Da Sportler und Trainer ständig bestrebt sind, sich im Profisport einen Wettbewerbsvorteil zu sichern, wächst ihr Interesse an der Anwendung neuer Technologien, die ihnen helfen, die menschliche Leistungsfähigkeit besser zu verstehen und zu überwachen.
Daten zur Messung des Plantardrucks – insbesondere in Verbindung mit Daten aus anderen Systemen wie Trägheitsmesseinheiten (IMUs) – tragen dazu bei, ein vollständiges Bild der Leistung eines Athleten zu vermitteln, was sowohl für das Techniktraining als auch für die Rehabilitation von Vorteil ist.
Bei der Analyse menschlicher Bewegungen ist es wichtig zu verstehen, wie sich Zeit, Quantität und Qualität gegenseitig beeinflussen.
Bewegung findet im Laufe der Zeit statt, und die meisten biomechanischen und Leistungsanalysen basieren auf bewegungsrelevanten Zeitintervallen. (Knudson, 2007)
Wir verwenden Zeitintervalle, wenn wir zyklische Muster wie Laufen und Sprinten beschreiben (die normalerweise in verschiedene Phasen unterteilt sind, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten), um die Wirkung einer über die Zeit einwirkenden Kraft (d. h. Impuls) und die Muskelmechanik (die Zeit, die ein Muskel benötigt, um die maximale Spannung zu erreichen) zu analysieren.
Jede Bewegungsänderung entsteht im Laufe der Zeit und folgt dem Kraft-Zeit-Prinzip, das besagt, dass die Zeit, über die eine Kraft auf ein Objekt wirkt, die Bewegung dieses Objekts beeinflusst.
Die quantitative Analyse beschreibt und analysiert Bewegungen numerisch – beispielsweise durch eine statistische Analyse vorab festgelegter Leistungsmarker –, während die qualitative Analyse Bewegungen nicht numerisch beschreibt und analysiert, indem sie Bewegungen als Muster betrachtet. (Bartlett, 2007)
Ein ganzheitlicher Ansatz zur Analyse der menschlichen Leistungsfähigkeit bedeutet, zu verstehen, wie verschiedene Systeme und Subsysteme zusammenwirken – mit anderen Worten: Verschiedene Datensätze müssen integriert werden, um das Gesamtbild zu verstehen.
Der Begriff „Integration“ in der Sportleistungswissenschaft bezieht sich in der Regel auf einen multidisziplinären Ansatz, der die Analyse von Informationen über mehrere Variablen aus verschiedenen Disziplinen umfasst, sei es Biomechanik, Physiologie oder Psychologie. (Balagué et al., 2016)
Die Druckmessungstechnologie bietet Sportwissenschaftlern, Kraft- und Konditionstrainern sowie Reha-Fachkräften eine einfache, genaue und zuverlässige Möglichkeit, bewegungsrelevante Zeitintervalle mit quantitativen und qualitativen Daten zu verknüpfen, um ein besseres Verständnis der menschlichen Bewegung zu erlangen.
Intelligent Insoles | Pro erleichtert die Integration verschiedener Datensätze, da es plantare Druckdaten von seinen Einlegesohlensensoren und räumlich-zeitliche Daten von einer extern hinzugefügten IMU (Inertial Measurement Unit) kombinieren kann, die beide mit der leistungsstarken Pro Foot & Gait-Software analysiert werden können, die im Lieferumfang des Systems enthalten ist.
Zeitintervalle werden verwendet, um das Verhalten der ausgeübten Kraft im Zeitverlauf sowie den Zeitpunkt und die Dauer jeder Phase des Gangzyklus zu verstehen. Die Integration von Druck- und IMU-Daten liefert zwei grundlegende Datensätze, die in der Pro Foot & Gait-Software analysiert werden können:
Kraft (Druck) gegen Zeit-Kurve
Die Kraft-Zeit-Kurve (Druck-Zeit-Kurve) spielt eine grundlegende Rolle bei der Bewertung der menschlichen Leistungsfähigkeit. Im Zusammenhang mit sportlicher Leistung ist sie eines der wichtigsten Prinzipien der angewandten Biomechanik.
Wie in der folgenden Grafik aus der Pro Foot & Gait-Software dargestellt, können wir die Kraft-Zeit-Beziehung bilateral sowie die Dauer und Größe der Aufprallkräfte und die Antriebsphase bewerten.
