TY  - THES
A1  - Born, Dennis Peter
T1  - Effekte von Kompressionsbekleidung in Training und Wettkampf – Analyse zugrunde liegender physiologischer und biomechanischer Mechanismen
T1  - The effects of compression garments in training and competition - an evaluation of the underlying physiological and biomechanical mechanisms
N2  - Einleitung: Es konnte gezeigt werden, dass die Applikation von Kompressionsbekleidung zu einem erhöhten Blutfluss bei Patienten mit venöser Insuffizienz führt und das Thromboserisiko bei bettlägerigen und postoperativen Patienten reduziert. Davon ausgehend, dass Kompressionsbekleidung auch bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer verbesserten Hämdynamik führt, wurde eine Vielzahl an Studien durchgeführt, die nach einer Leistungssteigerung durch das Tragen von Kompressionsbekleidung während sportlicher Belastung gesucht haben. Die Ergebnisse der bisher veröffentlichten Studien widersprechen sich jedoch häufig und lassen kein abschließendes Fazit bezüglich ergogener Effekte von Kompressionsbekleidung auf die Leistung während körperlicher Belastung zu. Auch ist unklar, welche physiologischen und/oder biomechanischen Mechanismen bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer potentiellen Leistungssteigerung führen könnten. 
Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher: 1) Belastungsarten und –intensitäten zu identifizieren, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht, 2) die identifizierten Potentiale anhand empirischer Datenerhebung zu evaluieren und 3) die physiologischen und biomechanischen Mechanismen zu untersuchen, die einer möglichen Leistungssteigerung mit Kompressionsbekleidung bei gesunden und trainierten Athlet/innen zugrunde liegen könnten.

Methodik: Mittels eines Übersichtsartikels und Berechnung von Effektstärken wurden verschiedene Belastungsarten und -intensitäten identifiziert, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht (Studie 1). Auch wurden die möglichen Mechanismen zusammengetragen, die einer Leistungssteigerung zugrunde liegen könnten. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die Untersuchungsprotokolle für die weiteren Studien entwickelt. 
In Studie 2 absolvierten hoch-trainierte Eisschnellläufer/innen eine 3000 m Wettkampfsimulation mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge. Physiologische Daten wurden mittels mobiler Spirometrie und Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) erhoben. 
Des Weiteren wurden Athletinnen aus Mannschaftssport und Leichtathletik einer intermittierenden Sprintbelastung mit dreißig 30 m Sprints und einer Abgangszeit von einer Minute mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge unterzogen (Studie 3). Neben mobiler Spirometrie und NIRS wurden biomechanische Daten mittels kinematischer Bewegungsanalyse und Elektromyographie erhoben.

Ergebnisse:Studie 1 zeigte ein leistungssteigerndes Potential mit der Applikation von Kompressionsbekleidung bei hoch-intensiver und weniger bei submaximaler Belastungsintensität. Insbesondere hoch-intensive Ausdauer- (> 3 Minuten), Sprint- und Sprungbelastung als auch die Erholungsfähigkeit von Kraft- und Schnellkraft scheinen durch Kompressionsbekleidung verbessert. Die Ergebnisse zeigen auch, dass bisher nur wenige Daten bei weiblichen Sportlern erhoben wurden. Auch evaluierten nur wenige Studien die Effekte von Kompressionsbekleidung bei Athlet/innen auf höchstem Leistungsniveau.
In Studie 2 zeigte die Applikation von Kompressionsbekleidung während der 3000 m Wettkampfsimulation bei hoch-trainierten Eisschnellläufer/innen keinen Effekt auf die Laufleistung. Auch blieben mittels NIRS gemessenes Blutvolumen und Muskeloxygenierung im m. quadrizeps femoris sowie alle weiteren kardio-respiratorischen, metabolischen und subjektiven Parameter unbeeinflusst. 
Dagegen war die Laufleistung während eines intermittierenden (30 x 30 m) Sprintprotokolls mit Kompressionsbekleidung signifikant verbessert (Studie 3). Auch in dieser Untersuchung blieben alle gemessenen hämodynamischen, kardio-respiratorischen und metabolischen Parameter unbeeinflusst. Die kinematische Bewegungsanalyse zeigte jedoch, dass Kompressionsbekleidung zu veränderter Lauftechnik führt und die Schrittlänge bei gleichbleibender Schrittfrequenz vergrößert. Auch wurde die Sprintbelastung lokal an der Oberschenkelmuskulatur subjektiv weniger anstrengend empfunden.

