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Pedelecs und Gesundheit

NRVP 2020 - Prospektive Studie zu gesundheitsfördernden Effekten der Pedelec-Nutzung

Radfahrer in der Innenstadt
Radfahrer in der Innenstadt © ZEG Zweirad Einkaufs Genossenschaft eG

Studienziel

Welche positiven gesundheitlichen Effekte sind durch das Pedelec-Fahren zu erwarten? Diese Frage will die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) in Zusammenarbeit mit der Leibniz Universität Hannover (LUH)  und in Kooperation mit der Zweirad Einkaufs Genossenschaft (ZEG) in einer groß angelegten Studie beantworten. Gefördert wird das Projekt aus Mitteln zur Umsetzung des Nationalen Radverkehrsplans 2020 durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI).

Hintergrund

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt zur präventiven Gesundheitsförderung 150 min moderate bzw. 75 min intensive ausdauernde körperliche Aktivität pro Woche. Damit wird das Auftreten u.a. von Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel- und Krebserkrankungen um bis zu 50% reduziert. Bisherige Studien zeigen, dass im Vergleich zum Radfahren ohne Motorunterstützung bei der Pedelec-Nutzung Energieumsatz, Leistung und Herzfrequenz um 29-37% reduziert sind (Sperlich et al. 2012, Simons et al. 2009). Es könnte daher sein, dass bei Nutzung eines Pedelecs anstelle eines Fahrrads erheblich seltener die WHO-Empfehlung zur körperlichen Aktivität erreicht wird. Dies entspricht der Vorstellung, dass das Pedelec-Fahren nicht ausreichend für eine effektive Gesundheits- und Fitnessförderung ist. Der gesundheitsfördernde Effekt des Radfahrens ist unbestritten. Die Rolle des Pedelecs für eine effektive Gesundheits- und Fitnessförderung ist bislang aber noch weitgehend ungeklärt.

Studienablauf

In der Studie „Pedelecs und Gesundheit“ sollen insgesamt 1.200 Pedelec- und Fahrradfahrer untersucht werden. Dabei soll festgestellt werden, wie groß die körperliche Beanspruchung bei der Nutzung des Pedelecs im Vergleich zum herkömmlichen Fahrrad ist und welche Schlussfolgerungen für die Gesundheit daraus gezogen werden können. Dazu werden im Jahr 2017 800 Käuferinnen und Käufer von Pedelecs sowie für eine Kontrollgruppe 400 Käufer eines normalen Fahrrades gesucht.

Die Studie läuft in zwei Etappen ab. Das Pedelec - bzw. Fahrradnutzungsverhalten wird zwei Monate nach dem Kauf und zwölf Monate nach dem ersten Messzeitraum über jeweils vier Wochen gemessen. Bei allen Fahrten wird die Herzfrequenz erfasst. Dies erfolgt über ein neuartiges, völlig unkompliziertes Verfahren direkt am Handgelenk mit einer Uhr. Diese zeichnet zudem die Geschwindigkeit und Dauer der Fahrten auf. Weitere Daten werden über Fragebögen erhoben.

Arbeitspakete

AP1  STUDIENVORBEREITUNG (MONAT 1-6)

In Kooperation aller Projektpartner (MHH-Sportmedizin, MHH-Biometrie, MHH-Verkehrsunfallforschung, LUH-Institut für Versicherungsbetriebslehre, Handel) erfolgte die Studienvorbereitung.

Durch Kooperation mit der Zweirad-Einkaufs-Genossenschaft (ZEG) wurden Fahrradhändler über die Studie informiert und über die Mithilfe bei der Probandenrekrutierung aufgeklärt. Interessierte Händler setzten sich anschließend direkt mit dem Institut für Sportmedizin in Verbindung.

