Operational Resilience Training – Ein für die Ukraine entwickeltes operatives Resilienztraining als Option für die Bundeswehr?

Operational Resilience Training – A Training Developed for Ukraine as an Option for the Bundeswehr?

Kristina Küper^a, Alexander Witzki^a, Ralf Jaekel^a, Silke Graß^b, Manuela Andrea Hoffmann^a,c,d

^a Institut für Präventivmedizin der Bundeswehr, Andernach und ASt ­Koblenz

^b Sanitätsakademie der Bundeswehr, München

^c Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

^d Medizincampus der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Die in diesem Beitrag verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich immer gleichermaßen auf weibliche und männliche Personen. Auf eine Doppelnennung und gegenderte Bezeichnungen wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet. Um der notwendigen wissenschaftlichen Eindeutigkeit Rechnung zu tragen, wird in diesem Artikel, abweichend von den umgangssprachlichen Gepflogenheiten, die weibliche Form immer dann verwendet, wenn sich die Aussage auf beide Geschlechter bezieht und die männliche Form dann, wenn es sich ausschließlich um männliche Personen handelt.

Zusammenfassung

Der militärische Einsatz ist mit enormen psychischen Belastungen verbunden, denen Soldatinnen und Soldaten widerstehen müssen, um einsatzfähig und gesund zu bleiben. Bei Erhalt und Stärkung dieser individuellen Resilienz kann operativ eingesetztes Sanitätspersonal eine Schlüsselrolle einnehmen, indem es – analog zur taktischen Notfallmedizin – psychologische Erste Hilfe leistet. Voraussetzung dafür ist eine entsprechende Ausbildung.

Ein geeignetes Programm dafür ist das Operational Resilience Training (ORT), das im Rahmen der NATO-Unterstützung für die Ukraine entwickelt wurde. Das ORT vermittelt Stressmanagementtechniken für die Selbst- und Kameradenhilfe und ist an mehreren europäischen Standorten, darunter auch in Deutschland, fester Bestandteil der Ausbildung ukrainischer Platoon Combat Medics. Länderübergreifende Evaluationsergebnisse und Berichte von ukrainischen Frontrückkehrern zeigen, dass das Training nicht nur effektiv und gefechtstauglich ist, sondern auch von den Trainingsteilnehmenden so gut angenommen wird, dass sie innerhalb ihrer Einheiten die Rolle von Multiplikatoren für die gelernten Resilienztechniken übernehmen.

Im eigens dafür konzipierten Sonderforschungsprojekt ORT-Bw untersucht das Institut für Präventivmedizin der Bundeswehr (InstPrävMedBw) ab Ende 2026, wie dieses Training auch in die bundeswehreigene Ausbildung von Combat Medics integriert werden kann. Der vorliegende Beitrag beschreibt das für die Adaptation, Erprobung und Evaluation des ORT-Bw geplante Studiendesign sowie die Forschungsmethoden. Ziel des Forschungsprojekts ist es, den Ausbildungskatalog der Bundeswehr um ein einsatzerprobtes Trainingskonzept zur Resilienzsteigerung für die Landes- und Bündnisverteidigung zu ergänzen.

Schlüsselworte: Individuelle Resilienz, Mentale Gesundheit, Mentale Leistungsfähigkeit, einsatzassoziierte Stressoren, gefechtsassoziierte Stressoren, Ausbildung, Sanitätspersonal

Summary

Deployed soldiers are exposed to numerous mental stressors which can substantially impair their combat readiness and health. If properly trained, operative medical personnel can play a key role in preserving and strengthening individual resilience against these stressors by providing first aid for mental and physical health issues.

Operational Resilience Training (ORT) is a training programme designed to prepare medical personnel for helping themselves and their fellow soldiers manage deployment-related stress. It was developed as part of NATO support for Ukraine and is a key part of Platoon Combat Medic training for Ukrainian soldiers at several European sites, including Germany. Training evaluations across countries as well as anecdotal reports from Ukrainian frontline returnees indicate that ORT is effective and meets combat requirements. In addition, trainees’ attitudes about the training are so positive that they serve as force multipliers and disseminate training content within their units.

In a dedicated research project (ORT-Bw) beginning in late 2026, the Bundeswehr Institute of Preventive Medicine will examine how ORT can be implemented into Combat Medic training within the Bundeswehr. This paper describes the study design and methods planned to adapt, pilot, and evaluate ORT-Bw. The aim of the study is to provide the Bundeswehr with an effective, combat-tested method to strengthen resilience for national and alliance defence.

Keywords: individual resilience; mental health; mental performance; deployment-related stressors; combat-related stressors; training; medical personnel

Einleitung und Hintergrund

Der militärische Einsatz¹ ist nicht nur mit extremen körperlichen Anforderungen, sondern auch mit enormen psychischen Belastungen verbunden (Abbildung 1). Dazu gehören u. a. die ständige Gefahr für Leib und Leben, die Konfrontation mit Gewalt, Leid und Tod und die Notwendigkeit im Rahmen der Auftragserfüllung möglicherweise so zu handeln, wie es sich nur schwer mit den eigenen Wertvorstellungen vereinbaren lässt [27]. Die unmittelbare Folge können akute Belastungsreaktionen, wie das Einfrieren sein, die die Durchsetzungsfähigkeit, aber v. a. auch die Überlebensfähigkeit, massiv beeinträchtigen [5]. Längerfristig können sich moralische Verletzungen und psychische Erkrankungen, wie z. B. post-traumatische Belastungsstörungen oder andere Traumafolgeerkrankungen (Depressionen, Angststörungen etc.), ergeben, die die Gesundheit und Einsatzfähigkeit von Soldatinnen und Soldaten² dauerhaft einschränken [18][38]. Dementsprechend sind Trainingsmaßnahmen, die Soldatinnen resilienter gegenüber einsatzbedingten Belastungen machen, für Ausbildung und Einsatzvorbereitung unerlässlich [35].

Abb. 1: Stressoren im Einsatz (Bildrechte Silhouette: Pixabay.com)

Die Bundeswehr setzt solche resilienzfördernden Maßnahmen bisher nicht systematisch ein. Zwar gibt es eine Reihe vielversprechender Ansätze und Projekte [16][25][22][24]; diese beziehen sich jedoch häufig nur auf Teilbereiche der Resilienz bzw. sind nur selten bereits fester Bestandteil der Ausbildung oder der Einsatzvorbereitung, wie es bei der Kameradenhilfe-Methode B.E.S.S.E.R.² der Fall ist [40]. Bestehende Programme sind zudem häufig noch auf das Auslandseinsatzszenario des internationalen Krisenmanagements ausgerichtet.

Der Krieg in der Ukraine zeigt allerdings eindrücklich, dass ein Einsatz im Rahmen der Landes- und Bündnisverteidigung (LV/BV) verschärfte Herausforderungen an die soldatische Resilienz stellt [13]: Anders als in zeitlich begrenzten Auslandseinsätzen sind Soldatinnen im Rahmen der LV/BV dauerhaft extremen Belastungen ausgesetzt, ohne dass notwendige Erholungszeiten gewährleistet werden können [23]. Angesichts der aktuellen geopolitischen Lage muss auch die Resilienzförderung der Bundeswehr diesen veränderten Rahmenbedingungen Rechnung tragen. Eine Neuentwicklung, Erprobung, Optimierung und flächendeckende Umsetzung geeigneter Verfahren wären allerdings mit einem erheblichen Ressourcen- und Zeitaufwand verbunden.

Die Schlüsselrolle von Sanitätspersonal bei der Resilienzstärkung

Ein Lösungsansatz für diese Problematik kann die gezielte und systematische Ausbildung von Sanitätspersonal bzw. sanitätsdienstlich ausgebildetem Personal hinsichtlich Resilienztechniken sein, die für den Einsatz relevant sind. Analog zur taktischen notfallmedizinischen Versorgung könnten die so ausgebildeten Soldatinnen Kameradenhilfe bei psychischen Notfällen leisten und gleichzeitig innerhalb ihrer Einheiten als Multiplikatoren für die gelernten Resilienztechniken fungieren [21].

