Innerhalb der vorliegenden Untersuchung wurden über 500 Parameter ausgewertet, von denen jeder durch seine Bezeichnung eindeutig zu identifizieren sein muß. Würde man eine Nomenklatur wählen, aus der die Bedeutung des einzelnen Parameter nicht aus seiner Bezeichnung hervorgeht, müßte der Leser vorab über 500 Begriffe auswendig lernen, oder der Autor wäre gezwungen, jeden Parameter-Code innerhalb des Textes so ausführlich zu erläutern, daß seine Bedeutung klar verständlich wird. Im ersten Fall wäre jeder Leser überfordert, und im zweiten Fall würden die differenzierten Parameterbeschreibungen den Gedankenfluß im Text unnötig behindern.
Darum soll der Leser anhand der Bezeichnungssystematik direkt vom Parameter-Code auf die Bedeutung desselben zurückschließen können. Eine Beilage, auf der die Meßgrößen erklärt und grafisch dargestellt sind, bieten beim lesen der Ausführungen eine zusätzliche Hilfe.
Bezeichnungssystematik der Meßparameter
Abkürzung Bedeutung Beispiel
T Großes T steht für Torque (Drehmoment) Tmax_MT: Maximales Drehmoment beim Maximalkraftversuch
Tr Großes T, gefolgt von kleinem r, steht für Torque Rate (Drehmoment-änderung)
Trmax_ST1: Maximale Drehmomentsänderung bei Schnellkraftversuch ST1
EMG EMG steht für Elektromyogramm EMGmaxm_ST1: Maximale EMG-Amplitude als Mittel der drei Muskelköpfe bei Schnellkraftversuch ST1 TTP Time to Peak – Zeit bis zum Erreichen des Maximums TTP_Tmax_ST1: Zeit bis zum Erreichen des
Kontraktionsmaximums bei Schnellkraftversuch ST1 m Kleines m bedeutet, daß es sich hier um einen Mittelwert aus allen drei
Muskelköpfen handelt.
EMGmaxm : Maximale EMG-Amplitude als Mittelwert der drei abgeleiteten Muskelköpfe.
max Maximaler Meßwert innerhalb eines Datensatzes. Tmax oder Trmax : Maximales Drehmoment oder maximaler Drehmomentanstieg.
n Kleines n bedeutet, daß der Parameter am maximalen Drehmoment der innerhalb des Maximalkraft-Tests gewonnenen Daten normalisiert wurde.
Tmaxn : Maximales Drehmoment, normalisiert am maximalen Drehmoment des Maximalkraftversuchs (Tmax_MT).
n1 Kleines n1 bedeutet, daß der Parameter am maximalen Drehmoment des selben Versuchs normalisiert wurde.
Tmaxn1_ST1 : Maximales Drehmoment, normalisiert am maximalen Drehmoment des Schnellkraftversuchs (Tmax_ST1).
r Kleines r bedeutet, daß dieser Parameter zur Entspannungsphase innerhalb der Schnellkraftversuche gehört.
r steht für <<relax>>.
Tmaxrn_ST1 : Maximales Drehmoment, normalisiert am maximalen Drehmoment des Maximalkraftversuchs (Tmax_MT) innerhalb der Entspannung von Versuch ST1.
Q Großes Q bedeutet Quotient von... QT/EMG_25%_ST1 : Quotient aus T (Torque) und mittlerer EMG-Amplitude über 25% der Kontraktionszeit (TTP).
MT, RT, ST1, ST2, LT, ET, FT
Dies sind die Kurzbezeichnungen für die einzelnen Tests. Sie werden immer ans Ende eines Codes angehängt.
Tmax_ST1 : Maximales Drehmoment von Schnellkraftversuch ST1.
VL, VM, RF Dies sind die Kurzbezeichnungen für die einzelnen Muskelköpfe. Sie werden immer vor der Testbezeichnung am Ende eines Codes angehängt.
EMGmax_VL_ST1 : Maximale EMG-Amplitude des M.vastus lateralis in Schnellkraftversuch ST1.
