Der Cross-Shaper: ein neues Sportgerät zum gesunden und...

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FREIE THEMEN Der Cross-Shaper: ein neues Sportger at zum gesunden und effektiven Ganzk orpertraining – Ergebnisse einer biomechanischen Feldstudie Thomas Jo¨llenbeck, Juliane Pietschmann, Denis Glage, Alexandra Scha¨fer Institute for Biomechanics, Klinik Lindenplatz, Bad Sassendorf, Germany Eingegangen/submitted: 27.07.2014; akzeptiert/accepted: 08.09.2014 Einleitung Nach Studien der Gesellschaft fu ¨r Konsumforschung [2] betreiben in Deutschland 2 bis 4 Mio. der er- wachsenen Bevo ¨lkerung, mit 69% in der Mehrzahl Frauen, die Sport- art Nordic Walking. Diese ist mit 6,7% Aktiven damit auf Platz 6 der beliebtesten Sportarten direkt hin- ter Joggen (9,0%) platziert und zudem auch beliebteste Sportart fu ¨r Neueinsteiger [3]. Es handelt sich vorwiegend um Personen mitt- leren und ho ¨heren Lebensalters, die diese ko ¨ rperliche Aktivita ¨t u ¨berwiegend als Pra ¨ventions- und Gesundheitssport verstehen. Auch wenn der physiologische Nutzen in fru ¨heren Studien deutlich u ¨ber- scha ¨tzt wurde [4], zeigen sich bei entsprechend hoher Intensita ¨t im Vergleich zum Walken positive gesundheitsbezogene physiologi- sche Effekte wie erho ¨hte Sauer- stoffaufnahme, Kalorienverbrauch und Herzfrequenz (U ¨ bersicht in [6]). Studien konnten eindeutig belegen, dass die fru ¨her propagier- te Gelenkentlastung der unteren Extremita ¨t um 30% durch Nordic- Walking-Sto ¨cke nicht gegeben ist. Vielmehr konnte weder im Labor [9] noch im Feld [7] eine Entlas- tung gegenu ¨ber Walking nachge- wiesen werden. Um in den Bewegungsablauf des Walkens auch den Oberko ¨rper effek- tiver einbeziehen und gleichzeitig die Wirbelsa ¨ule sensomotorisch un- terstu ¨tzen und aufrichten zu ko ¨n- nen, wurde von einem Orthopa ¨den (Dr. Georg Kaupe, Bonn) der Cross- Shaper (Abb. 1) entwickelt. Der Cross-Shaper ist gebogen und in der La ¨nge verstellbar, d.h. an die individuellen Ko ¨ rperproportionen anpassbar. Die Unterarme liegen auf einer Unterarmschale und die Ha ¨nde umfassen einen ergonomi- schen Handgriff. Die Unterarmschale ist in der Mitte u ¨ber ein Gelenk mit dem proximalen Ende des Cross-Sha- pers verbunden und wird zudem u ¨ber einen in der Vorspannung einstell- baren Expander gestreckt. Am dista- len Ende ist der Cross-Shaper mit Ballonra ¨dern bestu ¨ ckt, die nach vor- ne widerstandsfrei auf dem Boden rollen und nach hinten blockieren. Das Gehen mit dem Cross-Shaper erfolgt im normalen Kreuzgang, d.h., Arm und contralaterales Bein werden jeweils synchron vor- und zuru ¨ ckgefu ¨hrt. Die Armbewegung und damit auch die Bewegung des Zusammenfassung Der Cross-Shaper wurde entwickelt, um in den Bewegungsablauf des Walkens den Oberkorper effektiver einbeziehen zu konnen. Diese Feldstudie konnte deutlich positive gesundheitliche Effekte des Cross-Shapers zeigen, die umfas- sender ausgepragt sind als beim Wal- king und Nordic Walking. Der Bewe- gungsverlauf ist harmonisch. Der stoß- reduzierte Abdruck ist effektiver als beim Nordic Walking. Der Oberkorper wird vermehrt aufgerichtet und die Wir- belsaule effektiv entlastet und mobili- siert. Weite Teile der Muskulatur werden physiologisch gleichermaßen trainiert. Positive Effekte auf das Herz-Kreislauf- System sind gegenuber Walking und Nordic Walking deutlich erhoht. Schlusselworter Pravention – Gesundheit – Cross-Shaping Ganzkorpertraining – Wirbelsaule T. Jo¨llenbeck et al. The Cross-Shaper: New Sports Equipment for Health and Effective Whole Body Training – Results of a biomechanical field study Summary The Cross-Shaper was developed to include the upper body more effectively in the motion sequence of walking. Results of this field study clearly show positive health effects from cross- shaper, which are pronounced more extensive than in walking and nordic walking. The path of movement is harmonious. The shock reduced push off is considerably more effective than in nordic walking. The upper body is increasingly erected and the spine is relieved and mobilized effectively. Large parts of muscles were physiologi- cally trained equally effective. Positive effects on the cardiovascular system are increased considerably compared to walking and nordic walking. Keywords Prevention – Health – Cross-Shaping – whole Body Training – Spine Orthopadie Traumatologie Sport Orthop. Traumatol. xx, xx–xx (2014) Elsevier – Urban&Fischer www.elsevier.de/SportOrthoTrauma http://dx.doi.org/10.1016/j.orthtr.2014.09.002 ORTHTR 10731 No. of Pages 7 T. Jollenbeck et al. Der Cross-Shaper: ein neues Sportgerat zum gesunden und effektiven Ganzkorpertraining 1 FREIE THEMEN