In dieser Phase wurde zudem auch die Ausarbeitung von standardisierten und projektspezifischen Fragebögen sowie Informationsmaterialien für die Probanden durchgeführt. Die Erstellung der Fragebögen basiert auf systematischen Literaturrecherchen und Experteninterviews und erfolgte in gemeinsamer Absprache zwischen LUH und MHH sowie dem Projektträger. Dies ist notwendig, um alle für die Evaluation relevanten medizinischen und ökonomischen Aspekte zu adressieren. Außerdem werden international wissenschaftlich akzeptierte Fragebögen verwandt.

Der Studienflyer ist für die Rekrutierung der Probanden enorm wichtig. Die Erstellung erfolgt durch die MHH, LUH und die Medienprofis der ZEG. Neben dem Studienflyer werden mögliche Probanden über eine Probandeninformation, die alle wichtigen Informationen enthält, über die Studie aufgeklärt.

Zudem werden alle Studienteilnehmer über Sicherheitsschulungen informiert und erhalten Schulungsmaterial, das in Zusammenarbeit mit dem Verkehrsclub Deutschland (VCD), der Unfallforschung und der Sportmedizin der MHH erstellt wurde.

AP2  BIOMETRIE UND DATENMANAGEMENT (MONAT 1-36)

Die prospektive Kohortenstudie wird mit Käufer/-innen von Pedelecs und als Kontrollgruppe mit Käufer/-innen von Fahrrädern durchgeführt.

Die primäre Zielgröße ist die Ratendifferenz der Erfolgsraten von Pedelec- und Radfahrern, die das Fitnessziel gemäß WHO-Empfehlung (150 min moderate bzw. 75 min intensive ausdauernde körperliche Aktivität pro Woche) nach einem Jahr erreichen. Eine Ersterhebung der Fitnessdaten erfolgt mittels Herzfrequenzuhren zwei Monate nach dem Kauf durch die MHH-Sportmedizin. Zwölf Monate nach dieser Ersterhebung erfolgt die Erhebung für den primären Endpunkt. Zu beiden Erhebungszeitpunkten wird jeweils über vier Wochen die Zeit im Herzfrequenzbereich gemäß WHO-Empfehlung gemessen. Die Entscheidung, innerhalb eines längeren Zeitraums von vier Wochen zu erheben, soll Inaktivität durch schlechtes Wetter (über Wetterdaten ermittelbar), Krankheit und berufliche Abwesenheiten ausgleichen, eine gute Compliance sicherstellen und so für alle Teilnehmer Messergebnisse verfügbar zu haben. Die Messung findet zwei Monate nach Kauf des Pedelecs/Fahrrades sowie zwölf Monate nach der Ersterhebung statt, so dass ähnliche Witterungsverhältnisse beiden Messperioden zugrunde liegen sollten. Darüber hinaus erfolgt die Erfassung des Nutzerverhaltens inkl. Unfällen, Stürzen oder kritischen Ereignissen per Fragebögen durch die MHH-Sportmedizin.

AP3  REKRUTIERUNG DER TEILNEHMER (MONAT 7-16)

800 Käufer/-innen von Pedelecs und als Kontrollgruppe 400 Käufer/-innen von Fahrrädern sollen in die Studie eingeschlossen werden sowie 200 zusätzliche Probanden (134 Pedelec-Käufer/innen und 66 Fahrrad-Käufer/innen), um eventuelle Ausfälle kompensieren zu können.

Nach der Altersverteilung der Käufer wird eine Verteilung der Studienteilnehmer in den Altersgruppen jünger als 36 Jahre mit ca. 15%, 36-50 Jahre mit ca. 35%, 51-65 Jahre mit ca. 35% und älter als 65 Jahre mit ca. 15% erwartet.

Die Rekrutierung erfolgt über ein ganzes Kalenderjahr und wird dem Kaufverhalten über das Jahr entsprechen. Nach Mitteilung der ZEG erfolgen die Pedelec-Käufe konzentriert in den Monaten März bis Mai (ca. 40%) und Juni bis August (ca. 30%). In den sechs Herbst- und Wintermonaten erfolgen etwa gleich verteilt die restlichen 30% der Pedelec-Käufe.

