EMG-Rohsignal
5. MOTION CAPTURE (MOCAP)
7.2. Einteilung der 5-Phasen der Bewegung
Um den Deadlift in seine einzelnen Phasen zu unterteilen, wurde die aufgenommenen Daten der Kraftmessplatten und des MOCAP-Systems mittels Excel (Excel 2013, Microsoft, Redmond, USA) untersucht. Der Start der Bewegung (Start der konzentrischen Phase) wurde damit definiert, dass ein klarer und konstanter Anstieg der Kraft zu beobachten war. In weiterer Folge wurden die jeweiligen Phasen mittels optischer Bewegungsanalyse der Hantelstange (Mittelpunkt) festgelegt.
Die konzentrische Phase wurde mit dem Erreichen des höchsten Punktes der Hantelstange beendet, was mit dem Lock-Out gleichzusetzten ist. Auf 50% des Weges in vertikaler Richtung wurde die konzentrische Phase in „konzentrisch 1“ und
„konzentrisch 2“ unterteilt. Nach Erreichen des höchsten Punktes begann die isometrische Phase. Diese dauerte über den gesamten Lock-Out an und endete damit, dass eine Absenkbewegung eigeleitet wurde, was zugleich den Beginn der exzentrischen Phase bedeutete. Die Bewegung war zu Ende, wenn die Hantelstange wieder den Boden berührte. Auf 50% des Weges zwischen dem Beginn der exzentrischen Phase und der Hantelablage wurde nochmals in „exzentrisch 1“ und
„exzentrisch 2“ unterteilt.
Eine schematische Darstellung des Bewegungszyklus in Bezug auf den Weg der Hantelstange (nach z) und der Vertikalkraft (Fz) ist in Abb. 30 zu sehen.
Seite | 61 7.3. Verarbeitung des sEMG-Signals
Das erfasste sEMG-Signal wurde nach den Empfehlungen von Konrad (2006) weiterverarbeite. So wurde das negative Amplitudensignal positiviert (mathematische Betragsbildung) und danach durch das Bilden eines gleitenden Mittelwertes (200 ms) geglättet. In weiterer Folge wurden die erhobenen Signale auf die MVC´s der jeweiligen Muskeln normiert und in Prozent der MVC angegeben.
5. Phase:
exzentrisch 2
Abbildung 30: Schematische Darstellung des Verlaufs der Hantelstange (grau) und der Vertikalkraft (grün) über den gesamten Bewegungszyklus.
X-Achse: 0% definiert den Beginn und 100% das Ende der Bewegung;
Y-Achse: 100% definiert den höchsten Punkt der Hantelstange (Übergang von konzentrisch 2 zu isometrisch) bzw. das Erreichen der höchsten gemessene Kraft.
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8. ERGEBNISSE
Nachfolgend werden die Ergebnisse der Messungen präsentiert. Für die Analyse wurden jeweils alle 3 Versuche eines Probanden mit der jeweiligen Griffhaltung herangezogen. Dadurch soll ein grundsätzliches Verständnis über das Verhalten der Bodenreaktionskraft, Muskelaktivierung und Bewegungsausführung bei schweren bzw. maximalen Lasten geschaffen werden.
8.1. Bodenreaktionskräfte
Die Analyse der beiden Kraftmessplatte ergab keinen signifikanten Unterschied in Bezug auf die Gewichtsverteilung auf eine der beiden Seiten. Auch konnte kein signifikanter Unterschied in einer der einzelnen Phasen der Bewegung festgestellt werden. Lediglich in einem Einzelfall (P1) konnte überraschender Weise ein signifikanter Unterschied zugunsten MIX festgestellt werden. Demnach war das Gewicht des Probanden durch das Verwenden von MIX gleichmäßiger auf die beiden Kraftmessplatten verteilt als bei der Verwendung von DOH (Abb. 31).
*
Verteilung der Vertikalkraft (Fz) auf die beiden Körperhälften während DOH und MIX
DOH pron. DOH pron./sup. MIX pron. MIX sup.
Abbildung 31: Verteilung des Schwerpunktes (%) auf beide Körperseiten/Kraftmessplatten über den gesamten Bewegungsverlauf des Deadlifts, bei der Verwendung von DOH bzw. MIX. Für eine korrekte Interpretation müssen die Balken DOH pron. und MIX pron. bzw. DOH pron./sup. und MIX sup. miteinander verglichen werden.
DOH pron.: Jene Seite, welche die Stange sowohl bei DOH als auch bei MIX im pornierten Obergriff fasst.
DOH pron./sup.: Jene Seite, welche im Zuge von MIX die Stange im supinierten Untergriff fasst.