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Zusammenfassung

Der Cross-Shaper wurde entwickelt, umin den Bewegungsablauf des Walkensden Oberk€orper effektiver einbeziehenzu k€onnen. Diese Feldstudie konntedeutlich positive gesundheitliche Effektedes Cross-Shapers zeigen, die umfas-sender ausgepr€agt sind als beim Wal-king und Nordic Walking. Der Bewe-gungsverlauf ist harmonisch. Der stoß-reduzierte Abdruck ist effektiver alsbeim Nordic Walking. Der Oberk€orperwird vermehrt aufgerichtet und die Wir-bels€aule effektiv entlastet und mobili-siert. Weite Teile derMuskulatur werdenphysiologisch gleichermaßen trainiert.Positive Effekte auf das Herz-Kreislauf-System sind gegen€uber Walking undNordic Walking deutlich erh€oht.

Schl€usselw€orterPr€avention – Gesundheit – Cross-Shaping –Ganzk€orpertraining – Wirbels€aule

T. Jollenbeck et al.

The Cross-Shaper: NewSports Equipment for Healthand Effective Whole BodyTraining – Results of abiomechanical field study

Summary

The Cross-Shaper was developed toinclude the upper body more effectivelyin the motion sequence of walking.Results of this field study clearly showpositive health effects from cross-shaper, which are pronounced moreextensive than in walking and nordicwalking. The path of movement isharmonious. The shock reduced pushoff is considerably more effective thanin nordic walking. The upper body isincreasingly erected and the spine isrelieved and mobilized effectively.Large parts of muscles were physiologi-cally trained equally effective. Positiveeffects on the cardiovascular systemare increased considerably comparedto walking and nordic walking.

KeywordsPrevention – Health – Cross-Shaping – wholeBody Training – Spine

Orthop€adieTraumatologie

Sport Orthop. Traumatol. xx, xx–xx (2014)Elsevier – Urban&Fischer

www.elsevier.de/SportOrthoTraumahttp://dx.doi.org/10.1016/j.orthtr.2014.09.002

ORTHTR 10731 No. of Pages 7

T. J€ollenbeck et al. � Der Cross-

FREIE THEMEN

FREIE THEMEN

Der Cross-Shaper: ein neuesSportger€at zum gesunden undeffektiven Ganzk€orpertraining –Ergebnisse einerbiomechanischen Feldstudie

Thomas Jollenbeck, Juliane Pietschmann, Denis Glage, Alexandra SchaferInstitute for Biomechanics, Klinik Lindenplatz, Bad Sassendorf, Germany

