Zielstellung der vorliegenden Studie ist es, die funktionelle muskuläre Aktivität und Koodination der freien unteren Extremität bei Start– und Stoppversuchen mittels einer dynamisch beweglichen Schlittenkonstruktion (vgl. Friedrichs 2000; Ertelt, 2007; Müller, 2003) zu untersuchen. Das Schlittengewicht ist variabel wählbar und dient demzufolge als flexibler Einflussparameter auf die Versuchsausführungen, um charakteristische und auffällige muskuläre, dynamographische und kinematische Merkmale bei der menschlichen Beinstreckbewegung sichtbar machen zu können.
Ausgangspunkt der Untersuchung sind bisherige und aktuelle theoretische und experimentelle Befunde, dass sich bei den durch dynamisch konzentrische Muskelarbeit gekennzeichneten Absprungbewegungen, sog. „Startbewegungen“ und den durch dynamisch ex-zentrische Muskelarbeit charakterisierten Landebewegungen sog. „Stoppbewegungen“ des Menschen und Sportlers vielfältige Besonderheiten bei den dynamographischen, kinematischen und elektromyographischen Eigenschaften nachweisen lassen (vgl. z.B. bei Ballreich und Baumann, 1988; Ertelt, 2007, Ertelt, Blickhan et al., 2006; Gollhofer, 1985; Minetti; Ardigo et al., 1998; Müller, 2003; Tittel, 2000; Viitasalo, Salo et al., 1998).
Auf der Grundlage der Überlegungen von Tittel (Tittel, 2000) zu den bei Streck –und Sprungbewegungen wirkenden Streckschlingen und Beugeschlingen im Ober –und Unterschenkel sollte vorrangig beleuchtet werden, ob grundsätzliche Aussagen über ein funktionelles Innervationsverhalten und einen spezifischen Aktivitätsverlauf der untersuchten Streck- und Beugemuskeln bei sprungähnlichen Aktivitäten möglich sind.
Dafür wurden an der Schlittenkonstruktion dynamische Einmalstart- und Stoppbewegungen durchgeführt und dabei die dynamischen Reaktionskräfte, die Winkelverläufe und die neuromuskulären Potentiale der Beinstreckbewegung aufgezeichnet.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Begriffserklärungen.
- 1.1.1 Die Biomechanik als Teilgebiet der Bewegungswissenschaften...
- 1.1.2 Einsatzfelder der Biomechanik
- 1.1.3 Biomechanische Analysen...
- 1.1.4 Allgemeine Erläuterungen zur Sprungbewegung des Menschen
- 1.2 Forschungsstand
- 1.2.1 Studien an Schlittenkonstruktionen
- 1.2.2 Untersuchungen mit der Schlittenkonstruktion in der Biomechanik des ISW Jena .
- 1.2.3 Studien zur Muskelaktivität und Muskelkoordination bei Sprungaktivitäten .
- 1.2.4 Theoretische Modellbildungen zum Springen......
- 1.3 Biologische Grundlagen…......
- 1.3.1 Die Gelenke
- 1.3.1.1 Das Hüftgelenk
- 1.3.1.2 Das Kniegelenk.
- 1.3.1.3 Der Fuß
- 1.3.2 Erläuterungen zur Muskelkoordination und zur Funktion der Muskulatur der freien unteren Extremität
- 1.3.3 Leistungsbeeinflussende Faktoren auf die Muskeltätigkeit.
- 1.3.4 Nervale Innervation
- 1.4 Die biomechanischen Merkmale und Messmethoden zur Registrierung von Bewegungsmerkmalen
- 1.4.1 Die biomechanischen Merkmale..\n
- 1.4.2 Die Einzelmessverfahren.
- 1.4.2.1 Die Biomechanische Anthropometrie..\n
- 1.4.2.2 Die Kinemetrie..\n
- 1.4.2.3 Die Dynamometrie.\n
- 1.4.2.4 Die Elektromyographie..\n
- 2 Material und Methoden
- 2.1 Die Messinstrumente
- 2.1.1 Das μ-MUSYCS (IMC).
- 2.1.2 Die Messinstrumente zur Aufzeichnung der Muskelaktivität
- 2.1.3 Das Messsystem zur kinematischen Datenaufzeichnung
- 2.1.4 Die Schlittenkonstruktion.
- 2.2 Die Versuchsvorbereitungen.…........
- 2.2.1 Der Messplatzaufbau
- 2.2.2 Vorbereitung der Probanden für die EMG - und Qualisys -Messungen..\n
- 2.2.2.1 Stör- und Einflussgrößen auf das elektromyographische Signal.\n
- 2.2.3 Anthropometrische Daten der Probanden …..\n
- 2.3 Der Versuchsablauf .\n
- 2.4 Die Aufbereitung der Messdaten....\n
- 2.4.1 Die Synchronisation der Messdaten....\n
- 2.4.2 Die Aufbereitung der dynamographischen Daten..\n
- 2.4.3 Die Aufbereitung der kinematischen Daten.\n
- 2.4.4 Die Aufbereitung der elektromyographischen Daten\n
- 2.4.5 Die Generierung der Gesamtmatrix und die Datenanalyse..\n
- 2.4.5.1 Die Analyse der dynamographischen Daten...\n
- 2.4.5.2 Die Analyse der elektromyographischen Daten\n
- 2.5 Die Datenauswertung (Statistik)...\n
- 3 Ergebnisse
- 3.1 Ergebnisse der dynamographischen Datenanalyse.......\n
- 3.1.1 Die dynamographischen Merkmale der Startversuche
- 3.1.2 Die dynamographischen Merkmale der Stoppversuche
- 3.1.3 Einfluss der Versuchsbedingung und der Schlittenlast auf die dynamographischen Standardkraftparameter.….....\n
- 3.2 Ergebnisse der elektromyographischen Datenanalyse.
