Isokinetische Kraftdiagnostik mit dem ISOMED 2000

A. Walther
Isokinetische Kraftdiagnostik mit dem ISOMED 2000
Seit Anfang der 90er Jahre werden in Dresden
spezifische Kraftfähigkeiten in zahlreichen
Sportarten (Rudern, Eislaufen, Volleyball,
Wasserspringen, etc.) genauer unter die Lupe
genommen. Athletinnen und Athleten aller
Alters- und Leistungsklassen messen hier im
wahrsten Sinne des Wortes ihre Kräfte. In
Zusammenarbeit mit dem Olympiastützpunkt
Chemnitz/Dresden wird zwei bis vier mal im
Jahr die Kraft bestimmter großer Muskelgruppen
unter standardisierten Bedingungen
gemessen und beurteilt. Dabei kommen
verschiedenste Untersuchungsmethoden und
-geräte zum Einsatz. Die Palette reicht vom
Sprungmattentest bis zur auxotonen Messung
der Beinstreckung.
Seit letztem Jahr steht uns nun mit dem
ISOMED 2000 auch ein vielseitig einsetzbares
isokinetisches Test- und Trainingsgerät zur
Verfügung.
Sprinterin Cathleen Tschirch beim Krafttest des
Kniegelenkes
Was ist eigentlich Isokinetik und welche
Vorteile bringt uns dieses Gerät?
Zunächst ein wenig Physik:
Biomechanisch betrachtet ist der Mensch ein
Mehrkörpersystem gelenkig verbundener
Körperteile wobei die Skelettmuskulatur diese
Teilkörper im Schwerefeld der Erde zielgerecht
bewegt bzw. stabilisiert. Komplexe Körperbewegungen
setzen sich somit immer aus einer
Vielzahl koordinierter Einzeldrehungen um eine
jeweilige Gelenkachse zusammen. Dabei ist das
Verhältnis von Aktions- und Reaktionskraft
immer abhängig vom Abstand und dem Winkel
das Muskelansatzes bzw. der Lastlinie zur
Gelenkachse. Um diese Abhängigkeit zu
relativieren wird die Drehwirkung durch das
Drehmoment beschrieben. Es ergibt sich aus
dem Abstand zwischen Dreh- und Kraftangriffspunkt
und dem Betrag und der Richtung
der Kraft. Die Einheit ist Newtonmeter (Nm).
Ein Drehmoment von 200 Nm - welches bei der
maximalkräftigen Streckung eines 90°
gebeugten Kniegelenks auftreten kann -
entspricht z.B. 5000 N, die von der im Abstand
von ca. 4 cm zur Gelenkachse ansetzenden
vorderen Oberschenkelmuskulatur (Musculus
quadriceps femoris) aufgebracht werden.
Der ISOMED 2000 ist in der Lage das
Drehmoment monoaxialer Bewegungen aller
Hauptgelenke (Knie, Sprunggelenk, Schulter,
Ellbogen, Handgelenk) und der Rumpfbeugung
bzw. –streckung in Abhängigkeit des jeweiligen
Gelenkwinkels bis zu 700 Nm unmittelbar zu
messen.
Zur Isokinetik:
Der Begriff stammt aus dem Griechischen. Die
Vorsilbe „Iso...“ wird mit der Bedeutung
„gleich“ und „kinetikos“ mit „die Bewegung
betreffend“ übersetzt. Hier ist die gleichbleibende
Bewegungsgeschwindigkeit (genauer
Winkelgeschwindigkeit) während des Testes
bzw. des Trainings gemeint. Dem Athleten wird
also vom ISOMET 2000 die Geschwindigkeit

der Gelenkbewegung vorgegeben. Zum Beispiel
60°/s, d.h. eine Gelenkbeugung um 90° dauert
1,5 s. Somit kann die maximale Kraftentwicklung
in einer bestimmten Bewegungsamplitude
(z.B. Kniestreckung von 90° bis 0°) in
Abhängigkeit der momentanen Gelenkposition
gemessen werden.
