TY  - THES
A1  - Helm, Norman
T1  - Optimierung der Leistungsdiagnostik und Entwicklung von effektiven Trainingsprogrammen in der Zweikampfsportart Judo unter Verwendung des Mess- und Informationssystems JERGo für judospezifische Anrissbewegungen
N2  - Eine sportartspezifische Anforderungsanalyse ist die Grundlage für die Leistungsdiagnostik und eine wichtige Voraussetzung für die Trainingssteuerung im Spitzensport. Im Rahmen der Leistungsdiagnostik in der Zweikampfsportart Judo besitzen judospezifische Anrissleistungen bei Anrissbewegungen ein hohes Potenzial, um Defizite im Kraft-Weg-Verlauf bzw. in den kinetischen Parametern (z. B. mechanische Arbeit, dynamische Maximalkraft) zu identifizieren und ableitend daraus entsprechende trainingsmethodische Anpassungen zur Verbesserung vorzunehmen. Die Rumpfstabilität und die Rumpfkraft stellen wichtige Leistungsvoraussetzungen für sportliche Bewegungen dar, um den optimalen Transfer von Kräften und Drehmomenten von den unteren Extremitäten über den stabilen Rumpf hin zu den oberen Extremitäten zu ermöglichen. Im Trainingsprozess der Judoka erfährt das spezifische Krafttraining immer mehr Aufmerksamkeit, um die sportartrelevanten Muskelgruppen zu entwickeln und somit die finale Effektivität einer Wurftechnik zu verbessern.

Die wesentliche Zielstellung dieser Arbeit bestand darin, die Leistungsdiagnostik im Judo zu optimieren und effektive Trainingsprogramme zur Verbesserung von judospezifischen Anrissbewegungen zu entwickeln. Im Einzelnen wurde dafür eine systematische Anforderungsanalyse für die Sportart Judo erarbeitet. Basierend auf dieser Analyse wurden die Validität und die Reliabilität von kinetischen Parametern während Anrissbewegungen mit einem judospezifischen Ergometer-System (JERGo) untersucht. Zudem wurden die Zusammenhänge zwischen der Rumpfkraft und kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen analysiert. Schließlich wurde die Wirksamkeit eines spezifischen Anrisstrainings am JERGo-System gegenüber einem Anrisstraining mit Partner auf kinetische Parameter und Muskelaktivität überprüft.

Die sportartspezifische Anforderungsanalyse wurde unter Berücksichtigung der metabolischen und muskulären Anforderungen sowie sportartspezifischen Verletzungsrisiken erarbeitet. An den zwei Querstudien bzw. einer Längsschnittstudie nahmen gesunde männliche Judoka mit unterschiedlichem Expertiseniveau teil. Die kinetischen Parameter bei judospezifischen Anrissbewegungen wurden mit dem JERGo-System in allen Experimentalstudien erfasst. Die Rumpfkraft wurde mit einem isokinetischen Dynamometer gemessen, um Assoziationen zwischen der Rumpfkraft und judospezifischen Anrissleistungen zu bestimmen. Zudem wurde die Aktivität ausgewählter Rumpf-/Schultermuskeln bei der Anrissbewegung im Standfür die Validierung des JERGo-Systems und für die Überprüfung der Effekte eines Anrisstrainings erfasst. Die Ermittlung von sportmotorischen Leistungen erfolgte durch die Übungen Liegend-Anreißen und Klimmziehen, um die Wirkungen eines judospezifischen Anrisstrainings auf sportartunspezifische Kraftleistungen zu untersuchen.