Eingegangen/submitted: 27.07.2014; akzeptiert/accepted: 08.09.2014

Einleitung [9] noch im Feld [7] eine Entlas-

Nach Studien der Gesellschaft furKonsumforschung [2] betreiben inDeutschland 2 bis 4 Mio. der er-wachsenen Bevolkerung, mit 69%in der Mehrzahl Frauen, die Sport-art Nordic Walking. Diese ist mit6,7% Aktiven damit auf Platz 6 derbeliebtesten Sportarten direkt hin-ter Joggen (9,0%) platziert undzudem auch beliebteste Sportartfur Neueinsteiger [3]. Es handeltsich vorwiegend um Personen mitt-leren und hoheren Lebensalters,die diese korperliche Aktivitatuberwiegend als Praventions- undGesundheitssport verstehen. Auchwenn der physiologische Nutzen infruheren Studien deutlich uber-schatzt wurde [4], zeigen sichbei entsprechend hoher Intensitatim Vergleich zum Walken positivegesundheitsbezogene physiologi-sche Effekte wie erhohte Sauer-stoffaufnahme, Kalorienverbrauchund Herzfrequenz (Ubersicht in[6]). Studien konnten eindeutigbelegen, dass die fruher propagier-te Gelenkentlastung der unterenExtremitat um 30% durch Nordic-Walking-Stocke nicht gegeben ist.Vielmehr konnte weder im Labor

Shaper: ein neues Sportger€at zum gesunden u

tung gegenuber Walking nachge-wiesen werden.Um in den Bewegungsablauf desWalkens auch den Oberkorper effek-tiver einbeziehen und gleichzeitigdie Wirbelsaule sensomotorisch un-terstutzen und aufrichten zu kon-nen, wurde von einem Orthopaden(Dr. Georg Kaupe, Bonn) der Cross-Shaper (Abb. 1) entwickelt.Der Cross-Shaper ist gebogen und inder Lange verstellbar, d.h. an dieindividuellen Korperproportionenanpassbar. Die Unterarme liegenauf einer Unterarmschale und dieHande umfassen einen ergonomi-schen Handgriff. Die Unterarmschaleist in der Mitte uber ein Gelenk mitdem proximalen Ende des Cross-Sha-pers verbunden und wird zudem ubereinen in der Vorspannung einstell-baren Expander gestreckt. Am dista-len Ende ist der Cross-Shaper mitBallonradern bestuckt, die nach vor-ne widerstandsfrei auf dem Bodenrollen und nach hinten blockieren.Das Gehen mit dem Cross-Shapererfolgt im normalen Kreuzgang,d.h., Arm und contralaterales Beinwerden jeweils synchron vor- undzuruckgefuhrt. Die Armbewegungund damit auch die Bewegung des

nd effektiven Ganzk€orpertraining 1

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Abbildung 1Proband mit Cross-Shaper und Messtechnik sowie Begleitperson.

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Cross-Shapers erfolgt parallel zur Be-wegungsebene in Lokomotionsrich-tung. In der Vorfuhrbewegung desCross-Shapers wird die Armschalegegen die Kraft des Expanders aktivgebeugt (Beugephase) und derCross-Shaper wird der Armschwung-bewegung folgend nach vorne ge-rollt. In der Ruckfuhrbewegung desCross-Shapers (Streckphase) erfolgtaufgrund der nun blockierendenRader ein aktiver Abdruck von derUnterarmschale uber Oberarm undSchulter nach vorne-oben. Hierbeiwird die Spannung des Expanderswieder freigegeben und der Abdruckkann durch eine zusatzliche Ab-druckbewegung aktiv verstarkt wer-den. Ziel der vorliegenden Pilotstu-die war es, den gesundheitlichenEffekt des Cross-Shapers vor allemhinsichtlich einer moglichen Ge-lenkentlastung im Rahmen einerbiomechanischen Feldstudie zuanalysieren.

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Methoden

Zu diesem Zweck wurden 13 Proban-den (Vpn: 3F, 10 M, 23–71 J), davon8 erfahrene Cross-Shaper-Experten(Exp: mind. 2x wochentlich) und 5Anfanger (Anf: max. 30 Min. Ubung),gebeten, einen 770 m langen Par-cours (Abb. 2) mit unterschiedlichenStreckenprofilen (Ebene - Eb, Gefalle5% - Ge, Steigung 5% - St) in rando-misierter Reihenfolge je einmal mitWalking (Wa) und mit Cross-Shaping(Cr) zugig bei etwa gleicher Ge-schwindigkeit zu bewaltigen. DieCross-Shaper Experten sollten dabeiHinweise auf die Effektivitat der Be-wegung insgesamt, die Anfangerhingegen Hinweise auf eventuelleSoforteffekte geben. Die Vorspan-nung der Expander konnte hierbeiindividuell eingestellt werden. Dieerste Teilstrecke von 470 m dienteder Gewohnung, die zweite Teilstre-cke von 300 m der Hauptmessung.

