Unterschiede in der Muskelaktivität des Rumpfes und der unteren Extremitäten während der Kniebeugeübung mit und ohne Hammerschwung

Oct 19, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 13387 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Perturbationsübungen stärken die Muskeln der unteren Gliedmaßen und des Rumpfes, und das Hinzufügen von Schwungperturbationen während der Belastung während des Trainings könnte die Muskelaktivierung oder -kraft verbessern. Ziel dieser Studie war es, Variationen in der Muskelaktivität des Rumpfes und der unteren Gliedmaßen während herkömmlicher isometrischer Kniebeugen zu überprüfen und festzustellen, ob sie sich mit oder ohne Schwung unter Verwendung der Hammerobics-synchronisierten Kniebeugenmethode ändern. An dieser Studie nahmen zwölf gesunde Männer teil. Die Aktivitäten des M. abductor hallucis, des M. tibialis anterior, des Tibialis posterior, des M. peroneus longus, des M. rectus femoris, des M. biceps femoris long head, des M. semitendinosus, des M. gluteus maximus, des M. multifidus und der inneren schrägen Muskeln wurden mittels Oberflächenelektromyographie während einer Hammerobics-synchronisierten Kniebeuge und einer konventionellen isometrischen Kniebeuge gemessen. Die Muskelaktivitäten wurden zwischen den Kniebeugemethoden statistisch verglichen. Hammerobics-synchronisierte Kniebeugen aktivierten im Vergleich zu herkömmlichen isometrischen Kniebeugen in beiden Phasen die Muskeln Abductor hallucis, Tibialis anterior, Tibialis posterior, Peroneus longus, Semitendinosus und Multifidus deutlich. Die Hammerobics-synchronisierte Kniebeugeübung kann für Rumpf- und Fußstabilitätsübungen in Betracht gezogen werden.

Die motorische Kontrolle, die auf der ständigen Kommunikation zwischen motorischen und sensorischen Systemen beruht, ist entscheidend für die Haltung, Stabilität und Bewegung der Wirbelsäule1. Es hat sich gezeigt, dass Training, bei dem instabile Oberflächen zum Einsatz kommen, die Aktivität der Rumpfmuskulatur erhöht und möglicherweise die Stabilität und das Gleichgewicht des Rumpfes verbessert2. Die neuromuskuläre Kontrolle spielt eine wesentliche Rolle bei der Rumpfstabilität und der Prävention und Rehabilitation von Schmerzen im unteren Rückenbereich3.

Kniebeugenübungen gehören zu den typischen Übungen zur Steigerung der neuromuskulären Kontrolle. Die Kniebeugenübung ist die bekannteste und am häufigsten verwendete Übung zur Aktivierung der Oberschenkel und zahlreicher Muskelgruppen, nicht nur für sportliche Aktivitäten, sondern auch für die Rehabilitation zur Stärkung der Unterkörpermuskulatur und des Bindegewebes nach Gelenkverletzungen4. Als Interventionsstudie zeigte das Trainingsprogramm mit hohen Belastungen, das acht Wochen lang zweimal pro Woche durchgeführt wurde, dass sich die Beinkraft und Kraft bei jungen Sportlern durch Kniebeugenübungen mit halbem Rücken verbesserte5. Es wurde gezeigt, dass die beim Kniebeugen erzeugte Kraft mit dem Ausmaß der Muskelaktivität in den unteren Extremitäten zusammenhängt6. Bei Kniebeugenübungen ist es wichtig, Übungen zu analysieren, die die Aktivität der unteren Rumpfmuskulatur maximieren können.

