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Vorstudien zu einer Dissertation über menschliche Atemmuster

Mag.art. Ianna Y. Sedláčková Dissertationsseminar am 15.05.2012 Betreuung: Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. M. Bertsch Universität für Musik und darstellende Kunst

Übersicht der Präsentation

!  Atemphysiologie & Anatomie !  Grundlagen der Lehrmeinungen zur Atmung

"  Schmid-Lang-Heckmann (Schulmedizin) "  Coblenzer & Muhar (Schulmeinung 1) "  Wilk, Hagena, Sedláčková (Schulmeinung 2)

!  Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie – 100 Jahre im Überblick

!  Studie über Zwerchfellsteuerung von Dr. Sundberg et al. !  Vorstudien über menschliche Atemmuster

"  Maßband "  BFB - System

!  Eigene Fragestellungen und Versuche zu Antworten !  Auswertung durch Mustererkennung/Mustersprachen nach

Ch. Alexander

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Q: 3d-yoga.com

Zwerchfellaktivität

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Zwerchfell (lateinisch Diaphragma , kuppelförmige Gestalt und ist der wichtigste Atemmuskel. Der Musculus obliquus internus abdominis beugt den Rumpf, presst den Bauch zusammen und ist beteiligt an der Exspiration (Ausatmung) Arbeiten die Muskeln beider Seiten zusammen, so sind sie verantwortlich für die Beugung des Rumpfes und die Hebung des Beckens, weiterhin für die Ausatmung und die Bauchpresse. Der Musculus rectus abdominis (lat.: Gerader Bauchmuskel) mit Zwischensehnen „Waschbrettbauch�. sorgt dafür, dass der Brustkorb in Richtung Beine gezogen und der Rumpf dadurch gebeugt wird. Werden sowohl Oberkörper wie Becken fixiert, dient die Anspannung des Muskels der Unterstützung der Bauchpresse. Der Musculus transversus abdominis ist verantwortlich für das Zusammenpressen des Bauches und das Absenken der Rippen. Außerdem ist er beteiligt an der Exspiration (Ausatmung).

Abdominal Oblique

Rectus Abdominal

Internal Oblique

Hip Flexor Group

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Anatomie der Atmung I Zwerchfell (lateinisch Diaphragma, kuppelförmige Gestalt und ist der wichtigste Atemmuskel. Der Musculus obliquus internus abdominis beugt den Rumpf, presst den Bauch zusammen und ist beteiligt an der Exspiration (Ausatmung). Arbeiten die Muskeln beider Seiten zusammen, so sind sie verantwortlich für die Beugung des Rumpfes und die Hebung des Beckens, weiterhin für die Ausatmung und die Bauchpresse. Der Musculus transversus abdominis ist verantwortlich für das Zusammenpressen des Bauches und das Absenken der Rippen. Außerdem ist er beteiligt an der Exspiration (Ausatmung). Der Musculus rectus abdominis (Gerader Bauchmuskel) mit Zwischensehnen „Waschbrettbauch�. sorgt dafür, dass der Brustkorb in Richtung Beine gezogen und der Rumpf dadurch gebeugt wird. Werden sowohl Oberkörper wie Becken fixiert, dient die Anspannung des Muskels der Unterstützung der Bauchpresse.

Rectus Abdominal

Internal Oblique

Hip Flexor Group

Abdominal Oblique

Anatomie der Atmung II

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Aktuelle Lehrmeinung zur Atemphysiologie

Brust- und Bauchatmung

Bauchatmung = Ausatmer, Brustatmung = Einatmer

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Aktuelle Schulmeinung zur Atemphysiologie

Coblenzer, H., Muhar, F. (1965): „Die Phonationsatmung� In: Sonderabdruck aus 77. Jahrg. Wiener klinische Wochenschrift. Nr. 48, S. 945-953 Coblenzer, H. (1970): „Die Bedeutung des Atemrhythmus für den Sprachlichen Ausdruck des Schauspielers� Dissertation, Wien

Langer-Rühl, H., Muhar, F. (1980): „Atemführung und Körperhaltung beim Musizieren� Film. Bundesstaatliche Hauptstelle für wissenschaftliche Kinematographie, Wien Schürmann, U. (2007): „Mit sprechen bewegen� Stimme und Ausstrahlung verbessern mit atemrhythmisch angepasster Phonation. Ernst Reinhardt-Verlag, München

Coblenzer & Muhar !  Der Begriff "Abspannen" oder die Beschreibung "reflektorische Atemergänzung" ist seit

Jahrzehnten in der Stimmtherapie und -pädagogik etabliert. Coblenzer und Muhar gehört das Verdienst, dieses Phänomen in klinischen Untersuchungen nachgewiesen zu haben. Doch in Unterricht und Seminaren - und oft auch in fachlichen Diskussionen - wird es dann etwas nebulös: was ist das Abspannen nun genau, wie funktioniert es und wie lässt es sich erarbeiten? Verschiedene Fragestellungen tauchen in Erstausbildung, Fort- und Weiterbildungen immer wieder auf:

!  Sind Abspannen und Reflektorische Atemergänzung eigentlich dasselbe wie Atemwurfübungen oder Stoßübungen?

