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Entwicklung und Evaluation eines Bewegungsmesssystems zur Analyse der physischen Aktivität
No full textEntwicklung und Evaluation eines Bewegungsmesssystems
zur Analyse der physischen Aktivität
Zusammenfassung
Die genaue Analyse des Aktivitätsverhaltens ist sehr bedeutsam für ein besseres Verständ¬nis von Bewegung und Gesundheit am Arbeitsplatz sowie für die Entwicklung von effektiven Programmen zur Aktivitätsförderung. Derzeit existiert jedoch kein allgemein anerkanntes Verfahren zur objektiven und differenzierten Aktivitätsanalyse. Daher wurde in der vorliegenden Arbeit das mobile CUELA-Activity-System zur genauen Quantifizierung des Aktivitätsverhaltens entwickelt. Über den kombinierten Einsatz von Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensoren erfasst das Messsystem die Bewegungen des Rumpfes, der Beine und des Vorzugsarmes. Die miniaturisierten Sensoren werden mit elastischen und atmungsaktiven Bändern unter der Klei-dung angebracht. Die Messdaten werden in einer tragbaren Speichereinheit aufgezeichnet und anschließend mit der zugehörigen Software ausgewertet. Die Software identifiziert Körperhal-tungen und Tätigkeiten und bestimmt die Bewegungsintensität für einzelne Körperregionen sowie den gesamten Körper. Die Angaben zu Aktivitätsart und Bewegungsintensität sowie vorab erfasste Personendaten werden genutzt, um den Energieumsatz mit Hilfe eines Vorhersage-modells abzuschätzen. Zudem liefert die Software Statistiken zu Art, Intensität, Dauer und Fre-quenz von Aktivitäten. Dieses Modell zur Energieumsatzbestimmung wurde stufenweise in zwei Studien entwickelt. Anschließend wurde es in einer dritten Studie anhand einer unabhängigen Stichprobe validiert. Als Referenzmessung des Energieumsatzes kam jeweils mobile Spirometrie zum Einsatz. In einer vierten Studie wurde die automatische Aktivitätserkennung durch simultane Videoaufzeichnungen überprüft. Die Validierungsstudien zeigten, dass das Messsystem sehr genau die ausgeübte Aktivität erkennt (Fehlerquote: 1 %) und eine valide Abschätzung des Energieumsatzes
liefert (mittlere Abweichung: 2,2 %). Mit dem CUELA-Activity-System steht zukünftig ein Mess-system zur Verfügung, das sich für eine genaue Aktivitätsanalyse eignet. Das System liefert differenzierte Informationen zum Bewegungsverhalten von Personen.
Development and evaluation of a movement measurement
system for the analysis of physical activity
Abstract
Precise analysis of activity behaviour is very important for a better understanding of movement and health at the workplace, and for the development of effective programmes for promoting activity. At the present time however, no generally recognized method exists for the objective and differentiated analysis of activity. For this reason, the CUELA activity system was developed in the present study for the precise quantification of the activity behaviour. The measurement system records movements of the torso, legs and dominant arm by a combination of acceleration and angular velocity sensors. The miniature sensors are attached beneath the clothing by means of elastic and breathable strips. The measured data are recorded in a memory unit worn by the subject, and subsequently evaluated by means of the associated software. The software identifies body postures and tasks, and measures the intensity of movement, both for individual body regions and for the whole body. The activity type and intensity of movement and the personal data recorded beforehand are used to estimate the energy expenditure by means of a prediction model. The software also generates statistics on the type, intensity, duration and frequency of activity. This model for measuring the energy expenditure was developed in stages in two studies. It was then validated in a third study on an independent random sample. Mobile spirometry was used in each case for reference measurement of the energy expenditure. In a fourth study, the automatic activity detection was verified by means of simultaneous video recordings. The validation studies show that the measurement system detects the physical activity being per-formed with a high degree of accuracy (1% error rate) and delivers a valid estimation of the energy expenditure (mean deviation 2.2%). The CUELA activity system will thus serve in the future as a measurement system which is suitable for precise analysis of physical activity. The system delivers differentiated information on the movement behaviour of persons.
Desarrollo y evaluación de un sistema de medición de
movimiento para analizar la actividad física
Resumen
El análisis preciso del comportamiento de actividad es muy significativo para comprender mejor el movimiento y la salud en el puesto de trabajo, así como para el desarrollo de programas efectivos que fomenten la actividad. Sin embargo, hoy día aún no existe ningún procedimiento reconocido general para analizar la actividad de forma objetiva y diferenciada. Por ello, el trabajo anterior se desarrolló el CUELA-Activity-System móvil para cuantificar con precisión el comportamiento de actividad. Mediante el uso combinado de sensores de acele¬ración y velocidad angular, el sistema de medición registra los movimientos del torso, las piernas y el brazo preferente. Los sensores miniaturizados se colocan debajo de la ropa mediante cintas elásticas y transpirables. Los datos de medición se indican en la unidad de memoria móvil y a continuación se evalúa con el software correspondiente. El software iden¬tifica posturas y actividades y determina la intensidad de los movimientos para cada una de las regiones del cuerpo, así como para todo el cuerpo. Los datos relativos al tipo de activi¬dad y a la intensidad del movimiento, así como los datos personales registrados previa¬mente se utilizan para estimar el volumen de energía con ayuda de un modelo de previsión. Además, el software proporciona estadísticas sobre el tipo, la intensidad, la duración y la frecuencia de actividades. Este modelo para determinar el volumen de energía fue desar¬rollado continuamente en dos estudios. Luego fue valido en un tercer estudio basado en una prueba aleatoria independiente. Como modo de medición de referencia del volumen de energía también se empleó la espirometría móvil respectiva. En un cuarto estudio se com¬probó la detección de actividad automática mediante grabaciones de vídeo simultáneas. Los estudios de validación demostraron que el sistema de medición detecta con mucha precisión la actividad realizada (cuota de error: 1 %) y proporciona una estimación válida del volumen de energía (divergencia media: 2,2 %). Con el CUELA-Activity-System está disponible en
el futuro un sistema de medición ideal para analizar con precisión la actividad. El sistema proporciona información diferenciada relativa al comportamiento de movimiento de las personas.