Zusammenfassung und Fazit: Die Applikation von Kompressionsbekleidung zeigte keine generelle leistungssteigernde Wirkung während körperlicher Belastung bei gesunden und trainierten Athlet/innen. Abhängig von Belastungsart und –intensität manifestieren sich ergogene Effekte während hoch-intensiver Lauf- insbesondere intermittierender Sprintbelastungen. Im Zusammenhang mit weiteren Untersuchungen scheinen die ergogenen Effekte jedoch nicht auf veränderter Hämodynamik zu basieren. Der blutflusssteigernde Effekt von Kompressionsbekleidung, der in klinischen Studien bei Patienten mit venöser Insuffizienz gezeigt wurde, lässt sich nicht in gleichem Maße bei gesunden und trainierten Athlet/innen nachweisen. Vielmehr scheinen kinematische und subjektive Parameter, wie eine veränderte Lauftechnik und verringertes Belastungsempfinden, die intermittierende Sprintleistung verbessert zu haben.
N2  - Introduction: Compression clothing has been shown to improve blood flow in patients suffering from insufficient venous valves. Assuming that the hemodynamics may be improved with compression clothing in healthy and trained individuals as well, many studies have evaluated the effect of compression clothing during various types of exercise. However, previous research has reported conflicting results and it remains unclear whether compression clothing has any performance enhancing effects. Therefore, the aim of the thesis was to 1) identify types and intensities of exercise that might benefit by the application of compression clothing, 2) provide evidence-based data on possible performance enhancing effects and 3) evaluate and explain the underlying physiological and biomechanical mechanisms associated with the application of compression clothing in healthy and trained individuals.
Methods: To identify the potential types and intensities of exercise that might benefit by the application of compression clothing, a literature review and an effect size calculation analysis were performed (Study 1). As well, the potential physiological and biomechanical mechanisms that possibly could lead to an improved exercise performance in healthy and trained individuals were summarized from the literature. In Study 2, elite ice speed skaters performed a 3000 m race simulation with and without compression clothing in a randomized order. Cardio-respiratory, hemodynamic and metabolic data were measured using a portable gas analyzer and a wireless near-infrared spectroscopy device. In Study 3, athletes from team sports and track-and-field performed a repeated sprint protocol consisting of thirty 30 m sprints (one sprint initiated every minute) with and 6 without compression clothing in a randomized order. Additional to the physiological data, video analysis and electromyography were used to evaluate running technique and neuro-muscular effects with the application of compression clothing.
Results: Study 1 revealed a possible ergogenic effect of compression clothing during high-intensity rather than submaximal exercise. A practical meaningfulness to apply compression clothing was shown for high-intensity endurance exercise such as timeto-exhaustion and time trial performance (> 3 min), repeated sprinting and jumping as well as recovery of muscular strength and power. Study 1 showed that more research is necessary to understand the effects of compression clothing in females, and welltrained or elite athletes. Additionally, the mechanisms underlying possible ergogenic effects of compression clothing in healthy and trained individuals need to be investigated. Based on the results of Study 1, the exercise protocols for Study 2 and 3 were designed. Study 2 showed, that there were no performance benefits when applying compression clothing during a 3000 m race simulation in elite ice speed skaters. None of the measured cardio-respiratory, hemodynamic, metabolic or subjective parameters were affected. In contrast, the application of compression clothing improved the repeated sprint performance (30 x 30 m) in Study 3. All measured cardio-respiratory, hemodynamic, and metabolic parameters remained unaffected. Kinematic data however revealed that there was an altered running technique with increased step length but unchanged step frequency. Perceived exertion was reduced in upper leg muscles with compression clothing.
Conclusion: There is no overall performance boosting effect with the application of compression clothing. Performance seems to be improved during high-intensity 7 exercise, especially repeated sprinting, rather than prolonged and submaximal exercise protocols. Unlike in patients suffering from insufficient venous valves, in healthy and trained individuals the application of compression clothing does not seem to alter hemodynamics or enhance blood flow. Rather, biomechanical and subjective data, such as altered running technique and reduced perceived exertion, seemed to improve repeated sprint performance.
KW  - Kompression
KW  - Kompressionsbekleidung
KW  - Training
KW  - Wettkampf
KW  - Athlet/in
KW  - Sport
KW  - Kleidung
KW  - Leistungssteigerung
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-121872
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TY  - THES
A1  - Krämer, Kristin
T1  - Organisationskultur und Gesundheit im Hochschulkontext
T1  - Organizational culture and health in the university context
N2  - Einleitung: Die gesamtgesellschaftlichen Veränderungen und der Wandel der Arbeit halten auch in den Hochschulen Einzug und stellen diese vor große Herausforderungen. Weitreichende und anhaltende Reformen sowie Veränderungsprozesse bedürfen in den einzelnen Hochschulen Maßnahmen, um die Leistungsbereitschaft und die psychische Gesundheit der Beschäftigten zu erhalten und zu fördern. Organisationskultur stellt einen wichtigen zu berücksichtigenden Faktor innerhalb diesen Wandels dar und ist in der Literatur ein oft benutztes Konzept zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit in Wirtschafts-, aber auch Nonprofit – Organisationen. Bedeutsame Zusammenhänge zwischen Organisationskultur und Gesundheit zeigen sich insbesondere in den ver- schiedenen Studien zum Bielefelder Sozialkapitalansatz. Im Hochschulkontext findet das Konzept Organisationskultur jedoch kaum Berücksichtigung.
Um die Gestaltungsmöglichkeiten zu einer gesundheitsförderlichen und motivieren den Organisation aufzeigen zu können, war es das Ziel der vorliegenden Arbeit her- auszustellen, dass Hochschulen individuelle Organisationskulturen innehaben und Or- ganisationskultur auch im Hochschulkontext ein wichtiger Einflussfaktor für die Vorher- sage der psychischen Gesundheit und der Leistungsbereitschaft ist. Die Dissertation richtete sich an zwei Forschungsfragen aus:
1.Weisen Hochschulen spezifische Organisationskulturen auf?