!  Hat Abspannen etwas mit Entspannung zu tun? !  Geschieht das automatische Zu-Luft-Kommen irgendwie "passiv"? !  Was ist am "Luft-holen" denn anders und gar schlimmer? !  Sind Abspannen und reflektorische Atemergänzung überhaupt synonym zu verwendende

Begriffe? !  Geschehen Lösen der Ventilspannung und Senken des Zwerchfells zeitgleich oder

nacheinander? !  Wie ist die Beziehung zwischen der Artikulation, den Bewegungen der Einatemmuskulatur

und denen der Bauchdecke zu verstehen? Welches Bewegungsausmaß ist förderlich? !  Welchen Charakter müssen schrittmachende, grobmotorische Bewegungen aufweisen? !  Diese Fragen haben nicht allein grundsätzliche, wissenschaftliche Bedeutung. Sie haben

eine unmittelbare didaktische und methodische Auswirkung. Und oft genug führt ein fehlerhaftes physiologisches Verständnis zu Vorgehensweisen, die komplett kontraproduktiv wirken.

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Alternative Schulmeinung zur Atemphysiologie

Buhrow, M. „Atemstütze - ein Begriff, zwei Wege zur Atemtypenlehre im Instrumentalunterricht am Beispiel der Oboe�, Diplomarbeit an der Staatlichen Hochschule für Musik Freiburg i. B. 1997 Hagena, Charlotte und Christian „Konstitution und Bipolarität - Erfahrungen mit einer neuen Typenlehre�, Karl F. Haug Verlag, Heidelberg 1996, 2. Auflage Hagena, Christian „Grundlagen der Terlusollogie — Praktische Anwendungen eines bipolaren Konstitutionsmodells�, Karl F. Haug Verlag, Heidelberg 2000 Schaefer-Schulmeyer, A. „Die Lateralitätsveranlagung beim Menschen als Naturgesetz und dessen phänomenale Auswirkungen durch einen hierdurch bewirkten individuellen Rhythmus�, Erfahrungsheilkunde 16, 1, S. 7-15, 1977 Sonnenschmidt, Dr. Rosina „Das Praxisbuch der solaren und lunaren Atemenergetik�, Ehlers Verlag, Wolfratshausen 2001 Deutsch, G. „Linkes Gehirn, rechtes Gehirn�, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998, 4. Auflage Wilk, E. „Typenlehre, Magnetismus, Charakter und Gesundheit�, Verlag Dr. Francis Ising, Minden/Westfalen 1949.

Forschung Atemphysiologie Sedláčková I. Y. „Die typologisch-individuelle Atemstruktur des Menschen - Theorie und ihre praktischen Konsequenzen in der Gesangs-, Bläser- und Atempädagogik� Diplomarbeit zur Erlangung des Titels einer Magistra artium in der Studienrichtung IGP II am Lehrkanzel für Instrumental- und Gesangspädagogik, Institut Antonio Salieri (Gesang in der Musikpädagogik) Wien, April 2004

Sedláčková I. Y. „Die typologisch-individuelle Atemstruktur� des Menschen – Hypothese, Theorie, Beweisführung und ihre praktischen Konsequenzen in der Gesangs-, Bläser-, Atem- und Sportpädagogik Exposé zu einer Dissertation an der Universität für Musik und darstellende Kunst Abteilung für Integrative Atem-, Stimm- und Bewegungsschulung des Instituts für Musik- und Bewegungserziehung sowie Musiktherapie Wien, Oktober 2011

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Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie –

100 Jahre Überblick !  Körperschulen, Atemschulen,

Bläserschulen u. Singschulen !  Von 1904 bis 2012 !  Tendenz eine Atempräferenz zu betonen

u. zu forcieren, selten ist eine Schule für beide Atemgruppen gleichermaßen geeignet

!  Keine klare Mustererkennung vorhanden: Wem passt welche Schule?

Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie I

Körperschulen: !  1974 Marianne Fuchs, Funktionelle Entspannung nach

Fuchs, Langer-Rühl �Es atmet mich…��Ausatmer !  1978 Moshé Feldenkrais �Beobachten Sie diese Stelle beim

Einatmen und lassen Sie das Ausatmen aus Ihrer Vorstellung weg.��Einatmer

!  1980 Volkmar Glaser, Eutonie �Spannungsgleichgewicht��

für Ein- und Ausatmer !  1985 Frederick M. Alexander, Alexandertechnik �Wirbelsäule verlängern...��Ausatmer

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Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie II

Atemschulen: !  1929 Paul Bruns �...mithin das übliche „Sichvollpumpen mit Luft�

die Stimme groß und klangvoll mache. Denn es ist unmöglich, so dem Tone jene Elastizität auch nur im entferntesten zu geben,…��Ausatmer