Développement et évaluation d’un système de capture de
mouvements pour l’analyse de l’activité physique
Résumé
L’analyse précise de l’activité est très importante car elle permet de mieux comprendre les rela-tions entre les mouvements et la santé au poste de travail ainsi que de développer des pro-grammes efficaces de stimulation de l'activité. Cependant, il n’existe actuellement aucune mé-thode reconnue communément d’analyse objective et différenciée de l’activité. C'est pourquoi le système portatif CUELA Activity a été développé dans le cadre de ce travail de recherche pour permettre une quantification précise de l’activité. Grâce à la mise en œuvre combinée de capteurs d’accélération et de vitesse angulaire, ce système capte les mouve¬ments du tronc, des jambes et du bras dont la personne se sert habituellement. Les capteurs miniaturisés sont fixés sous les vêtements à l’aide de bandes élastiques qui laissent respirer la peau. Les données de mesure sont enregistrées dans une unité de mémoire portative, puis évaluées avec le logiciel associé. Ce logiciel identifie les positions et les activités de la personne, et détermine l’intensité des mouvements pour les différentes régions corporelles ainsi que l'ensemble du corps. Les informations concernant le type d’activité et l'intensité des mouvements ainsi que des données relatives à la personne, saisies au préalable, sont utilisées pour estimer la dépense énergétique à l'aide d’un modèle. En outre, le logiciel fournit des statistiques concernant le type, l’intensité, la durée et la fréquence d’activités. Ce modèle pour la détermination de la dépense énergétique a été développé par étapes lors de deux études. Il a ensuite été validé sur un échantillon indé-pendant lors d’une troisième étude. Lors de chaque étude, des spiromètres portatifs ont été utilisés pour mesurer la valeur de référence de la dépense énergétique. Lors d’une quatrième étude, l'identification automatique
de l’activité a été vérifiée grâce à des enregistrements vidéo effectués simultanément. Les études de validation ont montré que le système de capture identifie avec une très grande précision l’activité (taux d’erreurs : 1 %) et fournit une estimation valide de la dépense énergétique (écart moyen : 2,2 %). Le système CUELA Activity est un système de capture de mouvements qui permettra de réaliser une analyse précise de l’activité physique. Il fournit des informations diffé-renciées sur les mouvements effectués par des personnes
Ermüdung und Risikoverhalten - Untersuchung zur belastungsabhängigen Veränderung von situativer Risikobereitschaft -
Get PDFZusammenfassung
Aufgrund der Tatsache, dass die Unfallhäufigkeit von Personen unter Ermüdung erhöht ist, liegt die Vermutung nahe, dass zwischen Ermüdung und Risikoverhalten ein Zusammenhang besteht. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, den Zusammenhang von Ermüdung und Risikobereitschaft in bewegungsbezogenen Risikosituation zu untersuchen. Es wird davon ausgegangen, dass sowohl physische als auch psychische Belastung über Beanspruchungsprozesse zur Ermüdung einer Person führt und als Konsequenz eine erhöhte situative Risikobereitschaft zur Folge hat. Die erhöhte situative Risikobereitschaft sollte sich in konkret beobachtbarem Risikoverhalten zeigen.
Bei der Sichtung von geeigneten Verfahren zur Erfassung der beiden Konstrukte Ermüdung und situative Risikobereitschaft wurde deutlich, dass im Bereich der Ermüdung fundierte Verfahren vorliegen, insbesondere aber im Bereich der Erfassung von Risikobereitschaft und des Risikoverhaltens in einer bewegungsbezogenen Risikosituation noch Forschungsbedarf besteht. Für die vorliegende Arbeit wurden daher in einem ersten Schritt zwei realitätsnahe Methoden zur Erfassung der körperbezogenen situativen Risikobereitschaft im Bereich der Bewegung und des Sports entwickelt, der Blindsprung-Test und der Video-Test „Virtueller Absprung“. Der Blindsprung-Test beinhaltet eine für den Teilnehmer reale Risikosituation, die Risikosituation im Video-Test „Virtueller Absprung“ ist nur virtuell gegeben. Bei der in beiden Verfahren gestellten Risikosituation handelt es sich um eine Sprungsituation, in der die Testteilnehmer die Absprungshöhe selbst wählen können. Dabei ist es Aufgabe der Teilnehmer, jeweils die größtmöglichste Höhe auszuwählen, aus der ihrer Meinung nach ein Absprung noch ungefährlich möglich ist.
Vor dem Einsatz in der Hauptuntersuchungsphase erfolgte die Prüfung der Einsetzbarkeit der beiden Methoden in mehreren voneinander unabhängigen Voruntersuchungen. Die Ergebnisse weisen auf die Reliabilität und auch Validität der entwickelten Verfahren hin, so dass deren Einsatz im weiteren Verlauf des Forschungsprojektes möglich war.
Innerhalb der folgenden beiden Hauptuntersuchungen (zweiter Schritt) wurde die Ermüdung kontrolliert variiert und die situative Risikobereitschaft vor und nach der Ermüdung über die beiden Methoden erfasst. Betrachtet man die Ergebnisse der Hauptuntersuchungen zusammenfassend, so ergeben sich Hinweise auf einen Zusammenhang von psychischer und physischer Ermüdung und situativer Risikobereitschaft. Die vermutete Erhöhung der situativen Risikobereitschaft unter Ermüdung wurde allerdings nicht bestätigt. Vielmehr zeigen die Ergebnisse, dass physische und psychische Belastung in einem virtuellen Setting zu einer Verringerung der situativen Risikobereitschaft führt. In einem realen Setting hatte physische Ermüdung keinen Einfluss auf die Risikobereitschaft. Psychische Ermüdung hingegen führte im Einklang mit den Ergebnissen der Untersuchung im virtuellen Setting, zu einer verringerten Bereitschaft, Risiken einzugehen.
