Was ist thermische Asymmetrie? Thermoregulation im menschlichen Körper
Obwohl der menschliche Körper anatomisch nicht vollkommen symmetrisch ist, werden korrespondierende Regionen der rechten und linken Körperseite von ähnlichen Kreislauf- und Thermoregulationsmechanismen beeinflusst. Unter gesunden Bedingungen ist daher zu erwarten, dass die Hautoberflächentemperaturen entsprechender anatomischer Regionen nahe beieinanderliegen. In der Thermografie bezeichnet thermische Asymmetrie die Temperaturdifferenz zwischen der rechten und linken Seite derselben anatomischen Region.
Dieser Ansatz wird seit den frühen Arbeiten zur Thermografie untersucht. Uematsu und Kollegen analysierten Temperaturunterschiede in symmetrischen Regionen gesunder Personen und lieferten Normdaten für normale bilaterale Unterschiede [2]. Auch eine Studie von Niu und Kollegen mit jüngeren und älteren Personen in Taiwan zeigte bei gesunden Teilnehmenden eine deutliche Tendenz zur thermischen Rechts-Links-Symmetrie in verschiedenen Körperregionen [3].
Bei der Beurteilung der thermischen Symmetrie ist es nicht sinnvoll, zwischen rechts und links eine absolute Differenz von 0°C zu erwarten. Sportart, dominante Seite, individuelle Anatomie, frühere Verletzungen, die zuletzt absolvierte Belastung und die Messbedingungen können Unterschiede verursachen. Deshalb sollten bei der Bewertung thermischer Asymmetrien nicht nur die Größe der Differenz, sondern auch diese inneren und äußeren Faktoren sowie die individuellen Verlaufswerte berücksichtigt werden.
Die thermische Analyse symmetrischer anatomischer Regionen weist zudem bestimmte Grenzen auf. Analysen mit manuell eingezeichneten Muskelregionen können aufgrund unterschiedlicher Zeichenweisen und technischer Kenntnisse keine einheitliche Standardisierung gewährleisten und gelten daher als subjektiver. Unsere KI-basierten Segmentierungsmodelle zur Aufteilung thermischer Aufnahmen in Muskelregionen schaffen die Grundlage dafür, anatomisch entsprechende Muskelgruppen bilateral automatisch zu vergleichen und objektivere Daten bereitzustellen [4],[5].
Ausführlicher erklären wir die Erfassung von Temperaturwerten durch eine Wärmebildkamera und die Aufteilung der Temperaturkarten in Muskelregionen in unserem Beitrag Was zeigen muskelgruppenbasierte Temperaturkarten?.
Zusammenhang zwischen Asymmetrie und Verletzungsrisiko: Was bedeuten die Schwellenwerte?
Jeder Mensch besitzt ein individuelles thermisches Profil. Deshalb sollte eine Person möglichst anhand ihrer eigenen thermischen Karte und ihrer bisherigen Messwerte bewertet werden. Bei der thermischen Beurteilung ist weniger entscheidend, welche absoluten Temperaturen rechts und links gemessen werden, sondern wie stark die Temperaturdifferenz zunimmt und wie weit sich diese Veränderung vom normalen thermischen Profil der Sportlerin oder des Sportlers entfernt.
In einer prospektiven Studie mit professionellen Fußballspielern verwendeten Côrte und Kollegen ein abgestuftes thermisches Monitoringprotokoll. Unterschiede bis 0,3°C galten als normal, 0,3–0,4°C als zu beobachtende Veränderung, 0,5–1,0°C als Bereich, in dem präventive Maßnahmen erwogen werden können, 1,0–1,5°C als mit höherem Risiko verbundene Asymmetrie und Werte über 1,5°C als ausgeprägtere Asymmetrie [1].
