Die Durchführung von Bewegungsanalysen erlebt durch die steigende Portabilität von Messsystemen eine Erweiterung hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in wettkampfspezifischen Bedingungen. So können Athletinnen und Athleten biomechanischen Analysen in relevanten Umgebungen unterzogen werden. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass biomechanische Expertinnen und Experten die Bedeutung von Messbedingungen bei der Auswertung und Interpretation von Bewegungsanalysen berücksichtigen sollten. Um auf einen reflektierten Umgang mit Bewegungsanalysen hinzuweisen, war das Ziel dieser Arbeit, den Einfluss der Variation von Bodenbelägen auf die Laufkinematik eines erfahrenen Läufers zu ermitteln. Zu diesem Zweck ist ein Proband mit Lauferfahrung jeweils dreimal eine Strecke von 100 m auf fünf verschiedenen Bodenbelägen mit einer Geschwindigkeit von 12 km/h in den gleichen Laufschuhen gelaufen. Während der Aktivität wurden die Gelenkflexionen der Hüfte, des Knies und des Sprunggelenks in der Sagittalebene mit einem Inertialmesssystem aufgezeichnet und anschließend pro Bodenbelag 72 Schrittzyklen ausgewertet. Die Laufkinematik wurde anhand der gemessenen Gelenkwinkel zwischen dem Laufen auf zwei unterschiedlichen Laufbändern, dem Asphalt, der Laufbahn und dem Rasen verglichen. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede der Gelenkflexionen in verschiedenen Phasen des gemittelten Schrittzyklus und beweisen einen Einfluss der Variation von Bodenbelägen auf die Laufkinematik des ausgewählten Probanden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Theorieteil
2.1 Theoretischer Hintergrund
2.2 Sensomotorisches System
2.2.1 Stützsensomotorik und Zielsensomotorik
2.2.2 Sensoren
2.2.3 Bewegungsprogrammierung und Bewegungsregulation
2.3 Morphologische Betrachtung der Körperwinkel in den Ebenen
2.3.1 Betrachtung der Gelenke
2.4 Laufbewegung
2.4.1 Vier-Phasen-Modell nach Bauersfeld und Schröter
2.5 Forschungsstand
2.5.1 Auswirkungen von Bodenbelägen auf die Biomechanik des Laufens
2.5.2 Menschliche Bewegungsvarianz beim Laufen
2.5.3 Zusammenfassung des Forschungsstands
2.6 Hypothesenformulierung
3 Methode
3.1.1 Versuchsaufbau
3.1.2 Vorstellung des Messgeräts
3.1.3 Datenverarbeitung
3.1.4 Statistische Datenauswertung
4 Ergebnisse
4.1 Grafischer Vergleich gemittelter Gelenkflexionen
4.1.1 Gemittelte Hüftflexionen
4.1.2 Gemittelte Knieflexionen
4.1.3 Gemittelte Sprunggelenkflexionen
4.2 Grafischer Vergleich gemittelter Gelenkflexionen mit Konfidenzintervallen und Standardabweichungen
4.2.1 Gemittelte Hüftflexionen mit Konfidenzintervallen und Standardabweichungen
4.2.2 Gemittelte Knieflexionen mit Konfidenzintervallen und Standardabweichungen
4.2.3 Gemittelte Sprunggelenkflexionen mit Konfidenzintervallen und Standardabweichung
4.2.4 Schrittfrequenz und Schrittzykluslänge
4.3 Signifikante Unterschiede
4.3.1 Vergleich motorisierter Bodenbeläge
4.3.2 Vergleich nicht-motorisierter Bodenbeläge
4.3.3 Zykluslänge und Schrittfrequenz
5 Diskussion
5.1 Methodendiskussion
5.2 Limitationen
6 Fazit
7 Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist die systematische Untersuchung und Quantifizierung des Einflusses verschiedener Bodenbeläge auf die Laufkinematik unter standardisierten Bedingungen, um Erkenntnisse über die menschliche Anpassungsfähigkeit durch das sensomotorische System zu gewinnen.
- Biomechanik der Laufbewegung und Gelenkflexionen (Hüfte, Knie, Sprunggelenk)
- Einfluss unterschiedlicher Bodenbeläge (Laufbänder, Asphalt, Laufbahn, Rasen) auf das Gangbild
- Anwendung des synergetischen Konzepts zur Erklärung menschlicher Bewegungsvarianz
- Vergleichende Analyse von motorisierten und nicht-motorisierten Laufflächen
- Bedeutung von Messbedingungen und Inertialmesssystemen (IMUs) in der sportwissenschaftlichen Leistungsdiagnostik
Auszug aus dem Buch
2.2.2 Sensoren
Damit die Stütz- sowie die Zielsensomotorik einwandfrei arbeiten können, ist im menschlichen Körper eine Vielzahl an Sensoren vertreten. Sensoren, oder auch Rezeptoren, sind Neuronen und bilden ein wichtiges Element des SMS. Sie nehmen Reize auf und übersetzen diese. Unterschiedliche Sensoren sind auf unterschiedliche Reizqualitäten spezialisiert und auf adäquate Reize empfindlich. Es lassen sich Exterorezeptoren, die Reize aus der Umwelt wahrnehmen, von Enterorezeptoren unterscheiden, welche auf Reize im Inneren des Organismus reagieren (Laube, 2011, S. 146). In dieser Arbeit sollen Photosensoren (Exterorezeptoren), Gleichgewichtssensoren (Enterorezeptoren) sowie Mechanosensoren des propriozeptiven Bereichs (Enterorezeptoren) thematisiert werden, da diesen während des Laufens auf unterschiedlichen Bodenbelägen die größte Relevanz an der sensomotorischen Performanz zugeschrieben werden kann. Zwischen den ausgewählten sensorischen Systemen besteht eine ineinandergreifende Zusammenarbeit (Olivier et al., 2013, S. 108).