Es ist anzunehmen, dass insbesondere die Untersuchungsergebnisse aus dem realen Setting auf Alltagssituationen übertragbar sind. Insgesamt dürfte demnach als unfallauslösender Faktor nicht allein eine Einschränkung der Leistungsfähigkeit durch Ermüdung gesehen werden, auch die situative Risikobereitschaft einer Person scheint eine Rolle zu spielen. Psychische Ermüdung hat scheinbar aufgrund der verringerten situativen Risikobereitschaft vorsichtigeres Verhalten bei Sport und Bewegung zur Folge. Unter physischer Ermüdung ist kein „protektiver“ Einfluss zu erkennen.
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Summary
Based on the fact that the accident rate is increased under fatigue, a coherence between fatigue and risk behavior can be assumed. The aim of the present study is to examine the said coherence between fatigue and risk acceptance in a risk situation – all in the context of activity. It is assumed that both physical and mental strains during stressful situations lead to fatigue and cause situational risk acceptance to increase. This heightened level of risk acceptance should be apparent when observing risk behavior.
When deciding on suitable methods of measuring both variables fatigue and situational risk acceptance, it became obvious that there are many established methods in the context of fatigue. In stark contrast to that there is a need for further research in the field of risk acceptance and risk behavior in risk situations in the context of activity.
Therefore, the first step of the present study was to develop two reality-oriented tools to measure physical risk acceptance in risk situations in the context of activity: the blind-jump-test and the video test “virtual jump”.
The blind-jump-test centers on a realistic risk situation for the test person, whereas the risk situation in the video test “virtual jump” is obviously just virtual.
In both tests the risk situation posed is a jump situation. The test person was to identify the maximum height which they would think it still safe to jump down from.
The applicability of the tools described was tested in multiple independent examinations before they were used in the main experimental phase. The results point towards reliability and validity of the developed tools. Consequently, their use in the present research program was deemed possible.
In the main experimental phase (second step) which followed, fatigue underwent a controlled variation and the situational risk acceptance before and after inducing fatigue was measured with the aforementioned tools. In summary one can say that the results of the main experiments offer hints to a coherence of physical and mental fatigue and situational risk acceptance, though the assumption of an increased risk acceptance under fatigue could not be verified. The results rather show that physical and mental strains lead to a decrease of situational risk acceptance in a virtual setting. In a real setting, physical fatigue did not influence risk acceptance. In accordance with the results in the virtual setting, mental fatigue leads to a decrease of willingness to take risks in the real setting as well.
It can be assumed that the results of the reality oriented experiment in particular can be applied to everyday life. With regard to the overall results it can be said that the main factor triggering accidents is not only to be seen in a limitation of performance due to fatigue. Apparently, the situational risk acceptance of a person is also relevant. Mental fatigue seems to lead to more careful behavior in sports and activity as the situational willingness to take risks is decreased. Physical fatigue did not have a “protective” influence
Gesundheitliche Wirkung von körperlicher Aktivität im Alltag. Strukturanalyse und Gesundheitswirkung von Alltagsaktivität am Besipiel des Gehens.
No full textZusammenfassung
Hintergrund: Die Bewältigung des Alltags weist in der westlichen industrialisierten Welt häufig eine so geringe körperliche Aktivität auf, dass aufgrund der Quantität und Qualität der Aktivität biologische Mindestanforderungen für den menschlichen Organismus nicht mehr erreicht werden können (HOLLMANN & STRÜDER 2009, 8f). In diesem Zuge stehen die Struktur und die gesundheitliche Wirkung von Alltagsaktivität immer mehr im Fokus des Interesses. Hierbei stellt das zu Fuß gehen eine Hauptaktivitätsform dar.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die Aktivitätsstruktur von zu Fuß Aktivitäten im Alltag sowie die gesundheitliche Wirkung von zwei unterschiedlichen Gehinterventionen zu untersuchen. Für diese Zielsetzung wurden zwei aufeinander aufbauende Studien durchgeführt.
Methode: In Studie I „3000 Schritte mehr am Tag“ nahmen insgesamt 153 Personen teil (58 männlich, 95 weiblich; Alter: 43,0 ± 8,3; BMI: 27,6 ± 5,2kg/m2). Zur Ermittlung des ursprünglichen Baseline Aktivitätsniveaus trugen die Probanden einen versiegelten Pedometer (HJ-113-E) über den Zeitraum einer Woche (Baseline: 6647,6 ± 2305,4 Schritte; 1369,3 ± 1587,2 aerobe Schritte). Auf der Basis ihrer individuellen Baseline Aktivität erhielten die Probanden die Aufgabe, für die kommenden 15 Wochen 3000 Schritte mehr zu gehen. Vor und nach der Intervention wurden folgende Parameter erhoben: Körpergewicht, Body Mass Index, walkingspezifische Leistungsfähigkeit sowie die subjektive Lebensqualität. In Studie II „Spazierstudie“ wurden zwei Interventionsformen mit identischem Aktivitätsvolumen („3000 Schritte mehr am Tag“ (flexibel) vs. 2 x 90 Minuten/Woche spazieren gehen (strukturiert)), aber unterschiedlicher Verteilung innerhalb der Woche, auf ihre Auswirkungen auf oben genannte Gesundheitsparameter in einem Cross-Over-Design mit drei Messzeitpunkten verglichen. Zusätzlich wurden stundengenau die Veränderungen des Tagesaktivitätsmusters während der flexiblen Lebensstilintervention „3000 Schritte mehr am Tag“ identifiziert.
Ergebnisse:
20% der Teilnehmer erreichen während der Baseline die internationalen Aktivitätsempfehlungen (Studie I).
Die Gesamtgehaktivität während der Baseline ist am Wochenende geringer als wochentags (p<0,001) (Studie I).
Hohe interindividuelle Schwankungen sind für das Wochen- und Tagesaktivitätsprofil festzustellen. Zwischen 11 – 17 Uhr wird die Hauptaktivität mit durchschnittlich 700 Schritten / Stunde beschrieben (Studie II).
Die Mehraktivität während der flexiblen Intervention „3000 Schritte mehr am Tag“ wird vornehmlich während der Morgenstunden und der späten Nachmittags- und frühen Abendstunden akkumuliert. Die Tageszeit zwischen 11 – 17 Uhr bleibt nahezu unverändert (Studie II).
