Abstract des Autors

Die Balance der knieumspannenden Muskulatur spielt in Sportarten, die Lauf- oder Sprintaktionen enthalten, eine leistungsbestimmende Rolle. Des Wei­teren ist sie ein wichtiger Einflussfaktor für die Prävention von Oberschenkel- und Knieverletzungen wie z.B. Zerrungen der Ischiokruralmuskulatur oder Risse des vorderen Kreuzbandes. Die isokinetische Kraftdiagnostik wird als Goldstandard zur Beurteilung des Beuger-Strecker-Verhältnisses angesehen. Jedoch fehlt ein etabliertes Verfahren mit entsprechenden Parametern, das eine zufriedenstellende Validität in der Quantifizierung von Adaptations­prozessen und in der Verletzungsprävention aufweist. Mithilfe von sechs empirischen Studien wurde innerhalb des vorliegenden Forschungs­programms die Anwendbarkeit eines neuen isokinetischen Testprotokolls einschließlich seiner abgeleiteten Parameter in der Diagnostik der Balance der knieumspannenden Muskulatur geprüft. Anhand dieser Studien konnte nachgewiesen werden, dass die Reproduzier­barkeit der Testdaten generell hoch ist. Jedoch variierte sie je nach Muskel­gruppe, Kontraktionsform und Messparameter signifikant, während die Winkelgeschwindigkeit keinen Einfluss auf die Test-Retest-Reliabilität zeigte. Die Generierung der maximalen Drehmomente und der maximal verrichteten Arbeit der konzentrisch und exzentrisch arbeitenden Knieextensoren wurde durch Handgriffe als Probandenstabilisierung ermög­licht. Die Stabili­sierung des Knie- und Hüftgelenks verringerte Ausweich­bewegungen und ver­besserte somit die Achsenkongruenz. Das konven­tionelle und funk­tionelle Beuger-Strecker-Verhältnis sowie der Punkt des Momentengleich­gewichts zeigten eine ver­gleichbare Reproduzierbarkeit. Der letzt­genannte Para­meter scheint über eine hohe Praxisrelevanz zu verfügen, die für seine zukünftige Anwen­dung und Interpre­tation spricht. Im Gegensatz zum funktionellen Beuger-Strecker-Verhältnis beeinflusste ein langfristig spezi­fisches Training das Drehmoment des Punkts des Momentengleich­gewichts positiv. Darüber hinaus korrelierte es sehr hoch mit dem maximalen Drehmoment und der Arbeit während exzentrischer isokinetischer Tests der Knieflexoren. Ein vier­wöchiges selektives exzentrisches Kniebeu­gertraining mittels standardisierter „Nordic Hamstring Exercise“ verbesserte die Balance der knieumspannenden Muskulatur. Die größten Anpassungseffekte traten zwei Wochen nach Been­digung des Trainings bei der höchsten gemessenen Winkel­geschwindigkeit auf, obwohl die Trainingsübung mit einer konstant langsamen Geschwindigkeit durch­geführt wurde. Das vorliegende Forschungsprogramm liefert systematische Ergebnisse eines neuen isokinetischen Testprotokolls zur praxisrelevanten Beurteilung der Balance der knieumspannenden Muskulatur sowie zur Quantifizierung seiner trainingsinduzierten Optimierung. Die prognostische Validität des Punkts des Momentengleichgewichts in der Prävention und Rehabilitation von Ober­schenkel- und Knieverletzungen wurde bislang empirisch nicht überprüft. Dies sollte im Rahmen von prospektiven und retrospektiven Studien unter Anwen­dung einer mehrdimensionalen Testbatterie erfolgen.

Abstract des Autors

The muscle balance between knee flexors and extensors plays a performance-limiting role in all sports which involve running or sprinting. Furthermore, balanced muscular capacities contribute to a targeted prevention of thigh and knee injuries such as hamstring strains or anterior cruciate ligament tears. Isokinetic dynamometry is considered to be the gold standard in assessing the muscular balance around the knee joint. However, there is a current lack of established test protocols and relevant test parameters which possess a good validity to quantifiy training adaptations and to prevent injuries. The following research programme incorporates six empirical studies which verify the application of a new isokinetic assessment tool and its derived test parameters to examine knee muscle balance.
These empirical studies demonstrated a generally high reproducibility of the obtained isokinetic data. Reproducibility significantly varied with regard to muscle group, contraction mode and test parameters, whereas angular velocity showed no influence on reliability. With the aid of hand grips, parti­cipants were able to produce maximal peak moments and contractional work during concentric and eccentric knee extensor tests. Straps at the knee and hip joint improved axis alignment by minimising evasive movements. The conventional and functional hamstring:quadriceps ratio revealed similar reliability scores as the dynamic control ratio at the equi­librium point. Since the latter parameter seemed to comprise a high practical relevance, its application and interpretation is recommended. In contrast to the functional hamstring:quadriceps ratio, the dynamic control ratio at the equilibrium point demonstrated a positive effect of long-term specific training and strongly correlated with the peak moments and contractional work obtained from eccentic isokinetic knee flexor tests. Knee muscle balance was signifcantly improved by a four-week selective eccentric knee flexor training consisting of standardised Nordic Hamstring Exercise. In spite of a slow training velocity, the biggest adapations emerged at the highest tested angular velocity two weeks after the training period ended.
The present research programme reveals systematic results obtained from a new isokinetic assessment tool. It was able to evaluate the knee muscle balance and to quantify its training-induced optimisation with a high practical relevance. The prognostic validity of the dynamic control ratio at the equili­brium point has still to be verified by conducting a multidimensional research approach.