Die Thermografie bewertet die vom Körper abgegebene Infrarotenergie, klassische Bildgebungsverfahren dagegen die anatomische Struktur.
Während Bildgebungssysteme wie MRT, Ultraschall und Röntgen Informationen über die Gewebestruktur liefern, untersucht die Thermografie die Temperaturverteilung, indem sie die an der Hautoberfläche abgegebene Infrarotenergie misst. Weitere Informationen finden Sie unter Was ist Thermografie und wie wird sie im Sport eingesetzt?. Die Thermografie ist daher kein alternatives System, das klassische Bildgebungsverfahren ersetzen soll. Insbesondere weil Aufnahmen wiederholt durchgeführt werden können, stellt sie vielmehr eine zusätzliche Datenebene dar, die diese Verfahren bei der periodischen Verlaufskontrolle und bei der Bewertung physiologischer Veränderungen ergänzen und die Entscheidungsfindung unterstützen kann.
Was messen die verschiedenen Bildgebungsverfahren?
Beim Vergleich medizinischer Bildgebungsverfahren sollte die erste Frage nicht „Welches Gerät ist besser?“ lauten, sondern „Was misst welches Gerät?“ Denn jedes Bildgebungssystem wird für unterschiedliche Zwecke eingesetzt.
Röntgen basiert darauf, dass Röntgenstrahlen Gewebe in unterschiedlichem Maß durchdringen. Dichte Strukturen wie Knochen absorbieren mehr Strahlung, weshalb sich Röntgen besonders gut zur Darstellung von Frakturen, Fissuren und bestimmten Gelenkanomalien eignet. Die MRT nutzt ein starkes Magnetfeld und Hochfrequenzsignale, um Muskeln, Sehnen, Bänder, Knorpel und andere Weichgewebe mit hoher anatomischer Detailtiefe darzustellen. Ultraschall nutzt die Reflexion hochfrequenter Schallwellen an Geweben und kann die Struktur von Muskeln, Sehnen und bestimmten oberflächlichen Geweben dynamisch und in Echtzeit beurteilen.
Die Thermografie bildet die menschliche Anatomie nicht direkt ab. Siehe Was ist Thermografie und wie wird sie im Sport eingesetzt?. Eine Wärmebildkamera erfasst die von der menschlichen Haut abgegebene Infrarotstrahlung und wandelt sie in Temperaturwerte um. Jedem Pixel wird ein Temperaturwert zugeordnet, wodurch eine Temperaturkarte entsteht. Diese Karte liefert Informationen über die physiologische Reaktion, die sich an der Hautoberfläche widerspiegelt. Entscheidend ist, dass die Thermografie einen tief gelegenen Muskelfaserriss, eine Bandruptur oder eine Knochenläsion nicht direkt darstellt. Eine Asymmetrie im Wärmebild ist daher keine strukturelle Diagnose, sondern ein physiologischer Befund, der zur Beurteilung verletzungsbezogener und entzündlicher Reaktionen verwendet wird.
Damit thermische Bildgebung im Sport- und Trainingsbereich genutzt werden kann, müssen Aufnahmeumgebung, Vorbereitung der Person, Kameraposition und die analysierten anatomischen Regionen standardisiert werden. Der internationale TISEM-Ansatz betont ebenfalls, dass die Messbedingungen kontrolliert und reproduzierbar sein müssen, um Hauttemperaturen zuverlässig vergleichen zu können [1]. Die von aivisiontech entwickelten Produkte ai4sports, ai4body, ai2neo und ai4animal stellen ihren Anwendern für geeignete Analysen ebenfalls Protokolle für eine geeignete Aufnahmeumgebung bereit, die auf diesen Empfehlungen basieren.
ai4sports überträgt diesen Unterschied der thermischen Bildgebung direkt in seine Analyselogik. Anstatt ein Wärmebild wie eine MRT-ähnliche anatomische Aufnahme zu interpretieren, werden Temperaturwerte vor und nach dem Training, Unterschiede zwischen symmetrischen Muskelgruppen und die eigenen historischen thermischen Messungen der Person bewertet. Das Ergebnis wird nicht als Diagnose, sondern als strukturierter Entscheidungsunterstützungswert und Risikoindikator für Trainer, Physiotherapeuten und medizinische Teams dargestellt.
