Bibliographie zur Geh‑Analytik
Wissenschaftliche Referenzen, die Geh‑Analytik, Ganganalyse und Gesundheitsmetriken untermauern
Diese Bibliographie liefert die wissenschaftliche Evidenz hinter den Metriken, Formeln und Empfehlungen in Walk Analytics. Studientitel und Zeitschriftennamen bleiben im Original; Zusammenfassungen und Link‑Labels sind auf Deutsch lokalisiert.
1. Schritte, Intensität & Gesundheit
Inoue K, et al. (2023)
"Association of Daily Step Patterns With Mortality in US Adults"
JAMA Network Open 2023;6(3):e235174
Analyse von 4.840 US‑Erwachsenen: 8.000–9.000 Schritte/Tag bei Älteren senken die Mortalität. Abflachender Zusatznutzen jenseits dieses Bereichs.
Zum Artikel →Lee I‑M, et al. (2019)
"Association of Step Volume and Intensity With All-Cause Mortality in Older Women"
JAMA Internal Medicine 2019;179(8):1105-1112
16.741 ältere Frauen (Ø 72 J.): Mortalität sinkt ab ≥ 4.400 Schritten/Tag; Plateaubildung um ~7.500 Schritte/Tag. "Mehr ist nicht immer besser".
Zum Artikel →Ding D, et al. (2025)
"Steps per day and all-cause mortality: a systematic review and meta-analysis"
The Lancet Public Health 2025 (ahead of print)
Meta‑Analyse mit Dosis‑Wirkungs‑Beziehung zwischen täglichen Schritten und Gesundheitsoutcomes über diverse Populationen.
Zum Artikel →Del Pozo‑Cruz B, et al. (2022)
"Association of Daily Step Count and Intensity With Incident Morbidity and Mortality Among Adults"
JAMA Internal Medicine 2022;182(11):1139-1148
UK Biobank (78.500 Erw.): Einführung der Peak‑30‑Cadence. Sowohl Gesamt‑Schritte als auch Peak‑30 sind unabhängig mit niedrigerer Morbidität/Mortalität assoziiert; Peak‑30 ggf. wichtiger.
Zum Artikel → Open‑Access PDF →Master H, et al. (2022)
"Association of step counts over time with the risk of chronic disease in the All of Us Research Program"
Nature Medicine 2022;28:2301–2308
Längerfristig hohe Schrittzahlen senken das Risiko für chronische Erkrankungen (u. a. Diabetes, Adipositas, Schlafapnoe, GERD, Depression).
Zum Artikel →Del Pozo‑Cruz B, et al. (2022)
"Association of Daily Step Count and Intensity With Incident Dementia in 78,430 Adults Living in the UK"
JAMA Neurology 2022;79(10):1059-1063
Tägliche Schritte und Schrittintensität sind mit geringerem Demenzrisiko assoziiert. Optimaldosis ~9.800 Schritte/Tag; zusätzlicher Nutzen durch höhere Cadence.
Zum Artikel →2. Cadence & Intensität
Tudor‑Locke C, et al. (2019) — CADENCE‑Adults
"Walking cadence (steps/min) and intensity in 21-40 year olds: CADENCE-adults"
Int. J. Behav. Nutr. Phys. Act. 2019;16:8
Grundsatzarbeit: 100 spm als Schwelle für moderat (3 METs); Sensitivität 86 %, Spezifität 89,6 % (n=76, 21–40 J.). Grundlage der Cadence‑basierten Steuerung.
Zum Artikel →Tudor‑Locke C, et al. (2020)
"Walking cadence (steps/min) and intensity in 41 to 60-year-old adults: the CADENCE-adults study"
Int. J. Behav. Nutr. Phys. Act. 2020;17:137
Bestätigt 100 spm (moderat) in 41–60 J.; 130 spm als Schwelle für vigourös (6 METs).
Zum Artikel →Aguiar EJ, et al. (2021)
"Cadence (steps/min) and relative intensity in 21 to 60-year-olds: the CADENCE-adults study"
Int. J. Behav. Nutr. Phys. Act. 2021;18:27
Cadence‑Schwellen stabil über 21–85 Jahre → universelle Anwendbarkeit.
Zum Artikel →Moore CC, et al. (2021)
"Development of a Cadence-based Metabolic Equation for Walking"
Med Sci Sports Exerc 2021;53(1):165-173
Einfache Gleichung METs = 0.0219 × cadence + 0.72; 23–35 % genauer als ACSM; Präzision ~0,5 METs.