Innerhalb der US-amerikanischen Streitkräfte kommt dem Sanitätspersonal bereits jetzt eine solche Schlüsselrolle hinsichtlich der Erstversorgung und Prävention im Bereich psychischer Gesundheit zu [19][20]. So zeigt eine Befragung US-amerikanischer Combat Medics aus dem Jahr 2024, dass die Mehrheit der Befragten Tätigkeiten in der psychologischen Diagnostik und Intervention übernimmt und diese auch als Teil ihres Aufgabenspektrums versteht [26]. Allerdings fühlen sich deutlich weniger Befragte auch bei der Bewältigung dieser Aufgaben sicher und kompetent, woraus die Autoren einen hohen Bedarf an entsprechenden formellen Ausbildungsprogrammen ableiten.

Operational Resilience Training –
Effektive Resilienzförderung für die Ukraine

Infolge der russischen Invasion der Ukraine im Februar 2022 haben auch die ukrainischen Streitkräfte den Bedarf an effektiver Resilienzförderung erkannt und ein entsprechendes Trainingsprogramm im Rahmen der Ausbildungsunterstützung durch die NATO angefragt. Daraufhin entwickelte das norwegische Militär gemeinsam mit dem Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) das Operational Resilience Training (ORT, [2]).

Im Frühjahr 2023 wurde das ORT zunächst in Norwegen als fester Bestandteil der im Rahmen von Operation Gugne durchgeführten Platoon Combat Medic-Ausbildung für ukrainische Soldatinnen eingeführt. Seit November 2023 werden auch die von der Bundeswehr in Deutschland zum Platoon Combat Medic ausgebildeten ukrainischen EUMAM UA-Kontingente im ORT geschult. Im Frühjahr 2024 und im Sommer 2025 folgten ORT-Ausbildungen im Vereinigten Königreich und in Polen.

Das ORT umfasst derzeit sieben Ausbildungsmodule (Abbildung 2) zu unterschiedlichen einsatzrelevanten Themen [29], die auf Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des WRAIR basieren [3][4][5][12][14][26][30]: Im ersten Modul werden die Trainingsteilnehmenden zunächst mit den (1) Grundkonzepten von Stress und Resilienz vertraut gemacht. Dies geschieht anhand von zwei leicht verständlichen Modellen der Stressverarbeitung, die grundlegend für die in den nachfolgenden Modulen vermittelten Inhalte sind [7]. Eines dieser Modelle ist das Konzept des „Stress-Eimers“, der sich nach und nach füllt und schließlich überläuft, wenn sich kein geeignetes „Ventil“ findet. Dieses Bild soll verdeutlichen, dass Menschen auch unter starker Stressbelastung handlungsfähig bleiben können, sofern sie über effektive Techniken zur Stressreduktion verfügen. Andererseits soll es verdeutlichen, dass anhaltender Stress ohne Kompensationsmechanismen („Ventile“) den „Eimer“ zwangsläufig zum Überlaufen bringt. Ergänzend dazu wird die Idee eines Kontinuums mentaler Gesundheit vermittelt, das die aktivierende Wirkung von Stress verdeutlichen soll.

Anhand des Kontinuums lernen Trainingsteilnehmende Aktivierungsniveaus, die für die Einsatzsituation hilfreich sind, von solchen zu unterscheiden, die überlastend – und damit schädlich – sind. Positive und negative Auswirkungen dieser unterschiedlichen Aktivierungszustände werden für verschiedene einsatzrelevante Parameter (z. B. Stimmung, Kognition, körperliche Verfassung, Handlungsfähigkeit) dargestellt und entsprechende Handlungsoptionen aufgezeigt. Auf Grundlage dieser beiden Konzepte vermitteln die anschließenden Module konkrete Stressmanagementtechniken, die sowohl in der Selbst- als auch in der Kameradenhilfe angewendet werden können. Diese beinhalten Methoden zum Stabilisieren der (2) Mentalen Gesundheit im Einsatz[30] und zum (3) Operativen Stressmanagement [4] sowie das (4) iCOVER-Protokollfür die Kameradenhilfe bei akuten Stressreaktionen (analog zum Programm B.E.S.S.E.R. der Bundeswehr, [40]). Im Anschluss werden Techniken zur Verbesserung der (5) Einheitskohäsion [12][14] vermittelt. Zwei Zusatzmodule gehen schließlich auf mentale Fähigkeiten für den (6) Umgang mit menschlichen Überresten und den Umgang mit (7) Trauer an der Front ein.

Abb. 2: Trainingsinhalte des Operational Resilience Trainings

ORT-Ausbildung ukrainischer Soldaten

Bei der ORT-Ausbildung ukrainischer Soldatinnen durch die Bundeswehr werden grundlegende ORT-Modul­inhalte zunächst im Rahmen einer zweitägigen Lehrveranstaltung theoretisch vermittelt und anschließend innerhalb von sanitätsdienstlichen Trainingsszenarien der Platoon Combat Medic-Ausbildung praktisch geübt. Die Effektivität und Akzeptanz dieser Ausbildung werden seit 2023 vom Institut für Präventivmedizin der Bundeswehr (InstPrävMedBw) mittels einer Teilnehmendenbefragung mit drei Messzeitpunkten und einer Kontrollgruppe evaluiert. Die Trainingseffektivität wird dabei mittels standardisierter Befragungsinstrumente zu individueller Resilienz (Resilienzskala RS-11: [33][36], Selbstwirksamkeit (Allgemeine Selbstwirksamkeits-Kurzskala, ASKU: 10], Skala zur Generalisierten Selbstwirksamkeitserwartung, GSES: [34]) und mentaler Gesundheit (General Health Questionnaire 12, GHQ12: 15) erfasst. Zusätzlich werden Einstellungen und Wissen zu Resilienztechniken sowie die subjektive Sicherheit im Umgang damit erhoben. Zur Einschätzung der Akzeptanz werden subjektive Bewertungen des Gesamttrainings sowie der einzelnen Module herangezogen.

Im Rahmen dieses Evaluationsprojekts, das sich zurzeit in der Datenerhebungsphase befindet, kooperiert das InstPrävMedBw mit dem WRAIR und dem Norwegian Armed Forces Joint Medical Service, die ein analoges Projekt in Norwegen durchführen³. Erste Ergebnisse dieses norwegischen Evaluationsprojekts liegen bereits vor und zeigen, dass das ORT auf große Akzeptanz bei den ukrainischen Trainingsteilnehmenden stößt und das Vertrauen in die eigenen Resilienzfähigkeiten signifikant stärkt [7][28][29]. Diese und weitere positive Trainingseffekte finden sich auch in den vorläufigen Ergebnissen der deutschen ORT-Evaluation. Anekdotische Berichte von ukrainischen Frontrückkehrern zeigen darüber hinaus, dass ORT-Trainingsinhalte wie aktives Zuhören, Atemtechniken und iCOVER im Einsatz tatsächlich ­angewendet werden und positive Effekte auf mentale Gesundheit und kameradschaftliche Fürsorge haben [7][28].