2.Welche kulturellen Aspekte beeinflussen die psychische Gesundheit, sowie die motivationalen Aspekte von Hochschulmitarbeiter*innen?

Methodik: Nach der theoretischen Einführung in die Besonderheiten der Organisation Hochschule und der Darstellung des Bielefelder Sozialkapitalkonzepts mit Schwerpunkt auf der Organisationskultur wird auf Grundlage einer Fragebogenerhebung untersucht, ob sich die Hochschulen in ihren Ausprägungen der Organisationskultur unterscheiden und ob diese eine Ressource für die psychische Gesundheit und einen Garanten für Leistungsbereitschaft darstellt. Der Einfluss der einzelnen Dimensionen von Organisationskultur wurde detailliert untersucht, um ein differenziertes Bild über die Wirkmechanismen zu erhalten und Handlungsempfehlungen ableiten zu können. Zusätzlich wurde geprüft, ob der Zugang zur Ressource Organisationskultur von soziodemografischen Daten abhängig ist.
Die Querschnittsanalyse basierte auf schriftlichen Befragungen an insgesamt 10 Hochschulen in Deutschland. In die Analyse wurden die Daten von 5453 Befragten eingeschlossen. Diese wurden mittels einer multiplen Imputation bearbeitet, um trotz fehlender Werte die inferenzstatistischen Verfahren umsetzen zu können. Die Datenanalyse erfolgte anhand uni-, bi- und schließlich multivariater Verfahren.
Ergebnisse: Die Varianzaufklärung durch die Hochschulen in Bezug auf die Organisationskultur mittels Random-Intercept-Only-Modellen ergab für 2 von 3 Dimensionen signifikante Effekte (p < 0,05) mit einem ICC von 0,047 für die Ebene Dezernat / Fakultät und einem ICC von 0,074 für die Ebene Hochschule. Die zentralen Ergebnisse der Zusammenhangsanalysen mittels multipler linearer Regressionen zeigen, dass Organisationskultur unter Adjustierung soziodemografischer Daten einen Einfluss auf die Aspekte der psychischen Gesundheit und der motivationalen Aspekte hat. Der Anteil aufgeklärter Varianz für die Modelle beläuft sich für die Vorhersagen zwischen R²kor =
.092 für das Merkmal kognitiven Stresssymptome und R²kor = .361 für das Merkmal Arbeitszufriedenheit. Mittels einfacher linearer Regressionen konnte aufgezeigt wer- den, dass sowohl das Commitment als auch die Arbeitszufriedenheit Einfluss auf das Wohlbefinden, die depressive Verstimmung und die Erschöpfungszustände haben. Die Haupteinflussfaktoren der Organisationskultur sind auf die Dimensionen Arbeitsbereich und Hochschule zurückzuführen. Hierzu zählen im Arbeitsbereich die Partizipation, das Vorhandensein gemeinsamer Ziele und Werte und der Umgang mit Problemen, für die Dimension Hochschule die gelebte Kultur und die Verlässlichkeit der Hochschulleitung. 
Diskussion: Aufgrund der Ergebnisse kann angenommen werden, dass Hochschulen individuelle Organisationskulturen innehaben. Dies bietet den Entscheidungsträgern der einzelnen Hochschulen individuelle Ansatzpunkte zur Gestaltung einer gesund- heitsförderlichen und motivierenden Organisationskultur. Es zeigt sich außerdem, dass die Organisationskultur auch im Hochschulkontext einen wichtigen Einflussfaktor für die psychische Gesundheit und die Leistungsbereitschaft der Mitarbeiter*innen darstellt. Insbesondere im Arbeitsbereich und auf Ebene der Hochschulleitung bestehen Ansatz- punkte, um eine an Mitarbeiter*innen orientierte, gesundheitsförderliche und motivierende Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter*innen zu gestalten und zu fördern.
N2  - Introduction: The changes in society and work are also finding their way into universities and are presenting them with great challenges. Far-reaching and sustained reforms and change processes are required in order to maintain the willingness to perform and the mental health of the employees. Organizational culture is an important factor to consider within this change and is a concept that is often used in the literature to predict performance in business, but also in non-profit organizations. Important connections between organizational culture and health are particularly evident in the various studies on Bielefeld's social-capital approach. However, the concept of organizational culture is hardly taken into account in the university context. In order to be able to show the options for a health-promoting and motivating organization, the aim of the present work was to establish that universities have individual organizational cultures and that organizational culture is also an important factor influencing the prediction of mental health and willingness to perform in the university context. The dissertation was based on two research questions: 
1. Do universities have specific organizational cultures?