er: ein neues Sportger€at zum gesunden und e

Alle Probanden trugen wahrend derMessungen (Abb. 1) einen Rucksack(ca. 2,5 kg) mit mobiler Messtechnik(Novel pedarX, Biovision PLab) zurErfassung und Speicherung der Da-ten sowie einen Brustgurt und einePulsuhr mit Speicherfunktion (CicloHAC 4). Die vertikalen Bodenreak-tionskrafte wurden mit Fussdruck-messsohlen (Novel PedarX, 100 Hz)erfasst. Die Stockkrafte, die Stock-neigung und der Armschalenwinkelder Cross-Shaper wurden uber Kraft-aufnehmer, Inklinometer und Gonio-meter (Biovision, 500 Hz) ermittelt,die auf Hohe bzw. direkt unterhalbdes Armschalengelenkes fest einge-baut waren. Zudem wurde die Ober-korperneigung auf Hohe C7 mit ei-nem weiteren Inklinometer (Biovi-sion, 500 Hz) erfasst. Die Datenwurden auf zwei PDA’s (HP 5550)erfasst und gespeichert. Die Messun-gen wurden uber einen gemeinsa-men Triggerschalter gestartet undbeendet. Zur Gewahrleistung der Da-tensynchronisation wahrend deslangen Messzeitraumes wurde dasTaktsignal des Systems Novel pedarXzusatzlich auf das System Biovisionubertragen und als separater Mess-kanal gespeichert. Die Zwischenzei-ten der erreichten Streckenabschnit-te wurden manuell erfasst undaufgezeichnet (Sports-Tracker). Ins-gesamt wurden die Daten von rd.20.000 Schritten aufgezeichnet,mit eigens erstellter Software (VB6.0) aufbereitet, zur weiteren Ver-arbeitung in Simi Motion (V 7.2)importiert und schließlich ca.5.800 Schritte aus den relevantenStreckenabschnitten analysiert. Da-bei wurden die jeweils ersten undletzten 3 Schritte eines Streckenab-schnittes als Ubergangsphase nichtberucksichtigt. Versuchsdesign,Auswertung sowie weite Teile derStrecke waren weitgehend identischzu eigenen fruheren Feldstudien zurGelenkbelastung beim Nordic Wal-king und Spring-Stick-Walking im

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Abbildung 2Messstrecke, Klinik Lindenplatz, Bad Sassendorf: Teil 1: Gew€ohnung (Pkt. 1–13) mit Ebene(1–2; 5–6; 8–9), Steigung 2% (3–4) und Gef€alle 2% (10–11). Teil 2: Hauptmessstrecke (13–20) mit Ebene (15–16; 17–18), Steigung 5% (19–20) und Gef€alle 5% (13–14).

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Vergleich zum Walking [7,8]. Diestatistische Prufung erfolgte mittelsT-Test, das Signifikanzniveau wurdeauf 5% (p < 0.05) festgelegt.

Abbildung 3Mittelwert, Maximum undMinimum der Aufrichtung (Neig [8]) im Vergleich Cross-Shaping(Cr) vs. Walking (Wa) unterschieden nach Gel€andeform (Ge – Gef€alle, Eb – Ebene, St -Steigung) am Beispiel der Experten; Signifikanzen: *: p < .05, **: p < .01, ***: p < .001; (*)p < .10 (sign. Trend).

Ergebnisse

Bei nahezu gleichem Tempo (Cr:1,89 � 0,15 m/s, Wa: 1,87 � 0,11m/s, p: 0.574) ist die Herzfrequenz(HF) um 22,4 bpm (� 12% HF-max,abgeschatzt nach Faustregel: 220 -Lebensalter) signifikant erhoht (HF-CR: 136,9 � 22,9 bpm � 76% HF-max, HF-Wa:114,4 � 22,8 bpm �64%HF-max, p: 0.000). Die zeitlicheDauer eines Schrittzyklus beimCross-Shaping ist bei den Expertenbei Gefalle und in der Ebene signifi-kant verlangert (Ge: +3,9%, p:0.028; Eb: +3,7%, p: 0.025; St:+3,0%, p: 0.060), ebenso die Dauerder Schwungphase auf allen Stre-ckenabschnitten (Ge: +5,3%, p:0.008; Eb: +5,0%, p: 0.006, St:

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+4,4%, p: 0.016), die Verlangerungder Standphase hingegen wird nochnicht signifikant (Ge: +3,0%, p:0.084; Eb: +2,9%, p: 0.075, St:+2,1%, p: 0.146). Die Anzahl dererfassten Schritte beim Cross-Sha-ping ist bei den Experten ebenfallssignifikant geringer (Ge: -2,0 Schr.,p: 0.003; Eb: -3,3 Schr., p: 0.004; St:-2,3 Schr., p: 0.005).Insgesamt nimmt die Oberkorperauf-richtung von Gefalle uber Ebene bishin zur Steigung bei allen Bedingun-gen signifikant ab (Abb. 3), d.h., derOberkorper ist bei Gefalle am stark-sten aufgerichtet und bei Steigungam weitesten vorgeneigt (Cr: Ge:46,6 � 4,48; Eb: 44,8 � 4,88; St:40,4 � 4,98; p: <0,002; Wa: Ge:42,7 � 3,98; Eb: 40,58 � 4,1; St:36,2 � 4,18; p: <0,003) (Abb. 4).Beim Cross-Shaping zeigt der Ober-korper bei den Experten auf allenStreckenprofilen einen signifikantvergroßerten Bewegungsumfang(Ge: +10,9, p: 0.000; Eb: +11,58, p:

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Abbildung 4Kraft-, Neigungs- und Winkel-Zeit-Kurven im Gangzyklus [%] im Vergleich Cross-Shaping (Cr) vs. Walking (Wa), alle Probanden, linksGef€alle, Mitte Ebene, rechts Steigung; F: Kraft [% KG], Neig: Neigung/K€orperaufrichtung [8] Aufr: Differenz Cr-Wa [8]; li: links [blau], re:rechts [rot].

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0.001; St: +9,98, p: 0.005) und istbei gleichemMinimum imMittel (Ge:+5,18, p: 0.000; Eb: +5,78, p: 0.001;St: +5,48, p: 0.002) wie im Maximumsignifikant vermehrt aufgerichtet(Ge: +11,28, p: 0.000; Eb: +11,98,p: 0.000; St: +10,18, p: 0.001). Beiden Anfangern hingegen werdennoch keine signifikanten Effektesichtbar.Insgesamt zeigen die vertikalen Bo-denreaktionskrafte, normalisiert inProzent Korpergewicht [%KG], vonGefalle uber Ebene bis hin zur Stei-gung in allen Bedingungen ein sig-nifikant abnehmendes 1. Kraftmaxi-mum (Fußaufsatz: Cr: Ge: 145,7� 19,9%KG; Eb: 131,0 � 14,3%KG;St: 123,3 � 13,9%KG; Wa: Ge:144,5 � 13,1%KG; Eb: 127,6� 11,4%KG; St: 119,9 � 10,7%KG;p: 0.000) und ein signifikant zuneh-mendes 2. Kraftmaximum (Fußab-druck: Cr: Ge: 101,7 � 9,5%KG; Eb:115,6 � 11,1%KG; St: 124,9� 14,4%KG, Wa: Ge: 109,3 � 9,5%KG; Eb: 122,5 � 10,3%KG; St: 131,1� 10,4%KG; p: 0.000) (Abb. 4).Beim Cross-Shaping zeigen die Bo-denreaktionskrafte im Mittel auf al-len Streckenprofilen ein signifikantreduziertes 2. Kraftmaximum (Ge:�7,6%KG, p: 0.000; Eb: �6,9%KG,p: 0.000; St: �6,3%KG, p: 0.007).Bei den Experten ist der vertikale