Vergleich von Thermografie, MRT, Ultraschall und Röntgen
Wird dieselbe anatomische Region mit verschiedenen Bildgebungsverfahren untersucht, werden tatsächlich unterschiedliche Fragen beantwortet. Am Knie betrachtet das Röntgen beispielsweise Knochen- und Gelenkstrukturen, die MRT Menisken, Bänder, Knorpel und andere Weichgewebe, der Ultraschall oberflächliche Sehnen und Muskelstrukturen und die Thermografie die Verteilung hoher und niedriger Temperaturen an der Hautoberfläche sowie Rechts-Links-Unterschiede.
| Merkmal | Thermografie | MRT | Ultraschall | Röntgen |
|---|---|---|---|---|
| Was wird dargestellt? | Hautoberflächentemperatur und thermische Verteilung | Anatomische Struktur und Weichgewebe | Gewebestruktur und Bewegung | Vor allem Knochen und dichte Strukturen |
| Ionisierende Strahlung | Nein | Nein | Nein | Ja |
| Dynamische / Echtzeit-Anwendung | Ja, für Oberflächentemperatur | Im Routineeinsatz begrenzt | Ja | Bei Standardaufnahmen nein |
| Eignung für häufige Wiederholungsmessungen | Sehr hoch | Durch Zeit und Kosten begrenzt | Hoch | Wegen Strahlenexposition nicht geeignet |
| Fokus | „Gibt es eine thermische Veränderung der Haut?“ | „Gibt es eine strukturelle Gewebeveränderung?“ | „Wie sieht die oberflächliche Struktur aus?“ | „Gibt es eine knöcherne Auffälligkeit?“ |
| Grenzen | Stellt tiefes Gewebe nicht direkt dar | Längere Untersuchung, Kosten und Verfügbarkeit | Abhängig von Untersucher und Schallfenster | Begrenzte Weichgewebedetails |
Auch die Literatur zeigt Beispiele dafür, dass diese Methoden sich bei derselben klinischen Fragestellung ergänzen können. Bei Kniearthrose wurde ein Zusammenhang zwischen Temperaturkarten-Unterschieden im Patellabereich und dem radiografischen Schweregrad beschrieben. Dies zeigt, dass Thermografie und Röntgen unterschiedliche Aspekte desselben klinischen Bildes darstellen können, obwohl sie nicht dasselbe messen [2]. Ebenso wurden bei der Patellasehne mechanische Eigenschaften mittels Ultraschall-Elastografie und die Oberflächentemperatur mittels Thermografie innerhalb derselben Untersuchung gemeinsam bewertet; dabei wurde eine positive Übereinstimmung beobachtet [3].
Die richtige Frage lautet daher weniger „Thermografie oder MRT?“ als vielmehr „Welche biologische Information wird für die Beurteilung dieser Person benötigt?“ Bei Verdacht auf strukturelle Schäden können MRT, Ultraschall oder Röntgen erforderlich sein; die Thermografie kann eine zusätzliche Ebene liefern, um physiologische Reaktionen und belastungsbezogene Veränderungen im Verlauf zu beobachten.
Wie Wärmebilder aufgenommen werden, erfahren Sie im Beitrag Was ist Thermografie und wie wird sie im Sport eingesetzt?.
Welche Vorteile hat die Thermografie?
Der deutlichste Vorteil der Thermografie ist die berührungslose und strahlungsfreie (nicht-invasive) Messung. Das Gerät sendet keine Strahlungsenergie in den Körper, sondern misst die von der Hautoberfläche natürlich abgegebene Infrarotenergie. Bei Anwendung eines geeigneten Protokolls kann dieselbe Person daher wiederholt aufgenommen werden.
Diese Eigenschaft ist besonders für die Betreuung von Sportlern während einer Saison sowie in Return-to-Play- und Rehabilitationsprozessen relevant. Eine einzelne MRT- oder Ultraschalluntersuchung zeigt den strukturellen Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt, während thermische Analysen an verschiedenen Tagen oder vor und nach dem Training wiederholt werden können, um die Richtung von Temperaturveränderungen zu verfolgen. Dass sich die thermische Asymmetrie im Kniebereich während einer ACL-Rehabilitation bei professionellen und semiprofessionellen Fußballspielern im Zeitverlauf verändert, unterstützt den Einsatz serieller thermografischer Messungen in der Rehabilitation [4].
In ai4sports werden mehr als 40 Muskelgruppen automatisch aus dem Wärmebild segmentiert, sodass in unter 15 Sekunden vom Bild zur strukturierten Analyse übergegangen werden kann. Bis heute wurden im System mehr als 2 Millionen thermische Muskelgruppenanalysen verarbeitet. Diese Größenordnung ist ein praktisches Beispiel dafür, Thermografie nicht als einzelnes klinisches Bild, sondern als wiederholte, regionsübergreifende Verlaufsdaten zu nutzen.