Es wurde berichtet, dass das Hinzufügen unterschiedlicher Oberflächen und Bedingungen zu Kniebeugenübungen die Muskelaktivität in den unteren Extremitäten und im Rumpf erhöht. Schäfer et al. untersuchten instabile Situationen mithilfe experimenteller interner und externer Störungstests für Ruderer. Sportartspezifische Bewegungen und Körperhaltungen wurden präzise in der Kniebeuge- und Ruderposition mithilfe einer instabilen Oberfläche, eines mit Wasser gefüllten Rohrs oder durch Anschieben durch Dritte ausgeführt7. Eine störungsbasierte Intervention mit 224 Übungen (mit Softpads, Balancekissen, BOSU-Bällen, umgekehrten BOSU-Bällen, Swiss-Bällen, Slashpipes und Schlingentrainern) über ein Jahr hinweg bei jugendlichen Sportlern steigerte die Kraft der Rumpfmuskulatur und verringerte die Kraftungleichgewichte zwischen Beuger und Strecker Muskeln und verringerte Intensität der Schmerzen im unteren Rückenbereich8. Darüber hinaus kann die Nutzung instabiler Situationen bei Übungen die Stabilität der unteren Extremitäten- und Rumpfmuskulatur verbessern9. Die Verwendung solcher mit Wasser gefüllten Geräte oder Sandsäcke verbessert die Stabilität der Muskeln der unteren Gliedmaßen und des Rumpfes bei Kniebeugen oder sauberen und ruckartigen Übungen für die Stabilisierungsaufgabe10. Mehrere Studien haben die Muskelaktivität entsprechend der schwingenden Störungsbewegung beim Training untersucht, um festzustellen, ob Muskeln effektiv aktiviert werden können. Saeterbakken et al. verglichen ein normales Bankdrücken mit Pendeln, die vorwärts/rückwärts schwingen11. Van Gelder et al. untersuchten ein- oder doppelarmige Kettlebell-Schwingübungen in anteroposteriorer Richtung, um festzustellen, ob die Muskelaktivierung in den Muskeln Gluteus maximus, Gluteus medius und Biceps femoris gesteigert werden kann12. Kettlebell-Schwungübungen verbessern in einem sechswöchigen Programm sowohl die Maximal- als auch die Explosivkraft13. Basierend auf diesen Punkten kann das Hinzufügen einer Schwungstörungsbelastung beim Training die Muskelaktivierung oder -kraft erhöhen.

Hammerobics™-Übungen sind Störungsübungen, die Haltungsstabilität und Muskelkoaktivierung erfordern14. Die Übung ist aus dem sportlichen Wettkampf des Hammerwerfens abgeleitet und nutzt das Konzept der parametrischen Erregung. Das theoretische System der parametrischen Anregung kann durch Betrachtung eines Hula-Hoop-Modells verstanden werden, das ein Energiepumpsystem verwendet15,16. Hammerobics-synchronisierte Kniebeuge (HSS) ist eine Übung, die bei isometrischen Kniebeugen eine schwingende Störungsbewegung in anteroposteriorer Richtung nutzt, wobei wettbewerbserprobte Hämmer an jeder Seite der olympischen Hantelstange angebracht sind und gleichzeitig die Körperhaltung statisch beibehalten wird14. Übungen, bei denen der Hammer bewusst geschwungen wird, während die hintere Hocke gehalten wird, haben das Potenzial, die Aktivität der unteren Extremitäten und der Rumpfmuskulatur einschließlich des Fußes zu steigern. Allerdings hat keine solche Studie die Aktivierung der Rumpf- und unteren Extremitätenmuskulatur während eines störungsbasierten Stabilisierungstrainings bei HSS untersucht.

Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Muskelaktivität der unteren Rumpfmuskelgruppen während der konventionellen Kniebeuge und der Kniebeuge mit zusätzlicher Hammerschwingung zu vergleichen. Für die Hauptaufgabe des HSS wurde eine freiwillige Anstrengung als Reaktion auf die von außen ausgeübte mechanische Belastung (Hämmerbewegung) unter Beibehaltung der Schwungbewegung unternommen. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Muskeln Abductor hallucis (Abd H), Tibialis anterior (TA), Tibialis posterior (TP) und Peroneus longus (PL) im HSS aktiviert werden und dass die Rumpfmuskulatur, einschließlich des Mul-Muskels, eine höhere Aktivierung aufweisen wird mit dem HSS als mit der herkömmlichen isometrischen Kniebeuge (CIS).