100 %
10 %
1
Bedingungen
• 10 isometrische Kontraktionen auf jeweils 10% - Stufen der Maximalkraft bis zum Ermüdungsabbruch
• 5 Sekunden Kontraktion – 5 Sekunden Pause
• Aufnahmefrequenz 5000 Hz/Kanal
• 4 Kanäle: Kraft, V. lateralis 2-kanalig, V. medialis u.
rectus femoris jeweils 1-kanalig
• rechtes Bein Anweisung
Strecke den Unterschenkel, wenn ein Signalton erfolgt bis die Kraftlinie (1) auf dem Oszilloskop mit der jeweilige Stufe auf der angezeichneten Kraftskala übereinstimmt.
Halte diese Kraft konstant, bis zwei Töne das Ende signalisieren. Dann hast Du 5 Sekunden Pause bis Dich der nächste Ton zur erneuten Kontraktion auffordert.
3.5.1.1 Maximalkraft – Test (MT)
Die Maxima aus 3 Versuchswiederholungen für das Drehmoment (Tmax), die maximale EMG-Amplitude (EMG max), die Muskelfaserleitgeschwindigkeit am M.Vastus lateralis (MFCV_corr u. MFCV_zero) und die Mean Power Frequency (MPF) für die 3 abgeleiteten Muskeln waren wie folgt definiert:
3.5.1.2 Reflex – Test (RT)
• Muskelfaserleitgeschwindigkeit (MFCV)
Die MFCV (Muscle Fiber Conduction Velocity) errechnet sich aus der Interelektroden – Distanz (id) dividiert durch die Zeitverzögerung (
∆ t
):MFCV = id ÷
∆ t
[m/s]Da der Interelektrodenabstand bekannt ist, muß lediglich
∆ t
gemessen werden. Dafür stehen unterschiedliche Bestimmungsverfahren zur Verfügung:1. MFCV_corr
Die Signalverzögerung wird bei der MFCV_corr mit der sogenannten Kreuzkorrelationstechnik bestimmt.
Dabei wird Signal rot so lange gegen Signal grün in der Zeitachse verschoben, bis eine maximale Übereinstimmung erzielt wird. Die Anzahl der Verschiebungen um die Zeitspanne
∆ tf
bis zum Erreichen des maximalen Korrelationskoeffizient rmax bestimmt die Zeitverzögerung zwischen beiden Meßsignalen.∆ tf
ist definiert als1 ÷ Aufnahmefr equenz
[s].4Damit wird die Abhängigkeit der Meßgenauigkeit von der Aufnahmefrequenz deutlich. Bei einem Inter-elektrodenabstand von 4 mm und einer angenommenen Potentialleitgeschwindigkeit von 4 m/s – dies entspricht einem
∆ t
von 1ms - errechnet sich bei einer Aufnahmefrequenz von 5KHz der nächst höhere Wert zu 5 m/s (4 mm÷
(1ms -∆ tf
)) und der nächst tiefere Wert zu 3.33 m/s (4 mm÷
(1ms +∆ tf
)).Die entsprechenden Werte bestimmen sich bei einer Aufnahmefrequenz von 50 000 Hz zu 4.08 m/s und 3.92 m/s respektive.