2. What cultural aspects affect mental health, as well as the motivational aspects of university staff?
Methodology: After the theoretical introduction to the specifics of the organization University and the presentation of the Bielefeld social-capital concept with a focus on the organizational culture is examined on the basis of a questionnaire survey, whether the universities differ in their organizational culture. Moreover it is examined whether orinazational cultere is a resource for mental health and a guarantor for the willingness to perform. 
The influence of the individual dimensions of organizational culture was examined in detail in order to obtain a differentiated picture of the mechanisms of action and to be able to derive recommendations for action. Additionally it was checked whether access to the resource organizational culture was dependent on sociodemographic data. The cross-sectional analysis was based on written interviews with a total of 10 Universities in Germany. The analysis included data from 5453 respondents. These data were processed by means of a multiple imputation in order to be able to implement the inferential statistical method despite the missing values. The data analysis was carried out using univariate, bi- and finally multivariate methods. 
Results: The universities differ in terms of their organizational culture in 2 of 3 dimensions. Using random intercept only models, significant effects (p <0.05) with an ICC of 0.047 for the department / faculty level and an ICC of 0.074 for the university level could be calculated. The central results of the correlation analyzes using multiple linear regressions show that organizational culture, adjusted for socio-demographic data, has an influence on the aspects of mental health and motivational aspects.
The proportion of measured variance for the models for the predictions is between R²kor = 0.092 for the characteristic of cognitive stress symptoms and R²kor = 0.361 for the characteristic of job satisfaction. Using simple linear regressions, it was possible to show that both commitment and job satisfaction have an influence on well-being, depressive moods and states of exhaustion. The main influencing factors of the organizational culture can be traced back to the dimensions of work area and university. In the work area, this includes participation, the existence of common goals and values and the handling of problems, for the university dimension, the lived culture and the reliability of the university management. 
Discussion: Based on the results, it can be assumed that universities have individual organizational cultures. This offers decision makers individual starting points for the creation of a health-promoting and motivating organizational culture. It also shows that the organizational culture is an important influencing factor for the mental health and the motivation of employees in the university context. Particularly in the work area and at the level of the university management, there are starting points for creating and promoting an employee-oriented, health-promoting and motivating work environment for employees.
KW  - Gesundheit
KW  - Gesundheitsförderung
KW  - Organisationskultur
KW  - Hochschule
KW  - Kultur
KW  - Commitment
KW  - psychische Gesundheit
KW  - Hochschulkultur
KW  - Hochschulkontext
KW  - Motivation
KW  - Engagement
KW  - Arbeitszufriedenheit
KW  - Multiple Imputation
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-234562
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TY  - THES
A1  - Düking, Peter
T1  - Monitoring von Belastungs- und Beanspruchungsmarkern zur individualisierten Steuerung von Trainingsprozessen mithilfe tragbarer Sensorik (Wearable Technology)
T1  - Monitoring parameters of external and internal load to individualize training procedures with wearable technology
N2  - Trainingsprozesse sollten individualisiert und situativ an das Verhältnis zwischen Belastung bzw. Beanspruchung und Erholung angepasst werden, um optimale physiologische Adaptionen und Leistungsverbesserungen zu erzielen. Dazu müssen verschiedene Belastungs- und Beanspruchungsmarker erfasst, analysiert und interpretiert werden. Durch technologische Entwicklungen im Bereich tragbarer Sensorik (Wearables) ist es inzwischen möglich, eine Vielzahl an relevanten Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern in der Praxis zu erheben. Übergeordnetes Ziel der Dissertation war, den Einsatz von Wearables zum Monitoring von Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern zur individualisierten und situativ angepassten Steuerung von Trainingsprozessen aus trainingswissenschaftlicher Perspektive zu untersuchen.

