Auswirkungen des Wasserträgheitsbelastungstrainings auf die Gelenkmomente, den Gang und das Gleichgewicht der unteren Extremitäten bei älteren Frauen

1. Studienteilnehmer

   Diese Studie richtet sich an gesunde Frauen ab 65 Jahren, die in den letzten sechs Monaten keinen regelmäßigen Sport betrieben haben. Die Teilnehmer werden durch Ausschreibungen im Mirine Center und an der Busan University of Foreign Studies in Busan rekrutiert. Nach der Bereitstellung von Informationen über den Zweck und die Zulassungskriterien der Studie werden Personen, die Interesse bekunden und die Einverständniserklärung unterzeichnen, als Studienteilnehmer ausgewählt.

   Die geeignete Stichprobengröße wurde mithilfe der G*Power 3.1-Software für Windows mit einer Effektgröße von 0,32, einer Potenz von 0,8 und einem Signifikanzniveau von 0,05 ermittelt, was zu einer geschätzten Stichprobengröße von 18 Teilnehmern führte. Um jedoch mögliche Studienabbrecher zu berücksichtigen, wird die Studie mit insgesamt 30 Teilnehmern durchgeführt, aufgeteilt in 15 in der Experimentalgruppe und 15 in der Kontrollgruppe. Die Teilnehmer werden am ersten Trainingstag im Verhältnis 1:1 nach dem Zufallsprinzip entweder der Experimental- oder der Kontrollgruppe zugeordnet.

2. Messung

   1. Gleichgewichtsmessung Für diese Studie wird eine Bodenreaktionskraftplatte (AMTI-OR6, Watertown, MA, USA) verwendet, um das statische Gleichgewicht zu bewerten. Das Gerät ermittelt mithilfe von Drucksensoren die Reichweite, Geschwindigkeit und den quadratischen Mittelwert (RMS) des Druckmittelpunkts (COP).

      Um visuelle Ablenkungen während der Gleichgewichtsbeurteilung zu vermeiden, wird die Umgebung durch Vorhänge abgeschirmt. Beide Etappen werden gewertet. Für den einbeinigen Stehtest werden die Teilnehmer angewiesen, barfuß zu stehen, die Arme vor der Brust verschränkt, ein Bein abzustützen und das andere Bein anzuheben, das Knie im 90-Grad-Winkel zu beugen und die Position 30 Sekunden lang beizubehalten .

      Da es jedoch für ältere Menschen schwierig sein kann, diese Position über die gesamten 30 Sekunden zu halten, wird für die Analyse der Durchschnitt der längsten erreichten Zeit von drei Versuchen herangezogen, wenn sie die 30 Sekunden nicht schaffen.

   2. Gangmessung

      In dieser Studie werden räumliche und zeitliche Gangbewertungen mithilfe eines 6-Meter-Gehwegs und sechs 3D-Infrarot-Bewegungserfassungskameras (Vicon-Kamera MX-T20, Oxford Metrics, Oxford, UK) durchgeführt.

      Zu den gemessenen Variablen gehören Trittfrequenz, Schrittzeit, Schrittzeit, Gehgeschwindigkeit, Schrittlänge, Schrittlänge, Foot-Off-Timing, Zeit mit einfacher Unterstützung und Zeit mit doppelter Unterstützung. Gangmessungen werden in einer Umgebung ohne äußere Ablenkungen durchgeführt. Damit sich die Teilnehmer an die Auswertung gewöhnen können, führen sie im Vorfeld mehrere Übungsspaziergänge durch. Anschließend werden drei Versuche aufgezeichnet, bei denen die Teilnehmer barfuß mit ihrer gewohnten angenehmen Gehgeschwindigkeit laufen.