Unter Berücksichtigung der muskulären Anforderungen im Judo wird die Ausführung einer explosiven Anrissbewegung bzw. Wurftechnik durch die koordinierte Aktivität vieler Muskelgruppen und vor allem durch die unteren Extremitäten sowie den Rumpf realisiert. Aus trainingswissenschaftlicher Sicht ist das JERGo-System ein valides und reliables Messinstrument für die Diagnostik von kinetischen Parametern während judospezifischer Anrissbewegungen. Die Rumpfkraft, insbesondere bei der Rumpfrotation, ist mit kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen assoziiert. Ein Anrisstraining am JERGo-System zeigt in den kinetischen Parametern und Muskelaktivierungen vor allem bei der Anrissbewegung im Stand signifikant größere Zuwachsraten im Vergleich zu einem Anrisstraining mit Partner.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Verbesserung der muskulären Leistungsfähigkeit (z. B. Explosivkraft) in den unteren Extremitäten und der Rumpfmuskulatur eine wichtige Basis für judospezifische Anrissleistungen bei Anrissbewegungen und Wurftechniken darstellt. Zudem empfiehlt es sich, dass JERGo-System zur Diagnostik von kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen in die judospezifische Testbatterie einzubinden. Weiterhin kann davon ausgegangen werden, dass durch rumpfextensions- und vor allem durch rumpfrotationskräftigende Übungen unter maximal schellkräftigender Muskelaktivierung Einfluss auf kinetische Parameter bei judospezifischen Anrissbewegungen genommen wird. Letztendlich empfiehlt es sich, ein Antrisstraining am JERGo-System in den judospezifischen Trainingsprozess zu integrieren.
N2  - A sport-specific needs analysis is the foundation of performance diagnostic and an important requirement of training management in elite sports. In the context of performance diagnostic in judo, judo-specific pulling performances during pulling movements have strong potential to identify deficits in the force-displacement curve or in kinetic parameters (i.e., mechanical work, maximal force) during pulling movements, thus enabling training-methodical adjustments for improvement. Core stability and trunk muscle strength are important performance prerequisites for sport-specific movements to enable the optimal transfer of forces and torques from the upper limbs through the stable core to the upper limbs. In the training process of the judoka, the specific strength training has received increasing attention to develop the sportrelated muscle groups and thus to improve the ultimate effectiveness of a throwing technique.

The main objective of this thesis was to optimize performance diagnostics in the combat sport of judo and develop effective training programs for improving judo-specific pulling movements. Specifically, a systematic needs analysis for judo was conducted, whereby the validity and reliability of kinetic parameters during pulling movements using a judo-specific ergometer system (JERGo) was examined. In addition, associations between measures of trunk muscle strength and judo-specific pulling kinetics were analyzed. Furthermore, the effectiveness of a judo-specific resistance training using the JERGo system versus a resistance training with a partner on kinetic parameters and muscle activity was examined.

The sport-specific needs analysis was performed with a special focus on metabolic and muscular demands in judo as well as sport-specific injury risks. Two cross-sectional and one longitudinal study included healthy male judoka with different expertise levels. Kinetic parameters during judo-specific pulling movements were assessed by means of the JERGo system in all experimental studies. Trunk muscle strength was determined using an isokinetic dynamometer to determine associations between trunk muscle strength and judo-specific pulling kinetics. In addition, the activity of selected trunk and shoulder muscles was recorded during the pulling movement in stand to validate the JERGo system and examine the effects of pulling resistance training. Components of physical fitness were represented by bench-pull and pull-up exercises to investigate the effects of pulling resistance training on sport-non-specific performances.

With respect to the muscular demands during judo, explosive pulling movements or throwing techniques are realized by the coordinated activity of several muscle groups, particularly by the lower limb and the trunk muscles. From a training scientific perspective, the JERGo system is a valid and reliable measurement tool for the diagnostics of kinetic parameters during judo-specific pulling movements. Trunk muscle strength – particularly trunk rotation – is associated with judo-specific pulling kinetics. Judo-specific resistance training using the JERGo system revealed significantly higher gains in pulling kinetics and muscle activity compared with resistance training with a partner.