MIX pron.: Jene Seite, welche während MIX die Stange im pronierten Obergriff fasst.
MIX sup.: Jene Seite, welche die Stange während MIX im supinierten Untergriff fasst.
*= signifikanter Unterschied (p<0,05) zwischen DOH und MIX
Seite | 63 Bei Betrachtung der einzelnen 5-Phasen (Abb. 32) kann man erkennen, dass die Abweichung von einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung im Mittelteil der Bewegung tendenziell höher ist als zu Beginn und am Ende.
Jedoch konnte auch hier kein statistischer Unterschied zwischen dem DOH und MIX festgestellt werden.
In Tab. 5 sind die relevanten Daten der Kraftmessplatten der einzelnen Probanden ersichtlich. In den einzelnen Zeilen der Spalte „DOH“ ist die Gewichtsverteilung auf die beiden Körperseiten bei der Verwendung des double overhand grips zu sehen. „Pron.“
beschreibt jene Seite, welche sowohl während DOH als auch MIX die Stange mit einem pronierten Griff fasst. Im Gegensatz dazu beschreibt „pron./sup.“ jene Seite, welche bei DOH die Stange natürlich auch proniert fasst, jedoch bei MIX wechselt und dort somit die Stange im supinierten Griff fasst. Diese Unterscheidung ist daher von Wichtigkeit, weil die einzelnen Probanden im Zuge von MIX unterschiedliche Arme (2x rechts, 1x links) supiniert haben.
In der Spalte „MIX“ beschreibt „proniert“ jene Seite, auf welcher die Stange mit einem pronierten Griff gefasst wurde. Dem gegenüber beschreibt „supiniert“ jene Seite, welche den supinierten Griff verwendete.
konzentrisch 1 konzentrisch 2 isometrisch exzentrisch 1 exzentrisch 2
Prozent (%)
Durchschnittliche Abweichung der Vertikalkraft (Fz) von einem balancierten Zustand während den einzelnen
Phasen der Bewegung
DOH MIX
Abbildung 32: Durchschnittliche Abweichung von einer perfekt balancierten (50%/50%) Gewichtsverteilung auf die beiden Körperseiten/Kraftmessplatten während den einzelnen Phasen des Deadlifts.
Seite | 64 Tabelle 5: Aufschlüsselung der Gewichtsverteilung der Probanden in jeder der 5-Phasen;
DOH pron.= pronierte Griffhaltung bei DOH und MIX; DOH pron./sup. = jene Seite, welche bei MIX supiniert und somit die Stange im Untergriff fasst.
DOH pron.
Seite | 65 8.2. Elektrische Aktivierung (sEMG)
Tab. 6 zeigt die unterschiedliche Muskelaktivierung bei DOH und MIX. Die Analyse der einzelnen Muskeln ergab einen signifikanten Anstieg der Aktivierung für den Bizeps brachii auf der supinierten Seite (+90%), einen Anstieg der Trapezius Aktivität auf der pronierten Seite (+2,4%), als auch eine verringerte Trapezius Aktivität auf der supinierten Seite (-10,6%), durch die Verwendung von MIX. In Abb. 33 ist die erhöhte bzw. verminderte Aktivierung der einzelnen Muskeln bei der Verwendung von MIX gegenüber DOH im Bezug zu der jeweiligen MVC graphisch dargestellt.
Tabelle 6: Aktivierung der einzelnen Muskeln (% der MVC) durch die Verwendung von DOH & MIX.
* = signifikantes Ergebnis (p = < 0,05), ** = hochsignifikantes Ergebnis (p < 0,01)
DOH MIX DOH vs. MIX
Seite | 66 Es konnte keine statistisch relevante Veränderung der Muskelaktivierung für den Latissimus gefunden werden.
Eine generelle Auswertung der sEMG-Daten für jede einzelne der 5-Phasen der Bewegung ist in der nachstehenden Abb. 34 zu sehen. Diese zeigt die Durch-schnittliche Aktivierung der untersuchten Muskeln während des Bewegungsverlaufs.
In diese Analyse flossen sowohl die erhobenen Daten von DOH-, als auch MIX ein.
*
Veränderung der elektrischen Aktivierung (% der MVC) beider Körperhälften, durch die Verwendung von MIX im
Vergleich zu DOH
pronierte Seite supinierte Seite Abbildung 33:
Abbildung 33: Verstärkte bzw. verminderte Muskelaktivierung auf der pronierten (blau) und supinierten (orange) Seite bei Verwendung von MIX gegenüber DOH.
