Wissenschaftliche Gütekriterien bei sportmotorischen Tests

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1 Christian T. Jansen Wissenschaftliche Gütekriterien bei sportmotorischen Tests Reliabilität, Validität und Zusammenhangsmerkmale ausgewählter leistungsdiagnostischer Verfahren Diplomica Verlag

2 Christian T. Jansen Wissenschaftliche Gütekriterien bei sportmotorischen Tests: Reliabilität, Validität und Zusammenhangsmerkmale ausgewählter leistungsdiagnostischer Verfahren ISBN: Herstellung: Diplomica Verlag GmbH, Hamburg, 2012 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden und der Verlag, die Autoren oder Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für evtl. verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen. Diplomica Verlag GmbH Hamburg 2012

3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Struktur der Kraftfähigkeiten aus dimensionsanalytischer Sicht Gegenseitige Abhängigkeit der Kraftfähigkeiten Prinzipien des sportlichen Trainings am Beispiel Kraft Belastungsnormative Leistungsdiagnostik im Sport Kategorien der kraftdiagnostischen Messverfahren Exemplarische Messverfahren der Kraftdiagnostik Sprungdiagnostik Isokinetik Prinzip der isokinetischen Kraftmessungen Bestimmung des Einer-Wiederholungs-Maximums (EWM) Gütekriterien sportmotorischer Tests Hauptgütekriterien Nebengütekriterien Material und Methode Untersuchungsdesign Hypothesenbildung Personenstichprobe Untersuchungsablauf Geräte und Materialien Überprüfung der Gütekriterien für ausgewählte Testverfahren Statistik Ergebnisdarstellung Sprungdiagnostik Isokinetische Kraftmessungen Kniegelenk Durchschnittswerte Kniegelenk Maximalwerte Sprunggelenk Durchschnittswerte Sprunggelenk Maximalwerte Isometrische Kniebeuge

4 3.4 Interspezifische Korrelationen der ausgewählten Testverfahren Sprungdiagnostik Sprungdiagnostik und isokinetische Kraftmessungen Sprungdiagnostik und isometrische Kniebeuge Isokinetische Kraftmessungen und isometrische Kniebeuge Auswertung des Fragebogens Befindlichkeit am Testtag Motivation am Testtag RPE- und Schmerzskalen Ergebnisdiskussion und Ausblick Sprungdiagnostik Isokinetische Kraftmessungen (Kniegelenk) Isokinetische Kraftmessungen (Sprunggelenk) Isometrische Kniebeuge Zusammenhangsmerkmale der ausgewählten Testverfahren Zusammenfassung Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