- 3.2.1 Einfluss der Versuchsbedingung und Schlittenlast auf die normierten Maximalwerte der EMG - Aktivität und deren Zeitpunkte .....\n
- 3.2.2 Einfluss der Versuchsbedingung und Schlittenlast auf die Muskelaktivitäten und Muskelkoordination der Beinmuskulatur ..\n
- 3.2.2.1 Einfluss der Versuchsbedingung und der Schlittenlast auf die zeitnormierten und gemittelten Bewegungsphasen ......\n
- 4 Diskussion und Ausblick
- 4.1 Diskussion der elektromyographischen Ergebnisse
- 4.2 Diskussion der dynamographischen Ergebnisse
- 4.3 Fazit und Ausblick.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der biomechanischen Analyse von Sprungbewegungen mit variierenden Start- und Stoppbedingungen unter Verwendung einer eigens entwickelten Schlittenkonstruktion.
- Die Zielsetzung dieser Arbeit liegt darin, die Auswirkungen von unterschiedlichen Start- und Stoppbedingungen auf die Muskelaktivität und Kraftentwicklung bei Sprungbewegungen zu untersuchen.
- Dabei werden die elektromyographischen und dynamographischen Daten analysiert, um Unterschiede in der Muskelkoordination und den Kraftverläufen zu identifizieren.
- Besonders im Fokus stehen die verschiedenen Einflussfaktoren auf die Muskelaktivität und die Kraftentwicklung im Verlauf der Sprungbewegung.
- Die Ergebnisse werden mit bestehenden biomechanischen Modellen und Studien verglichen, um neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der Sprungbewegung des Menschen zu gewinnen.
- Die gewonnenen Ergebnisse dienen zur Weiterentwicklung des Forschungsstandes in der Biomechanik des Sprungens und können zukünftig zur Optimierung von Trainingsmethoden und zur Prävention von Verletzungen genutzt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel der Arbeit bietet eine umfassende Einführung in die Thematik der Biomechanik, insbesondere im Kontext von Sprungbewegungen. Es werden grundlegende Begriffserklärungen, die Einsatzfelder der Biomechanik sowie ein Überblick über den aktuellen Forschungsstand präsentiert. Darüber hinaus werden die biologischen Grundlagen des Sprungens erläutert, einschließlich der Gelenke, der Muskelkoordination, der Muskeltätigkeit und der nervalen Innervation. Das Kapitel schliesst mit einer detaillierten Beschreibung der biomechanischen Merkmale und Messmethoden zur Registrierung von Bewegungsmerkmalen ab.
Das zweite Kapitel beschreibt die Materialien und Methoden, die für die Durchführung der Untersuchung eingesetzt wurden. Es werden die Messinstrumente wie das μ-MUSYCS (IMC), die Messinstrumente zur Aufzeichnung der Muskelaktivität, das Messsystem zur kinematischen Datenaufzeichnung sowie die Schlittenkonstruktion vorgestellt. Der Aufbau des Messplatzes und die Vorbereitung der Probanden für die EMG- und Qualisys-Messungen werden ausführlich erläutert. Ausserdem werden die anthropometrischen Daten der Probanden beschrieben und der Ablauf der Versuchsreihe detailliert dargestellt. Die Aufbereitung und Analyse der Messdaten werden im letzten Teil des Kapitels beschrieben.
Das dritte Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Untersuchung. Es werden die dynamographischen und elektromyographischen Daten analysiert und die Ergebnisse in Form von Tabellen und Grafiken dargestellt. Der Einfluss der Versuchsbedingung und der Schlittenlast auf die verschiedenen Parameter wird untersucht und die Ergebnisse werden ausführlich diskutiert.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Themenbereich der Biomechanik und widmet sich speziell der Analyse von Sprungbewegungen unter variierenden Start- und Stoppbedingungen. Die Untersuchung konzentriert sich auf die elektromyographische und dynamographische Analyse der Muskelaktivität und Kraftentwicklung während der Sprungbewegung. Dabei stehen die Einflussfaktoren auf die Muskelaktivität und die Kraftentwicklung im Fokus, insbesondere die Auswirkungen von unterschiedlichen Start- und Stoppbedingungen. Die Ergebnisse werden im Kontext bestehender biomechanischer Modelle und Studien diskutiert und tragen zur Weiterentwicklung des Forschungsstandes in der Biomechanik des Sprungens bei.
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- André Schilhabel (Author), 2007, Muskelaktivität und Muskelkoordination der unteren Extremität bei Start- und Stoppversuchen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/90665