The findings of the present theses imply that improving muscular performance (e.g., power) in the lower limb and trunk muscles is an important basis for performing judo-specific pulling movements and throwing techniques. In addition, it is recommended to integrate the JERGo system into the judo-specific test battery for the diagnostics of judo-specific pulling kinetics. Furthermore, strengthening exercises with explosive muscle activation for trunk extensors and especially trunk rotators could have a beneficial effect on kinetic parameters during judo-specific pulling movements. Finally, it is recommended to integrate pulling resistance training in the JERGo system into judo-specific training routines.
T2  - Optimization of performance diagnostics and development of effective training programs using the measurement and information system JERGo for judo-specific pulling movements
KW  - Anfoderungsprofil Judo
KW  - Kampfsport
KW  - sportliche Leistung
KW  - spezifisches Krafttraining
KW  - Oberflächenelektromyographie
KW  - judospezifische Anrissbewegung
KW  - Rumpfkraft
KW  - needs analysis judo
KW  - judo-specific pulling movement
KW  - muscle activity
KW  - reliability
KW  - sport-specific resistance training
KW  - combat sport
KW  - athletic performance
KW  - trunk muscle strength
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-471765
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gebel, Arnd
T1  - Postural control in youth: From performance to neural correlates
T1  - Die posturale Kontrolle von Kindern und Jugendlichen: Von Gleichgewichtsleistung zu neuronalen Korrelaten
N2  - Background and objectives: The intricate interdependencies between the musculoskeletal and neural systems build the foundation for postural control in humans, which is a prerequisite for successful performance of daily and sports-specific activities. Balance training (BT) is a well-established training method to improve postural control and its components (i.e., static/dynamic steady-state, reactive, proactive balance). The effects of BT have been studied in adult and youth populations, but were systematically and comprehensively assessed only in young and old adults. Additionally, when taking a closer look at established recommendations for BT modalities (e.g., training period, frequency, volume), standardized means to assess and control the progressive increase in exercise intensity are missing. Considering that postural control is primarily neuronally driven, intensity is not easy to quantify. In this context, a measure of balance task difficulty (BTD) appears to be an auspicious alternative as a training modality to monitor BT and control training progression. However, it remains unclear how a systematic increase in BTD affects balance performance and neurophysiological outcomes. Therefore, the primary objectives of the present thesis were to systematically and comprehensively assess the effects of BT on balance performance in healthy youth and establish dose-response relationships for an adolescent population. Additionally, this thesis aimed to investigate the effects of a graded increase in BTD on balance performance (i.e., postural sway) and neurophysiological outcomes (i.e, leg muscle activity, leg muscle coactivation, cortical activity) in adolescents.
Methods: Initially, a systematic review and meta-analysis on the effects of BT on balance performance in youth was conducted per the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis statement guidelines. Following this complementary analysis, thirteen healthy adolescents (3 female/ 10 male) aged 16-17 years were enrolled for two cross-sectional studies. The participants executed bipedal balance tasks on a multidirectional balance board that allowed six gradually increasing levels of BTD by narrowing the balance boards’ base of support. During task performance, two pressure sensitive mats fixed on the balance board recorded postural sway. Leg muscle activity and leg muscle coactivation were assessed via electromyography while electroencephalography was used to monitor cortical activity.
Results: Findings from the systematic review and meta-analysis indicated moderate-to-large effects of BT on static and dynamic balance performance in youth (static: weighted mean standardized mean differences [SMDwm] = 0.71; dynamic: SMDwm = 1.03). In adolescents, training-induced effects were moderate and large for static (SMDwm = 0.61) and dynamic (SMDwm = 0.86) balance performance, respectively. Independently (i.e. modality-specific) calculated dose-response relationships identified a training period of 12 weeks, a frequency of two training sessions per week, a total of 24-36 sessions, a duration of 4-15 minutes, and a total duration of 31-60 minutes as the training modalities with the largest effect on overall balance performance in adolescents. However, the implemented meta-regression indicated that none of these training modalities (R² = 0%) could predict the observed performance-increasing effects of BT. 