* = signifikantes Ergebis (p < 0,05), ** = hochsignifikantes Ergebnis (p < 0,01)
0,0
konzentrisch 1 konzentrisch 2 isometrisch exzentrisch 1 exzentrisch 2
Prozent der gemessenen MVC (%)
Durchschnittliche Aktivierung der drei untersuchten Muskeln in den einzelnen Phasen der Bewegung,
unabhängig der Griffhaltung
Bizeps brachii Trapezius Latissimus
Abbildung 34: Durchschnittliche Aktivierung (% der MVC) der entsprechenden Muskeln in den einzelnen Phasen des Deadlifts.
Seite | 67 8.3. Bewegungsausführung
Die Auswertung der MOCAP-Daten befasste sich mit dem Weg-Zeit-Verlauf einzelner Teilkörper in die y- (anterior/posterior) und z- (vertikaler) Richtung. Konkret wurde das Verhalten der linken/rechten Seite der Hantelstange, des linken/rechten Acromions und des Beckens (über die spina iliaca anterior posterior li. & re.) analysiert.
In Bezug auf den Weg bzw. die Position der Hantelstange konnte kein signifikanter Unterschied zwischen der Bewegungsausführung mit MIX zu DOH festgestellt werden.
Jedoch war ein Trend zu beobachten, wonach jene Seite der Hantelstange, auf welcher die Hand supiniert wurde, tiefer (horizontale -Ebene) geführt wurde. Ein gepaarter Zweistichproben T-Test ergab hierfür eine Signifikanz von p = 0,08.
Diese Schieflage scheint nicht mit einer Schieflage des restlichen Körpers zu korrelieren. So konnte kein nennenswerter Unterschied in der horizontalen Ebene für den Schultergürtel bzw. das Becken festgestellt werden.
Eine Analyse der Hantelstange in anterior/posterior zeigte, dass die Stange bei der Verwendung von MIX stärker (nicht signifikant) auf der supinierten Seite vom Körper wegdreht (Rotationsbewegung zur pronierten Seite hin). Dadurch ergibt sich eine negative Korrelation zur Schulterachse. Durch das Supinieren wird nämlich der Schultergürtel (Acromion als Referenz) einseitig (supinierte Seite) nach hinten gezogen. Demzufolge konnte ein signifikanter Unterschied (p = 0,02) der Positionierung des Acromions in der y-Achse bei der Verwendung von MIX im Vergleich zu DOH festgestellt werden.
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9. DISKUSSION
Ziel dieser Arbeit war es festzustellen, ob das Verwenden einer asymmetrischen Griffhaltung während des Deadlifts in einer asymmetrischen Bewegungsausführung bzw. muskulären Ansteuerung resultiert. Diese Frage konnte durch die gefundenen Ergebnisse zum Teil mit „Ja“ beantwortet werden.
In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass sich durch das Supinieren einer Hand, der Körperschwerpunkt und somit eine ausgeglichene Belastung auf die links/rechte Körperhälfte, zum Teil verändert. Zwar konnte bei der allgemeinen Analyse kein signifikanter Unterschied gefunden werden, jedoch war bei einem Probanden (P1) der Unterschied hochsignifikant (p < 0,01) und bei einem anderen (P3) knapp nicht signifikant (p = 0,1). Im Zuge der Messungen wurde auch festgestellt, dass eine Testperson (P1) verhältnismäßig stark auf eine Seite (rechts) tendiert. Diese überdurchschnittliche Abweichung hatte bei der Auswertung der Daten einen erheblichen Einfluss.
Nach Rücksprache mit der Testperson stellte sich heraus, dass dieser vor > 5 Jahren eine ernsthafte Knieverletzung (Ruptur des vorderen Kreuzbandes, Meniskus und des inneren Seitenbads) auf der linken Seite hatte. In der Vergangenheit haben Studien wie z.B. jene von Paterno et al. (2013) oder Mohammadi et al. (2012) gezeigt, dass es bei genesenen ACL-PatientInnen zu deutlichen Unterschieden zwischen dem gesunden und dem betroffenen Bein in Sachen Balance und Schwerpunktsverlagerung kommen kann. Daher wird auch in diesem Fall davon ausgegangen, dass diese alte Verletzung, trotz ihrer vollständigen Ausheilung, einen Einfluss auf die Schwerpunktsverlagerung gehabt haben wird. Diese Erkenntnis kann als Anreiz für weitere Forschungen zu dieser Thematik dienen. So könnte z.B.
untersucht werden, inwiefern Personen mit Knieverletzungen Ihren Körperschwerpunkt während des Deadlifts verschieben.