Das Projekt ORT-Bw – Ein Operatives ­Resilienztraining für die Bundeswehr

Wie bereits erwähnt, wäre die Neuentwicklung, Erprobung und Optimierung von resilienzfördernden Trainingsmaßnahmen mit einem erheblichen personellen und zeitlichen Aufwand für die Bundeswehr verbunden. Die Adaptation bereits bestehender und erwiesenermaßen effektiver Maßnahmen ist dagegen deutlich weniger ressourcenfordernd. Mit dem ORT liegt ein von NATO-Partnern entwickeltes Trainingskonzept zur individuellen Resilienzsteigerung vor, das nicht nur länderübergreifend positiv evaluiert wurde, sondern sich für die ukrainischen Streitkräfte bereits im Einsatz bewährt hat. Im Rahmen des Sonderforschungsprojekts ORT-Bw plant das InstPrävMedBw deshalb zu untersuchen, wie ein vergleichbares operatives Resilienztraining auch in die Ausbildung des Sanitätspersonals der Bundeswehr integriert werden kann.

Das ORT-Modul iCOVER ist das beste Beispiel dafür, dass bestehende militärische Ausbildungskonzepte einer Nation auch für deren verbündete Partner nutzbar gemacht werden können: Ursprünglich von der israelischen Armee unter dem Namen YaHaLOM entwickelt, wurde dieses Trainingskonzept zur Kameradenhilfe bei akuten Stressreaktionen wie dem „Einfrieren“ nicht nur von den USA, Kanada, Norwegen und dem Vereinigten Königreich, sondern auch von der Bundeswehr adaptiert und als B.E.S.S.E.R. eingeführt [6][8].

Im Rahmen des Projekts ORT-Bw sollen auch die restlichen ORT-Module für die Bundeswehr nutzbar gemacht werden. Dabei kooperiert das InstPrävMedBw mit der Leitenden Psychologin in der Gesundheitsversorgung an der Sanitätsakademie der Bundeswehr, dem Ausbildungs- und Simulationszentrum Sanitätsregiment 2 sowie perspektivisch mit einem der zivilen Kooperationspartner des InstPrävMedBw, dem Leibniz-Institut für Resilienzforschung in Mainz. Ziel des auf drei Jahre angelegten Sonderforschungsprojekts ist es, das ORT zunächst für die Nutzung innerhalb der Bundeswehr zu adaptieren und es anschließend im Rahmen der bundeswehreigenen Combat-Medic-Ausbildung zu erproben. Anhand von Befragungen und physiologischen Messungen der Trainingsteilnehmenden und einer Vergleichsgruppe sollen die Akzeptanz des Trainings sowie die Trainingseffekte auf die psychische Gesundheit, Resilienz und soldatische Leistung evaluiert werden. Ziel des vorliegenden Beitrags ist die Darstellung der für die Adaption, Erprobung und Evaluation von ORT-Bw geplanten Forschungsmethoden.

Geplante Trainingsadaptation

Eine erfolgreiche Adaptation von Trainingsinterventionen kann sich nicht auf die bloße Übersetzung der Inhalte beschränken, sondern ist ein komplexer evidenzbasierter Prozess [9]. Im Kontext von Ausbildungskonzepten für Soldaten müssen neben bestehenden Unterschieden in der gesellschaftlichen Kultur auch solche in der militärischen berücksichtigt werden, um die Effektivität und Akzeptanz adaptierter Maßnahmen zu gewährleisten. Im Falle von ORT betrifft dies beispielsweise den Umgang mit Gefallenen und Verwundeten sowie Aspekte der Inneren Führung. Zudem ist eine Anpassung der ORT-Unterrichtsmaterialien und Ausbildungsszenarien zwingend erforderlich, da die verwendeten Beispiele, das Bildmaterial und die Akzentsetzung zurzeit auf ukrainische Teilnehmende zugeschnitten sind [29] .

Neben den gesellschaftlichen und militärkulturellen Gegebenheiten in Deutschland und in der Bundeswehr müssen die zeitlichen und kontextuellen Vorgaben des bestehenden Ausbildungskonzepts für den Combat-­Medic-Lehrgang der Bundeswehr ebenfalls berücksichtigt werden. Das zu entwickelnde ORT-Bw kann infolgedessen deutlich von der ukrainischen ORT-Version abweichen – sowohl hinsichtlich der inhaltlichen als auch der zeitlichen Ausgestaltung.

Geplante Stichprobe und Studiendesign

Nach erfolgter Adaptation sieht die Erprobung und ­Evaluation von ORT-Bw die Erhebung zweier Untersuchungsgruppen vor (Abbildung 3), die aus den Teilnehmenden der bundeswehreigenen Combat Medic-­Ausbildung rekrutiert werden. Die Soldatinnen der Trainingsgruppe besuchen dabei einen Lehrgang, in den ORT-Bw integriert wird, während im Lehrgang der Kontrollgruppe keine ORT-Bw-Inhalte vermittelt werden. Jede Gruppe (mit/ohne ORT-Bw) soll mindestens 58 Personen umfassen.

Abb. 3: Geplantes Studiendesign ORT-Bw

Für beide Gruppen sind Messzeitpunkte zu Beginn (t1) und am Ende des Combat-Medic-Lehrgangs (t2) vorgesehen. In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung des ORT-Bw-Trainingskonzepts kann sich für die Trainingsgruppe ein zusätzlicher Messzeitpunkt im Anschluss an einen potenziellen theoretischen ORT-Bw-Ausbildungsteil ergeben (t1.2). Für beide Gruppen sind darüber hinaus mehrere Messzeitpunkte innerhalb der sanitätsdienstlichen Trainingsszenarien der Lehrgänge vorgesehen, da solche Szenarien psychische Belastungen mit sich bringen, denen Soldatinnen mithilfe der im ORT vermittelten Resilienztechniken besser gewachsen sein sollten [29].

Geplante Erhebungsmethoden

Die Erhebungsmethoden sollen gegenüber der Evaluation der ukrainischen ORT-Version deutlich erweitert werden. Während in dieser Vorgängerstudie ausschließlich Selbstauskünfte der Teilnehmenden erhoben werden, sollen im Projekt ORT-Bw auch Fremdbeurteilungen sowie physiologische Daten erhoben werden.

Zur Befragung der Teilnehmenden an t1 und t2 (sowie ggf. an t1.2) sollen neben den bereits in der Vorgängerstudie verwendeten Fragebögen zu individueller Resilienz (u. a. [33][36]), Selbstwirksamkeit [10] und militärischen Resilienztechniken [32] auch standardisierte Befragungsinstrumente zu mentaler Stärke [17] sowie zu subjektiver mentaler und körperlicher Gesundheit [37] zum Einsatz kommen. Die Erfassung der Trainingsakzeptanz (t2 und ggf. t1.2) wird in ähnlicher Weise erweitert, da neben einer subjektiven Bewertung der Trainingsinhalte auch Einschätzungen zur Nützlichkeit der gelernten Techniken und zur Wahrscheinlichkeit der Weiterempfehlung von ORT-Bw erfolgen sollen.

Die geplante Erfassung der militärischen Leistungsfähigkeit (t1 und t2) und des Lehrgangserfolgs der Teilnehmenden (t2) ist ebenfalls eine Erweiterung der Vorgängerstudie , insbesondere da neben Selbsteinschätzungen auch Fremdbeurteilungen durch die Lehrgangsdurchführenden erfolgen sollen. Geplant ist u. a. eine Bewertung anhand des am InstPrävMedBw entwickelten Andernacher Inventars zur Militärischen Leistungsbeurteilung (AIM) [39], das in dieser Ausgabe ausführlicher beschrieben wird WMM 2026;70(11): 553-557.

Eine weitere Neuerung sind die Kurz-Fragebögen zur aktuellen Stressbelastung, die die Teilnehmenden zu verschiedenen Messzeitpunkten innerhalb sanitätsdienstlicher Trainingsszenarien ausfüllen sollen. Da diese Befragungen zwangsläufig zeitlich versetzt erfolgen müssen und den unmittelbaren Beanspruchungsgrad in einem Trainingsszenario daher möglicherweise nur unzureichend erfassen, sollen sie durch physiologische Messungen ergänzt werden. Psychische Belastungen gehen mit Auslenkungen der Herzfrequenz (HF) und der Herzratenvariabilität (HRV) einher, die sich somit als physiologische Indikatoren psychischer Beanspruchung eignen [1]. Die Praxistauglichkeit von HF- und HRV-Messungen konnte im Rahmen von Felduntersuchungen an Arbeitsplätzen und unter physischer Belastung bereits nachgewiesen werden [32], so dass sie auch im geplanten Forschungsprojekt Anwendung finden sollen.