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Gesamtimpuls als Produkt aus Bo-denreaktionskraft und Zeit beimCross-Shaping in der Ebene und beiSteigung signifikant reduziert (Ge:�2,1%, p: 0.158, Eb: �2,3%, p:0.015, St: �3,3%, p: 0.000). DieReduktion entspricht dem effektivenvertikalen Impulsbeitrag, der uberdie Cross-Shaper aufgebracht wird.Bei den Anfangern wird noch keinesignifikante Reduzierung sichtbar.Neben dem vertikalen Impulsbeitragder Cross-Shaper an der Gesamtbe-wegung kann uber die im Cross-Sha-per integrierten Kraftaufnehmerauch der aufgebrachte Gesamtim-puls in Richtung der Hauptbewe-gungsachse des Stockes bestimmtund daruber die Aktivitat des Arm-Schulter-Oberkorper-Bereiches ab-geschatzt werden. Dieser wird zu-sammengesetzt aus der (vortriebs-hemmenden) Beugebewegung ge-gen den Expander und deranschließenden (vortriebswirksa-men) Streck- und Abdruckbewegungmit Unterstutzung des Expanders.Normalisiert am Korpergewicht be-tragt der Gesamtimpuls uber dieCross-Shaper 19,6% (Ge: 19,5� 4,7%; Eb: 19,3 � 4,9%; St:19,9 � 4,8%). Der Expander war da-bei im Mittel mit 35,4 � 12,8N vor-gespannt. Der aktiv erzeugteImpuls, zusammengesetzt aus

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Armbeugebewegung und aktiverAbdruckbewegung, betragt 10,7%(Ge: 10,3 � 2,7%; Eb: 10,5� 2,9%; St: 11,2 � 3,1%). Der An-teil des aktiven Abdruckimpulses,erzeugt durch eine zusatzliche aktivstreckende Abdruckkraft (Abb. 5:FCr) additiv zur freigesetzten Ex-panderkraft, liegt bei 1,8% (Ge:1,1 � 1,2%; Eb: 1,7 � 1,5%; St:2,6 � 1,7%). Signifikante Unter-schiede zwischen Experten und An-fangern lagen nicht vor.Die Experten zeigen gegenuber denAnfangern einen signifikant große-ren Bewegungsumfang sowohl derGesamtbewegung des Cross-Shapers(Ge: +17,28, p = 0.039, Eb: +21,18,p = 0.028, St: +17,88, p: 0.030) alsauch der isolierten Armbeugebewe-gung (Ge: +23,58, p: 0.030, Eb:+25,98, p: 0.022, St: +24,38, p:0.024).

Diskussion

Die Probanden konnten die Aufga-benstellung, zugig mit moglichstgleichem Tempo sowohl mit Walkingals auch mit Cross-Shaping denParcour zu bewaltigen, sehr gutumsetzen. Die Geschwindigkeitenvon 6,80 km/h (1,89m/s, Cr) und6,73 km/h (1,87 m/s, Wa)

ffektiven Ganzk€orpertraining

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Abbildung 5Kraft-, Neigungs- und Winkel-Zeit-Kurven im Gangzyklus [%] im Vergleich Cross-Shaping(Cr) vs. Walking (Wa) am Beispiel der Experten in der Ebene (Eb); oben: F: Kraft [% KG],Neig: Neigung/K€orperaufrichtung [8] Aufr: Differenz Cr-Wa [8]; unten: Cr: Kraft Cr [N], FCr:aktive Abdruckkraft Cr [N], Go: Winkel Armschale [8],li: links [blau], re: rechts [rot].

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unterscheiden sich nicht signifikant,so dass eine direkte Vergleichbarkeitzwischen beiden Bedingungen mog-lich ist.Bemerkenswert ist die sehr deutlicheErhohung der Herzfrequenz gegen-uber dem Walking von 114,4 bpmum 22,8 bpm (19,9%) auf 136,9bpm beim Cross-Shaping. Die abge-schatzte Herz-Kreislauf-Belastungsteigt entsprechend von rd. 64%HF-max (Wa) auf rd. 76%-HF-max(Cr). Beim Nordic-Walking konntebei gleichem Design nur ein Zuwachsum 10,1 bpm (9,3% [7]) bestimmtwerden, zudem war ein Teil der Er-hohung dort auch durch die um 5%signifikant hohere Geschwindigkeit(1,86 m/s) gegenuber dem Walking(1,77 m/s) bedingt. Die deutlich ge-steigerte kardiale Belastung beimCross-Shaping kann mit dem inten-siven Einsatz zusatzlicher Muskel-gruppen des Oberkorpers interpre-tiert werden und steht in engerUbereinstimmung mit einer Studie,die zudem auch eine gesteigerte me-tabolische Reaktion bestimmt hatte[5]. Insgesamt befindet sich die Be-lastung beim Cross-Shaping imvom American College of SportsMedicine [1] empfohlenen gesund-heitsvertraglichen Bereich. Intensi-tat und Energieumsatz sind deutlichhoher als beim Walking und NordicWalking einzuschatzen.Die vertikalen Bodenreaktionskraftezeigen ebenfalls die erwartetenKraft-Zeit-Verlaufe, d.h. mit zu-nehmender Steigung ein zunehmen-des 1. Kraftmaximum (Fußaufsatz)und ein abnehmendes 2. Kraftmaxi-mum (Fußabdruck) und vice versa.Zusatzlich ist beim Cross-Shapingdas 2. Kraftmaximum mit rd. 7%deutlich reduziert. Dies lasst andersals beim Nordic Walking [9,7] aufeine Entlastung der unteren Extre-mitat zwischen Mittelstutz und Fuß-abdruck schließen, die durch denAbdruck vom Cross-Shaper bedingtist und zeitlich mit den Phasen