5 1. Einleitung Dem konditionellen Faktor Kraft wird vielfach eine grundlegende Bedeutung bezüglich der individuellen Leistungsfähigkeit zugeschrieben. Demnach scheint ein gezielt durchgeführtes Krafttraining sowohl für Zielsetzungen im sportlichen Bereich als auch für die Befindlichkeit im Alltag von großem Wert zu sein. In der medizinischen Rehabilitation führt Denner (1998) z.b. eine Steigerung der isometrischen Maximalkraft der Hauptfunktionsmuskeln von Rumpf und Halswirbelsäule als Option zur Linderung chronischer Rückenschmerzen an. Im Bereich des Freizeit- und Breitensports ist das Krafttraining ebenfalls als ein wichtiger Bestandteil kommerzieller und nichtkommerzieller Anbieter anzusehen. War bis vor einigen Jahren ein Krafttraining nur im Bereich der Schwerathletik und den von Kraft dominierten Disziplinen denkbar, so hat sich dieses Bild auch im Leistungs- und Hochleistungssport erheblich gewandelt. Demnach ist das Krafttraining auch in den Trainingsplänen der Leichtathletik und Mannschaftssportarten fest verankert. Unter anderem konnten die Arbeitsgruppen um Bangsbo et al. (1991), Hoff & Helgerud (2004) sowie Wisloff et al. (2004) positive Effekte eines auf neuronale Anpassungen ausgelegten Krafttrainings bei Profi-Fußballern feststellen. Sie evaluierten übereinstimmend Verbesserungen der Sprintfähigkeit. Vor dem Hintergrund aktueller trainingswissenschaftlicher Erkenntnisse und den daraus resultierenden Konsequenzen für die Trainingspraxis ist eine angemessene Trainingssteuerung unabdingbar. Als Voraussetzungen hierfür sind die Trainingsplanung und die Leistungsdiagnostik anzuführen (Weineck, 2007). Basierte die Trainingsplanung noch vor 40 Jahren ausschließlich auf so genannten Meisterlehren ehemaliger Weltklasseathleten, so ist dieser Bereich besonders im Hochleistungssport mit wissenschaftlichem Wissen angereichert worden (Hohmann, Lames & Letzelter, 2002). Ähnliches gilt für die Leistungsdiagnostik, welche für die Optimierung der sportlichen Leistungsfähigkeit unerlässlich ist (Grosser, 1991). Nach Steinhöfer (2003) und Weineck (2007) beinhaltet Leistungsdiagnostik das Erkennen, Benennen und Erfassen des individuellen Niveaus der Komponenten einer sportlichen Leistung oder eines sportlichen Leistungs-Ist- Zustandes. Es wird die Intention verfolgt, sowohl quantitative als auch quali- 3

6 tative Aussagen über sportliche Leistungen treffen zu können. Vor diesem Hintergrund kommt den sportmotorischen Tests eine große Bedeutung zu. Lienert (1969, S. 7) definiert diese als [ ] wissenschaftliche Prüfverfahren zur Untersuchung sportmotorischer Merkmale, die unter standardisierten Bedingungen ablaufen [ ]. Die Definition von Lienert lässt folgern, dass bei einem erhobenen wissenschaftlichen Anspruch bestimmte wissenschaftliche Kriterien erfüllt werden müssen. Ob zwei der drei Hauptgütekriterien, die Reliabilität und die Validität, bei ausgewählten leistungsdiagnostischen Verfahren erfüllt werden, steht im Zentrum des vorliegenden Buches. Orientiert an der leistungsdiagnostischen Praxis werden folgende Verfahren hinsichtlich Reliabilität, Validität und ihrer Zusammenhangsmerkmale überprüft: Sprungdiagnostik 1. Countermovement-Jump 2. Squat-Jump 3. Drop-Jump Isokinetik 1. Drehmomentsentwicklungen im Kniegelenk 2. Drehmomentsentwicklungen im Sprunggelenk Isometrische Kniebeuge (Einer-Wiederholungs-Maximum) Gemäß der aktuellen Studienlage ist anzunehmen, dass die ausgewählten Verfahren der Kraftdiagnostik sowohl ausreichend reliabel als auch valide sind (vgl. Möller et al., 2000; Carlock et al., 2004). Bezüglich ihrer Zusammenhangsmerkmale ist die empirische Befundlage, auch durch die unterschiedlichen Untersuchungsdesigns, differenziert zu betrachten (vgl. Nuzzo et al., 2008). Um die Ergebnisse der Untersuchung objektiv beurteilen zu können, erfolgt ein Vergleich mit bereits erhobenen Normwerten anderer wissenschaftlicher Erhebungen. Im Rahmen dieser Pre-Post-Studie absolvieren hierzu zehn Versuchsteilnehmer die komplette Testbatterie insgesamt zweimal, jeweils exakt im Abstand von einer Woche und zur identischen Tageszeit. Es erfolgt ebenfalls die Erhebung der Befindlichkeit und Motivation 4