Alter, Geschlecht, Bildungsniveau, militärische Vorerfahrung und Persönlichkeitstyp (Big Five Inventory 10, BFI-10: [31]) der Teilnehmenden sollen einmalig zu t1 erhoben werden und als Kovariaten in die Datenanalysen eingehen.

Kernaussagen

• Der Einsatz ist mit enormen psychischen Belastungen verbunden, denen Soldatinnen und Soldaten widerstehen müssen, um einsatzfähig und gesund zu bleiben.
• Operativ eingesetztes Sanitätspersonal kann – nach geeigneter Ausbildung – eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung und Steigerung der individuellen Resilienz spielen.
• Das im Rahmen der NATO-Unterstützung für die Ukraine entwickelte Operational Resilience Training (ORT) vermittelt Sanitätspersonal Stressmanagementtechniken für die Selbst- und Kameradenhilfe und hat sich bereits im Einsatz für die ukrainischen Streitkräfte bewährt.
• Im Sonderforschungsprojekt ORT-Bw untersucht das InstPrävMedBw ab Ende 2026 wie das ORT in die bundeswehreigene Combat-Medic-Ausbildung integriert werden kann.
• Ziel von ORT-Bw ist es, den Ausbildungskatalog der Bundeswehr um ein einsatzerprobtes Trainingskonzept zur Resilienzsteigerung für die LV/BV in allen Truppenteilen zu ergänzen.

Fazit

„Die Erfahrungen der Ukraine auf dem Gefechtsfeld sind für uns von allerhöchstem Wert“, so Bundesverteidigungsminister Boris Pistorius im Juli 2026 [11].

Wenn es darum geht, welche Lehren die Bundeswehr aus dem Ukrainekrieg ziehen kann, werden häufig technische Innovationen aus dem Bereich des Drohnenkampfs oder der elektronischen Kriegsführung genannt. Die deutsche Militärhilfe für die Ukraine umfasst aber nicht nur Waffen und Gerät, sondern auch den Bereich der Ausbildung, sodass hier ebenfalls wertvolle Erkenntnisse aus den Erfahrungen der ukrainischen Streitkräfte geschöpft werden können.

Zurzeit durchlaufen alle ukrainischen Militärangehörigen, die in Deutschland zum Platoon Combat Medic ausgebildet werden, ein Operatives Resilienztraining (ORT), das sie widerstandsfähiger gegen die enormen mentalen Belastungen des modernen Abwehrkampfs machen soll. Erste Evaluationsergebnisse sowie Berichte von Frontrückkehrenden zeigen, dass das Training nicht nur effektiv ist, sondern auch so gut von den Trainingsteilnehmenden angenommen wird, dass sie innerhalb ihrer Einheiten die Rolle von Multiplikatoren übernehmen und Trainingsinhalte weiterverbreiten [7][28][29].

Im Sonderforschungsprojekt ORT-Bw untersucht das InstPrävMedBw ab Ende 2026, inwieweit sich dieses operative Resilienztraining auch für die Ausbildung von bundeswehreigenem Sanitätspersonal eignet. Bei erfolgreicher Adaptation und Erprobung von ORT-Bw, könnte der Ausbildungskatalog so um ein einsatzerprobtes Trainingskonzept zur Resilienzsteigerung für die LV/BV ergänzt werden, von dem langfristig nicht nur das Sanitätspersonal der Bundeswehr profitieren würde.

Interessenkonflikt

In Bezug auf die Erstellung dieses Manuskripts liegen keinerlei Interessenkonflikte vor.