An dieser Studie nahmen zwölf gesunde Männer im Alter von 19–45 Jahren teil. Alle Teilnehmer waren körperlich aktiv und absolvierten mindestens drei Übungen pro Woche. Vor Versuchsbeginn wurden alle Teilnehmer ausgeschieden, die in den letzten 3 Monaten schwere Verletzungen oder Schmerzen am Untersuchungstag hatten. Die Teilnehmer wurden angewiesen, aufzuhören, wenn sie während einer der Testphasen Schmerzen verspürten. Keiner der Teilnehmer wurde während der Untersuchung aufgrund von Verletzungen oder Unwohlsein unterbrochen. Diese Laborstudie verwendete ein Design mit wiederholten Messungen innerhalb der Teilnehmer. Die Muskelaktivität war die abhängige Variable und die Art der Übung die unabhängige Variable. Die Studie wurde von der Forschungsethikkommission der Medizinischen und Zahnmedizinischen Universität Tokio (Kennnummer des Forschungsprotokolls: M2018-162) genehmigt und folgte den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki (52. Generalversammlung der Weltärztekammer in Edinburgh, Schottland, Oktober 2000) für medizinische Zwecke Forschung mit menschlichen Probanden. Alle Teilnehmer gaben eine schriftliche Einverständniserklärung zur Studienteilnahme ab.

In dieser Studie wurden während zweier Übungen Elektromyographie-Werte (EMG) in den unteren Gliedmaßen und im Rumpf gemessen. Als Messbein wurde das dominante Bein verwendet, also das Bein, das den Ball kickt. Die Übungsaufgaben waren das HSS und das CIS (Abb. 1). Während der Übung werden die EMG-Werte von Abd H, TA, TP, PL, Rectus femoris (RF), Biceps femoris long head (BFLH), Semitendinosus (ST), Gluteus maximus (GM), Mul und den inneren schrägen Muskeln ( IO) wurden mittels Oberflächen-EMG gemessen. Alle Übungen wurden mündlich erklärt und die Messungen wurden nach ausreichender Übung durchgeführt, um die Probanden mit dem Test vertraut zu machen. Alle Messungen wurden am selben Tag durchgeführt. Vier Mitglieder des Forschungsteams sammelten die Daten und luden sie auf eine digitale Plattform hoch.

Erklärung der Hammerobics-synchronisierten Kniebeuge und der konventionellen isometrischen Kniebeuge. (a) Hammerobics-Hammeraufbau. (b) Hammerobics-synchronisierte Kniebeuge. (c) Konventionelle isometrische Kniebeuge.

EMG-Signale wurden während der Übungsaufgabe mit Oberflächen-EMG (Ultium EMG, EM-U810M8, Tele Myo2400, Noraxon USA Inc., Scottsdale, AZ, USA) und bei 2000 Hz mit aktivierter Bandpassfilterung (10–500 Hz) aufgezeichnet einen Personalcomputer (EM-P5, Noraxon) mit einem Empfänger (EM-U880, Noraxon). Das EMG-System und das Noraxon Myvideo-System unter Verwendung eines NiNOX 125 wurden synchronisiert. Vor dem Anbringen der Elektroden wurde die Haut rasiert, abgerieben und mit Alkohol gereinigt. Die Elektrodenanwendungsstelle für EMG wurde gemäß früheren Studien17,18,19 und Richtlinien von SENIAM (URL: http://www.seniam.org/) bestimmt. Oberflächenelektroden (Ambu, Blue Sensor M-00-S, Ballerup, Dänemark) wurden im Abstand von 35 mm an Abd H, TA, TP, PL, RF, BFLH, ST, GM, Mul und IO auf der rechten Seite angebracht ( Abb. 2). Die Elektroden für jeden Muskel wurden parallel zu den Muskelfasern angebracht. Vor jeder Messung wurde bestätigt, dass die Hautimpedanz < 5 kΩ betrug20.

Die Elektrodenanwendungsstelle für die Elektromyographie. (a) mediale Ansicht des Unterschenkels, (b) anterolaterale Ansicht des Unterschenkels, (c) vordere Ansicht des Oberschenkels, (d) hintere Ansicht des Oberschenkels, (e) vordere Ansicht des Abdomens, ( f) Rückansicht des unteren Rückens. A: Tibialis posterior, B: Abductor hallucis, C: Peroneus longus, D: Tibialis anterior, E: Rectus femoris, F: Semitendinosus, G: Biceps femoris langer Kopf, H: Interner Schrägmuskel, I: Multifidus, J: Gluteus maximus.