Results from the first cross-sectional study revealed that a gradually increasing level of BTD caused increases in postural sway (p < 0.001; d = 6.36), higher leg muscle activity (p < 0.001; 2.19 < d < 4.88), and higher leg muscle coactivation (p < 0.001; 1.32 < d < 1.41). Increases in postural sway and leg muscle activity were mainly observed during low and high levels of task difficulty during continuous performance of the respective balance task. Results from the second cross-sectional study indicated frequency-specific increases/decreases in cortical activity of different brain areas (p < 0.005; 0.92 < d < 1.80) as a function of BTD. Higher cortical activity within the theta frequency band in the frontal and central right brain areas was observed with increasing postural demands. Concomitantly, activity in the alpha-2 frequency band was attenuated in parietal brain areas.
Conclusion: BT is an effective method to increase static and dynamic balance performance and, thus, improve postural control in healthy youth populations. However, none of the reported training modalities (i.e., training period, frequency, volume) could explain the effects on balance performance. Furthermore, a gradually increasing level of task difficulty resulted in increases in postural sway, leg muscle activity, and coactivation. Frequency and brain area-specific increases/decreases in cortical activity emphasize the involvement of frontoparietal brain areas in regulatory processes of postural control dependent on BTD. Overall, it appears that increasing BTD can be easily accomplished by narrowing the base of support. Since valid methods to assess and quantify BT intensity do not exist, increasing BTD appears to be a very useful candidate to implement and monitor progression in BT programs in healthy adolescents.
N2  - Hintergrund und Ziele: Die postural Kontrolle des Menschen basiert auf der komplexen Interaktion von muskuloskelettalem und neuralem System. Gleichzeitig bildet sie eine Grund-voraussetzung für die erfolgreiche Ausführung von sport-spezifischen Aktivitäten sowie denen des täglichen Lebens. Das Gleichgewichtstraining ist eine gut etablierte Trainingsmetho-de, welche der Verbesserung der posturalen Kontrolle und seiner Komponenten (statisch/dynamisch-kontinuierliches, reaktives, proaktives Gleichgewicht) dient. Die Effekte dieser Trainingsmethode wurden bereits bei gesunden jungen und älteren Erwachsenen sys-tematisch untersucht, wurde aber bisher bei Kindern und Jugendlichen versäumt. Bei genauerer Betrachtung der gängigen Trainingsempfehlungen zur Ausgestaltung der Trainingsvariablen (z.B., Dauer, Frequenz, Umfang) für das Gleichgewichtstraining fällt auf, dass momentan keine standardisierte Methode existiert, welche es ermöglicht die Intensität des Gleichgewichtstrainings zu erfassen. Da die posturale Kontrolle primär neuronal gesteuert ist, lässt sich die Intensität einzelner Gleichgewichtsübungen bzw. eines ganzen Trainings schwer bestimmen. Der Schwierigkeitsgrad einer Gleichgewichtsaufgabe könnte daher eine aussichtsreiche Alternative als Trainingsvariable zur Steuerung der Trainingsbelastung im Rahmen des Gleichgewichtstrainings sein. Bisher ist jedoch unklar wie sich eine graduelle Steigerung der Aufgabenschwierigkeit auf die Gleichgewichtsleistung sowie neurophysiologische Parameter auswirkt. Das primäre Ziel dieser Doktorarbeit ist es daher, die Effekte des Gleichgewichtstrainings auf die Gleichgewichtsleistung von gesunden Kindern und Jugendlichen systematisch zu untersuchen und zu aggregieren sowie entsprechende Dosis-Wirkungs-Verhältnisse für Jugendliche herauszuarbeiten. Des Weiteren soll der Einfluss einer graduellen Steigerung des Schwierigkeitsgrades einer Gleichgewichtsaufgabe auf die Gleichgewichtsleistung (d.h., posturale Schwankung) sowie neurophysiologische Parameter (d.h., Aktivität und Koaktivität der Beinmuskulatur, kortikale Aktivität) von Jugendlichen untersucht werden. 