Literatur

1. Aasman J, Mulder G, Mulder LJM. Operator effort and the measurement of heart-rate variability. Hum Factors 1987;29(2):161-170. mehr lesen
2. Adler AB. Operational Resilience Training:Foundations (Vortrag im Rahmen des 1st International Congress for Preventive Medicine in Koblenz). Koblenz;3.September 2024. mehr lesen
3. Adler AB, Bliese PD, LoPresti ML, McDonald JL, Merrill JC. Sleep leadership in the army:A group randomized trial. Sleep Health 2021;7(1):24-30. mehr lesen
4. Adler AB, Bliese PD, Pickering MA, et al. Mental skills training with basic combat training soldiers:A group-randomized trial. J Appl Psychol 2015;100(6):1752-1764. mehr lesen
5. Adler AB, Gutierrez IA. Acute stress reaction in combat:Emerging evidence and peer-based Interventions. Curr Psychiatry Rep 2022;24(4):277-284. mehr lesen
6. Adler AB, Gutierrez IA, McCuaig Edge H, Nordstrand AE, Simms A, Willmund GD. Peer-based intervention for acute stress reaction:Adaptations by five militaries. BMJ Mil Health 2024;170(5):425-429. mehr lesen
7. Adler AB, Nordstrand AE, Engen HG:Frontline stress: The role of Operational Resilience Training. In:Vermetten E, Frankova I, Lortkipanidze S, Zohar J:Digital innovations for the prevention and treatment of PTSD in military contexts. IOS Press;2026.
8. Adler AB, Start AR, Milham L et al. Rapid response to acute stress reaction:Pilot test of iCOVER training for military units. Psychol Trauma 2020;12(4):431-435. mehr lesen
9. Barrera M, Castro FG. A heuristic framework for the cultural adaptation of interventions. Clin Psychol 2006;13(4):311-316. mehr lesen
10. Beierlein C, Kovaleva A, Kemper CJ, Rammstedt B. Allgemeine Selbstwirksamkeit Kurzskala (ASKU). ZIS - GESIS Leibniz Institute for the Social Sciences;2014. mehr lesen
11. Bundesministerium der Verteidigung:Helfen, liefern, lernen:Der Sonderstab Ukraine im Verteidigungsministerium. BMVg 2026.[letzter Zugriff 10. August 2026];verfügbar unter:https://www.bmvg.de/de/aktuelles/sonderstab-ukraine-im-verteidigungsministerium-6139884. mehr lesen
12. Cacioppo JT, Adler AB, Lester PB, et al. Building social resilience in soldiers:A double dissociative randomized controlled study. J Pers Soc Psychol 2015;109(1):90-105. mehr lesen
13. Cole R, Remondelli MH. Confronting the mental health challenges of large-scale combat operations. Mil Med 2026;191(3-4):40-43. mehr lesen
14. Crouch CL, Gutierrez IA, Allard YS, Adler AB. Training military units in social connection: A quasi-experimental randomized trial. J Mil Soc Work Behav Health Serv 2024;12(3):265-276. mehr lesen
15. Goldberg DP, Williams P: A user's guide to the General Health Questionnaire. London:GL Assessment;2006.
16. Gorzka R-J, Herzberg PY, Lorei C, Hanssen N (Hrsg). Truppen- und Einsatzpsychologie im Feldjägerwesen der Bundeswehr. Frankfurt:Verlag für Polizeiwissenschaft Prof. Dr. Clemens Lorei. mehr lesen
17. Gucciardi DF, Hanton S, Gordon S, Mallett CJ, Temby P. The concept of mental toughness:Tests of dimensionality, nomological network, and traitness. J Pers 2015;83(1):26-44. mehr lesen
18. Hellenthal A, Zimmermann P, Willmund G, et al. Einsatzerlebnisse, moralische Verletzungen, Werte und psychische Erkrankungen bei Einsatzsoldaten der Bundeswehr. Verhaltenstherapie 2017;27(4):244-252. mehr lesen
19. Hoyt T, Hein CL. Combat and operational stress control in the prolonged field care environment. Mil Rev 2021;21(9-10):55-64. mehr lesen
20. Hukovskyy O, West JC, Morganstein JC, et al. The combat path:Sustaining mental readiness in Ukrainian soldiers. Parameters 2024;54(2). mehr lesen
21. Jha AP, Zanesco AP, Denkova E, et al. Bolstering cognitive resilience via train-the-trainer delivery of mindfulness training in applied high-demand settings. Mindfulness 2020;11(3):683-697. mehr lesen
22. Jung J, Krex-Brinkmann L, Lück A, Sauter C. trainSLEEP – ein Online-Präventionskurs für gesunden Schlaf. WMM 2023;67(1-2):9-14 mehr lesen
23. Koshiw I:Ukraine adopts new mobilisation law to boost military. 2024 [letzter Zugriff 18. Juli 2025];verfügbar unter:https://www.ft.com/content/3017dbe8-d050-4638-a7ea-0d49f3ff1833. mehr lesen
24. Krick A, Felfe J, Renner K-H. Stärken- und Ressourcentraining:Ein Gruppentraining zur Gesundheitsprävention am Arbeitsplatz. Göttingen:Hogrefe;2018.
25. Mair P, Da Silva D, Renner KH, Wesemann U. Training der psychologischen Einsatzfähigkeit für Spezialkräfte. WMM 2025;69(4):146-153. mehr lesen
26. Mesias GA, Nugent KL, Clarke-Walper KM, Sampson MK, Wilk JE. Combat medics' preparedness to serve as behavioral health extenders in forward environments. Mil Med 2024;189(Suppl 3):332-340. mehr lesen
27. Nordstrand AE, Bøe HJ, Holen A, Reichelt JG, Gjerstad CL, Hjemdal O. Danger- and non-danger-based stressors and their relations to posttraumatic deprecation or growth in Norwegian veterans deployed to Afghanistan. Eur J Psychotraumatol 2019;10(1):1601989 mehr lesen
28. Nordstrand AE, Engen HG, Adler AB. "Crawl, walk, run": A graded approach to integrating mental skills for psychological resilience in training for large-scale combat operations. Mil Psychol 2026:1-14. mehr lesen
29. Nordstrand AE, Engen HG, Rønning L, Gjerstad CL, Adler AB. Psychological resilience on the frontlines:Operational Resilience Training for Ukrainian combat medics. Mil Psychol 2026:1-11. mehr lesen
30. Nugent K, Clarke-Walper K, Mesias G, Mary, Sampson, Wilk J:Effectiveness of the BH GEAR training on preparing medics for battlefield behavioral health. (Vortrag im Rahmen der American Psychological Association Annual Conference 2024). Seattle;10. August 2024.
31. Rammstedt B, Kemper CJ, Klein MC, Beierlein C, Kovaleva A. A short scale for assessing the Big Five dimensions of personality:10 Item Big Five Inventory (BFI-10). mda 2013;7(2):233-249. mehr lesen
32. Sammito S, Thielmann B, Klussmann A, et al. S2k-Leitlinie Nutzung der Herzschlagfrequenz und der Herzfrequenzvariabilität in der Arbeitsmedizin und der Arbeitswissenschaft:AWMF-RegNr 002/042;2021 2021. mehr lesen
33. Schumacher J, Leppert K, Gunzelmann, Strauß B, Brähler E. Die Resilienzskala - Ein Fragebogen zur Erfassung der psychischen Widerstandsfähigkeit als Personmerkmal;2005. mehr lesen
34. Schwarzer R, Jerusalem M. Generalized Self-Efficacy Scale. In:Weinman J, Wright S, Johnston M:Measures in health psychology:A user’s portfolio. Causal and control beliefs. Windsor:NFER-NELSON;1995:35-37. mehr lesen
35. Tornero-Aguilera JF, Stergiou M, et al. Optimising combat readiness:Practical strategies for integrating physiological and psychological resilience in soldier training. Healthcare 2024;12(12):1160. mehr lesen
36. Wagnild GM, Young HM. Development and psychometric evaluation of the Resilience Scale. J Nurs Meas 1993;1(2):165-178. mehr lesen
37. Ware J, Kosinski M, Keller SD. A 12-Item Short-Form Health Survey:Construction of scales and preliminary tests of reliability and validity. Med Care 1996;34(3):220-233. mehr lesen
38. Wittchen HU, Schönfeld S, Kirschbaum C, et al. Traumatic experiences and posttraumatic stress disorder in soldiers following deployment abroad:How big is the hidden problem? Dtsch Arztebl Int 2012;109(35-36):559-568. mehr lesen
39. Witzki A, Küper K, Nagler-Nitzschner U, Hoffmann MA Empirische Untersuchung zu psychischen Einflussfaktoren auf Befinden und Leistung von Rekrutinnen und Rekruten in der Grundausbildung (ReGA). (Unveröffentlichter Bericht);2025.
40. YNSIDE:Im Gefecht zurück zur Handlungsfähigkeit. 2025 [letzter Zugriff 18. Juli 2025]. Verfügbar unter:https://ynside.extranet-bw.de/de/rund-um-dienst/einsatz/waehrend-des-einsatzes/psychische-ueberlastungsreaktionen.(nicht öffentlich zugänglich)

Manuskriptdaten

Zitierweise

Küper K, Witzki A, Jaekel R, Graß S, Hoffmann MA. Operational Resilience Training – Ein für die Ukraine entwickeltes operatives Resilienztraining als Option für die Bundeswehr? WMM 2026;70(11):527-533.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-992

Für die Verfasser

Oberregierungsrätin Dr. Kristina Küper

Fachbereich A3 – Psychische Leistungsfähigkeit

Abteilung A – Gesundheits- und Leistungsförderung, Koblenz

Institut für Präventivmedizin der Bundeswehr, Andernach

Aktienstrasse 87, 56626 Andernach

E-Mail: InstPraevMedBwA3@bundeswehr.org

Manuscript Data

Citation

Küper K, Witzki A, Jaekel R, Graß S, Hoffmann MA. [Operational Resilience Training – A Training Developed for Ukraine as an Option for the Bundeswehr?] WMM 2026;70(11):527-533.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-992

For the Authors

Dr. Kristina Küper

Division A3 – Mental Performance

Department A – Health- and Fitness Promotion, Koblenz

Bundeswehr Institute of Preventive Medicine, Andernach

Aktienstrasse 87, D-56626 Andernach

E-Mail: InstPraevMedBwA3@bundeswehr.org

Impedanzkardiografie zur Erfassung individueller physiologischer Beanspruchung – Vergleich mit spiroergometrischen Messgrößen

Impedance Cardiography for Monitoring Individual Physiological Strain – Comparison with Spiroergometric Measures

Leonard Stratmann^a,b, Ulrich Rohde^a, Manuela Andrea Hoffmann^a,c-d

^a Institut für Präventivmedizin der Bundeswehr, Andernach und ASt ­Koblenz

^b Klinik IA für Innere Medizin,Bundeswehrzentralkrankenhaus Koblenz

^c Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

^d Medizincampus Koblenz der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Zusammenfassung

Die Überwachung der physiologischen Beanspruchung von Soldatinnen und Soldaten während der Erfüllung militärischer Aufgaben kann die Leistungsoptimierung unterstützen, zur Prävention von „non-battle injuries“ und Erkrankungen beitragen und eine schnellere medizinische Einschätzung im Notfall ermöglichen. Als Referenzmethode zur Erfassung der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung gilt die Ergospirometrie, deren Einsatz im militärischen Arbeitsalltag jedoch aufgrund ihrer eingeschränkten Praktikabilität limitiert ist. Die Impedanzkardiografie (ICG) ist ein potenziell feldtauglicher, nicht-invasiver Ansatz zur kontinuierlichen kardiovaskulären Überwachung.