Das Körpergewicht (p<0,05), die Ausdauer (p<0,01) sowie die körperliche, psychische und kontextbezogene Lebensqualität (p<0,01) verbessern sich unabhängig der Interventionsform während der ersten Interventionsphase. Während der zweiten Interventionsphase kann das erreichte Niveau stabilisiert, aber nicht weiter verbessert werden (Studie II).
Diskussion: Die Befunde der Studie I und II zeigen, dass sich innerhalb der Tagesstruktur vornehmlich die Tagesrandzeiten für vermehrte Aktivität anbieten. Für bisher inaktive Personen führt das vermehrte Gehen und somit das Steigern der Alltagsaktivität zu ersten Gewichtsreduktionen und Verbesserungen der Ausdauerleistungsfähigkeit sowie einer Steigerung der subjektiven Lebensqualität. Für diese moderate Aktivität ist das Gesamtvolumen entscheidend und nicht eine bestimmte Belastungssteuerung bzw. Verteilung über die Woche. Allerdings kann der Trainingsreiz des einfachen „Gehens“ nur erste Adaptationsprozesse auslösen und bleibt für weitere Verbesserungen zu unterschwellig.
Summary:
Background: Everyday life in the western industrialized world features often a little amount of physical activity so that the minimum requirement of quantity and quality of physical activity for the human body cannot be achieved (HOLLMANN & STRÜDER 2009, 8f). With regard to this development the patterns and the health benefit of physical activity are gaining importance. In this sense walking is one of the main all-day physical activity forms.
The aim of this study is to analyse the physical activity patterns of walking activities during the day and week as well as to determine the health benefit of two different walking interventions. For this purpose two constitutive studies were conducted.
Methods: In study I „3000 steps more a day“ 153 subjects participated (58 men, 95 women; Age: 43.0 ± 8.3; BMI: 27.6 ± 5.2kg/m2). To identify the baseline activity level, all participants wore a pedometer (Omron HJ-113-E) with invisible taped screen for seven consecutive days (Baseline: 6647 ± 2305 steps; 1369 ± 1587 aerobic steps). On the foundation of the individual activity level the participants were urged to accumulate 3000 steps more a day for the duration of 15 weeks. The pre- and post-test included measurements of body weight, height, body mass index and aerobic fitness through the UKK walking test (walking time, fitness index (FI), predicted VO2max). In study II two different types of walking interventions with identical physical activity volume but different dissemination over the week were evaluated in a 15 week cross-over design („3000 steps more a day“ (flexible) vs. 2 x 90 minutes/week of walking (structured)). Furthermore the individual conducted physical activity shift in the physical activity pattern during the flexible lifestyle intervention was identified.
Results:
20% of participants achieve the international physical activity recommendations (study I).
Step activity during baseline is higher during weekdays compared to weekends (p<0,001) (Study I).
High interindividual variability is documented in daily and weekly physical activity patterns. During 11 a.m. and 5 p.m. the main physical activity is described with a mean of 700 steps / hour (study II).
While the intervention “3000 steps more a day” the exceeding activity was carried out by means through health enhancing physical activity during morning and early evening hours. The daily activity between 11 a.m. and 5 p.m. remained unaltered compared to the baseline activity (study II).
Body weight (p<0.05), aerobic fitness (p<0.01) as well as life quality in the aspects of physiological (p<0.01), psychological (p<0.01) and context factors (p<0.05) improved independent of the intervention form during the first 15 weeks. No further changes were accomplished during the second intervention phase (study II).
Discussion: The results of study I and II highlight that inside the daily structure, the willingness for changing activity behaviour is mainly in the morning and evening hours. Further the results demonstrate that walking intervention with self selected intensity suits for initial adaptations in body weight, aerobic fitness as well as life quality for previously inactive people but cannot achieve further improvements. For these moderate intensive walking interventions there is no difference in structured compared to unstructured walking intervention with equal weekly activity volume
Das kinematische und elektromyographische Gangbild von Bandscheibenpatienten mit segmentalen Stabilitätsstörungen: Quantifizierung von Dysfunktionen und Therapieeffekten
No full textRückenschmerzen können durch schwer nachweisbare Stabilitätsverluste innerhalb der Wirbelsäulensegmente verursacht werden, die aus Veränderungen in den passiven Strukturen der Wirbelsäule oder in den neuromuskulären Aktivitäten von segmental stabilisierenden Muskeln resultieren. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Evaluation der Therapierbarkeit von segmental stabilisierenden Strukturen durch spezielle Bewegungsprogramme auf der Basis einer quantitativen Analyse des Stabilisierungs- und des Bewegungssystems von Bandscheibenpatienten im Bereich der Lendenwirbelsäule.
Mit Hilfe einer Querschnittsanalyse wurde zuerst überprüft, inwieweit Rückenpatienten mit einem Bandscheibenvorfall Höhe L4/5 bzw. L5/S1 sich in ihrem Gangbild von Rückengesunden unterscheiden. Dafür wurden bei den Probanden sowohl die dreidimensionalen kinematischen Hüft-, Becken- und Lendenwirbelsäulen- Bewegungen als auch das elektromyographische Gangbild (beidseitig: M. transversus abdominis/M. obliquus internus, M. mulitifidus und M. gluteus medius) vermessen. Analysiert wurden der zeitliche Verlauf, die mittleren Amplituden und die Schritt- zu Schritt-Variabilitäten der kinematischen und elektromyographischen Daten. Im Vergleich zu den erheblichen inter- und intraindividuellen Unterschieden beim Gehen der rückengesunden Probanden, weichen Gangverhalten und Muskelaktivität bei chronischen Rückenpatienten im einzelnen deutlich stärker ab. Krankhafte Abweichungen lassen sich daher mithilfe eines in dieser Studie entwickelten Deviationsindexes quantitativ erfassen.