Methoden: Zu Beginn wurde ein systematischer Überblicksbeitrag mit Meta-Analyse angefertigt, welcher, basierend auf den PRISMA Richtlinien, die Effekte des Gleichgewichtstrainings auf die Gleichgewichtsleistung von Kindern und Jugendlichen zusammenfasste und quantifizierte. Im Anschluss an diese Übersichtsarbeit wurden zwei Querschnittsuntersuchungen durchgeführt. An beiden Untersuchungen nahmen 13 gesunde Jugendliche im Alter von 16 – 17 Jahren (3 weiblich/ 10 männlich) teil. Im Rahmen der experimentellen Untersuchung führten die Jugendlichen eine Gleichgewichtsaufgabe in bipedalem Stand auf einem multidirektionalen Balance Board aus. Der Schwierigkeitsgrad der Gleichgewichtsaufgabe wurde hierbei mittels Verkleinerung der Unterstützungsfläche des Balance Boards über sechs Stufen graduell gesteigert. Während der Aufgabenausführung wurde die posturale Schwankung mittels zweier drucksensitiver Messmatten erfasst. Die Beinmuskelaktivität und -koaktivität sowie die kortikale Aktivität wurden mittels Elektromyographie beziehungsweise Elektroenzephalographie aufgenommen.
Ergebnisse: Insgesamt hat Gleichgewichtstraining einen moderaten bis großen Einfluss auf die statische und dynamische Gleichgewichtsleistung von Kindern und Jugendlichen (statisch: gewichtete mittlere standardisierte Mittelwertsdifferenz [SMDwm] = 0,71; dynamisch: SMDwm = 1,03). Eine altersspezifische Subgruppenanalyse für Jugendliche wies mittlere Trainingseffekte für das statische (SMDwm = 0,61) sowie große für das dynamische Gleich-gewicht (SMDwm = 0,86) aus. Unabhängig (d.h., für jede Trainingsvariable spezifisch) berechnete Dosis-Wirkungs-Beziehungen zeigten, dass eine Interventionsdauer von 12 Wochen, eine Trainingsfrequenz von zwei Einheiten pro Woche, eine Anzahl von 24 – 36 Trainings-einheiten, eine Dauer von 4 – 15 Minuten pro Einheit sowie eine wöchentliche Gesamttrainingszeit von 31 – 60 Minuten den größten Einfluss auf die Gleichgewichtsleistung von Jugendlichen hatten. Die zusätzlich durchgeführte Metaregression zeigte, dass keine der untersuchten Trainingsvariablen (R² = 0%) die leistungssteigernden Effekte des Gleichgewichtstrainings vorhersagen konnte.
In Bezug auf die Daten der ersten Querschnittsstudie ergab die statistische Analyse, dass ein gradueller Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe zu einem Anstieg der posturalen Schwankungen (p < 0,001; d = 6,36), höherer Aktivität der Beinmuskulatur (p < 0,001; 2,19 < d < 4,88) sowie höherer Koaktivität der Beinmuskulatur (p < 0,001; 1,32 < d < 1,41). Während der Ausführung der Gleichgewichtsaufgabe mit ansteigendem Schwierig-keitsgrad war die Zunahme der posturalen Schwankungen und der Aktivität der Beinmuskulatur primär zwischen niedrigen und hohen Schwierigkeitsgraden zu beobachten. Die Ergebnisse der zweiten Querschnittsstudie zeigten, dass ein gradueller Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe einen frequenzspezifischen Anstieg bzw. Abfall der kortikalen Aktivität (p < 0,005; 0,92 < d < 1,80) in verschiedenen Hirnarealen zur Folge hat. Auf kortikaler Ebene nahm die Aktivität innerhalb der Thetafrequenz in frontalen und zentralen Hirnarealen mit höheren posturalen Anforderungen zu. Die Aktivität in der Alpha-2-Frequenz nahm hingegen gleichzeitig in parietalen Hirnarealen ab.