   3. Kinetische Messung

   Um die Gelenkmomente der unteren Extremitäten zu bewerten, werden in dieser Studie ein 6-Meter-Gehweg, sechs 3D-Infrarot-Bewegungserfassungskameras (Vicon-Kamera MX-T20, Oxford Metrics, Oxford, UK) und sechzehn reflektierende Markierungen (14 mm) verwendet. Die reflektierenden Markierungen werden an den folgenden anatomischen Orientierungspunkten angebracht: bilaterale vordere obere Beckenstacheln, hintere obere Beckenstacheln, laterale Seite in der Mitte des Oberschenkels, laterale Femurepikondylen, Mittelschenkel, laterale Malleolen, zweiter Mittelfußknochen und Ferse. Zur Analyse werden Größe, Gewicht, Beinlänge sowie Knie- und Sprunggelenksbreite der Teilnehmer gemessen und in das System eingegeben.

   Bei der Analyse wird die Bewegung reflektierender Marker verfolgt, um Hüft- und Knöchelgelenksmomente und Winkelgeschwindigkeiten zu berechnen, wobei das Vicon Plug-in Gait-System mit einer Abtastrate von 100 Hz verwendet wird. Die Momente der Hüft- und Sprunggelenke werden auf maximales Moment, Durchschnittswerte und positive Arbeit während der Endstandphase des Gangzyklus analysiert. Zur Ableitung der Analyseergebnisse wird jedes Gelenkmoment in Flexions- und Extensionsmomente kategorisiert.

3. Dynamisches Stabilitätstraining

   Das Dynamic Stability Training (DST)-Programm basiert auf dem von Kang (2024) vorgeschlagenen Instability Neuromuscular Training-Programm und besteht aus Übungen, die in progressiven Phasen strukturiert sind. Die Trainingsmethoden und die Anzahl der Sätze sind in Tabelle 1 und den Abbildungen 7 und 8 dargestellt. Das Übungsprogramm wird über einen Zeitraum von 12 Wochen zweimal pro Woche durchgeführt und umfasst insgesamt 24 Sitzungen. Jede Sitzung dauert 50 Minuten und beinhaltet ein 10-minütiges Aufwärmen, 30 Minuten DST-Übungen und ein 10-minütiges Cool-Down.

   Von Woche 0 bis 6 konzentriert sich das DST-Programm auf bilaterale Unterstützung und Gewichtsverlagerung, wobei die Übungen 1 bis 9 nacheinander in einem einzigen Satz durchgeführt werden. Von der 7. bis zur 12. Woche umfassen die Übungen zunehmend einbeinige Stützbewegungen, um das Gleichgewicht auf einem Bein zu verbessern und gleichzeitig die Geschwindigkeit zu erhöhen, um die Trainingsintensität anzupassen. Das Programm beinhaltet auch Bewegungen mit einer Stepbox.

   Jede Übung folgt den ACSM-Übungsrichtlinien. In den Wochen 1 bis 6 werden Übungen mit geringer Intensität (RPE 9–11) für 30 Sekunden Aktivität mit 60 Sekunden Pause durchgeführt, insgesamt also zwei Sätze mit einem Gewicht von 3 kg. Von Woche 7 bis 12 werden die Übungen mit mäßiger Intensität (RPE 12–13) für 45 Sekunden mit 90 Sekunden Pause durchgeführt, insgesamt ein Satz mit einem Gewicht von 4 kg. Die Ruhezeit zwischen den Sätzen ist auf 1 Minute festgelegt.

   Die Versuchsgruppe trägt eine mit Wasser gefüllte Aquaweste, während die Kontrollgruppe eine Gewichtsweste trägt und die gleichen Übungen durchführt. Die Belastung durch Wasser und Gewichte wird anhand des Rating of Perceived Exertion (RPE) bestimmt.

4. Statistische Analyse

Alle in dieser Studie gesammelten Daten werden mit SPSS 28.0 analysiert, um Mittelwerte und Standardabweichungen zu berechnen. Der Shapiro-Wilks-Test wird verwendet, um die Normalität der allgemeinen Merkmale und Variablen der Teilnehmer zu beurteilen. Ein unabhängiger T-Test wird durchgeführt, um die Homogenität zwischen den Gruppen zu überprüfen. Um Interventionseffekte zwischen Gruppen und Veränderungen vor, während und nach der Intervention innerhalb von Gruppen zu vergleichen, wird eine Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen angewendet. Die Post-hoc-Analyse wird mit dem Scheffé-Test durchgeführt und alle statistischen Signifikanzniveaus werden auf 0,05 festgelegt.