Das Sinnesorgan des visuellen Systems ist ausgestattet mit Photosensoren, welche die Umwandlung elektromagnetischer Schwingungen mit bestimmter Wellenlänge in bioelektrische Signale ermöglichen. Die sich auf der Netzhaut befindenden Sensoren des Auges sind die sogenannten Stäbchen und die Zapfen (Olivier et al., 2013, S. 103). Wenn sie vom Licht getroffen werden, wird über intrazelluläre Vermittlersysteme der Transduktionsprozess eingeleitet, um die aufgenommenen Reize zu verarbeiten. (Laube, 2011, S. 153). Die ständige Reizaufnahme und -verarbeitung ist von großer Bedeutung für das Bewegen eines Individuums im Raum. Besonders bei dynamischen Bewegungen ist der Athlet auf die visuelle Wahrnehmung der Umwelt angewiesen, um die Bewegungsaufgabe lösen zu können. So weiß der Läufer, dass sich ein Hindernis auf dem Weg befindet und er dieses umlaufen muss. Der nächste Schritt wird situations- und umgebungsgerecht vorbereitet, sodass eine Adaption an die Umwelt erfolgt, welche Auswirkungen auf die Laufkinematik haben und zu Abweichungen des Bewegungsmusters führen kann.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Relevanz der Bewegungsanalyse durch portable Inertialmesssysteme und Definition der zentralen Fragestellung bezüglich Bodenbelägen.
2 Theorieteil: Darstellung der sensomotorischen Grundlagen sowie morphologischer Aspekte der Laufbewegung und des aktuellen Forschungsstands der Biomechanik.
3 Methode: Beschreibung des Versuchsaufbaus, der verwendeten Sensorik und der statistischen Auswertungsverfahren unter definierten Messbedingungen.
4 Ergebnisse: Ausführliche Analyse und grafische Darstellung der Gelenkflexionen sowie der Schrittfrequenz- und Zykluslängen-Vergleiche.
5 Diskussion: Interpretation der Ergebnisse im Kontext der motorischen Adaption und methodenkritische Reflexion der Untersuchung.
6 Fazit: Zusammenfassende Beantwortung der Ausgangsfrage zur Relevanz von Bodenbelägen bei der Analyse der Laufkinematik.
Schlüsselwörter
Bodenbeläge, Laufkinematik, Gelenkflexion, Bewegungsanalyse, Sensomotorisches System, Inertialmesssystem, IMU, Schrittzyklus, Sportwissenschaft, Biomechanik, Bewegungsvarianz, Laufband, Hüftgelenk, Kniegelenk, Sprunggelenk, Laufleistung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht den Einfluss verschiedener Bodenbeläge, wie Laufbänder, Asphalt, Laufbahn und Rasen, auf die menschliche Laufkinematik und die Gelenkwinkel von Hüfte, Knie und Sprunggelenk.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die Sensomotorik, die Biomechanik des Laufens, das synergetische Konzept der Bewegungskoordination sowie die technische Anwendung von Inertialmesssystemen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es zu ermitteln, ob eine Variation der Bodenbeschaffenheit signifikant messbare Auswirkungen auf die Bewegungsabläufe eines erfahrenen Läufers bei konstanter Geschwindigkeit hat.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wurde ein Experiment mit einem trainierten Probanden durchgeführt. Die Daten der Gelenkflexionen wurden mittels eines Inertialmesssystems (Noraxon MyoMotion) erfasst und statistisch mittels Konfirmenzintervallen analysiert.
Was behandelt der Hauptteil?
Im Hauptteil werden der theoretische Hintergrund und der Forschungsstand erläutert, der Versuchsaufbau detailliert beschrieben und die Ergebnisse der Bewegungsaufzeichnung grafisch sowie analytisch ausgewertet.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Laufkinematik, Bodenbelag, sensomotorisches System, Gelenkflexion, Bewegungsvarianz, Ineritalmesssystem und die Unterscheidung von motorisierten und nicht-motorisierten Belägen.
Inwieweit unterscheiden sich die Laufflächen technisch?
Die Arbeit vergleicht insbesondere die Dämpfungseigenschaften und Stabilität von professionellen Laufbändern (WOODWAY vs. PRO-FORM) mit der Beschaffenheit von natürlichem oder künstlichem Boden.
Welches Fazit ziehen die Ergebnisse?
Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede in der Laufkinematik bei unterschiedlichen Belägen. Das Sensomotorische System des Athleten passt die Bewegungsmuster kontinuierlich an die jeweiligen Bedingungen der Lauffläche an.
- Arbeit zitieren
- Marcel Chalubowicz (Autor:in), 2021, Einfluss von Bodenbelägen auf die Kinematik des Laufens, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1283825