Es wurden sechs Studien durchgeführt. Es konnte gezeigt werden,

1.	dass einige, aber nicht alle relevanten Belastungs- und Beanspruchungsmarker mit derzeit kommerziell erhältlichen Wearables erfasst werden können (Studie 1),
2.	dass viele Marker welche von Wearables erhoben werden nicht auf Reliabilität und/oder Validität hin untersucht worden sind und/oder dass sich die Reliabilität und/oder Validität zwischen Wearables und verschiedenen sportlichen Aktivitäten unterscheidet und deren Anwendung daher limitiert ist (Studie 1,2,3),
3.	dass die Apple Watch Series 4, gefolgt von der Polar Vantage V, die derzeit beste Validität zur Erfassung der Herzfrequenz bei Athleten während verschiedenen Laufintensitäten aufweist (Studie 3).
4.	dass bei Läufern ein individualisiert gesteuerter Trainingsprozess (basierend auf Daten des autonomen Nervensystems erfasst durch Wearables) zu größeren Leistungsverbesserungen
 
und ausgewählten submaximalen physiologischen Adaptionen führt, als ein nicht individualisiert gesteuerter Trainingsprozess (Studie 4),
5.	dass ein System benötigt wird, welches verschiedene Technologien zur weiteren Ausdifferenzierung eines individualisiert gesteuerten Trainingsprozesses vereint (Studie 5).

