Pilotstudie: EMG-/ NIRS-Messungen zur Beurteilung von Übertraining
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Berner Fachhochschule, Department Gesundheit, Physiotherapie
Murtenstrasse 10, 3008 Bern, Tel. 031 848 4515, heiner.baur@bfh.ch
Pilotstudie: EMG-/ NIRS-Messungen zur Beurteilung von Übertraining
Dieses Projekt ist organisiert durch: PD Dr. Heiner Baur, Berner Fachhochschule, Departement
Gesundheit, Forschung Physiotherapie
Sehr geehrte Dame, sehr geehrter Herr,
Wir möchten Sie anfragen, ob Sie an einem Forschungsprojekt teilnehmen wollen. Im Folgenden
wird Ihnen das geplante Forschungsprojekt dargestellt.
1. Ziel des Projekts
Wir wollen mit dieser Pilotstudie untersuchen, ob intensives Training der Beine zu einer
messbaren Veränderung der elektrischen Signale und des Sauerstoffgehalts der
Oberschenkelmuskulatur führt. Zusätzlich untersuchen wir die mentale Ermüdung und ihren Effekt
auf die Leistungsfähigkeit der Muskulatur.
2. Auswahl
Es können gesunde Personen teilnehmen, die zwischen 18 und 60 Jahre alt sind, mindestens 2 bis
4h Sport pro Woche treiben, keine Beschwerden oder Schmerzen der Muskulatur und eine normale
Beweglichkeit der Beine aufweisen. Sie müssen Deutsch oder Englisch sprechen; Deutsch
Sprechende müssen dabei über Grundkenntnisse in Englisch verfügen, um einen englischen
Fragebogen beantworten zu können.
Nicht teilnehmen dürfen Personen, die akute Schmerzen oder eine Verletzung der Beine haben, die
während der letzten 12 Monate an den Beinen operiert wurden, die aktuell in Behandlung oder
Rehabilitation nach einer Erkrankung oder Verletzung der unteren Extremitäten sind, die unter
Erkrankungen der Muskeln (auch neuromuskuläre Beschwerden) und/oder der Blutgefässe oder an
einer anderen Verletzung leiden. Schwangere sind ebenfalls von einer Teilnahme ausgeschlossen.
3. Allgemeine Informationen zum Projekt
Die Studie wird im Rahmen von zwei Masterarbeiten im Zeitraum vom Oktober 2020 bis März
2021 durchführt. Es sollen dabei maximal 30 Personen teilnehmen.
Wird im Sport intensiv und häufig trainiert und dabei die Erholungsphase vernachlässigt, kann es
zu einem Übertraining kommen. Ein solches Übertraining sollte vermieden werden, da in diesem
Zustand beispielsweise das Verletzungsrisiko erhöht ist. In diesem Projekt wollen wir eine
Methode zum Erkennen von Übertraining der Beine untersuchen. Es wird vermutet, dass sich die
elektrische Aktivität der Muskeln verändert, wenn diese ermüden. Mit Hilfe von Elektroden, die
man auf die Haut aufklebt, kann man diese Signale der Muskeln messen (sog. Elektromyogramm,
EMG). Zusätzlich soll der Sauerstoffgehalt im Muskel bestimmt werden. Dazu hält man einen
Infrarot-Sensor auf die Haut (sog. Nahinfrarotspektroskopie, NIRS).
Im Rahmen des Projekts sollen die Teilnehmenden einmal eine EMG und NIRS-Messung mit ganz
ausgeruhter Muskulatur machen, dann eine Woche lang trainieren und anschliessend wieder die
EMG-/NIRS- Messung durchführen. Es soll analysiert werden, ob sich die Signale verändern.
Zudem wird beim ersten Messtermin ein Test zur mentalen Ermüdung angewendet, um auch
diesen Effekt auf die Leistungsfähigkeit der Muskulatur untersuchen zu können.
Dieses Projekt wird so durchgeführt wie es die Gesetze in der Schweiz vorschreiben. Die
zuständige Ethikkommission hat dieses Projekt geprüft und bewilligt.
4. Ablauf
Das Projekt gliedert sich in drei Phasen:
1) Start und Basis-Messung. Bei Ihrem ersten Besuch im Bewegungslabor der Berner
Fachhochschule wird Ihnen die Studie nochmals vorgestellt. Wenn Sie mit der Teilnahme
einverstanden sind, unterzeichnen Sie die entsprechende Erklärung.
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An Ihrem ersten Besuch sollte Ihre Beinmuskulatur gut erholt sein (mind. 2 Tage vorher kein
Beintraining). Weiter ist es wichtig, dass Sie 24 Stunden vor den beiden Messterminen kein
Alkohol oder Koffein konsumiert, sowie auch nicht geraucht haben. Sie füllen einen Fragebogen zu
Ihrem aktuellen Stress-Zustand aus. Anschliessend werden eine erste EMG- und NIRS-Messung
am Oberschenkel durchgeführt. Dazu werden EMG-Elektroden auf den Oberschenkel geklebt. Zur
Messung spannen Sie den Muskel an und entlasten ihn wieder. Zudem wird der NIRS-Sensor
permanent auf dem Muskel fixiert, um den Sauerstoffgehalt fortlaufend zu messen. Anschliessend
absolvieren Sie eine mentale Ermüdungssequenz, d.h. Sie führen eine ermüdende Aufgabe durch
(sog. Stroop Test). Es erfolgen nochmals eine EMG- und NIRS-Messung. Nachfolgend diskutieren
Sie mit dem Projektteam das weitere Vorgehen und erstellen einen Trainingsplan. Der erste
Termin dauert ca. 90-120 Minuten.