!  1995 Ilse Middendorf �...denn wenn wir den Atem nicht kommen lassen, sondern ihn holen, stellt sich kein Ergebnis ein.��Ausatmer

!  1996 Robert Kreutzer �...um dann mehrmals kurz aber intensiv durch die Nase quasi „einzuschnüffeln�.��Einatmer

!  1997 Schlaffhorst-Andersen, Aribert Stampa �Diese Kunst kann nicht durch willkürliche vertiefte Einatmung erlangt werden, sondern allein durch willkürlich geregelte Ausatmung.��Ausatmer

!  1997 Cobenzl-Muhar �.. dass sich der Mensch, überfüllt von Luft, die er nicht los wird, belastet fühlt. Er spricht von Atemnot und leidet in Wahrheit unter Ausatmungsnot.��Ausatmer

!  1998 Scheufele-Osenberg (mit Parow und Egenolf) �Beim Einatmen und Senken des Zwerchfells wird die Luft hereingelassen und nicht - wie bei der Brustatmung – aktiv hereingeholt.��Ausatmer

Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie III

Gesangsschulen: !  1904 Staumethode nach Georg Armin �Luftstau��Einatmer !  1922 Lilli Lehmann �Darum darf man weder bei künstlerischem Sprechen noch

Singen tief einatmen, weil zu viel Luft in die Lunge dringt,.. die wir wohl beim Gehen oder Laufen, niemals aber bei künstlerischem Sprechen oder Singen wieder los werden können.��Ausatmer

!  1931 Wilhelm Reinecke �Die üppigste Tonfülle wird durch relativ kleinen Luftmengen erreicht. ��Ausatmer

!  1935 Rudolf Vasek �Vdechujte nepozorovaně, zronvna tak jako při mluvě!��(Atmen Sie unbemerkt ein, so wie beim Sprechen!) Ein- und Ausatmer

!  1965 Frederick Husler/Yvonne Rodd-Marling �Pumpe dich nicht voll mit Luft,…�, �Atme ohne jede Absicht ein. Versuche zuallererst richtig auszuatmen, das Einatmen erfolgt dann nach einem ganz gewissen Gesetz...��Ausatmer

!  1938 Paul Lohmann �Gestützt zu singen heißt also: die Balance zwischen Atem und Stimmlippenwiderstand wird weder... noch gestört.�, �Sänger mit hörbar vollendeter Atembalance zeigen äußerlich als typisch: den auch während des Singens ruhevoll und zwanglos gedehnt bleibenden oberen Brustkorb und dazu die Tatsache, dass der Atemvorgang und seine Bewegung allein in den Umkreis der Vollatmung verwiesen ist.��Der Autor beschreibt leider nicht, was eine �Vollatmung� ist. Vom �gedehnten oberen Brustkorb� ist aber eher auf einen Einatmer zu schließen. Einatmer

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Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie III - fortgesetzt Gesangsschulen: !  1956 Franziska Martienssen-Lohmann �...allein eine Form der Tiefatmung günstig sein kann,

die oben Ruhe wahrt und die Bewegung eben in die tieferen Atembezirke verlegt...�, �Die im oberen Brustkorb befindliche Luft wird sich stets nur als Reserveluft für lange Phrasen einschalten, als zusätzlich also zu der �Gebrauchsluft� der unteren Bezirke.��Ein sehr schönes Beispiel für die Funktion der Proportionalität® - hier also ein Ausatmer mit über 50 % Proportionalität®. Ausatmer

!  1961 Otto Iro "Der Sitz der Luft ist – Dutzende verschiedene Atemprinzipien beweisen es – von ganz untergeordneter Bedeutung gegenüber der Tendenz der Luftabgabe, d.h. der bewusst regulierten Zufuhr jener Luftmengen, welche die Stimmlippen bei der Umwandlung der Luft in Klang verarbeiten können. Ein Sänger, der die Luft unrichtig fundiert (z.B. hoch in der Brust atmet, den Bauch einzieht, die Flanken nahezu ausschaltet), jedoch sparsam an sich hält, nicht mit den Atem nachdrückt, nur mit Minimalluft singt, wird jedem Sänger überlegen sein, der zwar über den richtigen Atemsitz verfügt, in tiefer Fundierung den Bauchmuskeln die intensivste Einwirkungsmöglichkeit bietet, hingegen mit der Luft nachstößt, zu viel Luft auf den Ton gibt und daher presst. Zur vollendeten Atmung müssen also beide Faktoren richtig zusammenwirken.��Diese Aussagen sind sehr interessant. Wir sehen dass der Autor die Arbeitsweise des Ausatmers vorzieht. Er gibt jedoch zu, dass der Einatmer auch gut singen kann (obwohl der Einatmer es �falsch� mache), wenn er nur die richtige Druckregulation erwischt. Ausatmer