Für den Aufbau wurde in HSS ein 7,26 kg schwerer Hammer (φ: 116,5 mm; NISHI Athletics Goods Co. Ltd., Tokio, Japan) durch Umwickeln des Hammerdrahtes an jedem Ende der olympischen Hebestange befestigt. Die Gesamtlänge der Ausrüstung vom Boden der Kugel bis zum Draht betrug 0,5 m. Die Gewichtseinstellung ist in Tabelle 1 beschrieben. Das Gewicht der Ausrüstung wurde entsprechend dem Körpergewichtsbereich des Teilnehmers eingestellt. In CIS wurde das Gesamtgewicht der Langhantel und der olympischen Hantelstange so angepasst, dass es dem Gewicht des HSS jedes Teilnehmers entsprach. Die Teilnehmer wurden angewiesen, HSS- und CIS-Übungen unter den gleichen Bedingungen durchzuführen. Vor Beginn der Aufgabe hatten die Teilnehmer die Möglichkeit, 5 bis 10 Minuten lang sowohl HSS- als auch CIS-Übungen zu erleben, um sich daran zu gewöhnen, sicherzustellen, dass der Körper zwischen den Übungen für 90° auf der gleichen Höhe und dem gleichen Knie gehalten wird. Darüber hinaus wurde die Körperhaltung durch den Untersucher stets visuell beurteilt (Kniewinkel 90° und konsequent mittels Goniometer). Jeder Übungstyp wurde in zwei Versuchen durchgeführt.

Der Hammerobics Synchronized Squat (HSS) ist eine Art isometrische Kniebeugenübung, bei der die beiden Hämmer gleichzeitig in die gleiche Richtung geschwungen werden. Diese Übung erzeugt anteroposteriore und vertikale Bewegungen durch das Schwingen von Hämmern, die mit Drähten an jedem Ende einer olympischen Hantelstange aufgehängt sind (Abb. 1). Bei der Durchführung wurde die Amplitude der oszillierenden Hämmer aus Sicherheitsgründen innerhalb von 90° der vertikalen Ebene gehalten14. Um HSS durchzuführen, ist die Beibehaltung einer isometrischen Hocke mit aufrechter Oberkörperhaltung bei gleichzeitiger gleichmäßiger Bewegung der Hämmer in anteroposteriorer Richtung erforderlich. Es sollte beachtet werden, dass der Schwerpunkt der Übung nicht darauf liegt, zu sehen, wie viel Amplitude auf das Schwingen der Hämmer angewendet werden kann, sondern darauf, die Schwingamplitude beizubehalten, ohne den Rhythmus der Hämmer zu stören, und zwar durch minimale Körperbewegungen, Haltungsänderungen usw Rhythmus. Während des HSS-Versuchs wurden zehn Schwünge aufgezeichnet. Hammerbewegungen während des HSS-Versuchs wurden von einer Hochgeschwindigkeitskamera erfasst, die mit einem EMG-System synchronisiert war.

Die konventionelle isometrische Kniebeuge (CIS) ist eine isometrische Übung mit einer Langhantel mit dem gleichen Gewicht wie HSS, bei der die Person in der Hocke bleibt, um den Hüft- und Kniewinkel relativ gebeugt zu halten. Die Daten wurden während des CIS-Versuchs 10 Sekunden lang aufgezeichnet. Für die Daten während des HSS-Versuchs wurden drei Datenschwünge aus den erhaltenen Daten extrahiert und für die Analyse verwendet. Die Bewegung während des HSS-Versuchs wurde anhand der von der Hochgeschwindigkeitskamera erfassten Hammerbewegung in zwei Phasen unterteilt. Wir haben die Hammerbewegung mit HSS als von vorne nach hinten (FB) und von hinten nach vorne (BF) definiert. Während der FB-Phase bewegte sich der Hammer nach Erreichen des höchsten Punktes von der Vorderseite der Teilnehmer und dann am höchsten Punkt zur Rückseite. Beim BF ist die Bewegung des Hammers umgekehrt wie in der FB-Phase, von der Rückseite am höchsten zur Vorderseite am höchsten. Für die Analyse wurden die EMG-Werte in jeder Phase verwendet. In jedem CIS-Versuch haben wir 10 Sekunden aufgezeichnet, als sich der Teilnehmer in der anfänglichen Kniebeugehaltung befand. Es wurden Daten von 4,01 bis 7,00 s verwendet.