Fazit: Gleichgewichtstraining ist eine effektive Methode, um die statische und dynamische Gleichgewichtsleistung und somit die postural Kontrolle von Kindern und Jugendlichen zu verbessern. Dennoch konnte keine der untersuchten Trainingsvariablen (d.h., Dauer, Frequenz, Umfang) die trainingsinduzierten Effekte auf die Gleichgewichtsleistung erklären. Die im Rahmen der Querschnittsuntersuchungen beobachteten Anstieg der posturalen Schwankung sowie der Aktivität und Koaktivität der Beinmuskulatur waren auf den Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe zurückzuführen. Gleichzeitig deuten die auf bestimmte Hirnareale begrenzte frequenzspezifischen Anstiege bzw. Abfälle der kortikalen Aktivität die Beteiligung frontoparietaler Areale bei regulatorischen Prozessen der posturalen Kontrolle bei ansteigender Aufgabenschwierigkeit an. Somit lässt sich konstatieren, dass die Steigerung des Schwierigkeitsgrades einer Gleichgewichtsaufgabe mittels Verkleinerung der Unterstützungsfläche leicht umgesetzt werden kann. Da es bis dato keine valide Methode zur Erfassung der Intensität eines Gleichgewichtstrainings gibt, erscheint die Steigerung der Aufgabenschwierigkeit als praktische Alternative, um Progression in Gleichgewichtstrainingsinterventionen bei gesunden Jugendlichen quantifizieren und implementierern zu können.
KW  - postural sway
KW  - muscle activity
KW  - cortical activity
KW  - balance trainin
KW  - task difficulty
KW  - postural Schwankung
KW  - Muskelaktivität
KW  - kortikale Aktivität
KW  - Gleichgewichtstraining
KW  - Aufgabenschwierigkeit
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-533034
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Helm, Norman
A1  - Prieske, Olaf
A1  - Mühlbauer, Thomas
A1  - Krüger, Tom
A1  - Chaabene, Helmi
A1  - Granacher, Urs
T1  - Validation of a new judo-specific ergometer system in male elite and sub-elite athletes
JF  - Journal of sports science & medicine
N2  - Our experimental approach included two studies to determine discriminative validity and test-retest reliability (study 1) as well as ecological validity (study 2) of a judo ergometer system while performing judo-specific movements. Sixteen elite (age: 23 +/- 3 years) and 11 sub-elite (age: 16 +/- 1 years) athletes participated in study 1 and 14 male sub-elite judo athletes participated in study 2. Discriminative validity and test-retest reliability of sport-specific parameters (mechanical work, maximal force) were assessed during pulling movements with and without tsukuri (kuzushi). Ecological validity of muscle activity was determined by performing pulling movements using the ergometer without tsukuri and during the same movements against an opponent. In both conditions, electromyographic activity of trunk (e.g., m. erector spinae) and upper limb muscles (e.g., m. biceps brachii) were assessed separately for the lifting and pulling arm. Elite athletes showed mostly better mechanical work, maximal force, and power (0.12 <= d <= 1.80) compared with sub-elite athletes. The receiver operating characteristic analysis revealed acceptable validity of the JERGo(C) system to discriminate athletes of different performance levels predominantly during kuzushi without tsukuri (area under the curve = 0.27-0.90). Moreover, small-to-medium discriminative validity was found to detect meaningful performance changes for mechanical work and maximal force. The JERGo(C) system showed small-to-high relative (ICC = 0.37-0.92) and absolute reliability (SEM = 10.8-18.8%). Finally, our analyses revealed acceptable correlations (r = 0.41-0.88) between muscle activity during kuzushi performed with the JERGo(C) system compared with a judo opponent. Our findings indicate that the JERGo(C) system is a valid and reliable test instrument for the assessment and training of judo-specific pulling kinetics particularly during kuzushi movement without tsukuri.
KW  - Judo-specific pulling movement
KW  - work
KW  - force
KW  - muscle activity
KW  - reliability
Y1  - 2018
SN  - 1303-2968
VL  - 17
IS  - 3
SP  - 465
EP  - 474
PB  - Department of Sports Medicine, Medical Faculty of Uludag University
CY  - Bursa
ER  -