In ai4sports wird thermische Asymmetrie entsprechend der Größe der Temperaturdifferenz in fünf Risikostufen klassifiziert: Normal, Sollte beobachtet werden, Sollte geschützt werden, Achtung und Dringend. Diese Abstufung dient nicht der Diagnose einer Verletzung. Sie standardisiert das Ausmaß der gemessenen thermischen Veränderung, unterstützt die Verlaufskontrolle und kann dem medizinischen Team bei Bedarf strukturierte Daten zur Entscheidungsunterstützung liefern.
| Asymmetriegrad | Temperaturdifferenz (ΔT) | ai4sports-Risikostufe | Interpretation |
|---|---|---|---|
| Geringe Asymmetrie | ≤ 0,4°C | Normal | Differenz, die üblicherweise innerhalb physiologischer Grenzen liegt. |
| Leichte Asymmetrie | 0,4–0,7°C | Sollte beobachtet werden | Wiederholungsmessung und Verlaufskontrolle empfohlen. |
| Zunehmende Asymmetrie | 0,7–1,0°C | Sollte geschützt werden | Belastung und Regeneration sollten genauer beobachtet werden. |
| Deutliche Asymmetrie | 1,0–1,5°C | Achtung | Ausgeprägtere thermische Veränderung; zusammen mit klinischen und leistungsbezogenen Daten bewerten. |
| Hohe Asymmetrie | > 1,5°C | Dringend | Fortgeschrittener thermischer Unterschied, der eine fachliche Beurteilung erforderlich machen kann. |
Unsere Asymmetrieanalysen wurden in unterschiedlichen Kontexten untersucht. In einer Studie von Bayrak et al. mit U19-Fußballspielern zeigte sich bei Athleten mit früherer Sprunggelenksverletzung, dass sich die nach dem Training auftretende thermische Asymmetrie in späteren Verlaufskontrollen vom Sprunggelenk- und Kniebereich bis zu medialen und lateralen Wadenregionen verändern konnte [6].
Ergene et al. verglichen außerdem die Reaktion zweier Elitefußballspieler mit einer Vorgeschichte von Rectus-femoris-Verletzungen auf dieselbe Trainingsbelastung. Beide Sportler zeigten deutlich unterschiedliche bilaterale thermische Veränderungen [7]. Dass der Sportler mit der stärkeren thermischen Veränderung später erneut in derselben Region verletzt wurde, unterstreicht die Bedeutung, sowohl die individuelle Ausgangslage als auch die thermische Reaktion auf Belastung gemeinsam zu verfolgen.
In einer unserer früheren Arbeiten wurden problematische Muskelregionen professioneller Fußballspieler vor und nach einer Ruhephase thermisch überwacht. Dabei zeigte sich, dass sich regionale Temperaturunterschiede im Verlauf nach einer Verletzung verändern können [8]. Insgesamt sprechen diese Arbeiten dafür, thermische Asymmetrie nicht als einzelnen festen Wert, sondern als dynamischen Parameter zu betrachten, der sich mit Verletzungsvorgeschichte, Belastung und Regeneration verändern kann.
Die Bereiche 0,4 / 0,7–1 / 1–1,5 / 1,5°C+ sind deshalb keine absoluten Verletzungsgrenzen, sondern Monitoringstufen zur risikobezogenen Einordnung thermischer Daten.
In welchen Regionen tritt Asymmetrie häufiger auf?
Thermische Asymmetrie sollte nicht in jeder Körperregion identisch bewertet werden. Sportart, dominante Seite, Bewegungsmuster und anatomische Eigenschaften der jeweiligen Region können die normale Temperaturverteilung beeinflussen. Ein Rechts-Links-Unterschied der unteren Extremität bei einem Fußballspieler sollte daher nicht im gleichen Kontext interpretiert werden wie ein bilateraler Unterschied bei einer Sportart mit intensiver Nutzung der oberen Extremitäten.
Im Fußball sind insbesondere stark mechanisch belastete Regionen der unteren Extremität wie Oberschenkel, Knie, Hüfte, Leiste, Wade und Sprunggelenk für ein regelmäßiges Monitoring relevant. In einer peer-reviewten Studie mit professionellen Fußballspielern war ein Protokoll, das regelmäßiges thermografiebasiertes Monitoring mit individualisierten Maßnahmen des medizinischen Teams kombinierte, mit einer geringeren Verletzungszahl und weniger verletzungsbedingten Ausfalltagen verbunden [9].