Zum Artikel →5. Gehökonomie & Modelle
Ralston HJ (1958)
"Energy-speed relation and optimal speed during level walking"
Int Z Angew Physiol 1958;17:277-283
Klassische Arbeit: U‑förmige Energie‑Geschwindigkeits‑Kurve; optimal ~1,3 m/s für minimales CoT.
Abstract → PDF →Zarrugh MY, et al. (2000)
"Preferred Speed and Cost of Transport: The Effect of Incline"
J Exp Biol 2000;203:2195-2200
CoT steigt deutlich mit Steigung; −5 bis −10 % Gefälle erhöhen exzentrische Bremskosten.
Zum Artikel →Lim HT, et al. (2018)
"A simple model to estimate metabolic cost of human walking across slopes and surfaces"
Scientific Reports 2018;8:5279
Mechanisches Modell, das Steigung und Untergrund berücksichtigt; Vorhersage des metabolischen Aufwands in variablen Bedingungen.
Zum Artikel →Steudel‑Numbers K, Tilkens MJ (2022)
"The effect of lower limb length on the energetic cost of locomotion: implications for fossil hominins"
eLife 2022;11:e81939
Analyse von Energie‑/Zeit‑Abwägungen bei Gehgeschwindigkeiten und Steigungen.
Zum Artikel → Preprint PDF →6. VO₂max & Apple HealthKit
Apple Inc. (2021)
"Using Apple Watch to Estimate Cardio Fitness with VO₂ max"
Technisches Whitepaper zur VO₂max‑Schätzung bei Outdoor‑Gehen/Laufen/Wandern (Puls, GPS‑Tempo, Beschleunigung).
Whitepaper (PDF) →Apple Developer Documentation
"HKQuantityTypeIdentifier.vo2Max"
Offizielle HealthKit‑API für VO₂max (mL/(kg·min)); Schätzung auf Apple Watch Series 3+.
Dokumentation →Apple Support
"About Cardio Fitness on Apple Watch"
Endnutzer‑Dokumentation zu Cardio‑Fitness, Messung und Normbereichen (alters‑/geschlechtsspezifisch).
Support‑Artikel →Apple Developer Documentation
"HKCategoryTypeIdentifier.lowCardioFitnessEvent"
API für Low‑Cardio‑Fitness‑Ereignisse; ermöglicht proaktive Hinweise bei unterschrittenen VO₂max‑Schwellen.
Dokumentation →7. Apple‑Mobilitätsmetriken
Apple Inc. (2022)
"Measuring Walking Quality Through iPhone Mobility Metrics"
Validierung von iPhone‑basierten Gehmetriken (Geschwindigkeit, Schrittlänge, Doppelstütz‑%, Asymmetrie). Passives Erfassen mit iPhone 8+ (iOS 14+).
Whitepaper (PDF) →Apple WWDC 2021
"Explore advanced features of HealthKit — Walking Steadiness"
Technische Session zu Walking Steadiness: zusammengesetzte Metrik aus Gangparametern; Sturzrisiko‑Einstufung (OK, Low, Very Low).
Video ansehen →3. Gehgeschwindigkeit, Gebrechlichkeit & Stürze
Studenski S, et al. (2011)
"Gait Speed and Survival in Older Adults"
JAMA 2011;305(1):50-58
Meilenstein‑Studie (n=34.485): Gehgeschwindigkeit sagt Überleben voraus. <0,8 m/s → höhere Mortalität; >1,0 m/s → gute funktionelle Gesundheit. Gehgeschwindigkeit gilt als „Vitalzeichen“ bei Älteren.
Zum Artikel → Open‑Access PDF →Pamoukdjian F, et al. (2022)
"Gait speed and falls in older adults: A systematic review and meta-analysis"
BMC Geriatrics 2022;22:394
Starke Beziehung zwischen langsamer Gehgeschwindigkeit und erhöhtem Sturzrisiko bei selbständig lebenden Älteren.
Zum Artikel →Verghese J, et al. (2023)
"Annual decline in gait speed and falls in older adults"
BMC Geriatrics 2023;23:290
Jährliche Veränderungen der Gehgeschwindigkeit prognostizieren Sturzrisiko; Monitoring ermöglicht frühe Intervention.