!  1981 Oren Brown �Elevate your rib cage without taking a breath…�, �Her back opened and compressed like a huge bellows.�, �When one has taken a comfortably full breath,…� (�Hebe deinen Brustkorb ohne Luftholen...�, �Ihr Rücken öffnete sich und zog sich zusammen wie ein riesiger Blasebalg�, �Wenn man einen komfortabel vollen Atem geholt hat...�) Einatmer

!  1984 Schmidinger, Josef - Biodynamische Stimmbildung �als ob Brust, Hals und Kinn zusammengeschweißt wären…��Einatmer

!  1994 Tradition Mme. Skilondz, Russland - Jytte Sponholtz �Halsen skal straebe fremad og op – ikke op og tilbage.��(Der Hals soll vorwärts und hinauf streben – nicht vorwärts und rückwärts.) Ausatmer

!  1996 Jo Estill Voice Trainingsystem Diese Schule macht keine Aussagen in Bezug auf die Atemführung. Ein- und Ausatmer

Aus der Geschichte der Ideen über Atemphysiologie IV

Trompetenschulen: !  150 Riedl, Johannes – Die Atmung des Blechbläsers, Wien 1993: Magisterarbeit

der IGP II an der Hochschule für Musik und darstellende Kunst Wien

!  Pierre Thibaud: �... Das Gähnen kann und muß dem Einatmen als Grundlage dienen�, �...die größtmögliche Kapazität des Brustkasten zu erreichen.��Einatmer

!  Arnold Jacobs: �Es ist nicht klug, immer die volle Luftmenge aufzunehmen,...��

Ausatmer !  Rolf Quinque: �...Die Atemmenge muss sich nach der Länge der zu spielende

Phrase richten, sie soll so gering wie möglich sein,...��Ausatmer !  Louis Maggio: �...maximale mögliche Luftmenge in kürzeste Zeit einzuatmen.��

Einatmer !  Arturo Sandoval: �..immer voll einatme, da er dadurch beim Spielen die

größtmögliche Freiheit habe.��Einatmer

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Einatmung von Trompeter Louis Maggio

Konflikte ausräumen - die Motivation für meine Dissertation

Riedl, Johannes – „Die Atmung des Blechbläsers�, Wien 1993: Magisterarbeit der IGP II an der Hochschule für Musik und darstellende Kunst Wien, Seite 40-41

Der Autor regiert auf diese Aussagen so: �…Man sollte meines Erachtens jedoch beachten, dass die meisten Menschen aufgrund ihrer Haltung und ihrer Konstitution das Gegenteil von �größtmöglicher Freiheit� erreichen, wenn sie voll einatmen. Sie verkrampfen sich, und ein eingeengtes Gefühl tritt ein.�

Können Sie schon erraten, welchen Atemrhythmus der Autor vorzieht? Er schreibt weiter: �Speziell für den Unterricht ist meiner Meinung nach die Äußerung von Arnold Jacobs am geeignesten, um Verspannungen zu vermeiden.�

In der Folge ist in der Magisterarbeit ein Bild von Louis Maggio mit einem erklärenden Text abgebildet: �Der Einatmungsvorgang sollte so ablaufen, dass man den Mund weit öffnet und den Kopf zurückneigt (siehe Abb. 33). Maggio schreibt, man solle so Luft holen, �(...) wie ein Ertrinkender, der zum dritten Mal untertaucht.�

Der Autor schreibt zu Abb. 81:154, Seite 88-89 �Kritik: ...das Einatmen eines Ertrinkenden ist kein von mir als angenehm empfundenes Gefühl..., ...Ein Zurückneigen des Halses halte ich ebenfalls für wenig sinnvoll…, ...ich glaube daran, dass man in verschwindend geringem Ausmaß eine Vollatmung braucht...�

Weiter in der Magisterarbeit schreibt der Autor: �...Wie schon erwähnt setzt die Ausführung einiges voraus. �Den Atem kommen lassen� habe ich in einer eigenen Übung angeführt. �

Offensichtlich ist der Autor ein Ausatmer, der mit dem extremen Beispiel von Louis Maggions Einatmungsausrichtung wenig anfangen konnte.

Diese Situation verdeutlicht die unnötigen �Rechtfertigungen� der Schüler und die pädagogisch unausgereiften �tue-es-so-wie-ich-Anleitungen� viele Lehrer.

Ich hoffe dass meine Dissertation eine Möglichkeit bietet, solche wie die oben wiedergegebenen Situationen besser nützen zu können, indem wir die Verschiedenheit unserer Atemmuster sehen und schätzen lernen.

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Studie über Zwerchfellsteureung von Sundberg et al.