7 am Testtag sowie die Ermittlung des subjektiven Schmerz- und Belastungsempfindens (RPE-Skala nach Borg) nach dem jeweiligen sportmotorischen Test. 1.1 Struktur der Kraftfähigkeiten aus dimensionsanalytischer Sicht Aus physikalischer Sicht fällt eine exakte Definition der Kraft F (engl. force) relativ leicht. Hierbei wird unter der abgeleiteten Größe Kraft die mechanische Wechselwirkung zwischen mindestens zwei Körpern verstanden. Die Kraft wird in Newton [N] gemessen (Preiß, 1996). Eine genaue Definition der körperlichen Fähigkeit Kraft (engl. strength) fällt dagegen ungleich schwerer, da sowohl physische als auch psychische Aspekte berücksichtigt werden müssen. Hohmann, Lames und Letzelter (2002) sind der Ansicht, dass es bezüglich der Terminologie des Kraftbegriffs nicht selten zu Diskrepanzen kommt. Die Ursache liegt in den verschiedenen Betrachtungsweisen des Phänomens Kraft (S. 66). Spricht man von dem Kraftbegriff als körperliche Fähigkeit, so ist demnach eine Differenzierung vorzunehmen, welche den unterschiedlichen Kraftmanifestationen sowie den einzelnen Formen der Muskelarbeit und Muskelanspannung gerecht wird (Weineck, 2007). Eine weitere Differenzierung der Kraft kann durch eine phänomenorientierte oder eine dimensionsanalytische Betrachtungsweise erfolgen (Wang, 1994). Schmidtbleicher (1987) sieht eine Differenzierung der Kraftfähigkeit, welche ausschließlich auf der äußeren Erscheinungsform bzw. auf Bewegungsfertigkeiten basiert, als nicht unproblematisch an, da eine exakte Trennung bzw. Gewichtung von konditionellen und koordinativen Einflüssen auf die Kraft erschwert wird. Im Rahmen dieses Buches wird daher die Struktur der Kraftfähigkeit aus dimensionsanalytischer Sicht betrachtet. Der dimensionsanalytische Ansatz inkludiert morphologisch-physiologische und neurophysiologische Faktoren. Ausführliche Beschreibungen zu Dimensionen und Strukturierungen der Kraft sind bei Bührle (1989) und Bührle & Schmidtbleicher (1981) zu finden. Grundsätzlich lässt sich die Kraft in ihre drei Hauptformen Maximalkraft, Schnellkraft und Kraftausdauer einteilen (Nett, 1964). Güllich und Schmidtbleicher (1999) legen dar, dass diese drei Subkategorien der Kraft nicht als gleichwertig zu bezeichnen sind. Die Maximalkraft stellt in diesem Kontext 5

8 vielmehr eine Art Basisfähigkeit dar und übt dabei einen direkten Einfluss auf die Schnellkraft und Kraftausdauer aus. Daher generiert eine Verbesserung der Maximalkraft im Normalfall ebenfalls Leistungssteigerungen in den Bereichen Schnellkraft und Kraftausdauer. Bei untrainierten Freizeitsportlern konnten die Untersuchungsergebnisse von Marx et al. (1998) diese positiven Effekte einer verbesserten Maximalkraft bestätigen. Die von der Freiburger Gruppe konzipierte Struktur der Kraftfähigkeiten ist in Abbildung 1 dargestellt. Abb.1. Struktur der motorischen Eigenschaft Kraft (Güllich & Schmidtbleicher, 1999, S. 224). Güllich & Schmidtbleicher (1999) stellen die Schnellkraft und die Kraftausdauer als relativ autonome Bereiche der Kraft dar. Hierbei unterscheiden sie zwischen einer isometrischen oder konzentrischen Arbeitsweise und einer exzentrisch-konzentrischen Arbeitsweise (Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus). Der Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus (DVZ) wird ebenfalls als relativ eigen- 6