Auch unsere Untersuchungen zur Rückkehr in den Sport nach einer Rectus-femoris-Verletzung zeigen, dass dieselbe Belastung bei verschiedenen Personen unterschiedliche thermische Reaktionen hervorrufen kann [7]. In einer Fallstudie zur Sartorius-Region wurde eine lokale thermische Veränderung, die in Ruhe nicht deutlich war, nach kontrollierter Belastung sichtbar [10]. Diese Beispiele zeigen, dass bei der Interpretation thermischer Asymmetrie wichtig ist, welche Region zu welchem Zeitpunkt und unter welcher Belastungsbedingung beurteilt wird.
Nicht jede thermische Asymmetrie bedeutet jedoch eine Verletzung. Unabhängige Studien mit Fußballspielern fanden zudem keinen direkten Zusammenhang zwischen muskulären Kraftungleichgewichten und Asymmetrien der Hauttemperatur [11]. Thermische Asymmetrie sollte daher nicht allein als mechanisches Kraftdefizit oder als Hinweis auf eine bestimmte Pathologie interpretiert werden.
Weitere Informationen zur regionsbezogenen thermischen Interpretation finden Sie in unserem Beitrag Was zeigen muskelgruppenbasierte Temperaturkarten?.
Vorgehen bei einem Asymmetriesignal und Nutzung der Daten zur Risikoreduktion
Eine thermische Asymmetrie oberhalb definierter Beobachtungsschwellen bedeutet nicht automatisch, dass eine Sportlerin oder ein Sportler nicht trainieren darf. Zunächst sollten die Aufnahmebedingungen überprüft und die Messung bei Bedarf wiederholt werden. Bleibt die Veränderung bestehen, sollte sie mit den eigenen historischen Werten und der Belastungshistorie verglichen werden.
Die Daten können in folgender Reihenfolge genutzt werden:
Mit früheren Messungen vergleichen → Trend prüfen → Belastung und Symptome bewerten → bei Bedarf an das medizinische Team weiterleiten
Dieses Vorgehen lässt sich in verschiedenen Monitoring-Szenarien beobachten. Die Untersuchung professioneller Fußballspieler vor und nach Ruhephasen nach einer Verletzung zeigte, dass thermische Werte während des Regenerationsverlaufs wiederholt gemessen werden können [8]. Dass Fußballspieler nach einer Rectus-femoris-Verletzung auf dieselbe Trainingsbelastung unterschiedlich reagierten, unterstreicht zusätzlich die Bedeutung einer individuellen Bewertung [7].
Der Nutzen der Thermografie besteht daher nicht nur darin, eine Temperaturdifferenz sichtbar zu machen. Entscheidend ist auch, ob sich eine gemessene Veränderung wiederholt und in welche Richtung sie sich über die Zeit entwickelt. Damit können medizinische und leistungsbezogene Teams strukturierte Verlaufsdaten erhalten.
ai4sports analysiert automatisch Rechts-Links-Temperaturunterschiede in mehr als 40 Muskel- und anatomischen Regionen, vergleicht sie mit früheren Messungen und kann zur Beobachtung von Temperaturtrends eingesetzt werden. Entscheidungen zur Anpassung der Trainingsbelastung, zur Rehabilitation oder zu weiterführenden klinischen Untersuchungen liegen weiterhin beim medizinischen und Performance-Team.
Warum sich Thermografie von strukturellen Verfahren wie MRT, Ultraschall oder Röntgen unterscheidet, erläutern wir ausführlicher in unserem Beitrag Thermografie und klassische Bildgebung im Vergleich.
Asymmetrie ist keine Diagnose, sondern ein Signal für Veränderung
Bei einem gesunden Menschen zeigen korrespondierende anatomische Regionen im Allgemeinen thermische Symmetrie. Eine Störung dieses Gleichgewichts kann durch Trainingsbelastung, entzündliche Prozesse, Kreislaufveränderungen, frühere Verletzungen oder andere physiologische Faktoren entstehen. Thermische Asymmetrie sollte deshalb nicht allein als Verletzung verstanden werden, sondern als Veränderungssignal, dessen Ursache untersucht werden sollte.