!  Titel: „Effect of diaphragm activity on phonation during singing�

!  „Die Effekte von Zwerchfellsteuerung auf Phonation während des Singens“

!  Von: Rolf Leanderson, Johan Sundberg und Curt von Euler

!  Institut: Königliche technische Hochschule – Abteilung: Komputer Wissenschaft und Kommunikation, Stockholm, Schweden 1984

Studie Sundberg et al.: Methoden

Messtechniken: !  Visualisierung auf Monitor des

Druckunterschieds zwischen Speiseröhre und Magenhöhle = „trandiaphragmatic pressure�

!  Mundhöhlendruck und Druck im Magen gemessen mit 2 Katheter

!  Schall und Druckwellen mit einem Druck-gradient-mikrophon in einer Maske

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Studie Sundberg et al. Graphen I

Studie Sundberg et al. Graphen II

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Conclusion Sundberg et al. !  „It is possible to achieve a voluntary co-activation

of the diaphragm during phonation. Different subjects show different phonatory behaviours when they activate the diaphragm, although the subglottic pressure does not necessarily change. In most subjects a diaphragm activation tends to increase the peak amplitude of the glottogram, suggesting a change of phonation mode towards flow phonation.�

!  Flow phonation = going towards optimal phonation

Resumé Sundberg et al. !  Zwerchfell kann willentlich während Phonation

gesteuert werden !  Es gibt verschiedene Arten der Phonation !  Zwerchfellsteuerung mit gleichbleibender

subglottischen Druck ist möglich !  Bei Zwerchfellsteuerung kommen Änderungen

der Maximal-Amplitude des Glottogrammes vor und die Formanten der Stimme bleiben bei Tonhöhenänderung stabiler

!  Ziel der Zwerchfellaktivierung ist die „flow phonation“, eine Annäherung an einer optimalen Phonation

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Diskussion: Nützt irgendeine Atemschule SängerInnen oder BläsernInnen?

!  Es wurde lange bezweifelt, daß eine willentliche Aktivierung des Zwergfelles, bei dem Singen oder Blasen, nach Schule X oder Y, ein besseres Resultat bringt.

!  Johan Sundberg et al. zeigten im der Studie, daß eine willentliche Zwerchfellkontrolle tatsächlich ein verbessertes Resultat bringt, egal ob bei Laien oder Profis.

Deutung des Resultats der Studie von Sundberg et al.

!  Diskussion: Nützt irgendeine Atemschule den SängerInnen oder BläserInnen?

!  Ja, es ist wesentlich eine aktive und willentliche Zwergfellkontrolle zu erlernen, welche die Phonation/das Blasen im Stande ist, die aufgebaute Luftsäule zu steuern und zu kontrollieren.

!  Daher folgt, daß eine Studie über menschliche Atemmuster nützlich sein könnte um herauszufinden welche Schule/Vorgangsweise passen würde für welche Person.

!  Es folgen hier die Ergebnisse der Vorstudien zu meiner Dissertation, welche diese Frage durch Mustererkennung zu beantworten versucht.

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Erfahrung einer Atemkorrektur einer Schlüsselbein-Atmerin

(extreme Ein- und Hochatmung) !  Extreme Hochatmung: Schlüsselbeinatmung ist derzeit als pathologisch eingestuft !  Diese Atemdisposition kommt aber natürlich vor !  Zitat: �Es geht jetzt schon viel besser, obwohl ich noch nicht ganz in meiner Atmung bin. Rutsche

noch in den Bauch, aber nicht mehr lang :) Denn für mich ist der Unterschied so riesig, ob ich gerade im Bauch oder in der Lunge unterwegs bin. Und ganz eindeutig was die Natur bei mir vorgibt. Am Samstag habe ich Mozart Requiem gespielt und habe ziemlich konsequent während dem Konzert mithilfe der Lungenatmung gespielt. Es war energiereich, die Ansprachen sehr sicher, metrisch sicher und Körpergefühl war einfach locker - ha, so ungefähr wie ich das von früher kenne. (Anmerkung vom Verfasserin: bevor sie, ihr eine fremde, Atemstruktur vom LehrerIn übergestülpt bekommen hat). Du hast mir sehr geholfen mich zu erinnern und vor allem in die gesunde Richtung wieder zu kehren. Diesmal mit der Bewusstwerdung - das ist überhaupt das Wertvollste. Vielen Dank, Ianna. Einatmen durch das Gähnen will noch ordentlich geübt werden, vor allem bei den Stücken, wo ich in den letzten Jahren seitlich oder von unten Luft geholt habe. Aber das ist jetzt ein sinnvolles Training!!! :-)��Zitatende.

!  Die Bewegungspräferenz der Gelenke ist an das typologisch-indviduelle Atemmuster gebunden

Vorstudie Mustersuche !  Hunderte von Personen, Musiker, Laien, Sportler, Verwandte,

Freunde und Kollegen wurden beobachtet und berechnet. !  Von 1994 – 2012 !  Mithilfe einem neuen mathematischen Formel wurden Muster

gesucht und erkannt. !  Es wurde dazu die Grundlagetheorie der Musterbearbeitung von

Christopher Alexander (* 4. Oktober 1936 in Wien) – aus der Trilogie: „A Pattern Language� (Eine Mustersprache), „A Timeless Way of Building� und „The Oregon Experiment� verwendet, um die offensichtlichen Muster weiter zu bearbeiten und sinnvoll in die Gesangs- u. Bläserpädagogik einzuarbeiten.