Zum Artikel →4. Gangvariabilität & Stabilität
Hausdorff JM, et al. (2005)
"Gait variability and fall risk in community-living older adults: a 1-year prospective study"
Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 2005;2:19
Erhöhte Gangvariabilität (Variationskoeffizient der Schrittzeit) sagt Sturzrisiko voraus. CV > 3–4 % im normalen Gehen = erhöhtes Risiko.
Zum Artikel →Hausdorff JM (2009)
"Gait dynamics in Parkinson's disease: common and distinct behavior among stride length, gait variability, and fractal-like scaling"
Chaos 2009;19(2):026113
Fraktale Analyse der Gangmuster bei Parkinson: veränderte Schrittdynamik und geringere Komplexität.
PDF →Moe‑Nilssen R, Helbostad JL (2004)
"Estimation of gait cycle characteristics by trunk accelerometry"
Journal of Biomechanics 2004;37(1):121-126
Zuverlässigkeit von Rumpf‑Beschleunigungssensoren für Ganganalyse – Basis für Smartphone/Watch‑Bewertungen.
Abstract →Phinyomark A, et al. (2020)
"Fractal analysis of human gait variability via stride interval time series"
Frontiers in Physiology 2020;11:333
Übersicht zur fraktalen Analyse (DFA alpha) zur Quantifizierung langreichweitiger Korrelationen in Gangmustern.
Zum Artikel →8. Android Health Connect & Google Fit
Android Developer Documentation
"Health Connect data types and data units"
Offizielle Doku zu Health Connect Datentypen: StepsRecord, StepsCadenceRecord, SpeedRecord, DistanceRecord, HeartRateRecord, Vo2MaxRecord.
Dokumentation →Google Fit Documentation
"Step count cadence data type"
API‑Datentyp für Schrittfrequenz (spm) – ermöglicht intensitätsbasiertes Monitoring.
Dokumentation →Google Fit Documentation
"Read daily step total"
Wie aggregierte tägliche Schrittzahlen aus Google Fit gelesen werden (mehrere Quellen).
Dokumentation →Android Developer Guide
"Health Connect overview"
Überblick: zentrales Gesundheitsdaten‑Repository auf Android, plattformübergreifendes Teilen mit Nutzerzustimmung.
Dokumentation →9. GPS, Map‑Matching & Fußgängernavigation
Zandbergen PA, Barbeau SJ (2011)
"Positional Accuracy of Assisted GPS Data from High-Sensitivity GPS-enabled Mobile Phones"
PLOS ONE 2011;6(7):e24727
Validierung der Smartphone‑GPS‑Genauigkeit: 5–8 m in offenen Bereichen, 10–20 m in Häuserschluchten – Basislinie für Consumer‑GPS.
Zum Artikel → Open‑Access PDF →Wu X, et al. (2025)
"Sidewalk-level pedestrian map matching using smartphone GNSS data"
Satellite Navigation 2025;6:3
Bordstein‑/Gehweg‑spezifisches Map‑Matching für Fußgänger – höhere Genauigkeit in Städten als straßenbasiertes Matching.
Zum Artikel →Jiang C, et al. (2020)
"Accurate and Direct GNSS/PDR Integration Using Extended Kalman Filter for Pedestrian Smartphone Navigation"
Sensorfusion GNSS/IMU via Extended Kalman Filter – kontinuierliche Position auch bei GPS‑Ausfällen (Tunnel/Indoor).
Zum Artikel →Zhang G, et al. (2019)
"Hybrid Map Matching Algorithm Based on Smartphone and Low-Cost OBD in Urban Canyons"
Remote Sensing 2019;11(18):2174
Hybride Positionsbestimmung (GNSS + Inertialsensoren) für schwierige urbane Umgebungen.
Zum Artikel →10. Klinische Gehtests
American Thoracic Society (2002)
"ATS Statement: Guidelines for the Six-Minute Walk Test"
Am J Respir Crit Care Med 2002;166:111-117
Standardisiertes 6‑Minuten‑Gehtest‑Protokoll (6MWT): Durchführung, Normwerte, Interpretation.
Leitlinie (PDF) → PubMed →Podsiadlo D, Richardson S (1991)
"The Timed 'Up & Go': A Test of Basic Functional Mobility for Frail Elderly Persons"
J Am Geriatr Soc 1991;39(2):142-148
Timed Up & Go (TUG): Goldstandard für funktionelle Mobilität/Sturzrisiko. >14 s → hohes Risiko.