Dabei sind zwei Varianten möglich:
• Der Sportler versucht maximal kräftig die
Bewegungsrichtung des Gerätes voranzutreiben
– man spricht von konzentrischer
Muskelaktion.
• Der Sportler versucht maximal kräftig die
Bewegung des Gerätes aufzuhalten – man
spricht von exzentrischer Muskelaktion.
Vorteile isokinetischer Diagnostik
Mit dem ISOMED 2000 können Muskelaktionen
der beugenden und streckenden Muskulatur
in einem Übungsaufbau unter standardisierten
Bedingungen registriert werden. Die Diagnostik
ist somit zur Einschätzung des neuromuskulären
Funktionsstatus besonders geeignet und
ermöglicht die Objektivierung, Verlaufskontrolle
und Steuerung des Trainings.
Mit Hilfe isokinetischer Systeme lassen sich
Kraft-, Arbeits und Leistungswerte im
konzentrischen und exzentrischen Modus
erfassen und Muskelkraftverhältnisse ermitteln.
Momentkurve einer maximalen konzentrischen Kniestreckung
bei 60°/s
Die Abbildung zeigt eine mittlere Drehmomentkurve
in Abhängigkeit des Kniewinkels
aus drei Wiederholungen.
Welche Informationen sind dieser Kurve zu
entnehmen?
• Maximales Drehmoment: 320 Nm bei einem
Gelenkwinkel von 64°. Der sportartbezogene
Normwert beträgt 3,0 Nm/kg bei 60°. Der
Sportler hatte ein Gewicht von 90 kg. Somit
ergibt sich ein körpergewichtsbezogener
Wert von 3,6 Nm/kg, der als sehr gut zu
bewerten ist. Zwei Monate früher erreichte
dieser Sportler 298 Nm / 3,3 Nm/kg. Er hat
also in dieser Zeit eine Steigerung um 7 %
erarbeitet.
• Die Kurve verläuft harmonisch, was für eine
suffiziente Kniefunktion spricht. Eine leichte
Abflachung im Bereich zwischen 30° und
50° ist erkennbar. Was durch spezielles
Training in diesem Bereich evtl. auszugleichen
wäre.
• Von besonderem Interesse ist die
Einordnung des Messergebnisses im
Verhältnis zu den Werten der antagonistischen
Muskulatur (Beuger-Strecker-
Verhältnis) und der Gegenseite
(Links-Rechts-Vergleich) die in einem Satz
gemessen werden. So sollte die Seitenabweichung
der Werte nicht größer als 15 % sein.
Die streckende Muskulatur muss im
Gegensatz zur beugenden Muskulatur in der
Regel zusätzlich zur Körpermasse die
Schwerkraft überwinden und ist deshalb
naturgemäß kräftiger ausgebildet. So ist z.B.
die kniestreckende vordere Oberschenkelmuskulatur
durchschnittlich um das
1,6-fache kräftiger als die kniebeugende
hintere Oberschenkelmuskulatur.
Resümee
Isokinetische Kraftdiagnostik wird mit
speziellen Geräten durchgeführt, die für
maximalen Widerstand während des
vorgegebenen Bewegungsausmaßes sorgen.
Das der jeweiligen Muskelspannung
entsprechende Moment wird bei gleichbleibender
Geschwindigkeit in jeder Bewegungsphase
registriert. Die somit erfassten Moment-Gelenkwinkel-Kurven
werden zur
Beurteilung des neuromuskulären Funktionsstatus
dokumentiert. Sie erlauben die gut
reproduzierbare Objektivierung, Verlaufskontrolle
und Steuerung des Krafttrainings.
Für weitere Auskünfte zu Inhalten und
Modalitäten der Kraftdiagnostik steht
Dr. Achim Walther
(Tel.: 0351 458 5975,
URL www.tu-dresden.de/medisr/biomecha.htm
Mail: achim.walther@mailbox.tu-dresden.de)
gern zur Verfügung.