4 Siehe dazu z.B. Naeije & Zorn (1983)
Bedeutung Abkürzung Dimension
Maximales Drehmoment Tmax_MT [Nm]
Maximales Drehmoment normalisiert am Körpergewicht und am Oberschenkelumfang
Tmax_MT/BW, Tmax_MT/FG [Nm/kp]
[Nm/mm]
EMGmax_MT aller Kanäle und als Mittel der 3 Muskelköpfe
EMGmax_VL_MT,EMGmax_VM_MT, EMGmax_RF_MT
[mV]
Muskelfaserleitgeschwindigkeit (MFCV) über die Kreuzkorrelation und die Nulldurchgänge berechnet
MFCV_corr_MT, MFCV_zero_MT [m/s]
Mean - Power - Frequency aller Kanäle und als Mittel der 3 Muskelköpfe
MPF_VL_MT, MPF_VM_MT, MPF_RF_MT, MPFm_MT
[Hz]
Bedeutung Abkürzung Dimension
Latenzzeit LZ [ms]
Maximaler EMG - Wert (Betrag) normalisiert am EMGmax_MT EMGmaxn_RT [%EMGmax_MT]
Mittleres EMG über die Innervationszeit MEMGn [%EMGmax_MT]
Muskelfaserleitgeschwindigkeit bzw. Aktionspotential Ausbreitungsgeschwindigkeit
1. Berechnet über Kreuzkorrelation MFCV_corr [m/s]
2. Berechnet über die Nulldurchgänge MFCV_zero [m/s]
2. MFCV_zero
Bei der so genannten Zero–Crossing Methode berechnet sich
∆ tf
über die Zeitdifferenz der Null – Durchgänge Z1und Z2 des grünen und roten Signals
∆ tf
läßt sich hier bei einer relativ geringen Aufnahmefrequenz bestimmen.Dieses Meßverfahren setzt jedoch voraus, daß die Signalflanken parallel sind, da es sonst zu Verzerrungen beim Nulldurchgang kommen kann. Wie aus Abb.8m ersichtlich ist, variiert der Signalabstand im Anstiegs- und Abfallbereich, während er in der Verbindung zwischen Maxima und Minima - dies entspricht dem Signal-durchgang direkt unter der Elektrode - weitgehend konstant bleibt. Aus diesem Grund beschränkte sich die Leitgeschwindigkeitsbestimmung auf diesen Datenbe-reich.5
Vor der automatisierten Auswertung wurden die Daten-sätze aussortiert, bei denen sich Kanal 1 und Kanal 2 überkreuzten, bzw. die Signalflanken nicht parallel waren (siehe Abb.9m).
5 Diese Methode zur Bestimmung der Potentialleitgeschwindigkeit wurde in Anlehnung an Masuda et al. (1982) entwickelt (Hering, unveröffentlicht).
Verworfen Verworfen
Korrekt
Abb.9m EMG – Meßdatensätze – Patellarsehnenreflex (eigene Daten, unveröffentlicht) LZ
t1 t2
Reflexauslösung
EMG - Antwort
∆tf
Z1
Z2
Abb.8m Das Prinzip der Latenz- und Leit-geschwindigkeitsmessung beim Kniesehnen-reflex (Eigene Meßdaten, unveröffentlicht).
3.5.1.3 Schnellkraft – Test 1 und 2 (ST1 u. ST2)
50 100 75
100 [% Torque max]
Torque max ST (Tmax_ST) [Nm]
TTP Torque max ST [s] (TTP_Tmax_ST)
% TTP Torque max ST [%]
EMGmax ST [% EMGmax_MT]
TTP_EMGmax_ST [s]
Trmax_ST [Nm/ms]
Tr max ST n [% Tmax_MT/ms]
Electromechanical Delay [ms]
(EMD) 3
Torquerate max (n)
EMGn
100 EMG – Auswertung
• Auswertung pro Kanal und Mittelwert- bildung der 3 Muskelköpfe
• Differenzierung in 25% - Schritten der TTP_Tmax
• Zeitparameter: TTP_EMGmax, EMD, EMDdif, Tn_EMGmax, EMG_Delay
• Quantitative Parameter: EMGmaxn, MeanEMGn,QT/EMG
• Frequenzparameter: Mean - Power - Frequency (MPF)
Auswertung – Torquerate
• Torque at Torquerate max (n)
• Torquerate max
• Torquerate max n
• MeanTorquerate max (n)
• TorqueTorquerate max Auswertung – Torque
• Differenzierung in 25%-Schritten der TTorque max
• Zeitparameter: TTorque max
• Quantitative Parameter:
MeanTorque (n)
TTP_Trmax_ST (n) [s]
25 Torque at Torquerate max (Tn_Trmax)
[%Tmax_MT]
TTP_Tmax_ST
Innervation time (IT) [ms]
Delay relax (Dr) HRT
RT
100 25
Dif Peaks
Trmaxr_ST [Nm/ms]
Trmaxrn ST [% Tmax_MT/ms]
Torque at EMG max (Tr_EMGmax)