In einer sich anschließenden Längsschnittstudie wurden die Patienten über einen Zeitraum von 4 Monaten von einer Physiotherapeutin behandelt. Während ein Teil der Patienten ein Stabilisations- und Mobilisationstraining absolvierte, führte die Vergleichsgruppe ein neuromuskuläres dreidimensionales Koordinationstraining nach spiraldynamischen Leitlinien durch. Nach Ende der Therapie wurden die oben genannten kinematischen und elektromyographischen Parameter erneut gemessen und analysiert. Es konnte in beiden Therapiegruppen eine Annäherung des Gangverhaltens an die rückengesunde Vergleichsgruppe nachgewiesen werden. Auffällig waren die signifikant größeren Fortschritte bei neuromuskulärem Koordinationstraining. So konnte in dieser Gruppe die Anzahl der als krankhaft definierten Bewegungen signifikant reduziert werden. Insgesamt konnte nachgewiesen werden, dass sich das Bewegungs- und Stabilisierungssystem beim Gehen durch Therapien nachhaltig beeinflussen lässt, die Art der Therapie jedoch für das Ausmaß und die Richtung der Veränderungen entscheidend ist.
The kinematic and electromyographic gait pattern of patients with disc herniation and
segmental stability problems: Quantitative analysis of dysfunctions and treatment effects
Back pain can be caused by stability loss within the spinal segments resulting from changes in the passive structures of the spine or in the neuromuscular activity of segmental stabilizing muscles. The present work evaluates the treatability of segmental stabilizing structures by special exercise programs. Our conclusions are based on a quantitative analysis of the stabilization and movement system of patients with herniated vertebral disc in the lumbar spine.
The first part of the study is a cross-sectional analysis of the extent to which patients with a herniated disc L4 / 5 and L5/S1 differ in their gait pattern from healthy probands. For all test persons we measured both, the three-dimensional kinematic hip, pelvis and lumbar spine movements and the electromyographic gait pattern (both sides: the transversus abdominis / internal oblique, and gluteus medius M. mulitifidus). We investigated the time course, the mean amplitudes and the step-by-step variability of the kinematic and electromyographic data. A detailed comparison shows significant deviations of the gait patterns of back patients from those of back healthy subjects. This allowed us to develop a deviation index as a quantitative measure of pathological deviations.
In a subsequent longitudinal study, patients were treated over a period of 4 months by a physiotherapist. Half of the patients completed a stabilization and mobilization training program; the comparison group carried out a neuromuscular, three-dimensional coordination training program following the guidelines of Spiral Dynamics. After the treatment, the same kinematic and electromyographic parameters were again measured and analyzed. For both groups we observed that the gait patterns approached those of the healthy control group. However, neuromuscular coordination training resulted in significantly greater progress. For this group, we observed a significant reduction in the number of pathological movements. Overall, it was shown that training can exert a beneficial influence on the gait motion and stabilization system. The magnitude of the effect depends on the type of therapy.
Keywords: segmental stabilization, motion system, hernial disc patients, gait pattern, kinematics, electromyography, variability, deviation index, therapy, spiral dynamic
Musiktherapie bei Brustkrebspatientinnen mit Depression. Ergebnisse des Einflusses von Musiktherapie auf die Wahrnehmung von Musik mittels funktioneller Magnetresonanzbildung.
No full textZusammenfassung. Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine Dissertation, die ich an der Deutschen Sporthochschule in Köln unter der Betreuung von Herrn Univ.-Prof. Dr. Dr. Karl Hörmann geschrieben habe. In dieser wissenschaftlichen Studie geht es um die Verbesserung der Lebensqualität von Brustkrebspatientinnen mit Depressionen durch Musiktherapie und um die Messbarkeit der Therapieerfolge mittels funktioneller Magnetresonanzbildgebung. Das musiktherapeutische Konzept steht unter dem Leitgedanken „Bewusstsein des Seins“. Die Therapie zielt dabei auf die Erleichterung der Krankheitsverarbeitung bei depressiven Brustkrebspatientinnen. Die Therapieziele wurden anhand musiktherapeuti-scher Fragestellungen sowie deren Auswertung hin-sichtlich psychologischer und medizinischer Ergebnisse überprüft. Die Hypothese, dass sich die Lebensqualität von depressiven Brustkrebspatientinnen durch Musiktherapie verbessert sowie die Hypothese, dass Patientinnen mit einer Depression nach Diagnose und Therapie von Brustkrebs eine veränderte auditorische Wahrnehmung aufweisen, die sich nach der Musiktherapie normalisiert, wurden durch die musiktherapeutischen Untersuchungen und durch die funktionelle Magnetresonanzbildgebung signifikant positiv bestätigt.
Schlüsselwörter: Musiktherapie, Brustkrebspatientinnen, Depression
Abstract. This present dissertation i wrote at Univ.-Prof. Dr. Dr. Karl Hörmann of Deutsche Sporthochschule in Köln. The following study examines the improvement of the quality of life in women with breast cancer and depression by music therapy (MT) intervention and the measurability of the results by nuclear magnetic resonance. The main purpose of the concept of MT is the awareness of “to be”. The aim of the therapy is an improvement in coping with distress. Therapeutic results are assessed by music therapeutical and psychological questionnaires. The hypothesis, that quality of life in women with depression and breast cancer is improved after MT, is significant positively confirmed as well as the hypothesis, that this women have alterations in auditoric perception, which normalize after MT. These results are also confirmed by functional nuclear magnetic resonance (fMRI)
Corporate Hospitality bei Sportevents. Konzeption eines Wirkungsmodells.
No full textKurzzusammenfassung
Sportveranstaltungen wurden bereits in der Antike von Römern und Griechen für die
Beziehungs- und Kontaktpflege genutzt. Unternehmen haben seit einigen Jahren diese
Form des Beziehungsmanagements für sich wiederentdeckt und nutzen Sportevents mit
einer strategischen Orientierung für ihre Anspruchsgruppen, was in der Literatur unter
dem Begriff Corporate Hospitality subsummiert ist. Für Sporteventveranstalter hat sich
Corporate Hospitality zu einem wichtigen Finanzierungsinstrument und für Unternehmen
zu einem bedeutenden Kommunikationsinstrument entwickelt. Trotzdem existiert
bislang keine wissenschaftliche Untersuchung, die sich umfassend mit dem Thema
Corporate Hospitality auseinandersetzt und es unter Kosten-Nutzen-Aspekten
betrachtet.