Zum momentanen Wissen des Autors ist dies die erste wissenschaftliche Studie, welche die Gewichtsverteilung während des Deadlifts untersucht hat. Für zukünftige Studien empfiehlt es sich, dass Probanden mit einer Historie von Knieverletzungen exkludiert werden, um solche Messabweichungen zu vermeiden. Auch ist das Wählen einer höheren Probandenanzahl sehr zu empfehlen, wodurch generell Abweichungen weniger stark ins Gewicht fallen.
Seite | 69 In diese Studie wurden 3 Muskeln (Bizeps brachii, Trapezius & Latissimus dorsi) beidseitig auf ihre elektrische Aktivität untersucht. Ursprünglich hätte diese Studie jedoch 5 Muskeln mittels sEMG erfassen sollten, wie es auch in Abschnitt 2.6.
beschrieben wurde. Jedoch stellte sich bei der Datenaufbereitung heraus, dass bei einem Probanden ein sEMG-Sensor (Erector spinae rechts) komplett ausgefallen ist und somit eine Gegenüberstellung der linken und rechten Seite für diese Person unmöglich war. Bei einem anderen Probanden traten Probleme bei den Sensoren des Vastus lateralis (rechts) auf, was die Datenanalyse für diese Person und Muskel wegfallen ließ. Da (bedingt durch die Corona-Krise) an dieser Studie nur sehr wenige Probanden beteiligt waren, wurde entschieden, die sEMG-Daten des Vastus lateralis und des Erector spinae zur Gänze wegzulassen.
Somit wurden ausschließlich Muskeln des Oberkörpers auf ihre Aktivierung untersucht. In der Vergangenheit haben sich nur wenige Studien mit dem Oberkörper während des Deadlifts auseinandergesetzt. In Ihrem Review fanden Martín-Fuentes et al. (2020) heraus, dass der Großteil der EMG Messungen während des Deadlifts an den unteren Extremitäten durchgeführt wurden. So ist der Bizeps femoris der am häufigsten untersuchte Muskel, gefolgt vom Vastus lateralis und des Erector spinae (Martín-Fuentes et al. 2020, S. 9).
Wie in Tab. 6 zu sehen ist, gibt es bei den erhobenen Daten deutliche Unterschiede zwischen der Aktivierung (% der MVC) der linken und der rechten Körperhälfte. Diese Diskrepanzen führt der Autor auf eine nicht 100%ig saubere Messung der MVC zurück.
So empfiehlt z.B. Konrad (2006), dass eine MVC-Messung für jeden Muskel separat durchgeführt werden sollte. Dies war in dieser Studie nicht der Fall. Hier wurden aus zeitökonomischen Gründen die linke und rechte Körperhälfte gleichzeitig gemessen.
Da es sich bei einer Messung mit maximaler Anstrengung gegen einen fixierten Widerstand um eine Bewegung handelt, welche im normalen (Trainings-) Alltag nicht durchgeführt wird, könnte es hier durchaus zu Unterschieden in der muskulären Ansteuerung und somit der erhobenen MVC gekommen sein. Aus diesem Grund wurde in der Datenanalyse jeder Muskel nur mit sich selbst unter anderen Bedingungen (Griffhaltungen) verglichen.
Seite | 70 Die Resultate für den Bizeps brachii zeigen ganz klar eine deutlich verstärkte Muskelaktivierung in supinierter Handposition. Während den Recherchen zu dieser Masterarbeit konnten keine anderen Studien gefunden werden, welche sich mit der Aktivierung des Bizeps brachii auseinandergesetzt haben.
Jedoch hat sich eine andere Masterarbeit (Beggs, 2011) von der University of Kentucky mit derselben Thematik beschäftigt. Auch er konnte eine signifikant höhere Aktivität des Bizeps brachii durch die Supination des Armes feststellen. Auch wurde in seiner Studie der Trapezius mittels EMG untersucht. Hier konnte er zwar keine signifikanten Resultate liefern, jedoch war ein Trend zu einer verminderten Aktivität des Trapezius auf der supinierten Seite zu erkennen. Dieser Trend steht im Einklang mit den signifikanten Ergebnissen, welche in dieser Studie gefunden wurden.
Ein Grund für diese Verringerung der Aktivität im Bereich des Trapezius (pars descendens) könnte in der Tatsache zu finden sein, dass durch die Supination des Armes der Schultergürtel weiter nach hinten gezogen wird. Dies wiederum bringt Ursprung- und Ansatz des Muskels näher zusammenführt, wodurch die Grundspannung im Muskel reduziert wird. Nähere Untersuchungen müssten durchgeführt werden, um diese Hypothese zu untermauern.
