Biomechanische Analyse der muskuloskelettalen Belastung unter Stress

24.07.2019
Von: Simon Auer

Das Labor für Biomechanik an der OTH Regensburg untersucht in Zusammenarbeit mit anderen Einrichtungen den Einfluss von Stress auf die muskuloskelettale Belastung im menschlichen Körper im Leistungsfußball.

SpeedCourt® in der Gästekabine der Continental-Arena Regensburg mit aufgebautem Motion-Capture-System. An der Untersuchung ist auch das Labor für Biomechanik der OTH Regensburg beteiligt.

SpeedCourt® in der Gästekabine der Continental-Arena Regensburg mit aufgebautem Motion-Capture-System. An der Untersuchung ist auch das Labor für Biomechanik der OTH Regensburg beteiligt. Foto: Simon Auer

In Deutschland gibt es mehr als sieben Millionen aktive Fußballspielerinnen und -spieler. Diese haben häufig mit muskulären Verletzungen zu kämpfen, was dem typischen Belastungsprofil im Fußball geschuldet ist. Die Muskelverletzungen machen in etwa 31 Prozent der Anzahl der Verletzungen aus. Neben der wirtschaftlichen Seite der Behandlungskosten sind für die Athletinnen und Athleten vor allem die Ausfallzeiten und der daraus resultierende Trainingsrückstand ein Problem. In Zusammenarbeit mit der Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Regensburg sowie der Klinik und Poliklinik für Orthopädie der Universität Regensburg untersucht das Labor für Biomechanik der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) den Einfluss von Stress auf die muskuloskelettale Belastung im menschlichen Körper.

Versuchsaufbau für standardisierte Kurzsprints

Um dies zu untersuchen, werden Kurzsprints von Leistungsfußballern aus der Region im SpeedCourt® der Continental-Arena Regensburg aufgenommen und anschließend mit einer muskuloskelettalen Berechnungssoftware analysiert. Das SpeedCourt®-System mit einer Fläche von vier mal vier Metern und zwölf integrierten Drucksensoren ermöglicht standardisierte Kurzsprints. Die Fußballer, die unter anderem in den Jugendmannschaften des SSV Jahn Regensburg spielen, werden während der Sprints akustischen und kognitiven Stressoren ausgesetzt. 

Einblick in die Belastungen während der Sprints

Ein Referenzlauf ohne äußeren Stress erfolgt ebenfalls. Bei den Sprints wird zum einen die Muskelaktivität der unteren Extremitäten via Elektromyographie (EMG) erfasst und zum anderen werden die Bewegungen der Sportler mittels Motion Capture aufgenommen. Die Bewegungsdaten dienen dann der Simulation der Läufe in der muskuloskelettalen Software, welche einen detaillierten Einblick in die Belastungen des menschlichen Körpers während der Sprints ermöglicht. Es werden sowohl Muskelaktivitäten und -kräfte als auch Gelenkreaktionen analysiert, um mögliche Belastungsspitzen unter Stress zu detektieren. Die EMG-Daten dienen hierbei der Anpassung der Software an die hochdynamischen Bewegungen und der Validierung der Ergebnisse.

Am Ende des Projekts sollen zum einen valide Berechnungen von hochdynamischen Bewegungen in der Software möglich sein. Zum anderen sollen die Ergebnisse der biomechanischen Analyse eine Grundlage für ein Programm zur Verletzungsprävention liefern.

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