie wichtig es ist das Benutzerprofil einzurichten; entweder direkt auf der Uhr bzw. in Garmin Connect.

Firstbeat berechnet die verbrauchten Kalorien auf der Basis der Herzfrequenz, der Respirationsrate ermittelt aus der Herzfrequenzvariabilität und einer dritten, durch die Firstbeat Analysetechnologie ermittelten Variable, die es dem Modell ermöglicht zuverlässig den aktuellen Sauerstoffverbrauch – der mit der Intensität der physischen Aktiivtät korrespondiert – zu erhalten (Quelle: firstbeat.com).

Angaben zu den Kalorien gibt es auf der fenix selber und – mit diversen Statistiken und Grafiken – in der Connect App. Ein Beispiel von einer Tour (Abbildung unten links); Das Protokoll der fenix zeigt 1.114 kcal an. In der Connect App (Abbildung unten rechts) taucht dieser Wert dagegen nicht auf. Auf der fenix werden anscheinend die oben beschriebenen "Aktivitätskalorien" angezeigt (= Summe der Aktivkalorien und der Kalorien in Ruhe während der aufgezeichneten Aktivität).

Respiration Rate

Die Atemfrequenz ist die Anzahl an Atemzügen pro Minute. In Ruhe beträgt sie typischerweise 12 bis 20, bei physischen Aktivitäten 40 bis 50 Züge pro Minute. Eine höhere Frequenz beruht auf einem höheren Sauerstoffbedarf. Firstbeat analysiert die Atemfrequenz mit Hilfe der Herzfrequenzvariabilität. Beim Einatmen verkürzt sich die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen leicht, beim Ausatmen verlängert sie sich (= Respiratorische Sinusarrhythmie, RSA).

Eine wichtige Voraussetzung für die Analyse sind akkurate Herzfrequenzdaten; Firstbeat empfiehlt das Tragen eines Herzfrequenz-Brustgurts. Laut Garmin kann eine Aktivität oder Bewegungen die Fähigkeit der Uhr beeinflussen, die HRV mittels des integrierten optischen Sensors zu erfassen. Deshalb wird bei Aktivitäten das Tragen eines HRM-Run, HRM-Tri oder HRM-Dual Brustgurts empfohlen (Quelle: support.garmin.com).

Ausführliche Infos: Respiration Rate

Die fenix 6 verfügt über einen separaten Widget mit der Bezeichnung "Atmung". Der Widget zeigt nicht nur die aktuelle Frequenz an, sondern auch eine Grafik mit den Durchschnittswerten / Tag für die letzte Woche und ermöglicht es, eine Atemübung zu starten (Abbildung unten). Ausführliche statistische Infos gibt es in der Connect App unter "Gesundheitsstatistiken > Atmung" mit Minimal- / Maximal-Werten, Atemzügen beim Schlafen etc.