Die durchgeführte Bewegungsanalyse gab vorwiegend Aufschluss über das Verhalten der Hantelstange und des Schultergürtels. Durch diese konnte die zuvor genannte Hypothese in Bezug auf die Aktivierung des Trapezius aufgestellt werden. Die Bewegungsanalyse für die Hüfte bzw. das Becken brachte keine relevanten Daten hervor. Dies kann daran liegen, dass die reflektierenden Marker an zwei Punkten am Körper angebracht wurden (Spina iliaca anterior posterior), welche relativ knapp beieinander liegen. Durch diesen geringen Abstand zueinander ist die Identifikation einer Rotationsbewegung des Beckengürtels nur schwer auszumachen.
Versuche im Vorfeld haben gezeigt, dass eine Positionierung der Marker an der Spina iliaca anterior superior nicht möglich ist. So ergab sich zum einen das Problem, dass die Marker in der tiefen Position des Deadlifts vom eigenen Körper überdeckt werden.
Zum anderen kam es immer wieder dazu, dass die Marker von den eigenen Armen heruntergerissen wurden.
Seite | 71 In zukünftigen Studien würde es sich empfehlen, das Becken mit mindestens 4 Markern auszustatten und im Vorfeld der Hauptmessungen eine statische Aufnahme des Beckens zu machen. Dadurch könnte man mittels entsprechender Software (z.B.
Visual 3D) das Becken als Ganzes modellieren und so mögliche Verdrehungen leichter identifizieren. Auch könnte man überlegen, die gesamte Wirbelsäule mit Markern zu bekleben. Daraus könnten Aussagen über mögliche Lateralflexionen getroffen werden.
In dieser Studie wurden nur Messungen mit Gewichten ≥ 90% des 1 RM durchgeführt.
In der Praxis wird jedoch sehr häufig mit geringeren Lasten trainiert. Es ist fraglich, ob die hier gewonnenen Erkenntnisse über Gewichtsverteilung, Muskelaktivierung und Bewegungsausführung auch auf eine Übungsausführung mit leichterem Gewicht übertragbar sind.
Ganz generell hat diese Studie die große Limitation, dass nur 3 Probanden an ihr Teilgenommen haben. Dadurch ist die Aussagekraft aller gefundenen Ergebnisse nur sehr bedingt gegeben. Eine Analyse der 19 inkludierten Deadlift-Studien von Martín-Fuentes et al. (2020) ergab einen Schnitt von 18,7 Probanden pro Studie. Demnach wäre eine Stichprobengröße von mindestens 15 Personen empfehlenswert. Weiters soll hier die Empfehlung ausgesprochen werden, vermehrt Frauen im Bereich des Kraftsports in Studien zu integrieren, um den Gendergap in der Wissenschaft zu verkleinern.
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10. CONCLUSIO
Durch diese Masterarbeit konnte gezeigt werden, dass das Verwenden des mixed grips einen Einfluss auf die Bodenreaktionskraft, die Muskelaktivierung und die Bewegungsausführung haben kann. Zwar war in der Gesamtheit kein statistischer Unterschied zum double overhand grip zu finden, jedoch kam es bei einer der drei Probanden zu signifikanten Änderungen. Die tiefere Analyse dieser Testperson hat eine mögliche neue Forschungsfrage aufgeworfen, nämlich, inwiefern Personen mit ausgeheilten Knieverletzungen ihren Körperschwerpunkt während des Deadlifts verschieben.
Sowohl bei der Muskelaktivierung als auch bei der Bewegungsausführung wurden signifikante Unterschiede zwischen MIX und DOH gefunden. Diese lassen darauf schließen, dass eine asymmetrische Griffhaltung während des Deadlifts eine asymmetrische Belastung auf gewisse Strukturen zur Folge hat.
Auf die konkrete Frage, ob der mixed grip im Vergleich zum double overhand grip eine asymmetrische Belastung triggert, kann hier mit JA beantwortet werden.
Diese Erkenntnis stellt sowohl für AthletInnen als auch TrainerInnen eine wichtige Erkenntnis dar. Denn eine kontrollierte gleichmäßige Belastung des gesamten Körpers ist die Grundvoraussetzung für ein verletzungsfreies Training.
Wie in vorangegangenen Abschnitten erwähnt, ist das Durchführen des Deadlifts mit dem double overhand grips oftmals durch eine zu geringe Griffkraft und/oder zu kurzen Fingern limitiert. Sollte es dennoch das Ziel sein, möglichst hohe Lasten zu heben und dabei seinen Körper symmetrisch zu belasten, dann empfiehlt es sich wie z.B. von Coswig et al. (2015) oder Jukic et al. (2021) empfohlen, auf „Lifting Straps“
zurückzugreifen.
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