Zum Artikel → PubMed →11. Metabolische Äquivalente (METs)
Ainsworth BE, et al. (2011)
"2011 Compendium of Physical Activities: A Second Update of Codes and MET Values"
Med Sci Sports Exerc 2011;43(8):1575-1581
Referenzwerk zu MET‑Werten (800+ Aktivitäten). Gehen: 2,0 METs (sehr langsam), 3,0 METs (moderat), 3,5 METs (zügig), 5,0 METs (sehr zügig).
PubMed → Tracking Sheet (PDF) →Ainsworth BE, et al. (2024)
"The 2024 Adult Compendium of Physical Activities: An Update of Activity Codes and MET Values"
J Sport Health Sci 2024 (ahead of print)
Aktualisierte MET‑Werte und neue Aktivitäten – essenziell für Energieverbrauchs‑Berechnungen.
Zum Artikel →12. Biomechanik des Gehens
Fukuchi RK, et al. (2019)
"Effects of walking speed on gait biomechanics in healthy participants: a systematic review and meta-analysis"
Systematic Reviews 2019;8:153
Meta‑Analyse zu Geschwindigkeits‑Effekten auf Spatio‑Temporal‑Parameter, Kinematik und Kinetik; Geschwindigkeit verändert die Gangmechanik grundlegend.
Zum Artikel →Mirelman A, et al. (2022)
"Present and future of gait assessment in clinical practice: Towards the application of novel trends and technologies"
Frontiers in Medical Technology 2022;4:901331
Überblick zu Wearables und KI für klinische Ganganalyse (Spatio‑Temporal, Kinematik, Skalen wie UPDRS/SARA).
Zum Artikel →Mann RA, et al. (1986)
"Comparative electromyography of the lower extremity in jogging, running, and sprinting"
Am J Sports Med 1986;14(6):501-510
Klassische EMG‑Arbeit: Gehen vs. Laufen – 62 % Stützphase (Gehen) vs. 31 % (Laufen); klar unterschiedliche Aktivierungsmuster.
PubMed →13. Wearables & Aktivitätserkennung
Straczkiewicz M, et al. (2023)
"A 'one-size-fits-most' walking recognition method for smartphones, smartwatches, and wearable accelerometers"
npj Digital Medicine 2023;6:29
Universeller Erkennungsalgorithmus (Sensitivität 0,92–0,97) für verschiedene Geräte/Positionen; 20 öffentliche Datensätze.
Zum Artikel →Porciuncula F, et al. (2024)
"Wearable Sensors in Other Medical Domains with Application Potential for Orthopedic Trauma Surgery"
Sensors 2024;24(11):3454
Wearable‑Anwendungen zur Messung von Gehgeschwindigkeit, Schritten, Bodenreaktionskräften und ROM (Beschleuniger, Gyroskope, Magnetometer).
Zum Artikel →14. Gehen & gesundes Altern
Ungvari Z, et al. (2023)
"The multifaceted benefits of walking for healthy aging: from Blue Zones to molecular mechanisms"
GeroScience 2023;45:3211–3239
30 min/Tag × 5 Tage → geringeres Erkrankungsrisiko; anti‑aging Effekte auf Kreislauf/Atmung/Immunsystem; geringeres Risiko für CVD, Diabetes, kognitiven Abbau.
Zum Artikel →Karstoft K, et al. (2024)
"The health benefits of Interval Walking Training"
Appl Physiol Nutr Metab 2024;49(1):1-15
Interval Walking Training (IWT): Wechsel schnell/ langsam – verbessert Fitness, Kraft und glykämische Kontrolle (T2D) stärker als kontinuierliches moderates Gehen.
Zum Artikel →Morris JN, Hardman AE (1997)
"Walking to health"
Sports Medicine 1997;23(5):306-332
Grundlagen‑Review: Gehen > 70 % HFmax steigert kardiorespiratorische Fitness; verbessert HDL‑Stoffwechsel und Insulin/Glukose‑Dynamik.
PubMed →Zusätzliche Ressourcen
Fachgesellschaften
- International Society of Biomechanics (ISB)
- Clinical Movement Analysis Society (CMAS)
- American College of Sports Medicine (ACSM)
- Gait and Clinical Movement Analysis Society (GCMAS)
Wichtige Zeitschriften
- Gait & Posture
- Journal of Biomechanics
- Medicine & Science in Sports & Exercise
- International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity
- Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation