Forschungsprojekte

Wir bleiben am Ball!

 

Wenn uns eines auszeichnet, dann unsere unermüdliche Neugierde! Wir sind nicht zufrieden, bis wir bestehende Ideen ausgereift haben und sind immer bestrebt neue Ansätze zu verfolgen. Hierzu arbeiten wir mit starken Partnern aus Wirtschaft, Sport und Forschung zusammen mit dem Ziel die körperliche Leistungsfähigkeit noch besser zu verstehen und die Ergebnisse jedem zugänglich zu machen.

The Attractor Method and its application in running, bicycling and Nordic skiing (Doktorarbeit Christian)

Körperliche Aktivität spielt im täglichen Leben eines Menschen eine zentrale Rolle. Dies gilt insbesondere bei der Betrachtung der Gangbewegung, kann aber ebenso das Schwimmen oder Fahrradfahren umfassen. Besonders interessant wird die Analyse der menschlichen Bewegung dann, wenn sie erlernt werden muss, wenn sie eingeschränkt ist (bei Krankheit und in der Rehabilitation) oder zur Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit (Sport). In Christians Dissertation wird ein moderner Ansatz, die sogenannte Attraktor-Methode, angewandt, um die menschliche zyklische Bewegung, insbesondere das Laufen, kinematisch zu differenzieren. Zwei theoretische Arbeiten wurden in internationalen Journalen veröffentlicht. Zwei weitere Arbeiten geben Einblicke in die Anwendungsbereiche der Methode und ihre Bedeutung für die Sportpraxis. Insgesamt eröffnen die Erkenntnisse beider Studien neue Möglichkeiten, Bewegungen zyklischer Sportarten kosten- und aufwandsarm zu analysieren und Identifikationsalgorithmen zur Bewegungserkennung zu erweitern. Aus dieser Arbeit ging bereits wenige Wochen nach Abschluss der Promotion spannende Projekte hervor. Die gesamte Promotion wurde mit magna cum laude – 1,0 – bewertet. Die zugehörige Veröffentlichung kann unter diesem Link heruntergeladen werden.

 

Triathlon Transition Study – Wir wirkt sich das Radfahren beim Triathlon auf das Laufen aus?

Triathlon ist eine Ausdauersportart, die aus den drei grundlegenden Sportdisziplinen Schwimmen, Radfahren und Laufen in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge besteht. Es ist wichtig, dass Erfolg im Triathlon mehr bedeutet als die Addition der genannten drei Teile. Vielmehr entwickelt sich in dieser Sportart eine eigene Dynamik, da jede Disziplin von der davor ausgeführten abhängt, was zu einem wesentlich anspruchsvolleren Laufabschnitt im Vergleich zu einem Einzellauf führt. Im Grunde ist das übergeordnete Ziel, Veränderungen im Bewegungsmuster, im kinematischen Bewegungsverhalten und physiologischen Parametern bei Läufern/innen nach einer vorangegangenen Ausdauerbelastung (Rad- oder Laufeinheit) zu verdeutlichen. Der Fokus liegt darauf, zu zeigen, welche Mechanismen in welchem Ausmaß zur Reduktion der Laufleistung beim Koppeln beitragen. Durch die in Christians Promotion beschriebenen Methode könnte es gelingen, das motorische Pattern des Radfahrens noch auf den ersten Minuten beim Laufen sicherbar zu machen. Über Laktat und die Messung der Körperkerntemperatur wollen wir zudem metabolische und thermoregulatorische Größen erfassen und in der Auswertung berücksichtigen. Wir erhoffen uns dadurch wichtige Antworten zum Koppelverhalten zu gewinnen, um bestenfalls daraus trainings-und wettkampfrelevante Inhalte zu generieren. Die Pilotstudie aus 2018 gibt es HIER.