Durch die Kooperation mit der ZEG mit 960 Einzelhändlern in Deutschland werden die Fahrradhändler auf unterschiedlichen ZEG-Veranstaltungen vom Institut für Sportmedizin über die Studie informiert und gebeten, Studienflyer in der jeweiligen Filiale auszulegen. Weiteren interessierten Fahrradhändlern werden ebenfalls Flyer zur Verfügung gestellt.

Bei Kauf eines Pedelecs/Fahrrads werden die Käufer/-innen über die Möglichkeit der Teilnahme an der Studie mittels des Flyers informiert. Bei Interesse melden sich die Käufer direkt beim Institut für Sportmedizin der MHH und erhalten nähere Informationen zur Art der Untersuchung, Datenerhebung und Datenschutz.

Zusätzlich werden Kunden auf Fahrradmessen in ganz Deutschland über die Studie und die Teilnahmebedingungen von Mitarbeitern des Instituts für Sportmedizin informiert.

AP3  MESSPHASE (MONAT 7-30)

Die Studienphase dauert für jeden Teilnehmer 13 Monate.

Das erste Gespräch auch für die Studienaufklärung erfolgt telefonisch mit jedem Teilnehmenden. Ein zweites Telefongespräch ist vor der zweiten Messphase geplant. Bei Problemen oder Fragen steht ein Wissenschaftlerteam jedem Teilnehmenden über E-Mail und Telefonhotline (Studienhandy) zur Verfügung. Die Einführung in die Messgeräte umfasst eine praktische Testung vor dem individuellen Studienstart. Die Messgeräte werden mit Rückfrankierung verschickt.

Zum Thema Sicherheit beim Pedelec- und Fahrradfahren wird zusammen mit der Verkehrsunfallforschung der MHH und der ZEG Schulungsmaterial erstellt. Für jeden Teilnehmenden steht dieses in Papierform oder über die Internetseite der Studie zur Verfügung.

Die Schulungsinhalte basieren auf den Analysen der Unfallforscher und auf den Recherchen der internationalen Literatur zu Pedelec/Fahrrad und Unfällen/Fahrphysiologie. Zudem wird über ergänzende regionale, praktische Schulungstermine informiert. Dazu soll im Forschungsbegleitkreis mit dem VCD-Projekt "Pedelec statt Auto - aber sicher" eine Liste erstellt werden.

Nach der Erhebung der gesundheitlichen Anamnese im Rahmen der Rekrutierung zur Überprüfung der Ein- und Ausschlusskriterien erfolgt die Evaluation und Datenerfassung in drei Phasen:

1. Phase: 1. Monat

Dieser Zeitpunkt wurde auf 2 Monate nach Pedelec-/Radkauf definiert, damit der initiale (Neugier-) Effekt der Mehrnutzung direkt nach Kauf nicht in die Bewertung eingeht.

Die Erfassung der sekundären Zielparameter erfolgt per Fragebögen. Das Vier-Wochen-Monitoring des Pedelec- bzw. Radfahrens zur Erfassung des primären Endpunktes (Ratendifferenz der Erfolgsraten von Pedelec- und Radfahrenden, die das Fitnessziel gemäß WHO-Empfehlung nach einem Jahr erreichen) erfolgt mittels Herzfrequenzmessung am Handgelenk. Die Daten werden über eine Datenschnittstelle an einem PC pseudonymisiert auf einen Server übertragen, von wo sie der MHH zur Analyse zur Verfügung stehen. Die Dokumentation der Kilometer und der gefahrenen Strecke erfolgt als GPS-basierte Auswertung der Herzfrequenzuhr. Die Fahrkilometer und Herzfrequenz-Verläufe jeder Fahrt sind als Eintragung hinterlegt.