Es bleiben weitere Fragen offen die Klärung bedürfen, wenn Wearables zum Monitoring von Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern zur individualisierten Steuerung von Trainingsprozessen verwendet werden sollen. Zu diesen Fragen gehören unter anderem:

1.	Welche Auswahl an Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern sowie Wearables in Abhängigkeit der Sportart, der Athletenpopulation und der Trainingsphase optimal ist,
2.	ob die Erfassung von großen Datenmengen sowie die Anwendung von Big Data Analysen einen Mehrwert bei der individuellen Steuerung von Trainingsprozessen liefern,
3.	wie ein (Bio-)Feedback optimal gestaltet wird,

4.	wie Trainer mit Wearables interagieren,

5.	welche Abänderung des Trainingsprozesses in Abhängigkeit der jeweiligen Sportart und Athletenpopulation auf Basis welches Parameters optimal ist.
N2  - Training prescription should be individualized and responsively adjusted to balance training load and recovery in order to promote optimal physiological adaptations and enhance performance. This procedure requires monitoring of external and internal load markers. Due to the technological developments in the field of wearable sensor technologies (wearables), a variety of markers can be monitored. The overall goal of this thesis was to investigate the use of wearables for monitoring external and internal load markers for the individualization and responsive adjustments of training processes from a training science perspective.

Six studies were conducted. The main findings are as follows:

1)	some, but not all, external and internal load markers can be monitored with commercially available wearables (study 1),
2)	many markers which are monitored by wearables have not been examined for reliability and/or validity and/or that the reliability and/or validity differs between wearables and between different sporting activities which limits their usefulness (study 1, 2, 3),
3)	the Apple Watch Series 4, followed by the Polar Vantage V, revealed the highest validity to monitor heart rate of athletes during different running intensities (study 3),
4)	in runners individualization and responsive adjustments of training processes (based on data from the autonomic nervous system monitored by wearables) leads to greater performance improvements and selected submaximal physiological adaptations than a predefined training prescription (study 4),
5)	a system needs to be developed which combines different Wearables for further differentiation of an individualization and responsively training process (study 5).
 
There are questions that need clarification if Wearables shall be used to monitor external or internal load markers for the individualization and responsive adjustments of training processes. These questions include:

1)	Which selection of external and internal load markers and wearables is optimal depending on the type of sport, the athlete population and the training phase?
2)	Does the acquisition of large amounts of data and the application of big data analyses such as the artificial intelligence adds value in the individualization and responsive adjustments of training processes?
3)	How is the (bio-)feedback optimally established?

4)	How do coaches interact with data derived from wearables?