Die vorliegende Arbeit knüpft daran an und analysiert aus Unternehmensperspektive,
welche direkten und indirekten Wirkungen Corporate-Hospitality-Maßnahmen
hervorrufen können und welche Wirkungszusammenhänge zwischen einzelnen Größen
bestehen. Der Fokus liegt dabei auf den affektiven und konativen Wirkungen in der
Zielgruppe der Kunden im Rahmen von passiven Corporate-Hospitality-Maßnahmen.
Basierend auf einer umfassenden Diskussion des Konstrukts „Corporate Hospitality“ wird
ein marketingtheoretisches Fundament erarbeitet, in dessen Ergebnis eine präzise
Definition, Einordnung und Abgrenzung von Corporate Hospitality vorgenommen wird.
Darauf aufbauend erfolgt eine Analyse des Forschungsstands zur Evaluation von
Corporate Hospitality sowie zur Evaluation der verwandten Instrumente
„Sportsponsoring“ und „Event“. Zusätzlich werden relevante wirtschafts-,
verhaltenswissenschaftliche und neuroökonomische Theorien geprüft, um auf Basis
eines umfassenden theoretischen Fundaments ein theoretisches Wirkungsmodell für
Corporate Hospitality zu entwickeln.
Die Beziehungsqualität stellt dabei eine zentrale Zielgröße von Corporate-Hospitality-
Maßnahmen dar. Mit Hilfe der bisherigen theoretischen und empirischen Arbeiten zur
Beziehungsqualität wird ein Wirkungsgrundmodell erarbeitet, welches schrittweise
weiter präzisiert wird, um den Spezifika von Corporate Hospitality im Sport gerecht zu
werden. Im Ergebnis der vorliegenden Arbeit liegt ein spezifisches Wirkungsmodell für
Corporate-Hospitality-Maßnahmen im Sport vor. Auch wenn aufgrund der aktuellen
strafrechtlichen Situation in Deutschland eine empirische Überprüfung des entwickelten
Wirkungsmodells nicht vorgenommen werden konnte liefert die Arbeit interessante
Implikationen sowohl für zukünftige Forschung als auch für die Marketingpraxis.
Abstract
Sport events have already been of use in the ancient world of the Romans and Greeks
for fostering relationships. Companies have been rediscovering this form of relationship
management for some years, and make use of sport events with a strategic orientation
for their stakeholders. In literature this is called Corporate Hospitality. It has emerged
to a very important financial resource for hosts of sport events as well as to a very
important communication instrument for companies. Even so, there is no scientific
research which comprehensively analyses the topic and looks at Corporate Hospitality
from the cost-benefit point of view.
From the company´s perspective this dissertation analyses, which direct and indirect
impacts Corporate Hospitality can cause and which interdependency exists between
individual factors. The focus lies on the affective and konative impacts of passive
Corporate Hospitality activities in the target group of customers.
Based on a comprehensive discussion of the construct “Corporate Hospitality”, a
marketing theoretical fundament is developed out. As a result, a precise definition,
classification and differentiation of Corporate Hospitality can be made. Constitutively,
an analysis of the state of research concerning the evaluation of Corporate Hospitality,
as well as of the related instruments “sport sponsorship” and “event”, takes place.
Additionally, relevant economical, behavioral and neuro-economic theories are
considered in order to develop a theoretical impact model for Corporate Hospitality
based on a comprehensive theoretical fundament.
The relationship quality is one of the essential factors of Corporate Hospitality
activities. A basic impact model can be worked out by means of the theoretical and
empirical research results of relationship quality. This can be furthermore specified in
order to fulfill the specific applications of Corporate Hospitality in sport.
A specific impact model for Corporate Hospitality occurs as a result of this dissertation.
Due to the current legal situation in Germany, an empirical examination of the
developed model could not occur. However, the dissertation offers interesting
implications for further scientific research as well as for the marketing practice
Untersuchungen zur massenspektrometrischen Charakterisierung und Bestimmung dopingrelevanter Peptidhormone.
No full text„Untersuchungen zur massenspektrometrischen Charakterisierung und Bestimmung
dopingrelevanter Peptidhormone“
Zusammenfassung:
Das Ziel dieser Arbeit war es, für die Peptidhormone IGF-1 und seine Analoga einerseits, sowie für das
synthetische ACTH-Derivat Synacthen® andererseits analytische Verfahren zu entwickeln, die es ermöglichen,
diese Substanzen in Blut-, Plasma- oder Serumproben zum Zwecke der Dopingkontrolle nachzuweisen.
Humanes IGF-1 besitzt im Rahmen der Dopinganalytik eine große Bedeutung, da es zum einen als Marker
für die verbotene Anwendung von Wachstumshormon dienen kann. Zum anderen kann es in Form des
rekombinanten Präparates, seiner Analoga oder im Zuge des Gendopings als direktes Doping-Agens Verwendung
finden. Es wirkt vor allem mitogen, stimuliert die Zellproliferation und –differenzierung und
verzögert in manchen Geweben den programmierten Zelltod (Apoptose). Solche Wirkungen sind besonders
in Bereichen des Sports von Nutzen, in denen Kraftkomponenten eine Rolle spielen und schnelle
Regeneration erwünscht ist. Zu den metabolischen Effekten zählen v. a. verbesserte Glucoseutilisation,
verringerte Blutfettwerte und verstärkte Proteinsynthese bzw. verminderter Proteinabbau. Die Wirkungen
der Analoga LONG™R³IGF-1 und des(1-3)IGF-1 sind denen des hIGF-1 qualitativ gleichzusetzen, allerdings
in z. T. erhöhter Wirksamkeit. Der Nachweis wurde durch eine selektive Isolierung auf Basis von
Mikropartikel-gestützter Immunoaffinitätsextraktion und anschließende massenspektrometrische Detektion
nach flüssigkeitschromatographischer Trennung erreicht.
Synacthen® greift nach Applikation in die Stress-Physiologie des Körpers ein. Es stimuliert als ACTHDerivat
direkt die Sezernierung endogener Corticosteroide wie z.B. Cortisol. Da Corticosteroide v.a. entzündungshemmende
und schmerzstillende Wirkungen besitzen, ist ihre Stimulation durch Synacthen® im
Bereich des Sports untersagt. Der qualitative Nachweis von Synacthen® gelang mittels Gel-basierter Immunoaffinitätsextraktion,
Festphasenextraktion und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie in Kopplung
mit ESI-Massenspektrometrie.