!  Eine Theorie: „die typologisch-individuelle Atemstruktur des Menschen�, wurde entwickelt und in Praxis 16 Jahre lang getestet.

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Vorstudie Massband

!  17 Testpersonen wurden gemessen. !  Vom Jänner 2011 bis Dezember 2011 !  Es wurde mit einem Maßband gearbeitet. !  Die Erweiterung der Flanken und des

Bauchraumes wurden gemessen bei der Ruheatmung und bei der Arbeitsatmung während der Arbeitsaufgabe Propeller.

Dispositionsauswertung Vorstudie Massband

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Vorstudie BFB ! 4 Testpersonen ! Oktober 2011 bis April 2012 ! Psychophysiologische Messung

mittels Biofeedbacksystem von Schuhfried

! Mittels Atemgürtel und EMG wurden Atemmuster dokumentiert.

Messablauf

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Atemgurte(RESP(1(

Thorakal(RESP(2(

Abdominal(

Modul 1 EMG 1-1 EMG 1-2 Modul 2

EMG 2-1 EMG 2-2

sheath and a line joining the ASIS to the umbilicussince no overlying fibres of obliquus externusabdominis are assumed in this triangular area (13,22). ln about 20% of the samples of this study,muscle fibres of the obliquus externus abdominiswere found over the area above the line between theASIS and the contralateral most inferior point ofthe costal margin of the ribs which is comparable tothe line between the ASIS and the umbilicus. Thus,the upper border of this triangle has to be refinedand changed to a lower position which is the linebetween both ASISs. In future EMG studies, thetriangle confined by the inguinal ligament, lateralborder of rectus sheath and a line joining bothASISs would be an ideal location for the surfaceelectrode placement of obliquus internus abdominissince this area was only covered by the aponeurosisof obliquus externus abdominis'

The muscle fibres of obliquus internus abdomi-nis appear to radiate from the ASIS so that theyrun in an upward direction above the ASIS and in adownward direction below it. The muscle fibreorientation of obliquus internus abdominis fol-lowed the horizontal line between both ASISs andthere was an inferomedial deviation of about 6"with reference to a parallel line 2 cm below thereference line between the ASISs. Significantlygreater angulation below the reference line wasfound in males which may be attributable to thedifferences between male and female pelvicshapes (16 ,26 ,3 l ) .

In previous EMG investigations, the alignmentof surface electrodes over upper and lower rectusabdominis were similar, that is parallel to themidline (14, 23). As shown in the present study,there was a difference in the muscle fibre orienta-tion between upper and lower rectus abdominis'The muscle fibres of upper rectus abdominis were2' inferolateral to the midline. However, the musclefibres of lower rectus abdominis were orientedinferomedially, forming an angle of about 8" withthe midline.

From the results of this study, the appropriatesurface electrode placement which follows themuscle fibre orientation of the obliquus externusabdominis, obliquus internus abdominis and rectusabdominis can be suggested. The electrode posi-tions for these three abdominal muscles are illu-strated in figure 4. It must be emphasised that there

Fig. 4.

would be possible contamination of EMG signalsfrom other muscles (cross-talk) for the electrodepositions of obliquus externus abdominis andobliquus internus abdominis. These other musclesinclude underlying intercostales and the adjacentserratus anterior for the electrode position ofobliquus externus abdominis at the eighth rib,underlying obliquus internus abdominis and trans-versus abdominis for the electrode position ofobliquus externus abdominis below the rib cage,and underlying transversus abdominis and adjacentobliquus externus abdominis for the electrodeplacement of obliquus internus abdominis. Theoptimum positions can only be determined byfurther EMG cross-talk research, such as studiesfor back muscles (30) and limb muscles (9,21).

In conclusion, the information from this studyshould allow more accurate surface electrodeplacements for the individual abdominal muscle instudies which require the separate functions of theabdominal muscles to be ascertained. The adoptionof bony landmarks to depict the muscle fibreorientation of the abdominal muscles is easy tofollow and this will provide more objective guide-lines in determining the alignment of surfaceelectrodes in future EMG studies.

Acknowledgements

We are most grateful to Dr Walter Wood and the medicaland science students who cooperated during the whole datacollection process. Additionally special thanks to ChristineHamilton and Angela Ho for assistance with recordingmeasurements. This study was supported financially in partby the Dorothy Hopkins Award for Clinical Study.