5)	Which responsive adjustment of the training process is optimal, depending on the respective sport and athlete population?
KW  - Wearable
KW  - Training
KW  - Technologie
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-235938
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TY  - THES
A1  - Rausch, Monika
T1  - Die Auswirkung eines funktionellen Krafttrainings auf die muskuläre und subjektive Beanspruchung der Hals-, Nacken– und Schultermuskulatur unter dem Einfluss hoher Beschleunigungskräfte in der Humanzentrifuge
T1  - The influence of a 12-week functional strength training on neck muscular strain under g-forces
N2  - Die hier vorliegende Arbeit hatte in einem ersten Schritt das Ziel, die physiologische Beanspruchung ausgewählter Muskeln des Hals-, Nacken – und Schulterbereiches unter positiven Beschleunigungskräften zu ermitteln und den Einfluss unterschiedlicher Helmsysteme sowie Bewegungen des Kopfes zu analysieren. Dafür wurde die Methode der Oberflächenelektromyographie genutzt, eine Technik, welche myoelektrische Signale, die Muskeln bei ihren Kontraktionsvorgängen erzeugen, erfassen kann. Im Speziellen wurde die Normalisierungsmethode der maximalen Willkürkontraktion (MVC-Normalisierung) gewählt, bei der das mikrovoltbasierte Signal zu einer vorher durchgeführten Maximalkontraktion der zu messenden Muskulatur (Referenzwert = 100%) in Relation gesetzt wird. Somit wird ein prozentualer, quantifizierbarer Wert generiert. In der Humanzentrifuge der Bundeswehr, die am Zentrum für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe in Königsbrück bei Dresden steht, wurden 18 Probanden unterschiedlich hohen Beschleunigungsexpositionen ausgesetzt. Dabei wurden die muskulären Aktivitäten bilateral des M. sternocleidomastoideus, des M. trapezius Pars descendens und des M. erector spinae ermittelt. Im Anschluss daran wurden die Daten mit vorhandener Literatur im flugmedizinischen Kontext verglichen. Weiterhin wurde das subjektive Belastungsempfinden der Probanden während der Beschleunigungsexpositionen erhoben.
Diese Studie zeigt, dass die muskuläre Beanspruchung der HWS-Muskulatur, während positiver Beschleunigung, im Wesentlichen durch die Beschleunigung selbst und durch Kopfbewegungen beeinflusst wird. Weiterhin erhöhen zusätzliche Helmsysteme in Verbindung mit Beschleunigung und Bewegung die muskuläre Beanspruchung signifikant. Auch das subjektive Belastungsempfinden nahm mit zunehmender Beschleunigung und Gewichtszunahme durch die Helmsysteme zu und war im Nackenbereich am höchsten.
Insgesamt erwies sich die Methode der Oberflächenelektromyographie als valide Messmethode zur Bestimmung der physiologischen Beanspruchung der Muskulatur unter Beschleunigungskräften, allerdings nur, sofern sich die Halswirbelsäule in einer neutralen Position befand.
In einem weiteren Schritt, sollte nun überprüft werden, ob die physiologische Beanspruchung im Bereich der Halswirbelsäule unter positiven Beschleunigungskräften durch ein -
speziell für das Umfeld der Jet-Fliegerei konzipiertes - Trainingsprogramm verringert werden kann. Dafür wurden die 18 Probanden in eine Trainings- (12 Personen) und Kontrollgruppe (6 Personen) unterteilt und mit Hilfe unterschiedlicher Validierungskriterien wurde ein 12-wöchiges funktionelles Ganzkörpertraining - mit Schwerpunkt des Muskelaufbaus im Hals-, Nacken- und Schulterbereich - in einem Pre-Posttest-Design überprüft.
Die Validierungskriterien setzten sich sowohl aus qualitativen als auch quantitativen Methoden zusammen. Es wurden grundsätzliche anthropometrische Daten erhoben, Fragebögen erarbeitet als auch Maximalkraftmessungen in allen Bewegungsrichtungen der Halswirbelsäule durchgeführt. Zusätzlich zu den „gängigen“ Methoden wurden die schon beschriebenen Oberflächenelektromyographiemessungen in der Humanzentrifuge angewandt, um zu analysieren, ob objektiv nachgewiesen werden kann, dass ein Training einen positiven Einfluss auf die physiologische Beanspruchung der Muskulatur unter positiven Beschleunigungskräften haben kann. Diese Validierungsmethode wurde in der gesichteten Literatur im flugmedizinischen Kontext in diesem Umfang noch nicht angewandt. Weiterhin wurden die analysierten Muskeln vor als auch nach der Interventionsphase mit Hilfe der Magnetresonanztomographie volumetriert. Somit konnte auch die autochthone schwer zu analysierende Nackenmuskulatur untersucht werden.
Insgesamt konnte mit allen gewählten Methoden nachgewiesen werden, dass durch das Training die physiologische Beanspruchung der Muskulatur subjektiv als auch objektiv verringert wurde. Speziell unter Beschleunigung wurden in der Trainingsgruppe - während die Probanden einen Helm trugen - signifikante Abnahmen der muskulären Aktivität im Posttest festgestellt. Auch das Muskelvolumen nahm in der Trainingsgruppe bei allen untersuchten Muskeln signifikant zu.