Alle EMG-Rohsignale wurden mithilfe eines Effektivwertalgorithmus mit einer Zeitreferenz von 50 ms gleichgerichtet und geglättet. Dieser experimentelle Test wurde nicht für den Vergleich der Muskelaktivitätsniveaus zwischen den Muskeln verwendet. Ein Amplitudenvergleich der Signale eines bestimmten Muskels wurde zwischen den beiden Übungsaufgaben einer Person in derselben Sitzung durchgeführt, streng unter denselben experimentellen Bedingungen und ohne Veränderung der EMG-Elektroden21,22. Der für die Analyse verwendete Durchschnittswert (μV-s) wurde berechnet und über die drei vollständigen Schwünge während der Übungsaufgabe gemittelt, und die Mittelwerte wurden für die Analyse verwendet23.

Die Datenanalyse wurde mit IBM SPSS Statistics Version 25.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) durchgeführt. Zur Bestätigung der Normalität wurde der Shapiro-Wilk-Test durchgeführt. Abhängig von der Normalität der Verteilung wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse oder der Kruskal-Wallis-Test verwendet, um den Unterschied zwischen den Übungsaufgaben zu untersuchen. Der Post-hoc-Test für die einseitige Varianzanalyse oder der Kruskal-Wallis-Test war die Bonferroni-Korrektur. Ein p-Wert < 0,05 wurde in einer A-priori-Leistungsanalyse als signifikant angesehen. Die Daten werden als Median (Interquartilbereich) ausgedrückt.

Bei jeder Trainingsbedingung gab es keine Normalität der Muskelaktivität. Daher wurde für Vergleiche zwischen Bedingungen eine nichtparametrische Methode gewählt. In der FB-Phase waren die Muskelaktivitäten von Abd H, TA, TP, PL, ST und Mul während HSS signifikant höher als während der CIS (Tabellen 2,3, Abb. 3). In der BF-Phase waren die Muskelaktivitäten von Abd H, TP, PL, ST und Mul im HSS signifikant höher als im CIS (Tabelle 2, Abb. 3).

Der mittlere und interquartile Bereich der Muskelaktivität während jeder Übungsaufgabe. BF von hinten nach vorne, FB von vorne nach hinten, CIS konventionelle isometrische Kniebeuge.

Das HSS zeigte im Vergleich zum CIS eine höhere Aktivierung in den Muskeln Abd H, TA, TP, PL, ST und Mul. Die Ergebnisse dieser Studie stützten die Hypothese. Bisher gab es keine Berichte über biologische Reaktionen auf das Hammerschwingtraining, was auf die Möglichkeit einer neuen Trainingsmethode hinweist.

Störungsbasiertes Training ist wirksam zur Rumpfstabilisierung und lindert Schmerzen. Schäfer et al. untersuchten Instabilitätssituationen mithilfe einer instabilen Oberfläche oder eines mit Wasser gefüllten Rohrs oder eines Stoßes von einer dritten Person und stellten fest, dass ein störungsbasiertes Rumpfstabilisierungstraining möglicherweise wirksam bei der Verbesserung der körperlichen Funktion des unteren Rückens bei Spitzenruderern ist7. Eine störungsbasierte Intervention (mit weichen Polstern, Gleichgewichtskissen, BOSU-Bällen, umgekehrten BOSU-Bällen, Schweizer Bällen, Slashpipes und Schlingentrainern) über ein Jahr hinweg bei jugendlichen Sportlern reduzierte Kraftungleichgewichte und die LBP-Intensität nahm ab8. Der Mul-Muskel trägt zur Stabilität der Lendenwirbelsäule bei und spielt eine Rolle bei der Steuerung der intersegmentalen Bewegung24. In der vorliegenden Studie zeigte das HSS eine signifikante Aktivierung des Mul-Muskels durch störungsbasierte Intervention.