21 gesunde männliche Soldaten absolvierten einen 6 km langen Belastungsmarsch mit einer Gesamtlast von rund 32 kg (Kampfbekleidung, ballistische Schutzweste und Zuladung) bei zwei Geschwindigkeiten (4,5 und 6,0 km/h), gefolgt von fünf 15-sekündigen Laufintervallen und einem Maximalbelastungstest bis zur Erschöpfung bei jeweils 13 km/h. Hierbei wurden die ­relative Sauerstoffaufnahme (rVO₂) mittels Ergospirometrie und der Cardiac Index (CI), das auf die Körperoberfläche normierte Herzzeitvolumen, mittels ICG simultan erfasst.

Die Ergebnisse zeigten einen starken gleichgerichteten Zusammenhang zwischen CI und rVO₂ (rs = 0,80; p < 0,001). Die mittlere Within-subject-Pearson-­Korrelation z-standardisierter Werte betrug r = 0,90 (SD = 0,07), was für einen gleichgerichteten individuellen Verlauf beider Methoden spricht. Es zeigte sich eine systematische Divergenz zwischen den Messwerten während der Pausen (Δz ≈ +0,45) im Vergleich zu den Marschphasen (Δz ≈ −0,19), das heißt, der Cardiac Index sank in den Pausen langsamer ab als die Sauerstoffaufnahme. Mittels ICG erhobene CI-Werte zeigten einen starken gleichgerichteten Zusammenhang mit der ergospirometrisch gemessenen Sauerstoffaufnahme und eine vergleichbare zeitliche Dynamik über alle Belastungsstufen hinweg. Die ICG zeigt sich damit als ein vielversprechender, nicht-invasiver Ansatz für das kontinuierliche kardiovaskuläre Belastungsmonitoring unter realistischen Einsatzbedingungen.

Schlüsselwörter: Impedanzkardiografie, Ergospirometrie, Sauerstoffaufnahme, Cardiac Index, militärischer Marsch, physiologisches Monitoring

Summary

Monitoring physiological strain in soldiers during military tasks can support performance optimisation and help prevent non-battle injuries and illness. Ergospirometry is an established reference method for assessing strain but is not practical for everyday military use. Impedance cardiography (ICG) represents a potentially field-deployable, non-invasive approach for continuous cardiovascular monitoring.

Twenty-one healthy male soldiers completed a 6 km loaded march carrying a total load of approximately 32 kg (combat uniform, ballistic protective vest, and additional load) at two speeds (4.5 and 6.0 km/h), followed by five 15-second running intervals and a maximal exercise test to exhaustion, both at 13 km/h. We recorded relative oxygen uptake (rVO2) via ergospirometry and cardiac index (CI, cardiac output normalised to body surface area) via ICG simultaneously. CI and rVO₂ showed a strong concordant relationship (rs = 0.80; p < 0.001). The mean within-subject Pearson correlation of z-standardised values was r = 0.90 (SD = 0.07), indicating a concordant individual course for both methods. We observed a systematic divergence between the values during pauses (Δz ≈ +0.45) compared to marching phases (Δz ≈ −0.19); i.e., the cardiac index declined more slowly than oxygen uptake during pauses. CI values obtained via ICG showed a strong concordant relationship with ergospirometrically measured oxygen uptake and comparable temporal dynamics across all load stages. ICG thus represents a promising, non-invasive approach for continuous cardiovascular strain monitoring under realistic operational conditions.

Keywords: impedance cardiography; ergospirometry; oxygen uptake; cardiac index; military marching; physiological monitoring

Einleitung und Hintergrund

Die Überwachung der physiologischen Beanspruchung von Soldatinnen und Soldaten während militärischer Einsätze und Übungen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Ein kontinuierliches Monitoring kann über eine individualisierte Trainingssteuerung zur Leistungsoptimierung ­beitragen, die Prävention sog. „non-battle injuries” und internistischer Erkrankungen unterstützen und im Verletzungsfall eine unmittelbare medizinische Einschätzung ermöglichen [3][5].

Die Ergospirometrie gilt als etablierte Referenzmethode zur Erfassung von Beanspruchung im Kontext der Arbeits- und Sportmedizin sowie der Leistungsphysiologie, da sie sowohl die aerobe Kapazität als auch den Energieumsatz auf respiratorischer Ebene erfasst [2]. Der praktische Einsatz der Ergospirometrie im Feld ist jedoch durch mehrere Faktoren limitiert:

• eingeschränktes Sichtfeld,
• Diskomfort für die tragende Person,
• Beeinträchtigung des Trink- und Essverhaltens sowie
• Fehlen eines unmittelbaren medizinischen Beurteilungsparameters.

Alternative feldtaugliche Ansätze stützen sich häufig allein auf die Herzfrequenz, die jedoch nur einen Teilaspekt der kardiovaskulären und metabolischen Beanspruchung widerspiegelt [1].

Die Impedanzkardiografie (ICG) bietet einen potenziell feldtauglichen, nicht-invasiven Ansatz zur kontinuierlichen kardiovaskulären Überwachung. Das Verfahren misst die thorakale elektrische Bioimpedanz mittels sechs Elektroden (zwei am Hals, vier am Thorax) [8]. Hierzu werden geringe, nicht wahrnehmbare Wechselströme durch den Thorax geleitet. Die Änderungen der Impedanz spiegeln Änderungen des aortalen Blutflusses wider. Aus diesen Impedanzsignalen lässt sich das Schlagvolumen ableiten; durch Multiplikation mit der Herzfrequenz ergibt sich das Herzzeitvolumen (Cardiac Output) [4]. Normiert auf die Körperoberfläche, resultiert der Cardiac Index (CI), der zentrale Parameter dieser Studie (Vgl. Abbildung 1).

Abb. 1: Von der Ableitung der Thoraximpedanz zum Cardiac Index (CI) (Bildrechte: L. Stratmann et al.;Abb. enthält Bildausschnitte aus den „Instructions For Attaching Leads“ (Manatec Biomedical/Physioflow). Verfügbar unter: physioflow.com/software.php [Letzter Zugriff: 1. September 2026])

Die vorliegende Untersuchung ist nach Kenntnis der Autoren die erste Studie, die ICG unter ballistischer Schutzausrüstung und bei hoher externer Zuladung unter militärtypischer Belastung einsetzt – ein praxisrelevanter Anwendungsfall für Feldstudien [7].

Ziel war es, die Eignung der ICG zur Erfassung der individuellen Beanspruchung während eines militärischen Marsches zu evaluieren und die physiologische Plausibilität der Methode im Vergleich zur Ergospirometrie zu beurteilen.

Methodik

Ethik

Die Studie wurde von der Landesärztekammer Rheinland-Pfalz ethisch positiv bewertet (Bearbeitungsnummer 2024–17745). Alle Teilnehmer erteilten eine schriftliche Einwilligungserklärung nach vorheriger ausführlicher Studieninformation.

Teilnehmer

21 gesunde männliche Soldaten nahmen an der Studie teil. Die anthropometrischen Merkmale sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tab. 1: Anthropometrische Daten der Studienteilnehmer (n = 21)

Ausrüstung

Die Teilnehmer trugen jeweils rund 32 kg Gesamtlast, bestehend aus einheitlicher Kampfbekleidung aus dem Kampfbekleidungssatz der Streitkräfte und realistischer Zuladung, die an der MOBAST-Schutzweste und am Hüftgurt verstaut war.