nd effektiven Ganzk€orpertraining 5

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vermehrter Aufrichtung einhergeht(Abb. 5). Der vertikale Impulsbeitragder Cross-Shaper betragt bei den Ex-perten in der Ebene und bei Gefalleuber die gesamte Bodenkontaktpha-se 2,3–3,3%KG. Die nicht signifikan-te Impulsreduktion bei Gefalle lasstsich so deuten, dass bei einer Ab-wartsbewegung nur eine geringerevertikale Unterstutzung erforderlichist. Die zeitlich signifikante Verlan-gerung der Schwungphase, bei Ebe-ne und Gefalle auch des Gangzyklus,fuhrt ebenso wie die geringere An-zahl Schritte bei gleichem Gangtem-po zu einer großeren Schrittlangeund kann in Verbindung mit demreduzierten 2. Kraftmaximum alsverstarkter horizontaler Vorschubdurch die Cross-Shaper gedeutetwerden. Dieser fallt zeitlich eben-falls in die Phase der vermehrtenAufrichtung (Abb. 5). Eine hohereEntlastung im Vergleich zum Wal-king sowohl beim Fußaufsatz (8,3–10,4%KG) als auch beim Fußabdruck(5,0–10,9%KG) konnte bisher ledig-lich mit Spring-Stick-Walking – Wal-king im Kreuzgang mit sportlichenUnterarmgehstutzen, die zur Damp-fung von initialen Kraftspitzen mitfedernd gelagerten Stockenden be-stuckt sind – erzielt werden [8].Im Vergleich zum Walking fuhrtCross-Shaping bei den Experten zueiner deutlichen und effektiven Auf-richtung sowie zu einer vertikalenMehrbewegung des Oberkorpers(Abb. 3,5). Zwar neigen die zur Be-stimmung der Oberkorpervorneigungbzw. Oberkorperaufrichtung verwen-deten mobilen Inklinometer bauart-bedingt zum Uberschwingen, sodassdie ermittelten Werte vermutlich et-was großer als in der Realitat aus-fallen. Die zu erwartenden bewe-gungsadaquaten und signifikant un-terschiedlichen Oberkorperaufrich-tungen auf den verschiedenenStreckenprofilen, d.h. eine starkereVorneigung bei Steigung (+1,88)und eine starkere Ruckneigung bei

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Gefalle (�4,48) jeweils gegenuberder Ebene, belegen jedoch Validitatund Sensitivitat der verwendeten In-klinometer (Abb. 4).Der durch die obere Extremitat auf-gebrachte aktive Impuls, erzeugtdurch aktive Beugung des Expandersin der Vorschwungphase und aktivenAbdruck vom Cross-Shaper in derRuckschwungphase, ist mit rd. 11%weit hoher als beim Nordic Walking(rd. 3%, [7]). Damit ist dieser inten-sive Einsatz zusatzlicher Muskel-gruppen des Oberkorpers fur diedeutliche Mehrbelastung des Herz-Kreislauf-Systems gegenuber Wal-king und Nordic Walkingverantwortlich.Die Konstruktion des Cross-Shapersermoglicht in der Ruckschwung-bzw. Abdruckphase durch die Auf-lage des Unterarmes auf der Arm-schale eine – im Gegensatz zumNordic Walking – direkte und damitmechanisch effektive und durch dieRader zudem stark stoßreduzierteKraftubertragung vom Cross-Shaperuber den Oberarm auf die Schulter,die wahrend des gesamten Schritt-zyklus wechselseitig vorhanden undnach vorne oben gerichtet ist. Dabeiwird die in der Vorschwungphasevortriebshemmend durch Armbeu-gung erzeugte Spannung des Expan-ders vortriebswirksam wieder abge-geben und unterstutzt uber die nachhinten blockierten Rader des Cross-Shapers die Abstutzung auf der Un-terarmschale und ermoglicht eineVor-Aufrichtung des Oberkorpers.Verstarkt wird dies durch einen zu-satzlichen aktiven Abdruck von derUnterarmschale des Cross-Shapers.Die vermehrte Aufrichtung des Ober-korpers im Vergleich zum Walkingfolgt in der zeitlichen Abfolge die-sem zusatzlichen aktiven Abdruckund endet im Umkehrpunkt vomRuckschwung zum Vorschwung desCross-Shapers (Abb. 5). Dabei falltder Punkt der maximal vermehrtenAufrichtung im Vergleich zum Wal-