Die entwickelten Nachweisverfahren wurden umfassend validiert und anhand realer Proben erfolgreich
getestet.
Abstract:
Aim of this work was to develop analytical methods for the peptide hormones IGF-1 and its analogues as
well as the synthetic ACTH derivative Synacthen® for doping control purposes. Target matrices should be
blood, plasma or serum.
On the one hand, the great relevance of human IGF-1 is based on the fact that it can be used as a biomarker
for the abuse of growth hormone. On the other hand, it can be directly applied in differents forms
such as the recombinant drug, its analogues or in conjunction with gene doping. The spectrum of effects
comprises mitogenesis, cell proliferation and differentiation as well as the inhibition of programmed cell
death (apoptosis) in various tissues. Such effects are useful in disciplines where physical strength and/or
fast regeneration are desired. Metabolic effects are e.g. improved utilisation of glucose, increased protein
sysnthesis, reduced blood fat and diminished protein degradation. The analogues' mode of action is qualitatively
similar, but in parts more effective. The analytical method encompasses selective isolation by use
of microparticle-based immunoaffinity extraction and liquid chromatographic separation followed by
mass spectrometric detection.
After administration, Synacthen® influences the physiology of stress. As an ACTH derivative, it stimulates
the supply with endogenous corticosteroids such as hydrocortisone. Those provide anri-inflammatory
and analgesic effects.This mode of stimulation is prohibited in controlled sports. The qualitative detection
of Synacthen® used gel-based immunoaffinity extraction, solid phase extraction as well as high performance
liquid chromatography coupled to electrospray mass spectrometry.
The developed analytical procedures underwent comprehensive validation. In addition, they were tested
using biological samples
Mechanismen der sensomotorischen Adaptation unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses sensorischer Informationsquellen
Get PDFDiese Arbeit behandelt die Fragestellung nach der Existenz gemeinsamer, interferierender oder unabhängiger Verarbeitungsprozesse bei der sensomotorischen Adaptation an unterschiedliche Störungsarten. Zusätzlich wurde der Einfluss unterschiedlicher zur Verfügung stehender sensorischer Informationen auf die Art und Weise der Verarbeitung untersucht. Dazu führten die Probanden Zeigebewegungen zu unterschiedlichen Zielen durch, wobei die direkte Sicht auf die agierende Hand nicht möglich war. Eine visuelle Rückmeldung über die Handposition wurde den Probanden über einen Cursor dargeboten. In verschiedenen Transferexperimenten wurden die Probanden sukzessive jeweils zwei verschiedenen Störungsarten ausgesetzt, die sich in ihrer physikalischen Natur (visuelle Störung, mechanische Störung) und/oder ihrer kinematischen Kopplung zur Handbewegung (abhängig von der Position der Hand, abhängig von der Geschwindigkeit der Hand) oder dem Wirkungsumfang einer applizierten Kraft (definierter Angriffspunkt, kein definierter Angriffspunkt) unterschieden. Die Ergebnisse brachten in allen Experimenten unter anderem positive Transfereffekte zwischen der Adaptation an die unterschiedlichen Störungen hervor. Somit ergaben sich deutliche Indizien gegen interferierende oder unabhängige Verarbeitungsprozesse. Die Art und Weise der gefundenen Transfermuster lässt die Vermutung zu, dass in Abhängigkeit verschiedener Faktoren wie der Art der Beeinflussung (begünstigend oder behindernd) zwischen der Adaptation an unterschiedliche Störungsarten und dem Umfang der Wirkungsweise applizierter Kräfte die adaptiven Prozesse komplett oder teilweise überlappen können. Zusätzlich konnte herausgefunden werden, dass die Präsenz oder Dominanz unterschiedlicher Sinnesmodalitäten während der Adaptation an unterschiedliche Störungsarten die Art und Weise der Verarbeitung nicht beeinflusst.
This work investigated whether common, interfering or independent processes exist for adaptation to different kinds of distortions. Additionally, the influence of different sensory informations on the adaptive processes has been determined. Therefore subjects executed center-out reaching movements to different target locations without seeing their acting hand. Visual feedback about the hand position was given by a cursor. During different transfer experiments subjects were exposed to two different kinds of distortions which differed in its physical nature (visual distortion, mechanical distortion) and/or its kinematic coupling to the hand (position-dependent, velocity-dependent) or in the amount of the effect of an applied force (defined point of contact, no defined point of contact). For all experiments results showed positive transfer effects between the adaptation to the different distortions. Consequently, evidence against interfering or independent adaptive processes has been found. The pattern of transfer suggests that the adaptive processes completely or partially overlap depending on different factors like the kind of influence (beneficial or constraining) between the adaptation to different kinds of distortions and the amount of the effect of applied forces. In addition, it has been shown that the presence or dominance of different kinds of sensory modalities during adaptation to different kinds of distortions does not influence the type of adaptation processing
Beanspruchungsmerkmale des heutigen Spitzentennis und Anforderungen an die Trainingspraxis
Get PDFAbstract
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Beanspruchungsprofil des modernen Spitzentennis und den daraus resultierenden Anforderungen an die Trainingspraxis unter besonderer Berücksichtigung des langfristigen Leistungsaufbaus. Im Rahmen des ersten Untersuchungsabschnitts wird in einer praxisnahen Studie mithilfe von 20 Leistungstennisspielern der Einfluss von Veränderungen der Belastungsnormative auf den Trainingserfolg mithilfe zahlreich erhobener Parameter systematisch überprüft. Hierbei wird eine intensive Trainingsmethode einer matchorientierten Trainingsmethode am Beispiel von zwei verschiedenen Ballmaschinentests sowie einer matchsimulativen freien Spielform gegenübergestellt. Ergänzend hierzu liefern die Resultate einer Expertenbefragung von 16 qualifizierten und erfahrenen Tennistrainern wichtige Erkenntnisse aus der Trainingspraxis im Leistungstennis.