Protokoll

Das Protokoll bestand aus einem 6 km langen Laufbandmarsch im Messwiederholungsdesign bei zwei Geschwindigkeiten (4,5 km/h und 6,0 km/h), unterteilt in vier 1,5-km-Abschnitte (Q1–Q4). Im Anschluss folgten eine zweiminütige Pause und ein Intervalltest mit 5 Sprints über 15 s bei 13 km/h mit intermittierenden 15 s-Pausen. Nach dem fünften Sprint folgten eine zweiminütige Pause und ein Maximalbelastungstest bis zur Erschöpfung bei ebenfalls 13 km/h. Die Untersuchungen fanden bei standardisierten Umweltbedingungen in einer Klimasimulationskammer bei 25 °C und 60 % relativer Feuchte statt.

Messungen

Über das gesamte Protokoll wurden simultan die relative Sauerstoffaufnahme (rVO₂, ml/kg/min) mittels Ergospirometrie als Referenzmethode sowie der CI(l/min/m²) mittels ICG erfasst.

Geräte

Ergospirometrie: Metamax 3B (Cortex Biophysik GmbH, Leipzig, Deutschland) [9], Mittelungsintervall 5 Sekunden.

ICG: Physioflow Enduro PF-07 (Manatec Biomedical, Petit Ebersviller, Frankreich) [6], Mittelungsintervall 10 Sekunden.

Statistische Analyse

Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS Statistics, Version 29,0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Zunächst wurde die Spearman-Rangkorrelation zwischen CI und rVO₂ über alle 9 Belastungsstufen (vgl. Tabelle 2) und Belastungsintensitäten berechnet, um den grundsätzlichen bivariaten Zusammenhang zu beurteilen. Die rangbasierte Spearman-Korrelation wurde aufgrund nicht normalverteilter Messwerte und ihrer Robustheit gegenüber Ausreißern gegenüber der Pearson-Korrelation bevorzugt. Anschließend wurden beide Messwerte z-standardisiert (zCI und zrVO₂), um Anpassungsreaktionen unabhängig von den Absolutwerten zu vergleichen. Zwischen den z-standardisierten Werten wurden anschließend Within-subject-Pearson-Korrelationen für jeden Teilnehmer berechnet. Zuletzt wurde die Differenz Δz = zCI − zrVO₂ je Belastungsstufe (Mittelwert, SD) ermittelt, um systematische Divergenzmuster zwischen den beiden Methoden zu identifizieren. Boxplot-Darstellungen (Abbildung 3) verwenden, abweichend von der tabellarischen Übersicht (Tabelle 2, Mittelwerte), den robusteren Median als Lagemaß.

Ergebnisse

Die Spearman-Korrelation zwischen CI und rVO₂ über alle 375 Messpaare (wiederholte Messungen der 21 Teilnehmer über den Studienverlauf) war hochsignifikant und stark ausgeprägt (rs(375) = 0,80; p < 0,001). Da die Messpaare aus wiederholten Messungen derselben Teilnehmer stammen und damit nicht vollständig unabhängig sind, kann der p-Wert dieser gepoolten Korrelation tendenziell zu klein ausfallen. Der Zusammenhang ist daher vor allem im Sinne eines starken gleichgerichteten Zusammenhangs zu interpretieren. Die LOESS-geglättete Trendlinie (LOESS: Locally Estimated Scatterplot Smoothing, Glättungsfaktor 50 %) bestätigte einen klaren, konsistenten positiven Zusammenhang zwischen CI und Sauerstoffaufnahme über das gesamte Belastungsspektrum hinweg (Abbildung 2).

Abb. 2: Spearman-Korrelation von CI und rVO₂; LOESS Trendlinie (Glättungsfaktor 50 %) (Bildrechte: L.Stratmann et al.)

Die z-standardisierten Mittelwerte beider Methoden zeigten über alle Belastungsstufen hinweg und bei beiden Marschgeschwindigkeiten einen sehr ähnlichen Verlauf. Es kam zu einem Anstieg mit zunehmender Belastungsintensität, einem Abfall während der Pausen und zu Höchstwerten beim Maximalbelastungstest (vgl. Tabelle 2). Die Streuung (± SD) nahm mit steigender Intensität deutlich zu, insbesondere während der Intervall- und Maximalbelastungsphasen.

Die mittlere Within-subject-Pearson-Korrelation zwischen zCI und zrVO₂ betrug r = 0,90 (SD = 0,07), was vor allem als Hinweis auf einen gleichgerichteten individuellen Verlauf zwischen ICG und Ergospirometrie zu werten ist. Tabelle 2 zeigt die Mittelwerte und Standardabweichungen der standardisierten Werte je Belastungsstufe: beide Signale beginnen niedrig, steigen über die Marschabschnitte an, fallen während der Pausen ab, erreichen während der Intervalle und des Maximalbelastungstests ihre Höchstwerte und zeigen anschließend eine Erholung.

Die Differenzwerte Δz (zCI − zrVO₂) lagen über alle Belastungsstufen hinweg im Median nahe null, was auf eine insgesamt gute Übereinstimmung beider Methoden hindeutet (Abbildung 3). Es zeigte sich jedoch ein systematisches Divergenzmuster: Während der Pausen betrug Δz ≈ +0,45 (gemittelt über Pause I und Pause II, vgl. Tabelle 2), d. h. der CI sank langsamer ab als die Sauerstoffaufnahme. Während der Marschphasen betrug Δz ≈ −0,19 (gemittelt über die Marschabschnitte Q1–Q4, vgl. Tabelle 2), d. h. die standardisierte Sauerstoffaufnahme lag geringfügig über dem standardisierten CI.

Diskussion

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die ICG individuelle Verläufe des CI mit hoher Verlässlichkeit abbildet und einen starken gleichgerichteten Zusammenhang mit der ergospirometrisch gemessenen Sauerstoffaufnahme sowie eine vergleichbare zeitliche Dynamik aufweist. Die hohe Within-subject-Korrelation (r = 0,90) ist dabei vor allem als Hinweis auf einen gleichgerichteten individuellen Verlauf zu werten und weniger als formaler Nachweis der Übereinstimmung oder Austauschbarkeit beider Methoden; dies spricht für eine gute individuelle Nachverfolgbarkeit des CI-Verlaufs durch ICG. Die geringere, jedoch weiterhin substanzielle Querschnittskorrelation (rs = 0,80) bestätigt die grundsätzliche physiologische Plausibilität des Verfahrens.

Da rs (Querschnittsanalyse aller Messpaare) und r (Within-subject-Analyse standardisierter Werte) methodisch unterschiedliche Fragestellungen beantworten, sind beide Koeffizienten nicht direkt miteinander vergleichbar. Angesichts des explorativen Charakters dieser Studie sollten die Ergebnisse in konfirmatorischen Folgeuntersuchungen – etwa mittels Repeated-Measures-Korrelation oder Mixed-Effects-Modellen – weiter abgesichert werden.

Bemerkenswert ist das systematische Divergenzmuster der Signale während der Pausenphasen. Entgegen der Erwartung, dass sich das Herzzeitvolumen schneller an veränderte Anforderungen anpasst als die Sauerstoffaufnahme, zeigte sich in den vorliegenden Daten das ­Gegenteil: rVO₂ reagierte rascher auf die Belastungsreduktion als CI [10]. Eine mögliche Erklärung liegt im vergleichsweise langen Mittelungsintervall der verwendeten ICG-Software von 10 s gegenüber dem kürzeren Mittelungsintervall von 5 s der Ergospirometrie, sodass die beobachtete Divergenz eher einem methodischen Artefakt als einem physiologischen Unterschied entsprechen könnte. Diese Annahme sollte in weiterführenden Untersuchungen mit höher aufgelösten Messintervallen überprüft werden.

Die zunehmende Streuung der z-standardisierten Werte bei hoher Belastungsintensität weist zudem auf eine wachsende interindividuelle Variabilität hin, die vermutlich durch unterschiedliche Fitnesslevel und individuelle physiologische Obergrenzen bedingt ist. Dies deutet darauf hin, dass absolute ICG-Werte bei Spitzenbelastungen zwischen Individuen weniger vergleichbar sind, während die individuelle zeitliche Dynamik weiterhin gut abgebildet wird.