Der Fuß ist eine komplexe Struktur, die eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung einer statischen und dynamischen Haltung spielt. Intrinsische und extrinsische Muskeln steuern die Bewegung und Stabilität des Fußgewölbes25. Da HSS eine Verschiebung des Druckzentrums nach vorne und hinten erfordert, erhöhten die TP, TA und PL, die grundlegende Muskeln für die dynamische Steuerung des Fußgewölbes sind, die Muskelaktivitäten mit HSS. Übungsprogramme verbessern die intrinsische und extrinsische Fußmuskulatur, um Sportverletzungen26 und Rehabilitation27,28 zu helfen und Sturzrisiken vorzubeugen29. Kurzfußübungen sind eine geeignete Kräftigungsübung zur Aktivierung der Fußmuskulatur, insbesondere des Abd H27,30, und können bei Personen mit Pes planus zur Stärkung des Abd H-Muskels beitragen31. Kulig et al. haben berichtet, dass TP-Training mit Orthesen die Fußfunktionsindexwerte einschließlich Schmerzen und Behinderung verbessern könnte27. Selektives Training für den TP mit Dehnung des Iliopsoas zeigte deutliche Verbesserungen des dynamischen Gleichgewichts und der statischen Fußgewölbehöhe im Vergleich zu herkömmlichen Handtuch-Curl-Übungen bei Teilnehmern mit pronierten Füßen30. Freizeitläufer, die ein Fußtrainingsprogramm durchführten, hatten im Vergleich zur Kontrollgruppe ein 2,42-fach geringeres Risiko für laufbedingte Verletzungen26. Darüber hinaus reduzierte eine 6-wöchige Intervention mit kurzen Fußübungen den Strahlabfall, die Pronation des Fußes, Fußschmerzen, Behinderungen und eine Zunahme der Plantarkraft des medialen Mittelfußes bei Pes planus32. Diese früheren Studien zeigen, wie wichtig es ist, die Funktion der Fuß- und Knöchelmuskulatur zu verbessern.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Aktivität der Fuß- und Knöchelmuskulatur bei HSS erhöht war, was eine Haltungskontrolle in der Belastungsposition erforderte. Unter instabilen Bedingungen waren die Aktivitäten von Flexor Digitorum Longus, Peroneus Brevis und TA erhöht33. Die Aktivitäten der Muskeln Abductor pollicis brevis, Flexor digitorum brevis und Plantaris quadratus wurden in verschiedenen Positionen analysiert und diese Muskeln wurden bei Belastung stärker aktiviert34. Die Aktivität der Muskeln PL und Abductor pollicis longus während der Kurzfußübung war im Stehen signifikant höher als im Sitzen31,35. Daher stützte die vorliegende Studie die Ergebnisse früherer Studien hinsichtlich des Punktes, dass das Hinzufügen von Haltungskontroll- und Instabilitätselementen zu Übungen die Aktivität der Fußmuskulatur erhöht.

In der vorliegenden Studie aktivierte HSS die intrinsischen und extrinsischen Fußmuskeln signifikant, ohne dass die Absicht bestand, die Fußfinger durch Hammerbewegungen zu bewegen.

Die vorliegende Studie fügte eine instabile Situation mit Hammerstörung während einer Kniebeuge hinzu, die als HSS bezeichnet wird. Bei der Haltungsstabilität gegen Störungen nahm die Aktivität der Muskelgruppen im Zusammenhang mit der Lendenwirbelsäule, dem Fuß und dem Sprunggelenk tendenziell zu, im Gegensatz zu den Muskelgruppen im Zusammenhang mit der Stabilität des Hüftgelenks und des Beckens. Die Fuß- und Mul-Muskeln zeigten eine deutlich höhere Aktivierung, ohne die Position zu ändern und zu versuchen, die Hüft- und Kniegelenkwinkel oder die Fußzehen zu bewegen. Obwohl diese Übung die Muskelaktivität in der BF- und FB-Phase unterschiedlich zeigt, erfordert sie eine Umschaltfunktion bei der Muskelaktivierung, während der Hammer gleichmäßig in der Hocke geschwungen wird. Das Erlernen des Ein- und Ausschaltzeitpunkts für die Muskelaktivierung. Diese Bewegung kann möglicherweise die Koordination der Muskeln um den Rumpf, die Hüftgelenke, die Kniegelenke und die Knöchelgelenke verbessern und dabei helfen, die Koordination des gesamten Körpers zu entwickeln.

Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie könnte die HSS-Übung als Rumpf- und Fußstabilitätsübung wirksam sein. Um die Aktivität der Knöchelmuskulatur zu steigern, sollten Zehenübungen wie Handtuchsammeln und Kurzfußübungen durchgeführt werden. Allerdings gibt es eine gewisse Anzahl von Patienten, die aufgrund von Deformitäten oder Schmerzen Schwierigkeiten bei der Durchführung dieser Übungen haben. Das in dieser Studie verwendete HSS kann die Aktivität der Fuß- und Knöchelmuskulatur unbewusst steigern, ohne bewusst Fuß- und Knöchelgelenkübungen durchzuführen. In dieser Studie wurden Hämmer an der Stange befestigt. Steht in der Trainingsumgebung kein Hammer zur Verfügung, können alternativ auch andere Gewichte wie Kettlebells, Wasserflaschen oder Sandsäcke verwendet werden.

Diese Studie weist einige Einschränkungen auf. Zunächst untersuchten wir nur Teilnehmer in einer Einkörperposition, während sie sich in der isometrischen Kniebeugeposition befanden. Unterschiedliche Körperhaltungen können zu unterschiedlicher Muskelaktivierung führen. Darüber hinaus wurden die Gelenkwinkel des Rumpfes und der unteren Extremitäten während des Versuchs nicht analysiert. Der Kniewinkel wurde jedoch vor dem Versuch festgelegt und der Untersucher bestätigte, dass sich die Haltung während des Versuchs nicht veränderte. Zweitens haben wir nur die anteroposteriore Richtung der Hammerbewegung verglichen. Unterschiedliche Hammerbewegungen können zu unterschiedlichen Muskelaktivierungsergebnissen führen. Drittens war die Reihenfolge der Übungen in dieser Studie nicht randomisiert. Darüber hinaus war das Ergebnis dieser Studie nur das Ausmaß der Muskelaktivität, das die biologische Reaktion während der Übungen anzeigt, und die Auswirkungen während der Übungen wurden nicht überprüft. Schließlich haben wir die EMG-Signale nicht normalisiert, da die Daten bei demselben Teilnehmer während derselben Sitzung innerhalb eines kurzen Zeitraums gesammelt/verglichen wurden23. Daher sollten diese Faktoren in zukünftigen Studien berücksichtigt und analysiert werden. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen erforderlich, um nicht nur die Muskelaktivität, sondern auch das Gleichgewicht und andere Leistungsvariablen zu analysieren und die mittel- bis langfristige Wirksamkeit von HSS zu überprüfen.

Die TA-, TP-, Abd H- und PL-Muskeln wurden während HSS im Vergleich zu CIS deutlich stärker aktiviert. Die HSS-Übung kann für Rumpf- und Fußstabilitätsübungen in Betracht gezogen werden.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Koji Murofushi und Daisuke Yamaguchi

Japan Sports Agency, Tokio, Japan

Koji Murofushi

Fakultät für Sportwissenschaft, Waseda-Universität, Tokio, Japan

Tomoki Oshikawa und Koji Kaneoka

Niigata University of Health and Welfare, Niigata, Japan

Hiroshi Akuzawa

Klinisches Zentrum für Sportmedizin und Sportzahnheilkunde, Medizinische und Zahnmedizinische Universität Tokio, Tokio, Japan

Sho Mitomo, Kenji Hirohata und Kazuyoshi Yagishita

Abteilung für Rehabilitation, Sonoda Third Hospital/Tokyo Medical Institute Tokyo Spine Center, Tokio, Japan

Hidetaka Furuya

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KM konzipierte und plante die Konzeption. KM, TO, HA, DY führten die Ausführung der Arbeiten durch. KM, KK, TO, HF, KH, SM planten und führten die Interpretation des Manuskripts durch. KM, KK, TO, HA, KH, SM, DY haben zur Erstellung des Manuskripts beigetragen. KM, KK, TO, HA haben zur Überarbeitung wichtiger intellektueller Inhalte beigetragen. KK, KY übernahm die Führung in der Aufsicht.

Korrespondenz mit Koji Murofushi.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Murofushi, K., Oshikawa, T., Kaneoka, K. et al. Unterschiede in der Muskelaktivität des Rumpfes und der unteren Extremitäten während der Kniebeugeübung mit und ohne Hammerschwung. Sci Rep 12, 13387 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-17653-7

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Eingegangen: 09. April 2022

Angenommen: 28. Juli 2022

Veröffentlicht: 04. August 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17653-7

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