Mit ai4sportsGO wird derselbe Ansatz an den Spielfeldrand gebracht. Die Aufnahme kann mit einer mobilen Wärmebildkamera erfolgen, die per USB Type-C an ein Smartphone angeschlossen wird; regionale Befunde und Scores können in der mobilen ai4sportsGO-App auf dem Gerät bewertet werden. Dadurch bleibt die thermische Analyse nicht auf einen festen Bildgebungsraum beschränkt, sondern kann bei Einhaltung standardisierter Aufnahmebedingungen auch auf dem Feld oder in Performance-Zentren eingesetzt werden.
Welche Grenzen hat die Thermografie?
Für die korrekte Anwendung ist es ebenso wichtig zu wissen, was die Thermografie nicht leisten kann, wie zu wissen, was sie leisten kann. Die wichtigste Grenze besteht darin, dass eine Wärmebildkamera tiefes Gewebe nicht direkt abbildet. Gemessen wird die Hautoberflächentemperatur. Deshalb können der Grad eines Muskelfaserrisses, ein Meniskusschaden, eine Bandruptur oder eine Knochenläsion anhand eines Wärmebildes nicht strukturell diagnostiziert werden.
Thermografie sollte als Instrument zur Risikobewertung und Entscheidungsunterstützung und nicht als Diagnoseverfahren positioniert werden.
Ein zweiter wichtiger Punkt ist, dass die Hauttemperatur nicht nur durch Verletzungen beeinflusst wird. Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftströmung, Sonnenlicht, körperliche Aktivität, Schwitzen, Kleidung, Cremes, kürzliches Duschen und eine unzureichende Akklimatisierung an die Umgebung können die Messung verändern. Eine thermografische Untersuchung ist daher kein beliebig aufgenommenes Foto, sondern erfordert ein standardisiertes Protokoll [1].
Auch eine thermische Asymmetrie bedeutet nicht automatisch Pathologie. Obwohl prospektive und Follow-up-Studien bei Sportlern nützliche Zusammenhänge zwischen Temperaturasymmetrien und Verletzungs- oder Rehabilitationsverläufen gezeigt haben, kann die Thermografie allein weder das geschädigte Gewebe noch den anatomischen Schweregrad einer Läsion bestimmen [4],[5]. Thermische Asymmetrien sollten als Risikoindikator betrachtet werden; die zugrunde liegende Ursache und die klinische Diagnostik sollten mit etablierten Bildgebungsverfahren abgeklärt werden.
Deshalb ist der Grundsatz bei aivisiontech klar: Thermische Analyse ist Entscheidungsunterstützung und ersetzt keine professionelle medizinische Diagnose. Die klinische Bedeutung eines Befundes sollte von medizinischem Fachpersonal im Zusammenhang mit Beschwerden, körperlicher Untersuchung, Sportleranamnese, Leistungsdaten und – wenn erforderlich – MRT, Ultraschall oder Röntgen beurteilt werden.
Wie wird eine thermografische Untersuchung durchgeführt?
Der erste Schritt zu einer zuverlässigen thermografischen Untersuchung beginnt bereits vor der Aufnahme. Die Person sollte keinen abrupten Temperaturwechseln ausgesetzt sein und genügend Zeit haben, sich an die Aufnahmeumgebung anzupassen. Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit sollten möglichst stabil gehalten und direkte Sonneneinstrahlung oder starke Luftströmung vermieden werden. Die im Sport- und Trainingskontext verwendeten TISEM-Empfehlungen betonen ausdrücklich die Standardisierung von Teilnehmer-Vorbereitung, Umgebungsbedingungen, Kameraeinstellungen, Bildaufnahme und Datenanalyse [1].
Während der Aufnahme sollten Abstand zwischen Kamera und Person, Aufnahmewinkel und Körperposition zwischen den Messungen möglichst konstant gehalten werden. Für menschliche Haut sollte ein geeigneter Emissionsgrad von 0,98 verwendet werden; verglichene anatomische Regionen sollten in derselben Position aufgenommen werden. Besonders bei der Bewertung von Rechts-Links-Temperaturunterschieden verbessert eine Aufnahme beider Seiten im selben Bild oder mit demselben standardisierten Protokoll die Vergleichbarkeit.