Limitationen

Die Studie weist einige Einschränkungen auf. Zum einen nahmen ausschließlich männliche Soldaten teil, sodass die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Soldatinnen aufgrund abweichender Anthropometrie und kardiovaskulärer Reaktionsmuster nicht gesichert ist. Zum anderen kam es bei einzelnen Teilnehmern im Verlauf der Untersuchung, insbesondere bei vermehrtem Schwitzen in späteren Belastungsphasen, zu einem Einbruch der Ableitungsqualität des ICG-Signals, was während der laufenden Messung nicht korrigierbar war. Dies dürfte zumindest teilweise zu der beobachteten Zunahme der Standardabweichung (SD) in den späteren Belastungsstufen (vgl. Abbildung 3 und Tabelle 2) beigetragen haben und schränkt die Interpretierbarkeit der ICG-Messung bei hoher Belastungsintensität ein. Darüber hinaus wurde das Protokoll auf einem Laufband und damit unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt, sodass die Übertragbarkeit auf reale Geländemärsche mit unebenem Untergrund im Einsatz nur eingeschränkt möglich ist. Zudem stammen die 375 analysierten Messpaare aus wiederholten Messungen von n = 21 Teilnehmern und sind daher nicht vollständig unabhängig, was dazu führen kann, dass der p-Wert der gepoolten Spearman-Korrelation tendenziell zu klein ausfällt. Robustere Verfahren wie Repeated-Measures-Korrelationen oder Mixed-Effects-Modelle könnten dies in Folgestudien berücksichtigen. Schließlich ist die Stichprobengröße (n = 21) trotz ausreichender statistischer Aussagekraft für die Within-subject-Analyse relativ klein.

Abb.3: Boxplots der Differenzwerte Δz (zCI − zrVO2) je Belastungsstufe. Die Box zeigt den Interquartilsbereich (25.–75. Perzentil) mit dem Median als horizontale Linie, die Whisker den Wertebereich innerhalb des 1,5-fachen Interquartilsabstands. Kreise und Sterne kennzeichnen Ausreißer bzw. Extremwerte. (Bildrechte: L.Stratmann et al.)

Folgeuntersuchungen sollten insbesondere die Ursachen der beobachteten Divergenz während Ruhephasen im Kontext unterschiedlicher physiologischer Expositionen sowie bei variierenden Mittelungsintervallen der ICG-Software weiter aufklären.

Fazit

Die ICG zeigte in dieser explorativen Studie einen starken gleichgerichteten Zusammenhang mit der ergospirometrisch gemessenen Sauerstoffaufnahme (mittlere Within-subject-Korrelation r = 0,90; SD = 0,07) sowie vergleichbare zeitliche Verläufe über alle untersuchten Belastungsstufen hinweg. Damit zeigt sich die ICG als ein potenziell praktikables, nicht-invasives Verfahren zur Überwachung der physiologischen Beanspruchung bei der Erfüllung militärspezifischer Aufgaben. Die Gründe für die beobachtete, stärker ausgeprägte Divergenz während Pausenphasen sollten im Kontext unterschiedlicher physiologischer Expositionen weiter untersucht werden.

Militärische Implikationen

Unter realistischen Einsatzbedingungen ermöglicht ICG ein kontinuierliches, individuelles kardiovaskuläres Monitoring – mit geringerer Beeinträchtigung von Sichtfeld, subjektivem Anstrengungsempfinden und Bewegungsfähigkeit im Vergleich zur Ergospirometrie. Dies spricht für die weitere Erprobung der Methode als eine Möglichkeit für feldtaugliches Beanspruchungsmonitoring.

Kernaussagen

• Die Impedanzkardiografie (ICG) wurde erstmalig unter militärischer Schutzausstattung bei Belastungsbedingungen in einer Studie eingesetzt.
• Der durch ICG ermittelte Cardiac Index korrelierte individuell hoch mit der ergospirometrisch ermittelten Sauerstoffaufnahme (r = 0,90).
• Die Dynamik des Cardiac Index und der relativen Sauerstoffaufnahme war über alle Belastungsstufen hinweg vergleichbar.
• ICG ist ein vielversprechendes, nicht-invasives Verfahren für das kontinuierliche Beanspruchungsmonitoring bei militärischen Belastungen.
• Künftige Studien sollten Soldatinnen, größere Stichproben sowie unterschiedliche militärische Belastungsformen und Geländebedingungen einschließen, um die Übertragbarkeit zu gewährleisten.

Literatur

1. Achten J, Jeukendrup AE. Heart rate monitoring: applications and limitations. Sports Med. 2003;33(7):517–538. mehr lesen
2. Albouaini K, Egred M, Alahmar A, Wright DJ. Cardiopulmonary exercise testing and its application. Postgrad. Med. J. 2007;83(985):675–682. mehr lesen
3. Alcover KC, Howard K, Poltavskiy E, et al. Disease and non-battle injury in deployed military: a systematic review and meta-analysis. Mil. Med. 2024;189(Supplement_3):21–30. mehr lesen
4. Bernstein DP. A new stroke volume equation for thoracic electrical bioimpedance: theory and rationale. Crit. Care Med. 1986;14(10):904–909. mehr lesen
5. Bustos D, Guedes JC, Vaz MP, et al. Non-invasive physiological monitoring for physical exertion and fatigue assessment in military personnel: a systematic review. Int. J. Environ. Res. Public. Health 2021;18(16):8815. mehr lesen
6. Charloux A, Lonsdorfer-Wolf E, Richard R, et al. A new impedance cardiograph device for the non-invasive evaluation of cardiac output at rest and during exercise: comparison with the „direct“ fick method. Eur. J. Appl. Physiol. 2000;82(4):313–320. mehr lesen
7. Looney DP, Santee WR, Karis AJ, et al. Metabolic costs of military load carriage over complex terrain. Mil. Med. 2018;183(9–10):e357–e362. mehr lesen
8. Sherwood A, Allen MT, Fahrenberg J, Kelsey RM, Lovallo WR, Van Doornen LJP. Methodological guidelines for impedance cardiography. Psychophysiology 1990;27(1):1–23. mehr lesen
9. Vogler AJ, Rice AJ, Gore CJ. Validity and reliability of the cortex metamax3b portable metabolic system. J. Sports Sci. 2010;28(7):733–742. mehr lesen
10. Yoshida T, Yamamoto K, Udo M. Relationship between cardiac output and oxygen uptake at the onset of exercise. Eur. J. Appl. Physiol. 1993;66(2):155–160. mehr lesen

Erklärung zum Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Finanzierung

Das Vorhaben wurde als Sonderforschungsvorhaben durch den Sanitätsdienst der Bundeswehr mit Bundesmitteln durchgeführt.

Manuskriptdaten

Zitierweise

Stratmann L, Rohde U, Hoffmann MA. Impedanzkardiografie zur Erfassung individueller physiologischer Beanspruchung – Vergleich mit spiroergometrischen Messgrößen. WMM 2026;70(11):534-539.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-997

Für die Verfasser

Oberstabsarzt Leonard Stratmann

Klinik IA für Innere Medizin

Bundeswehrzentralkrankenhaus Koblenz

Rübernacher Str. 170, 56072 Koblenz

E-Mail: leonardstratmann@bundeswehr.org

Manuscript Data

Citation

Stratmann L, Rohde U, Hoffmann MA. [Impedance Cardiography for Monitoring Individual Physiological Strain – Comparison with Spiroergometric Measures]. WMM 2026;70(11):534-539.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-997

For the Authors

Major (MC) Leonard Stratmann

Department IA of Internal Medicine

Bundeswehr Central Hospital Koblenz

Rübernacher Str. 170, D-56072 Koblenz

E-Mail: leonardstratmann@bundeswehr.org