Upper rectus aMominis

Lower rectus abdominis

8th rib

Obliquus externus abdominis(no obliquus internus abdominisunderneath)

Obliquus externus aMominis(obliquus intemus abdominisundemeath)

Obliquus internus abdominis(not covered by the muscle fibresof obliquus eliternus abdominis )

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Muscle fibre orientation of abdominal muscles andsuggested surface EMG electrode positions

J. K.-F. Ng t ' ', Y . Kippers 2 and C. A. Richardson I

Abstract

The ability o/'surJace elecnodes to accLffately rJetect the activity of a particular muscle relies not only on theirbeing plctced over the muscle but also on their position in relation to muscle fibre orientation. For optimal pick-upo.f'electromyographic ( EMG ) signals, surface electrodes are best aligned in parallel wtth the fibre orientation ofthe undertying muscle. This study aimed to measure muscle fibre orientation and other parameters of musclemorphology of the abdominal muscles in relation to palpable bony landmarks. Thirty-seven embalmed cadavers(19 males ancl lS.females) were examined. Results showed that thefibres of obliquus externus abdominis wereabottt 4n more vertical than the lower eclge of the eighth rib. Below the rib cage, the muscle fibres of obliquusexternus abclominis v,ere approximately 5o closer to vertical thon a reference line between the most inferior pointof'the costal rnargin and the contralateral pubic tubercle. In the anterolateral abdominal wall area below theanterirtr superior ilfac spine (ASfS), the obliquus internus abdominis was superJicial being covered only by theaponeurosis oJ'obliqttus externus abdominis. At the level of ASIS, the muscle fibres of obliquus internusabclominis vlere alntost horizontally orientated but at 2 cm below ASIS were aligned about 6' infbromedially tothe horizontal. Tlte muscle fibres of upper rectus abdominis were 2' inferolateral to the midline while the lowerrectus abdontinis muscle Jibres cleviated inferomedially from the midline by about 8" - The appropriate surfaceelectrorle placements w,hich follows the muscte fibre orientation of the obliquus externus abdominis, obliquusinternrts abdontinis cmd rectus abclominis have been suggested.

Ket,-tyrtrds; Abclominul Muscles - Muscle Jibres - Orientation - Electomyography - Electrodes'

Introduction

Knowledge of muscle fibre orientation of in-clividual muscles is regarded as one of'the importantfactors in the placement of electrodes in electro-rnyographic (EMG) studies. It has been suggestedtltat surface electrodes are best aligned in parallelrvith the fibre alignment of the underlying musclesfor optimal pick-up oi EMG signals (15, 32).Stronger signals are detected when the electrodesare aligned parallel to the muscle fibre orientationrather than in a perpendicular direction (29)' [n

' i l f ,-"n"r-f Physiotherapy and2 l-tepartment of Anatomical Sciences, The University of Queensland,

Brisbane. Austral i l .

lller'tront.v'ogr. t'lin. Neurophv.siol., 1998, 38, 5 l-58.

addition, the detection of propagation of muscleunit action potentials along a muscle depends onthe alignment between the muscle fibres and thesurface electrode affay (17).

Shift or compression of the EMG power spec-trum to lower frequency values has been establishedwhen a muscle becomes fatigued (l). These fre-quency changes have been attributed partly to adecrease in muscle fibre conduction velocity whichis due to a drop in intramuscular pH (8). Thealignment of the surface electrodes with the musclefibre orientation is particularly important for theaccurate measurement of such conduction velocitychanges in the muscle (2,7).

For many limb muscles with parallel fasciculararrangement, the alignment of muscle fibres can

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Messpunkte

RESP 1, Thorakal; Dunkelblau RESP 2, Abdominal; Hellblau Testperson 1: prof. Sängerin

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31.10.11, Testperson 1, 1. Runde: Mama

Modul 1 EMG 1-1 EMG 1-2 Modul 2 EMG 2-1 EMG 2-2

Testperson 1, 2. Runde: Propeller mit Ton

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Testperson 1, 2. Runde: Baseline 2

RESP 1, Thorakal; Dunkelblau RESP 2, Abdominal; Hellblau Testperson 2: Laie EMG-Filter: 100 – 200 Hz und 0-250 µVolt (Narrow band-pass für „fast-twitch�- Fasern)

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6.12.11,Testperson 2, 1. Runde: Mama

Modul 1 EMG 1-1 EMG 1-2 Modul 2 EMG 2-1 EMG 2-2

Testperson 2, 1. Runde: Propeller mit Ton

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Testperson 2, 1. Runde: Baseline 1

RESP 1, Thorakal; Dunkelblau RESP 2, Abdominal; Hellblau Testperson 3: junge prof. Sängerin, Atemsystem noch nicht ausgereift EMG-Filter: 100 – 200 Hz und 0-30 µVolt (Narrow band-pass für „fast-twitch�- Fasern)

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11.04.20, Testperson 3, 1. Runde: Mama

Modul 1 EMG 1-1 EMG 1-2 Modul 2 EMG 2-1 EMG 2-2

11.04.12, Testperson 3, 2. Runde: Propeller mit ton

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11.04.12, Testperson 3,

2. Runde: Baseline 2

Mustererkennung zur Orientierung

!  Um eine Orientierung des Forschungsgebietes zu gewährleisten, nehme ich die erkannten Muster als Grundlage um fest zu stelle was sinnvoller weise überhaupt gemessen werden kann und werden sollte.