Die maximale Herzfrequenz wird nach den Formeln zur Berechnung der maximalen Herzfrequenz nach Whaley et al. (1992) ermittelt. Folgende Parameter fließen in die Berechnung ein: Geschlecht, Alter, Ruheherzfrequenz, Körpergewicht und Raucherstatus. Die Messung der Ruheherzfrequenz erfolgt während der Testphase mittels Herzfrequenzmesser. Alle anderen Parameter werden mit Hilfe eines Anamnesefragebogens erfasst.

2. Phase: 2. bis 12. Monat

Es erfolgt die Erfassung des Nutzerverhaltens inkl. Unfällen, Stürzen oder kritischen Ereignissen per Fragebögen.

3. Phase: 13. Monat

Mit dieser Erhebung werden die präventiven Effekte und die Nachhaltigkeit der Pedelec- und Fahrradnutzung untersucht. Der Erhebungszeitpunkt nach einem Jahr ist ein wissenschaftlich akzeptierter Zeitraum zur Bewertung nachhaltiger Effekte. Die Erhebungen entsprechen denen in der Phase 1 inkl. der Messung des primären Endpunktes und der sekundären Endpunkte.

AP4  ÖKONOMISCHE BEWERTUNG (MONATE 1-6 UND 25-36)

Ziel der Studie ist zu untersuchen, welchen Beitrag das Pedelec in der Förderung von Gesundheit leisten kann. Unsere Hypothese ist, dass die o.g. WHO-Empfehlungen auch bei der Pedelec-Nutzung erreicht werden können, weil Pedelecs in größerem zeitlichem Umfang mit ausreichenden Herzfrequenzanstiegen genutzt werden. An dieser Stelle setzt die gesundheitsökonomische Begleitforschung an. Dabei werden die folgenden Fragestellungen untersucht:

  1. Wie hoch sind die potentiellen Einsparungen durch die Prävention von Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel-, Krebs- und Systemerkrankungen sowie Erkrankungen des Bewegungsapparates aus volkswirtschaftlicher Sicht?
  2. Welche gesundheitlichen Kosten entstehen durch die Pedelec-Nutzung?

Initial erfolgt auf Basis systematischer Literaturrecherchen in Abstimmung mit der Sportmedizin und Experteninterviews die Fragebogenkonzeption.

Die Reduktion des Auftretens von Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel-, Krebs- und Systemerkrankungen sowie Erkrankungen des Bewegungsapparates durch Pedelec- und Fahrradfahren wird erfasst und anhand des Erreichungsgrades der WHO-Empfehlungen für körperliche Aktivität beurteilt.

Nach Initiierung der Rekrutierung und Studienstart erfolgt die Modellkonzeption und –programmierung zur ökonomischen Analyse. Es werden die durchschnittlichen Kosten für die Zielerkrankungen sowie die Einsparpotentiale über einen 10-jährigen Zeithorizont (ambulante und stationäre direkte Kosten, indirekte volkswirtschaftliche Kosten) modelliert. Es gehen hier auch die Kosten durch Unfälle sowie Kosten der Pedelecs und Fahrräder (inkl. Wartung) ein. Dabei wird auch berücksichtigt, wie sich Pedelec-Nutzerinnen und -Nutzer von Fahrradfahrenden unterscheiden (Alter, Geschlecht, Vorerkrankungen, sozioökonomischer Status, Region/Wohnort, für welche Zwecke wird das Pedelec eingesetzt, Risikobewusstsein).

Einen essentiellen Inputfaktor für das Modell stellen die Ergebnisse der Kohortenstudie dar. Durch die Integration der medizinischen Inputfaktoren können die Effekte auf die Gesundheitskosten dargestellt werden. Somit führt die abschließende ökonomische Analyse auf Basis der Modellierung grundsätzlich auch zur Aussage, in wieweit das Pedelecfahren Gesundheits- und Krankheitskosten kurz- und langfristig senken kann.