9 ständiger Bereich angesehen und in einen kurzen (<200ms) und langen Typ (>200ms) unterteilt. Im Gegensatz zu anderen Autoren nehmen Güllich & Schmidtbleicher (1999) keine dimensionale Trennung von statischer und dynamischer Maximalkraft vor. Aufgrund eigener empirischer Untersuchungen erfolgt keine Differenzierung in isometrische und konzentrische Maximalkraft. So konnten zwischen isometrischer und konzentrischer Maximalkraft Korrelationskoeffizienten von r 0,85 nachgewiesen werden. Bei trainierten Leistungssportlern lag dieser Zusammenhang bei r 0,90. Eine Einordnung der exzentrischen Maximalkraft als eigenständige Fähigkeit wird im Modell der Freiburger Gruppe ebenfalls nicht vorgenommen. Zwischen isometrischen und exzentrischen Maximalkraftleistungen konnten bei allen Versuchsgruppen Korrelationskoeffizienten von r 0,85 dokumentiert werden (Güllich & Schmidtbleicher, 1999). In der internationalen Literatur wird die körperliche Kraftfähigkeit (engl. strength) wie folgt definiert: Strength is the maximal amount of force a muscle or muscle group can generate in a specified movement pattern at a specified velocity of movement (Knuttgen & Kraemer, 1987, S. 6). Diese Definition inkludiert die konzentrische, exzentrische und die isometrische Arbeitsweise der Muskulatur. Die dynamische Maximalkraft (engl. One-Repetition- Maximum) wird als load which could be lifted once only, throughout the complete range of movement bezeichnet (vgl. Berger, 1967; McCartney et al., 1988). Analog zu Hohmann et al. (2002) sehen auch Hollmann & Hettinger (2000) in der Vielzahl der gebräuchlichen Kraftbezeichnungen, besonders in deutschen Publikationen, die Ursache für eine unterschiedliche Terminologie des Kraftbegriffs. Zwecks Vereinheitlichung dieser Vielfalt von Begriffen empfehlen wir die Benutzung der Standardbezeichnungen statische Kraft und dynamische Kraft (S. 162). Die Autoren nehmen somit im Gegensatz zu Güllich & Schmidtbleicher (1999) eine dimensionale Trennung von statischer und dynamischer Kraft vor. Hollmann et al. (2000) sehen in dieser Begriffsbezeichnung Vorteile, da per se auf die jeweilige Arbeitsform (statisch/dynamisch) hingewiesen wird. Der Begriff der statischen Kraft wird definiert als diejenige Spannung, gemessen in N, die ein Muskel oder eine Muskelgruppe in einer bestimmten Position willkürlich gegen einen fixierten Widerstand auszuüben 7

10 vermag (S. 162). Die dynamische Kraft ist die willkürlich ausgeübte Bewegung einer Masse innerhalb eines programmierten Vorganges [ ] (Hollmann et al., 2000, S. 182). De Marées (2003) berücksichtigt bei seiner Definition der statischen und dynamischen Kraft zusätzlich die Form der Muskelanspannung und die damit verbundene Veränderung der Muskellänge. Statische Kraft wird von einem Muskel oder einer Muskelgruppe bei vorgegebener Gelenkwinkelstellung willentlich gegen relativ zu große ruhende Massen oder fixe Widerstände entwickelt, ohne dass sich dabei die Muskellänge sichtbar ändert (S. 189). Dynamische Kraft wird von einem Muskel oder Muskelgruppe im Rahmen eines Bewegungsablaufes willentlich gegen sich dabei bewegende Massen - u.a. gegen die eigene Körpermasse oder Teile davon - unter sichtbarer Längenänderung der Muskulatur entwickelt (S.189). Die Einteilung der Kraft in ihre Hauptformen Maximalkraft, Schnellkraft und Kraftausdauer nach Nett (1964) wurde bereits zu Beginn dieses Kapitels dargelegt. Nach heutigem Wissen wird diese Kategorisierung durch die Reaktivkraft ergänzt (Ehlenz, Grosser & Zimmermann, 1998; Martin, Carl & Lehnertz, 2001; Weineck, 2007). Eine entsprechende Übersicht liefert Abbildung 2. 8