!  Die Fragenstellungen 1. – 6. haben sich heraus kristallisiert und die Frage 1 u. 2 scheinen die Hauptfaktoren zu sein, welche die Typologie der polaren Atmung bei Mensch (und Tier?) entscheidet.

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Mustererkennung und Mustersprachen Ein gutes Muster sollte: !  ein oder mehrere Probleme lösen !  ein erprobtes Konzept bieten !  auf realen Designs basieren !  über das rein Offensichtliche hinausgehen !  den Benutzer in die Mustererkennung einbinden !  Beziehungen aufzeigen, die tiefer gehende Strukturen und

Mechanismen eines Systems umfassen !  Muster beinhalten in der Regel Referenzen auf andere Muster. Mithilfe

dieser ist es möglich, Mustersprachen zu entwickeln. !  1. Der primäre Nutzen eine Mustererkennung liegt in der Beschreibung

einer Lösung für eine bestimmte Klasse von Problemen. 2. Weiterer Nutzen ergibt sich aus der Tatsache, dass jedes Muster einen Namen hat. Dies vereinfacht die Diskussion unter Entwicklern, da man abstrakt über eine Struktur sprechen kann. 3. Wenn der Einsatz von Mustererkennungsprozesse dokumentiert wird, ergibt sich ein weiterer Nutzen dadurch, dass durch die Beschreibung des Musters ein Bezug zur dort vorhandenen Diskussion des Problemkontextes und der Vor- und Nachteile der Lösung hergestellt wird.

Eigene Fragestellungen !  1. Stärke des Einatmungs-Impulses bzw.

-Reflexes? !  2. Überlagerung des Impulses oder nicht?

Was kommt zu erst? !  3. Welche Muskelgruppen dominieren? !  4. Welcher Reservevolumen wird hauptsächlich

genützt? !  5. Atemzyklus beginnen im Schwung oder in der

Pause? !  6. Atempause auf volle oder fast leere Lunge?

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Ergebnisse bis Dato: Versuch einer Interpretation der gesammelten Daten

!  1. Stärke des Einatmungs-Impulses bzw. -Reflexes? Unterschiedlich von sehr schwach bis sehr stark

!  2. Überlagerung des Impulses/Reflexes oder nicht? Was kommt zuerst? Kostal, Abdominal oder beides? Teilt sich in 2 Hauptgruppen – Überlagert /nicht überlagert – Folien Ianna, Monika, Ingrid

!  3. Welche Muskelgruppen dominieren? Bauch oder Kostal, einige wechseln dazwischen

!  4. Welcher Reservevolumen wird hauptsächlich genützt? Es wird ein Reservevolumen ausgewählt und mehr genützt als der andere

!  5. Atemzyklus beginnen im Schwung oder nach der Pause? Teilt sich in 2 Hauptgruppen

!  6. Atempause auf volle oder fast leere Lunge? Entweder oder

!  7. Wenn die eigenen Disposition nicht beachtet wird, wird das erwünschte Resultat nicht erzielt. Es entstehen technischen Probleme bei dem Spielen des Instruments.

Weitere Möglichkeiten mit dem BFB-Gerät:

!  Atemfrequenz !  Verhältnis zwischen Expirations- u.

Inspirationsdauer !  Atemtiefe !  Verhältnis der Schulter-Brust-Atmung zu

der Bauchatmung = Atemmuster u. Atemrhythmus

!  Kapnographie: Registrierung des CO2-Partialdruckes

!  Andere EMG-Punkte um den allgemeinen Muskeltonus im Körper zu ermitteln

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Erfolge, Probleme und Punkte zu beachten für die kommende Forschung

!  Es ist möglich den Einatmungs-Impuls/Reflex zu veranschaulichen

!  Es ist wichtig auf das Setup sehr zu achten – Photos, Sound und Video mit Kopf und Gesicht

!  Die Muskelmessungen sind hilfreich !  Reife des Atemsystems ist relevant !  Der Unterschied zwischen Leihen und Profis

ist relevant

Persönliche Details !  VoiceHealth Technologies & Services®

• Atem-, Stimm- & Gesangstechniken aller Stilrichtungen • Kehlkopfmechanik für Bläser und Sänger • Aufbau, Pflege & Reparaturservice vor Ort • SprechAkademie • Garantiert rasch, sicher, diskret & günstig Mag.art. Ianna Y. Sedláčková Millergasse 50/5 A-1060 Wien, Österreich 0043 (0)1 595 44 77 (Büro 9 – 12 Uhr) 0043 (0)660 68 23 608 (Mobil 9 – 21 Uhr) ianna.sedlackova@gmail.com

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!