Die in der Literatur verwendeten Schwellenwerte und die Risikostufen von ai4sports erleichtern eine standardisierte Verlaufsbeobachtung. Keine einzelne Temperaturdifferenz stellt jedoch für sich genommen eine definitive Verletzungsgrenze dar. Die aussagekräftigste Bewertung entsteht, wenn Eigenschaften der anatomischen Region, die individuelle Baseline, der Rechts-Links-Unterschied und der zeitliche Trend gemeinsam betrachtet werden. Genau hier liegt der Wert der Thermografie im Verletzungsrisikomanagement: Sie macht die Abweichung vom Normalzustand sichtbar, nicht die Verletzung selbst.
Quellen
- Côrte, A. C., Pedrinelli, A., Marttos, A., Souza, I. F. G., Grava, J., & Hernandez, A. J. (2019). Infrared thermography study as a complementary method of screening and prevention of muscle injuries: Pilot study. BMJ Open Sport & Exercise Medicine, 5(1), e000431. https://doi.org/10.1136/bmjsem-2018-000431
- Uematsu, S., Edwin, D. H., Jankel, W. R., Kozikowski, J., & Trattner, M. (1988). Quantification of thermal asymmetry. Part 1: Normal values and reproducibility. Journal of Neurosurgery, 69(4), 552–555. https://doi.org/10.3171/jns.1988.69.4.0552
- Niu, H. H., Lui, P. W., Hu, J. S., Ting, C. K., Yin, Y. C., Lo, Y. L., Liu, L., & Lee, T. Y. (2001). Thermal symmetry of skin temperature: Normative data of normal subjects in Taiwan. Zhonghua Yi Xue Za Zhi (Taipei), 64(8), 459–468.
- Ergene, M. C., Bayrak, A., Çevik, M., & Ceylan, M. (2023). Evaluation of Deep Learning Models for Lower Extremity Muscle Segmentation in Thermal Imaging. In Artificial Intelligence over Infrared Images for Medical Applications (AIIIMA 2023), LNCS 14298. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-44511-8_9
- Yaşar, M. C., Çevik, M., Besnili, Ş., & Ceylan, M. (2025). Comparison of Architectures of Deep Learning-Based Segmentation in Lower Extremity Human Thermal Imaging. In Artificial Intelligence over Infrared Images for Medical Applications, LNCS 15279. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-76584-1_10
- Bayrak, A., Çevik, M., & Ceylan, M. (2026). Thermal asymmetry in football players following ankle injury: Findings related to training load. In Artificial Intelligence over Infrared Images for Medical Applications (AIIIMA 2025), LNCS 16308, 128–142. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-032-10990-3_9
- Bayrak, A., Ergene, M. C., & Ceylan, M. (2023). Monitoring the reactions of athletes with history of rectus femoris proximal tear healed with different methods to training load with thermography. Turkish Journal of Sport and Exercise, 25(2), 231–239.
- Ergene, M. C., Bayrak, A., & Ceylan, M. (2020). Tracking the injury recovery of professional football players with infrared thermography: Preliminary study. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 207–213. https://doi.org/10.31590/ejosat.804151
- Gómez-Carmona, P., Fernández-Cuevas, I., Sillero-Quintana, M., Arnaiz-Lastras, J., & Navandar, A. (2020). Infrared thermography protocol on reducing the incidence of soccer injuries. Journal of Sport Rehabilitation, 29(8), 1222–1227. https://doi.org/10.1123/jsr.2019-0056
- [Sartorius exercise-provocation case study: complete academic citation must be added from the existing publication record.]
- Teixeira, R. M., et al. (2020). Muscular Strength Imbalances Are Not Associated with Skin Temperature Asymmetries in Soccer Players. Life, 10(7), 102. https://doi.org/10.3390/life10070102