AP5  PUBLIKATION UND VERWERTUNG DER ERGEBNISSE (MONAT 31-36)

Die Studie will den konkreten gesundheitlichen Nutzen des Pedelec-Fahrens belegen. Davon abgeleitet sollen für Nutzerinnen und Nutzer in ganz Deutschland individuell optimale, gesundheitsorientierte Empfehlungen zum Fahren mit Pedelecs gegeben werden können. Diese Darstellungen werden in Abstimmung mit dem Projektträger in Pressemitteilungen verbreitet. Die Publikationen sollen in Pedelec-/Fahrradmagazinen, bei Fahrrad- und Gesundheitsmessen, über die Tagespresse, über die Fahrradakademie, über E-Learning-Plattformen und via Internet erfolgen. Auch der Handel soll Informationsmaterial über die Umsetzung der Ergebnisse für die Kunden erhalten. Krankenkassen werden gezielt informiert, damit Pedelecs in der Gesundheitsförderung Berücksichtigung finden.

Die Informationen über die Belastungen des Pedelec-Fahrens soll die Nutzung für ältere Menschen sicherer und effektiver machen sowie auch jüngere Menschen zum gesunden Pedelec-Fahren motivieren.

Das Pedelec-Fahren wird als Teil einer effektiven Prävention in sportwissenschaftlichen und medizinischen Lehrveranstaltungen Einzug halten. Hierzu sind praxisorientierte Lehrveranstaltungen im Rahmen der Studiengänge Medizin, Sportwissenschaft und Public Health geplant.

Für Rehakliniken und Verbände wie ADFC, VCD, ZIV und BDR wird ein Lehrmodul Pedelecs in der Prävention verfasst, um Multiplikatoren zu gewinnen und Pedelec-Schulungen zu initiieren.

Präsentationen sind auf nationalen und internationalen Fachkongressen geplant (u.a. Nationaler Radverkehrskongress, Velo-City, Public Health, ACSM Annual Meeting, Deutscher Sportärztekongress, Kongress der Deutschen Gesellschaft für Gesundheitsökonomie (DGGÖ)).

Literatur

Sperlich B, Zinner C, Hébert-Losier K, Born DP, Holmberg HC.
Biomechanical, cardiorespiratory, metabolic and perceived responses to electrically assisted cycling.
Eur J Appl Physiol. 2012 Dec;112(12):4015-25.

Simons M, Van Es E, Hendriksen I
Electrically assisted cycling: a new mode for meeting physical activity guidelines?
Med Sci Sports Exerc. 2009 Nov;41(11):2097-102.

Whaley MH, Kaminsky LA, Dwyer GB, Getchell LH, Norton JA.
Predictors of over- and underachievement of age-predicted maximal heart rate.
Med Sci Sports Exerc. 1992 Oct;24(10):1173-9.

Warum handelt es sich um ein innovatives und nachahmenswertes Beispiel?

Die bisherige Studienlage zu gesundheitlichen Effekten des Pedelec-Fahrens ist sehr dünn. Einige Studien haben sich bereits mit diesem Thema beschäftigt und konnten positive Effekte beobachten; bisher gibt es jedoch keine Studie, die die Effekte des Pedelec-Fahrens über einen längeren Zeitraum und mit einer großen Probandenanzahl beobachtet hat. In dieser Studie soll nun erstmalig untersucht werden, ob positive Effekte des Pedelec-Fahrens auf die Gesundheit auch langfristig nachweisbar sind. Zudem soll durch die bundesweite Rekrutierung ein für die Gesamtbevölkerung aussagekräftiges Ergebnis entstehen. Diese Studie ist die erste, die das Belastungsprofil von echten Pedelec-Käufern untersucht und einen direkten Rückschluss auf die tatsächlichen Nutzer (Alter, Konstitution, Geschlecht, Leistungsfähigkeit) von Pedelecs geben wird.

Die Ergebnisse der Studie sollen dazu beitragen, optimale, gesundheitsorientierte Empfehlungen zum Fahren mit Pedelecs zu geben. Durch die gesundheitsökonomische Analyse des Instituts für Versicherungsbetriebslehre könnten auf Grund der Kosten-Nutzen-Berechnung neue Argumente für eine Förderung der Pedelec- und Fahrradmobilität entstehen. Die Ergebnisse der Unfallforschung sollen zudem dazu beitragen, das Pedelec- und Fahrradfahren sicherer zu machen.

Finanzierung

Finanzierung: 
Bundesmittel
Gesamtvolumen: 
393 574 €
Erläuterungen: 

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) aus Mitteln des Nationalen Radverkehrsplans 2020 gefördert.

Evaluation

Evaluation: 
ja
Erläuterungen: 

Für die Prozessevaluation wurde ein standardisiertes Berichtswesen eingeführt.

Die Inhalte, Zeitpunkte und Standards der Berichte wurden durch die LUH und die MHH im ersten Projektmonat definiert. Die Berichte umfassen die Bewertung aller Meilensteine zum definierten Meilenstein-Zeitpunkt und werden jeweils durch den anderen Projektpartner (LUH für MHH und MHH für LUH) geprüft und müssen zwingend durch den Studienleiter akzeptiert werden.

Über die Meilensteine hinaus wird ein Monitoring und Berichtswesen für zentrale Projektteile festgelegt, um den Studienfortschritt im Detail bewerten zu können und Probleme rechtzeitig zu erkennen und zu beheben. Das gilt insbesondere für den aktuellen Rekrutierungsstand und die Datenvollständigkeit.

Definiert werden monatliche Berichte über die Rekrutierung, die Vollständigkeit der probandenbezogenen Studienunterlagen, die Datensicherheit, die Fehlerquoten in der Kommunikation und im Datentransfer, die Kommunikationshäufigkeit mit den Probanden, Probleme bei Händlern und Probanden (Feed-Back-Routinen bei Probanden).

Die Zielerreichung (Studienziele und Verwertungsplan) wird bewertet und berichtet.

Die Antragsteller beteiligen sich aktiv im Forschungsbegleitkreis Elektromobilität.

Die SMART-Kriterien zur Evaluation sind im Antrag/Studiendesign berücksichtigt.

Projektträger & Beteiligte

Projektleitung: 
  • Prof. Dr. Uwe Tegtbur, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Institut für Sportmedizin

Projektbeteiligte: 
  • Prof. Dr. Graf von der Schulenburg, Leibniz Universität Hannover (LUH), Institut für Versicherungsbetriebslehre
  • Prof. Dr. Armin Koch, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Institut für Biometrie,
  • Dr.-Ing. Heiko Johannsen, Medizinische Hochschule Hannover (MHH),Verkehrsunfallforschung

Laufzeit

Dauermaßnahme: 
nein
Projektstart: 
Juli 2016
Projektende: 
Juni 2019
Info zur Laufzeit: 

Der Einschluss der Studienteilnehmer erfolgt über das gesamte Jahr 2017. Im Jahr 2018 erfolgt die Erfassung der langfristigen Effekte (ein Jahr nach der ersten Messphase).

Öffentlichkeitsarbeit & Dokumentation

Kontakt

Ansprechpartner auf Projektebene: 

Prof. Dr. Uwe Tegtbur
Institut für Sportmedizin der Medizinischen Hochschule Hannover
Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover
Telefon: 0176/1532-7113
Telefax: 0511-532-8199
E-Mail: sportmedizin-ebike@mh-hannover.de
Internet: www.mh-hannover.de/sportmedizin.html

Meta-Info
Stand der Information
20. März 2017
Autor
Markus Hein, Medizinische Hochschule Hannover, Institut für Sportmedizin
NRVP-Handlungsfelder
Elektromobilität
Fahrradthemen
Gesundheit
Pedelecs
Schlagworte
Studie
Land
Deutschland