Bei der Auswertung ist es nicht korrekt, ausschließlich auf die Farben im Bild zu schauen. Dieselbe Farbe kann bei unterschiedlichen Min-Max-Temperaturskalen für unterschiedliche Temperaturwerte stehen. Die Interpretation sollte deshalb auf der numerischen mittleren Temperatur einer Region, Maximal-/Minimalwerten, bilateralen Differenzen und Veränderungen gegenüber früheren Messungen basieren.
Im ai4sportsGO-Ablauf beginnt der Prozess mit der Aufnahme eines Wärmebilds über eine mobile Wärmebildkamera, die an das Smartphone angeschlossen wird. Anschließend können regionale Analysen und Scores auf dem mobilen Gerät betrachtet werden. So wird der Übergang von der Messung zum Bericht für den Feldeinsatz beschleunigt, während ein standardisiertes Aufnahmeprotokoll beibehalten wird. Die mobile Anwendung synchronisiert sich außerdem mit ai4sportsHUB, sodass Analysen aus ai4sportsGO auch im Web geprüft werden können.
Wie werden die Verfahren in der Sportmedizin gemeinsam eingesetzt?
Der stärkste Ansatz in der Sportmedizin besteht darin, Bildgebungsverfahren nicht als Konkurrenten, sondern als Werkzeuge für unterschiedliche Fragestellungen zu betrachten. In einer intensiven Trainingsphase kann beispielsweise eine schnelle und breit angelegte thermografische Untersuchung des Kaders erfolgen. Wird zwischen rechten und linken Muskelgruppen eine ungewöhnliche thermische Veränderung oder eine deutliche Abweichung vom individuellen Ausgangswert beobachtet, kann das medizinische Team den Sportler anhand von Anamnese und körperlicher Untersuchung bewerten. Besteht Verdacht auf ein strukturelles Problem, kann die Abklärung mit Ultraschall, MRT oder gegebenenfalls Röntgen fortgesetzt werden.
Auch die Literatur bestätigt diesen komplementären Ansatz. In einer Studie zur Patellasehne wurden die mittels Ultraschall-Elastografie gemessenen mechanischen Eigenschaften und die thermografisch gemessene Temperatur innerhalb desselben Protokolls als unterschiedliche biologische Variablen behandelt [3]. Bei Kniearthrose wurde der Zusammenhang zwischen thermischer Messung und radiografischen Befunden untersucht und gezeigt, dass Oberflächentemperatur und strukturelle Bildgebung unterschiedliche, aber potenziell miteinander verknüpfbare Informationen liefern können [2].
ai4sportsHUB ist die Ebene, die den Informationsaustausch innerhalb des Teams erleichtert. Kaderübersicht, Risiko-Körperkarte und periodische Scores wie PMCS, PMSS und PMTS können von Trainern, Physiotherapeuten und medizinischem Personal innerhalb derselben Struktur verfolgt werden. ai4sportsGPT kann auf Basis der Analysehistorie und aktueller Befunde Entscheidungsunterstützung erzeugen. Unabhängig vom Bildgebungsverfahren bleiben klinische Entscheidungen und Diagnose jedoch Aufgabe medizinischer Fachkräfte.
Daher liegt der sinnvollste Einsatz der Thermografie in der Sportmedizin nicht darin, erstes und einziges Diagnoseverfahren zu sein, sondern bestehende klinische Abläufe durch schnelles Screening, periodische Verlaufskontrolle und strukturierte Beobachtung physiologischer Veränderungen zu ergänzen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Ersetzt Thermografie die MRT?
Nein. MRT und Thermografie messen unterschiedliche biologische Informationen. Die MRT stellt die anatomische Struktur von Muskeln, Sehnen, Bändern, Knorpel und anderen Weichgeweben detailliert dar; die Thermografie misst die Temperaturverteilung an der Hautoberfläche. Eine thermische Asymmetrie ist nicht das direkte Gegenstück zu einem strukturellen Schaden, der in der MRT sichtbar sein kann. Thermografie kann ergänzend eingesetzt werden, um bei Bedarf die Weiterleitung zur MRT zu unterstützen oder physiologische Veränderungen während einer Rehabilitation zu verfolgen.
Welche Vorteile hat die Thermografie?
Sie ist berührungslos, verwendet keine ionisierende Strahlung, kann schnell durchgeführt und bei derselben Person häufig wiederholt werden. Dadurch eignet sie sich insbesondere für Rechts-Links-Temperaturvergleiche, Kontrollen vor und nach dem Training und die Beobachtung thermischer Veränderungen im Rehabilitationsverlauf.