er: ein neues Sportger€at zum gesunden und e

king kurz vor das 2. Kraftmaximum(Abb. 5). Die vermehrte Aufrichtungebenso wie die vermehrte Vertikal-bewegung werden uber eine Anhe-bung der Schulter erzeugt und lassensich als effektive Entlastung der Wir-belsaule interpretieren. Zudem istdurch die wechselseitige Vor- undRuckschwungbewegung und die da-mit verbundene Rotation und Kip-pung im Schultergurtel eine Mobili-sierung der Wirbelsaule zu erwarten.Zwar lasst sich die Spannung desExpanders individuell einstellen,fur die Funktionsfahigkeit desCross-Shapers ist jedoch immereine zumindest leichte Vorspannungerforderlich. Damit ist im Gegensatzzu Nordic Walking-Stocken kein un-belastetes Fuhren der Cross-Shapermoglich, weil die Vorschwungbewe-gung immer mit einer aktiven Arm-beugung gegen den gespannten Ex-pander verbunden ist.Die bei den Anfangern noch aus-bleibenden Effekte bei der Oberkor-peraufrichtung und beim vertikalenImpulsbeitrag ebenso wie der ge-genuber den Experten deutlich redu-zierte Bewegungsumfang und diedeutlich reduzierte Armbeugebewe-gung lassen sich so interpretieren,dass eine fachkundige Schulung undausreichende Ubungs- und Einge-wohnungszeit erforderlich ist, umsich mit der Technik des Cross-Sha-pings vertraut zu machen und diegesundheitlichen Effekte vollum-fanglich ausschopfen zu konnen.

Schlussfolgerungen

Insgesamt zeigt die vorliegende Pi-lotstudie durchweg deutlich positivegesundheitliche Effekte des Cross-Shapers, die umfassender ausge-pragt sind als beim Walking undbei Einbeziehung eigener fruhererStudien auch gegenuber dem NordicWalking [6]. Der Bewegungsverlaufist ahnlich harmonisch dem

ffektiven Ganzk€orpertraining

Page 7: Der Cross-Shaper: ein neues Sportgerät zum gesunden und ...cross-shaping.bplaced.net/wordpress/wp-content/uploads/2014/10/C… · Shaper (Abb. 1) entwickelt. Der Cross-Shaper ist

FREIE THEMENSport Orthop. Traumatol. xx, xx–xx (2014)

Skilanglauf im klassischen Stil mitErdung in 3 Punkten. Der Abdruckist im Vergleich zum Nordic Walkingerheblich effektiver, aber zugleichdeutlich stoßreduziert, der Oberkor-per wird vermehrt aufgerichtet unddie Wirbelsaule effektiv entlastetund mobilisiert. Weite Teile der Mus-kulatur der oberen und unteren Ex-tremitaten werden physiologischgleichermaßen trainiert. Positive Ef-fekte auf das Herz-Kreislauf-Systemsind gegenuber Walking und NordicWalking im gesundheitsvertragli-chen Bereich deutlich erhoht, dieempfohlenen Belastungsgrenzenwerden nicht uberschritten.

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Shaper: ein neues Sportger€at zum gesunden u

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Korrespondenzadresse:Prof. Thomas JollenbeckInstitute for BiomechanicsKlinik LindenplatzWeslarner Str. 29D 59505 Bad SassendorfGermanyTel.: +4929215013414Fax: +4929215014310.E-Mail: [email protected]

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