2) Trainingsphase. Während 6 Tagen führen Sie ein Training durch, wie Sie dies gewohnt sind
(z.B. im Fitnessstudio, Joggen etc.), allerdings mit einer Umfangsteigerung von mindestens 40%.
Das Beintraining steht dabei im Vordergrund. Sie protokollieren Ihr Training (vorbereitetes file) und
können das kurze Protokoll nach jedem Training in einer Cloud mit den Studienleitern teilen.
3) Abschluss-Messung. Nach Abschluss der Trainingsphase erfolgen nochmals eine EMG- und
eine NIRS-Messung im Labor. Ferner füllen Sie nochmals den Stress-Fragebogen aus. Der
Abschlusstermin dauert ca. 45-60 Minuten.
5. Nutzen
Sie werden persönlich keinen Nutzen von der Teilnahme am Projekt haben.
6. Rechte
Sie nehmen freiwillig teil. Wenn Sie nicht mitmachen oder später Ihre Teilnahme zurückziehen
wollen, müssen Sie dies nicht begründen. Sie dürfen jederzeit Fragen zur Teilnahme und zum
Projekt stellen. Wenden Sie sich dazu bitte an die Person, die am Ende dieser Information genannt
ist.
7. Pflichten
Als Teilnehmer bzw. Teilnehmerin ist es notwendig, dass Sie
sich an die notwendigen Vorgaben und Anforderungen der Projektleitung halten.
die Termine der Messungen einhalten und das Protokoll zu Ihrer sportlichen Aktivität
gewissenhaft führen.
8. Risiken
Durch das Projekt sind Sie nur geringfügigen Risiken. Das Aufkleben der EMG-Elektroden auf der
Haut kann in seltenen Fällen zu vorübergehenden Haut-Irritationen (z.B. Rötung) führen. Die
Durchführung der von Ihnen gewählten sportlichen Aktivität kann ebenfalls mit (Verletzungs-)
Risiken behaftet sein; Sie gehen das gleiche Risiko ein, dass auch bei Ihrer sonstigen Ausübung
des Sports besteht.
9. Ergebnisse
Die Projektleitung wird Sie während des Projekts über alle neuen Erkenntnisse informieren, die
den Nutzen oder Ihre Sicherheit und somit Ihre Einwilligung zur Teilnahme beeinflussen können.
10. Vertraulichkeit von Daten
Für dieses Projekt werden Ihre persönlichen und medizinischen Daten erfasst. Nur sehr wenige
Fachpersonen werden Ihre unverschlüsselten Daten sehen, und zwar ausschliesslich, um
Aufgaben im Rahmen des Projekts zu erfüllen. Bei der Datenerhebung zu Studienzwecken werden
die Daten verschlüsselt. Verschlüsselung bedeutet, dass alle Bezugsdaten, die Sie identifizieren
könnten (Name, Geburtsdatum), gelöscht und durch einen Schlüssel ersetzt werden. Die
Schlüssel-Liste bleibt immer in der Berner Fachhochschule. Diejenigen Personen, die den
Schlüssel nicht kennen, können daher keine Rückschlüsse auf Ihre Person ziehen. Bei einer
Publikation sind die zusammengefassten Daten daher auch nicht auf Sie als Einzelperson
rückverfolgbar. Ihr Name taucht niemals im Internet oder einer Publikation auf. Manchmal gibt es
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die Vorgabe bei einer Zeitschrift zur Publikation, dass Einzel-Daten (sogenannte Roh-Daten)
übermittelt werden müssen. Wenn Einzel-Daten übermittelt werden müssen, dann sind die Daten
immer verschlüsselt und somit ebenfalls nicht zu Ihnen als Person rückverfolgbar. Alle Personen,
die im Rahmen des Projekts Einsicht in Ihre Daten haben, unterliegen der Schweigepflicht. Die
Vorgaben des Datenschutzes werden eingehalten und Sie als teilnehmende Person haben
jederzeit das Recht auf Einsicht in Ihre Daten.
Möglicherweise wird dieses Projekt durch die zuständige Ethikkommission oder durch die
Institution, die das Projekt veranlasst hat, überprüft. Der Projektleiter muss eventuell Ihre
persönlichen und medizinischen Daten für solche Kontrollen offenlegen.
11. Rücktritt
Sie können jederzeit aufhören und von dem Projekt zurücktreten, wenn Sie das wünschen. Die bis
dahin erhobenen Daten werden noch verschlüsselt ausgewertet, weil das ganze Projekt sonst
seinen Wert verliert. Nach der Auswertung werden Ihre Daten vollständig anonymisiert, d.h. Ihre
Schlüsselzuordnung wird vernichtet, so dass danach niemand mehr erfahren kann, dass die Daten
ursprünglich von Ihnen stammten.