Gangstatistik
Gangstatistiken bieten aussagekräftige Einblicke in die Schrittdauer sowie den Schwung und Stand der linken und rechten Seite, wodurch Asymmetrien während des Gehens sowie die Standardabweichung in Prozent erkannt werden können. Fortschrittliche Algorithmen können vollständige Gangzyklen extrahieren. Die Analyse der Gangzyklen wird durch die Zusammenführung der Druckwerte der Fußsohlen mit IMU-Daten vervollständigt, um genaue zeitliche Statistiken zur Stand- und Schwungphase zu liefern, die mit der Visualisierung des Druckverlaufs der Fußsohlen synchronisiert sind.
Ob es sich um Kraft, Druck, Geschwindigkeit oder Winkel handelt, quantitative Messungen beantworten die Frage: „Wie viel?“. Sie beziehen sich auf Daten, die in Zahlen ausgedrückt werden können.
Das Zyklogramm und die 3-Box-Analyse stellen die beiden wichtigsten Datensätze innerhalb dieser Kategorie dar.
Zyklogramm
Das Zyklogramm (auch Schmetterlingsdiagramm genannt) ist ein Diagramm, das den Verlauf des CoP (Center of Pressure, Druckzentrum) während ausgewählter aufeinanderfolgender Schrittzyklen zeigt. Es ist ein guter Indikator für die Variabilität des CoP und die allgemeine neuromuskuläre Stabilität beim Gehen und Laufen.
Mit dem Zyklogramm können Sie die Größe der CoP-Variabilität seitlich und in anteriorer/posteriorer Richtung sowie die seitliche Symmetrie beim Gehen und Laufen messen und berechnen. Dies liefert aussagekräftige Erkenntnisse über die dynamische Stabilität, Bewegungssymmetrie und Kompensation.
3-Box-Analyse
Die 3-Box-Analyse ermöglicht die Isolierung des Fußes in relevante Bereiche, um Druckwerte und Kraft-Zeit-Kurven für jede Zone des Fußes (Hinterfuß, Mittelfuß und Vorfuß) einzeln zu analysieren.
Durch die Isolierung der Kurven für jede Fußzone können Trainer die Funktion des Fußes genauer bewerten und spezifische Schwachstellen in verschiedenen Segmenten identifizieren, die sonst selbst vom erfahrensten und kompetentesten Trainer unentdeckt bleiben würden.
Qualitative Daten konzentrieren sich auf geometrische Muster statt auf Zahlen. Bilder des Spitzendrucks und CoP-Spuren stellen die beiden wichtigsten Datensätze innerhalb dieser Kategorie dar.
Spitzendruckbild
Ein Spitzendruckbild zeigt alle Spitzendruckzonen in der Fußsohle während einer gesamten Abrollbewegung in der Standphase.
Mit Hilfe von Druckgipskurven können wir abnormale Hoch- oder Tiefdruckbereiche sowie Asymmetrien zwischen links und rechts im Fußabdruck erkennen.
CoP-Trails
Mit den intelligenten Einlegesohlen X4 können Sie den CoP-Pfad beim Gehen, Laufen und Sprinten sowie bei allen Bewegungsabläufen wie Kniebeugen oder Ausfallschritten verfolgen.
Bei der Bewertung der Entwicklung und des Fortschritts der CoP sind zwei wichtige Aspekte zu berücksichtigen:
Unter Bewegungsbahn verstehen wir die Form der CoP-Spur während des Abrollens des Fußes, die den Grad der Stabilität und Bewegungseffizienz bei dynamischen Aktivitäten widerspiegelt.
Als Start- und Endpunkt bezeichnen wir den Punkt, an dem die CoP ihre Bewegung beginnt bzw. beendet, als direkte Folge der Dynamik des Fußaufsatzes und des Abstoßes.
Die genaue Messung von Zeit, Quantität und Qualität in Bezug auf die menschliche Leistungsfähigkeit erfordert ein Instrumentarium, das den plantaren Druck und räumlich-zeitliche Daten erfasst.
Durch die Kombination von Intelligent Insoles | Pro und IMU-Daten können Sportler und Trainer Erkenntnisse gewinnen, die ihnen einen Wettbewerbsvorteil beim Training und bei der Rehabilitation verschaffen.
Um mehr darüber zu erfahren, wie Plantardruckmesssysteme Biomechanikern dabei helfen können, Sportverletzungen zu minimieren und die Leistungsfähigkeit ihrer Kunden zu maximieren, laden Sie unser E-Book herunter Einführung in die Plantardruckmessung im Sportherunter.
Referenzen
Balaguè N et al., Integration der Sportwissenschaft: Eine evolutionäre Synthese, Eur J Sport Sci. Februar 2017; 17(1):51-62.
Bartlett, R. (2007) Einführung in die Sportbiomechanik. 2. Auflage. Routledge.
Knudson, D. (2007) Grundlagen der Biomechanik. 2. Auflage. Springer.