Die hier vorliegende Studie stellt eine validierte Möglichkeit dar, die Gesunderhaltung des fliegenden Personals nachweislich zu unterstützen und leistet einen Beitrag in der komplexen Thematik zur Verringerung von Wirbelsäulenbeschwerden bei Luftfahrzeugbesatzungen.
N2  - In a first step, the aim of this study was to determine the physiological demands on selected muscles of the neck and shoulder area under g-forces and to analyse the influence of different helmet systems and head movements. For this purpose, the method of surface electromyography was used, a technique which can detect myoelectric signals generated by muscles during their contractions. In particular, the normalization method of maximum voluntary contraction (MVC normalization) was chosen, in which the microvolt-based signal is related to a previously performed maximum contraction of the muscles to be measured (reference value = 100%). Thus, a percentage, quantifiable value is generated. In the Human Centrifuge of the German Armed Forces, 18 volunteers were exposed to g forces of different magnitudes. The muscular activities of the sternocleidomastoid muscle, the trapezius pars descendens muscle and the erector spinae muscle were determined bilaterally. Subsequently, the data were compared with existing literature in the aeromedical context. Furthermore, the subjective stress sensation of the test persons during the acceleration exposures was determined.
This study shows that the muscular strain on the cervical spine muscles during positive acceleration is essentially influenced by the acceleration itself and by head movements. Furthermore, additional helmet systems in combination with acceleration and movement significantly increase muscular stress. The subjective sensation of stress also increased with increasing acceleration and weight gain by the helmet systems and was highest in the neck area.
Overall, the method of surface electromyography proved to be a valid measuring method for determining the physiological strain on the muscles under g-forces, but only if the head was in a neutral position.
In a further step, it was now to be examined whether the physiological stress in the cervical spine area under g-forces was caused by a training program specially designed for the jet aviation environment. The 18 test persons were divided into a training group (12 persons) and a control group (6 persons) and with the help of different validation criteria, a 12-week functional whole body workout - with a focus on muscle strength in the neck, neck and shoulder area - was tested in a pre-post test design.
The validation criteria consisted of both qualitative and quantitative methods. Basic anthropometric data were collected, questionnaires were developed and maximum force measurements were carried out in all directions of movement of the cervical spine. In addition to the "current" methods, the surface electromyography measurements already described were applied in the human centrifuge in order to analyse whether it can be objectively proven that training can have a positive influence on the physiological strain on the muscles under positive acceleration forces. This validation method has not yet been applied to this extent in the literature reviewed in the aeromedical context. Furthermore, the analyzed muscles were volumetrated before and after the intervention phase by means of magnetic resonance imaging (MRI). Thus, the deep neck muscles, which were difficult to analyze, could also be examined.
All in all, it could be proven with all methods chosen that the physiological strain on the muscles was reduced subjectively as well as objectively by the training. Especially under g-forces, significant decreases in muscular activity were observed in the post-test in the training group - while the test persons wore a helmet. The muscle volume in the training group also increased significantly for all examined muscles.
The present study represents a validated possibility to support the health maintenance of flying personnel and makes a contribution to the complex topic of reducing spinal discomfort in aircraft crews.
KW  - Krafttraining
KW  - Beschleunigung
KW  - Oberflächenelektromyographie
KW  - Hypertrophietraining
KW  - Muskelvolumetrie
KW  - G-Beschleunigung
KW  - Nackenmuskulatur
KW  - superficial emg
KW  - neck training
KW  - MRI
KW  - g-forces
KW  - fighter pilots
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184742
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