Wie wird eine thermografische Untersuchung durchgeführt?
Zunächst sollte sich die Person in einer kontrollierten Umgebung auf die Aufnahme vorbereiten und an die Raumtemperatur anpassen. Anschließend werden Parameter wie Kameradistanz, Winkel, Position und Emissionsgrad standardisiert und das Bild aufgenommen. Die Auswertung sollte nicht nur anhand der Farbkarte erfolgen, sondern über numerische Temperaturwerte, Rechts-Links-Differenzen und möglichst im Vergleich mit früheren Messungen der Person [1].
In welchen Krankenhäusern gibt es Thermografie?
Thermografie ist nicht so flächendeckend wie MRT oder Röntgen in allen Gesundheitseinrichtungen verfügbar. Einsatzgebiet und Geräteverfügbarkeit unterscheiden sich je nach Einrichtung; sie kann beispielsweise in der Sportmedizin, Physikalischen Medizin und Rehabilitation, Gefäßdiagnostik oder in bestimmten Forschungseinheiten eingesetzt werden. Für ein bestimmtes Krankenhaus sollte die genaueste Information direkt bei der radiologischen oder zuständigen klinischen Abteilung eingeholt werden.
Wann kommt die Sportmedizin zum Einsatz?
Sportmedizin kann bei akuten Verletzungen, wiederkehrenden Schmerzen und Überlastungsproblemen, Return-to-Sport-Prozessen, Trainingslaststeuerung und leistungsbezogenen Gesundheitsproblemen einbezogen werden. Thermografie kann dabei eines der Instrumente des medizinischen Teams sein und wird bei Bedarf gemeinsam mit körperlicher Untersuchung, Labortests und anderen Bildgebungsverfahren beurteilt.
Wie zuverlässig sind Thermografie-Ergebnisse?
Die Zuverlässigkeit thermografischer Messungen hängt von der verwendeten Kamera, dem Aufnahmeprotokoll, den Umgebungsbedingungen und der Analysemethode ab. Unter standardisierten Bedingungen können Hauttemperatur und bilaterale Temperaturunterschiede reproduzierbar gemessen werden; die klinische Bedeutung eines thermischen Befunds sollte jedoch nicht allein aus dem Bild abgeleitet werden [1]. Eine zuverlässige Temperaturmessung und eine zuverlässige medizinische Diagnose sind daher nicht dasselbe.
Derselbe Körper aus unterschiedlichen Blickwinkeln
MRT, Ultraschall, Röntgen und Thermografie sind keine Verfahren, die dieselbe Frage unterschiedlich beantworten; jedes macht eine andere Eigenschaft des Körpers sichtbar. Klassische Bildgebungsverfahren zeigen anatomische und strukturelle Veränderungen, während die Thermografie die physiologische Temperaturverteilung an der Hautoberfläche verfolgt. Der Wert der Thermografie liegt deshalb nicht darin, andere Verfahren zu ersetzen, sondern durch schnelle und wiederholbare Messungen eine zusätzliche Datenebene in den Prozess einzubringen. Die richtige Frage ist nicht, welches Bildgebungsverfahren besser ist, sondern welche Information in welcher Phase benötigt wird.
Quellen
- Moreira, D. G., Costello, J. T., Brito, C. J., Adamczyk, J. G., Ammer, K., Bach, A. J. E., et al. (2017). Thermographic imaging in sports and exercise medicine: A Delphi study and consensus statement on the measurement of human skin temperature. Journal of Thermal Biology, 69, 155–162. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29037377/
- Denoble, A. E., Hall, N., Pieper, C. F., & Kraus, V. B. (2010). Patellar skin surface temperature by thermography reflects knee osteoarthritis severity. Clinical Medicine Insights: Arthritis and Musculoskeletal Disorders, 3, 69–75. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21151853/
- Cuevas-Cervera, M., et al. (2023). Patellar Tendon Elasticity and Temperature Following after a Single Session of Dry Needling in Individuals with Patellar Tendinopathy: A Randomized Controlled Trial. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37761343/
- 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. https://dergipark.org.tr/en/pub/tsed/article/1292549
- Bayrak, A., Ergene, M. C., & Ceylan, M. (2024). Thermography method under the influence of exercise in the detection of muscle injuries: Sartorius muscle case report. Journal of Bodywork and Movement Therapies, 39, 109–115. https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2024.02.029