 

 

 

Pilotprojekt zu körperlichen Ursachen von Long-COVID mit den Kliniken Schmieder

Wenngleich die Studienlage gut ein Jahr nach Ausbruch der weltweiten Pandemie bei weitem nicht vollständig ist, werden seit Beginn 2021 vermehrt Studien und Erhebungen publiziert, die neben den kurz- auch die langzeitigen Folgen widerspiegeln (Arnold et al., 2021; Carvalho-Schneider et al., 2021; Halpin et al., 2021; Huang et al., 2021; Moreno-Pérez et al., 2021). Die schnelle virale Replikation führt zum Zelltod des befallenen Gewebes und letztlich zu funktionellen Einschränkungen des jeweiligen Organs, welches auch nach einer akuten Infektion weiterhin nicht voll leistungsfähig sein kann. Das SARS-CoV-2 kann grundsätzlich jedes Organ befallen und langfristig schädigen, wenngleich aus den vorliegenden Berichten drei Symptome hervorgehen, die am häufigsten, auch kombiniert, auftreten: (1) Anhaltende Atembeschwerden (Dyspnoe), wie Kurzatmigkeit und hohem Sauerstoffbedarf, auch ohne oder bei leichten Belastungen; (2) Fatigue und damit verbundene übermäßige Erschöpfung, Muskelschmerzen und Antriebslosigkeit sowie (3) eine hohe Inzidenz von Angstzuständen, Depressionen oder Schlafstörungen. Wird eine Long COVID Symptomatik diagnostiziert führt dies, insbesondere, wenn diese auch nach Wochen oder sogar Monaten nicht nachlässt, zu einer immensen Belastung der Lebensqualität (Deutsche Gesellschaft für Neurologie, 2020; Duhm, 2020; van den Borst et al., 2020). In einem Pilotprojekt in den Kliniken Schmieder möchten wir mehr über den Ursprung von Long-COVID erfahren. Wir schauen uns während einer moderaten Laufbandbelastung sowohl metabolische (Spirometrie) als auch biomechanische (IMU Sensorik) Veränderungen an und wie diese im Zusammenhang mit krankheitstypischen Erschöpfungsymptomen („Fatigue“) stehen.

 

Qualitative & Quantitaive Analyse der Skating Technik im nordischen Ski-Langlauf (Projekt mit dem Deutschen Ski Verband)

Im Ski-Langlauf und in den zugehörigen Subdisziplinen Biathlon sowie der Nordische Kombination ist der Wettkampferfolg sehr stark an eine optimalen, d.h. ökonomische, Bewegungstechnik gekoppelt. In erster Linie spielen bei der Diagnostik metabolische Fragestellungen eine Rolle, sprich Analysen, die Informationen über den Energiehaushalt liefern. Die dort generierten Parameter, wie aerobe oder anaerobe Kapazität, sind dabei stark von den unterschiedlichen Bewegungstechniken anhängig. Demzufolge muss dem Diagnostiker bekannt sein, in welcher Subtechnik der Sportler aktuell unterwegs ist. Um den großen Aufwand einer Videoanalyse zu vermeiden, sind IMU Daten und Algorithmen in der Lage dies in einem zeitlich kurzen Zeitraum zu diagnostizieren und digital bereitzustellen. Es wäre zudem hilfreich im Anschluss an jede Trainingseinheit eine quantitative Übersicht zur Verfügung zu haben, wieviel Zeit, und bestenfalls auch noch wo auf der Strecke, mit welcher Technik gelaufen worden ist. In einer Publikation von Christian hat er bereits 2020 eine Methodik vorgestellt, die sich genau mit dieser Fragestellung und Abwandelungen für individuelle Technikanalysen befasst. Seit dem waren wir mehrfach am Bundesstützpunkt des DSV in Oberhof, um gemeinsam für den Spitzensport zu forschen. Aktuell (Sommer 2021) läufe eine Pilotphase, in der wir das Ziel verfolgem, die bereits vorhandenen Algorithmen der Attraktor Methode weiterzuentwickeln, auf die Sportart zuzuschneiden und mit einer moderneren Hardware (Stichwort: Kälteresistenz, interner Speicher etc.) zu verbinden. Seit Kurzem sind wir ebenso im Gespräch mit den Para-Athleten/innen, denen unser Ansatz dabei helfen kann, ein Feedback zu technischen Abweichungen oder Fehlerbildern zu geben.