12. Entschädigung
Wenn Sie an diesem Projekt teilnehmen, erhalten Sie dafür keine Entschädigung.
13. Haftung
Falls Sie durch das Projekt einen Schaden erleiden, haftet die Berner Fachhochschule, die das
Projekt veranlasst hat und für die Durchführung verantwortlich ist. Die Voraussetzungen und das
Vorgehen sind gesetzlich geregelt.
14. Finanzierung
Das Projekt wird vollständig aus eigenen Mitteln finanziert. Es handelt sich um Studienarbeiten
(Masterarbeiten).
15. Kontaktperson(en)
Bei allen Unklarheiten, Befürchtungen oder Notfällen, die während des Projekts oder danach
auftreten, können Sie sich jederzeit an folgende Kontaktperson wenden:
• Studienleiter, Dr. Heiner Baur, Berner Fachhochschule, Gesundheit, Physiotherapie,
Murtenstrasse 10, 3008 Bern, heiner.baur@bfh.ch, Tel. 031 848 4515
Wer an der Studie interessiert ist, darf sich sehr gerne bei den beiden Verantwortlichen der
Masterarbeiten melden. Wir werden dann auf euch zukommen und das weitere Vorgehen
besprechen.
• Manuel Schweighofer - manuesch@student.ethz.ch
• Silvio Corletto – cosilvio@student.ethz.ch
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Einwilligungserklärung
Schriftliche Einwilligungserklärung zur Teilnahme an einem Studienprojekt
Bitte lesen Sie dieses Formular sorgfältig durch. Bitte fragen Sie, wenn Sie etwas nicht verstehen
oder wissen möchten.
BASEC-Nummer (nach Einreichung):
EMG-/ NIRS-Messungen zur Beurteilung von
Titel des Projekts
Übertraining
(wissenschaftlich und Laiensprache):
(Pilot study: EMG / NIRS measurements to
assess training overload)
PD Dr. Heiner Baur
verantwortliche Institution
Berner Fachhochschule
(Projektleitung mit Adresse):
Department Gesundheit
Disziplin Physiotherapie
Murtenstrasse 10
CH-3008 Bern
BFH, Bewegungslabor, Stadtbachstr. 64, 3008
Ort der Durchführung:
Bern
Leiter / Leiterin des Projekts am Studienort:
Name und Vorname in Druckbuchstaben:
Teilnehmerin/Teilnehmer:
Name und Vorname in Druckbuchstaben:
Geburtsdatum:
weiblich männlich
Ich wurde von der unterzeichnenden Prüfperson mündlich und schriftlich über den Zweck, den
Ablauf des Projekts, über mögliche Vor- und Nachteile sowie über eventuelle Risiken
informiert.
Ich nehme an diesem Projekt freiwillig teil und akzeptiere den Inhalt der zum oben genannten
Projekt abgegebenen schriftlichen Information. Ich hatte genügend Zeit, meine Entscheidung
zu treffen.
Meine Fragen im Zusammenhang mit der Teilnahme an diesem Projekt sind mir beantwortet
worden. Ich behalte die schriftliche Information und erhalte eine Kopie meiner schriftlichen
Einwilligungserklärung.
Ich bin einverstanden, dass die zuständigen Fachleute der Projektleitung/ des Auftraggebers
des Projekts und der für dieses Projekt zuständigen Ethikkommission zu Prüf- und
Kontrollzwecken in meine unverschlüsselten Daten Einsicht nehmen dürfen, jedoch unter
strikter Einhaltung der Vertraulichkeit.
Ich kann jederzeit und ohne Angabe von Gründen von der Teilnahme zurücktreten. Die bis
dahin erhobenen Daten werden für die Auswertung des Projekts noch verwendet.
Die Haftpflichtversicherung der Institution (Berner Fachhochschule) kommt für allfällige
Schäden auf.
Ich bin mir bewusst, dass die in der Teilnehmerinformation genannten Pflichten einzuhalten
sind. Im Interesse meiner Gesundheit kann mich der Leiter/ die Leiterin jederzeit
ausschliessen.
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Ort, Datum Unterschrift Teilnehmerin/Teilnehmer
Bestätigung der Prüfperson: Hiermit bestätige ich, dass ich dieser Teilnehmerin/ diesem
Teilnehmer Wesen, Bedeutung und Tragweite des Projekts erläutert habe. Ich versichere, alle im
Zusammenhang mit diesem Projekt stehenden Verpflichtungen gemäss dem geltenden Recht zu
erfüllen. Sollte ich zu irgendeinem Zeitpunkt während der Durchführung des Projekts von Aspekten
erfahren, welche die Bereitschaft der Teilnehmerin/ des Teilnehmers zur Teilnahme an dem
Projekt beeinflussen könnten, werde ich sie/ ihn umgehend darüber informieren.
Ort, Datum PD Dr. Heiner Baur
Unterschrift der Prüfperson
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