Innerhalb des zweiten Untersuchungsabschnitts werden Ergebnisse einer umfassenden Testreihe zur Diagnostik von tennisspezifischer Schnelligkeit und Kraft jugendlicher Nachwuchsathleten (n=160/Jahr) im Rahmen des DTB-Talent-Cups (U12) in den Jahren 2004 bis 2007 präsentiert. Der zentrale Fokus dieser Studie richtet sich dabei auf die Entwicklung der Schnelligkeits- und Kraftleistungen in dem Beobachtungszeitraum und deren Stellenwert im Hinblick auf das Beanspruchungsprofil im modernen Spitzentennis. Darüber hinaus werden geschlechtsspezifische Unterschiede sowie ein möglicher Zusammenhang zwischen den Platzierungen bei den Diagnostiken und den Platzierungen auf den jeweiligen DTB-Ranglisten überprüft.
Aus den vorliegenden Befunden der durchgeführten Untersuchungsreihen lassen sich zahlreiche praxisrelevante Erkenntnisse gewinnen. Die zunehmende Professionalisierung und die damit verbundenen gesteigerten Anforderungen im heutigen Spitzentennis erfordern moderne Trainingskonzepte. Um den hohen Ansprüchen des derzeitigen Leistungstennis gerecht zu werden, muss frühzeitig sehr systematisch, individuell und überwiegend intensiv trainiert werden. Eine Optimierung der Trainingsqualität kann dabei einen ausschlaggebenden Beitrag hinsichtlich einer erfolgreichen Tenniskarriere leisten.
Abstract
The present work addresses the task profile of the modern world-class tennis and the resulting requirements on the training practice, with special attention to the long-term performance. A first empiric part reviewed systematically the impact of changes in the training load by numerous upraised parameters in 20 semi-professional tennis players. In this context an intensive training method and a match-related training method are compared by two different ball machine tests and a match-simulated training form. In addition the results of an expert's questioning of 16 certified and experienced tennis trainers provide important information of training practice in high performance tennis.
The second part results of a comprehensive test battery regarding the diagnosis of tennis specific running speed and strength of cadre athletes (n=160/year). Results of the DTB-Talent-Cup (U12) in the years 2004 to 2007 are presented. This part focused on the development of speed and strength performance in the observation period and their significance in relation to the task profile in the modern top tennis. In addition, gender differences and a possible association between the rankings in the diagnostics and the placements on the respective DTB rankings are reviewed.
The present findings offer a numerous relevant practical insights. The high professionalization and the increased task profile in today's top tennis require advanced training concepts. It is imperative to start professional training since childhood and to exercise very systematically, individually and predominantly intensely. The optimization of the training quality can make a decisive contribution with regard to a successful tennis career
Mental Representations, Routines, and Mental Training in Volleyball
No full textNowadays, movement mental representation became an essential research component of the sport sciences. The assumption of Schack and Hackfort that “…measuring movement representation is also a vital precondition for technical preparation, imagery training, and consulting.” (p. 340, Schack & Hackfort, 2007) highlighted the need for more differentiated research in this scientific topic. Additionally, sport psychologists, coaches, and athletes remark their exigency to a reliable method for the imagery scripts’ compilation, in order to cover effectively the athletes’ individual demands (Holmes & Collins, 2001). The aim of the present framework was to investigate the opportunities which are given from the evaluation of the athletes’ movement mental representations in a row of constitutive investigations. The first study were addressed to the question of how the use of cognitive and behavioral routines and their integration into the movement approach can be evaluated by analyzing high performance volleyball players’ serve movement mental representations. The second study were conducted with the effort to examine the effects of two different routine integration strategies (introduction vs. imagery) on the level of movement mental representation as well as on the actual serve performance of the participating volleyball players. The purpose of the third study was to examine the effects of individualized imagery scripts based on athletes’ movement mental representations and of a general imagery script on volleyball spike accuracy as well as on selected movement characteristics. A further aim of this study was to evaluate the influence of the two trainings’ procedures on participant’s movement mental representation reorganization. The results have shown that athletes’ movement mental representations should be a vital precondition for an optimal preparation and that they can provide a fundamental basis for the individualization of an imagery intervention.
Heutzutage ist der Begriff der mentalen Repräsentationen ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt im Bereich der Sportwissenschaft. Eine zentrale Annahme dazu formulieren Schack und Hackfort, in dem sie sagen, dass “…measuring movement representation is also a vital precondition for technical preparation, imagery training, and consulting.” (p. 340, Schack & Hackfort, 2007). Dies hebt unmittelbar die Notwendigkeit für eine differenzierte Erforschung dieses Feldes hervor. Zugleich äußern immer mehr Sportpsychologen, Trainer und Athleten den Wunsch, dass eine einheitliche und zuverlässige Methode für die Erstellung von Visualisierungsskripten entwickelt werden sollte, welche die individuellen Bedürfnisse der Athleten abdeckt (Holmes & Collins, 2001). Das Hauptziel der Arbeit war es, in eine Reihe aufeinander aufbauender Untersuchungen zu erforschen, welche Möglichkeiten die Evaluation von mentalen Repräsentationen von Bewegungen im Sinne von Schack und Hackfort (2007) vor dem Hintergrund der Integration von Routinen bietet. Die erste Studie befasste sich mit der Evaluation von kognitiven- sowie auch Verhaltensstrategien (so genannten Routinen) auf Repräsentationsebene, welche von Leistungssportlern während des Aufschlags im Volleyball genutzt werden. Die zweite Studie wurde mit dem Ziel konzipiert die Effekte von zwei unterschiedlichen Routinentrainings (Instruktions- vs. Visualisierungstraining) auf die Bewegungsstruktur im Langzeitgedächtnis und auf die tatsächliche Aufschlagsleistung zu analysieren. Die dritte Untersuchung überprüfte abschließend die Effekte von individualisiertem Visualisierungstraining (erstellt auf der Basis von Bewegungsrepräsentationen) verglichen zu traditionellem Visualisierungstraining hinsichtlich der Angriffsleistung von Volleyballspielern. Die Ergebnisse der drei Studien haben gezeigt, dass die Erfassung und Analyse der Bewegungsrepräsentation eine wichtige Methode ist, welche für die Diagnostizierung, die Kontrolle von Interventionseffekten sowie auch die Steuerung von Interventionen geeignet ist