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Forschungsartikel

Akute Effekte eines Neuromuskulären Elektrostimulations-Primings auf die Leistung beim Volleyball-Schlag und die dreidimensionale Kinematik

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DOI:

10.3791/72492

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3. September 2026

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1Physical Education College, Jimei University, 2Xiamen Yixue Sports and Technology Co., Ltd, 3Taicang Experimental Senior High School, 4College of P.E and Sports, Beijing Normal University, 5Physical Education Department, Xiangtan University, 6Physical Education College, Zhengzhou University of Industrial Technology

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Studie untersuchte die akuten Wirkungen einer neuromuskulären elektrischen Stimulation als Vorbereitungsmaßnahme auf die Sprungkraft beim Volleyball-Angriffsschlag und die dreidimensionale Kinematik bei männlichen universitären Volleyballspielern. Im Vergleich zur zeitlich abgestimmten Kontrollgruppe zeigte die NMES-Konditionsgruppe eine höhere Ballgeschwindigkeit sowie phasenspezifische Unterschiede in den Gelenkwinkeln der unteren Extremitäten, segmentalen Geschwindigkeiten und dem Schulter-Hüfte-Differenzwinkel.

Zusammenfassung

Der Volleyballangriffsschlag ist eine komplexe, explosive Fertigkeit, die eine koordinierte Kraftentfaltung und -übertragung über die oberen Extremitäten, den Rumpf und die unteren Extremitäten erfordert. Die neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) wurde als präkonditionierende Strategie zur Verbesserung der neuromuskulären Aktivierung vorgeschlagen; ihre akuten Effekte auf phasenspezifische Kinematik des Volleyballangriffsschlags sind jedoch noch unklar. Diese Studie untersuchte die akuten Wirkungen einer NMES-Priming-Maßnahme auf die Leistung und die dreidimensionale Kinematik beim Angriffsschlag bei männlichen universitären Volleyballspielern. Dreißig Teilnehmer wurden zufällig einer NMES-Konditionierungsgruppe (n = 15) oder einer Kontrollgruppe (n = 15) zugewiesen. Alle Teilnehmer absolvierten eine Baseline-Erhebung des Angriffsschlags sowie eine zweite Erhebung 72 Stunden später. Unmittelbar vor der zweiten Erhebung erhielt die NMES-Gruppe 30 Minuten lang eine Stimulation der Muskulatur der oberen Extremitäten, einschließlich Deltamuskels, Bizeps brachii und Trizeps brachii, des äußeren schrägen Bauchmuskels als Rumpfmuskel sowie des Musculus vastus lateralis als Beinmuskulatur. Die Kontrollgruppe absolvierte die gleiche zeitlich abgestimmte Erhebung ohne NMES. Dreidimensionale kinematische Daten wurden mithilfe eines synchronisierten vierkamerabasierten dreidimensionalen Bewegungsanalysesystems erfasst. Die primäre Analyse verglich Leistungs- und kinematische Variablen zwischen den Gruppen bei der zweiten Erhebung. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die NMES-Gruppe eine höhere Ballgeschwindigkeit, kleinere Knie- und Sprunggelenkwinkel beim beidseitigen Bodenkontakt, größere Hüft-, Knie- und Sprunggelenkwinkel beim beidseitigen Abstoß, sowie höhere segmentale Geschwindigkeiten von Oberschenkel, Unterschenkel und Fuß. Die NMES-Gruppe wies außerdem einen kleineren Schulter-Hüfte-Distanzwinkel beim beidseitigen Abstoß und beim Ballkontakt auf. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine akute NMES-Priming-Maßnahme an Muskeln der oberen Extremitäten, des Rumpfes und der unteren Extremitäten phasenspezifische Gelenkkonfigurationen, segmentale Geschwindigkeiten der unteren Extremitäten und die Ballgeschwindigkeit beim Volleyballangriffsschlag beeinflussen kann. NMES könnte daher als neuromuskuläre Aktivierungsstrategie vor der Leistungsausführung potenziell geeignet sein, obwohl weitere Studien mit verdeckter Zuweisung, verblindeter Beurteilung und direkten Gruppen-über-Zeit-Analysen erforderlich sind.

Einleitung

Volleyball ist eine Wettkampfsportart, die stark auf explosiver Kraft und Koordination beruht, und das Schlagen ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, Punkte zu erzielen1. Diese technische Bewegung stellt hohe Anforderungen an die Muskelkraftleistung, die Kontrolle des Bewegungsablaufs und die neuromuskuläre Steuerungsfähigkeit des Athleten2. Ein erfolgreicher Angriffsschlag besteht aus drei Schlüsselphasen: der Anlauf-, Absprungs- und Flugphase beim Schlagen. Eine effektive Ausführung dieser Phasen hängt von einer koordinierten Kraftentfaltung und einem effizienten Energietransfer entlang der Segmente der kinetischen Kette ab3. Frühere Studien haben gezeigt, dass die dreifache Streckung von Hüfte, Knie und Sprunggelenk, die Rumpfstabilität sowie die Gelenkwinkel und Geschwindigkeit der oberen Extremitäten im Moment des Ballkontakts wichtige Faktoren sind, die die Leistung beim Schlagen beeinflussen4.

Während Wettkämpfen und intensivem Training leiden Athleten häufig unter unzureichender neuronaler Aktivierung und mangelhafter Bewegungsvoraktivierung, was zu einer verminderten Koordination der kinetischen Kette sowie zu einer Abnahme der Muskelkraft führt und somit die gesamte sportliche Leistung beeinträchtigt5. Die neuromuskuläre Elektrostimulation (NMES) ist eine nichtinvasive Technik zur neuronalen Aktivierung, die diesem Problem entgegenwirkt und in den letzten Jahren in der Sportwissenschaft zunehmend Beachtung gefunden hat6. Studien haben gezeigt, dass NMES gezielt Muskelgruppen über einen externen elektrischen Strom stimulieren kann, die Erregbarkeit spinaler Motoneurone erhöht und die Rekrutierungseffizienz schneller Muskel­fasern verbessert, wodurch die Muskelkraftentfaltung und die motorische Kontrolle gesteigert werden7,8. Obwohl NMES bereits in langfristigen Trainingsstrategien, beispielsweise in der Rehabilitation oder zur Steigerung der Muskelkraft, weit verbreitet ist, wurde ihre einmalige, unmittelbare Anwendung im Bereich des Leistungssports bisher nicht umfassend untersucht9. Obwohl Sportarten wie Volleyball in hohem Maße auf präzises Timing und koordinierte Bewegungsabläufe angewiesen sind, gibt es bisher kaum empirische Untersuchungen zum Einfluss von NMES auf die drei Phasen des Angriffsschlags (Anlauf, Absprung und Schlag in der Luft) basierend auf kinematischen Parametern10. Der Volleyball-Angriffssprung zeichnet sich durch einen schnellen Dehnungs-Kontraktions-Zyklus aus. Während des letzten Anlaufs und des beidseitigen Bodenkontakts erfahren die Muskeln der unteren Extremitäten eine exzentrische Belastung, während Hüft-, Knie- und Sprunggelenk gebeugt sind. Dieser Phase folgt unmittelbar eine schnelle konzentrische Muskelarbeit und eine koordinierte dreifache Streckung beim Absprung. Der effektive Übergang zwischen diesen exzentrischen und konzentrischen Phasen trägt zur Erzeugung des vertikalen Impulses und zur Leistungsfähigkeit beim Absprung während des Angriffsschlags bei.

Frühere NMES-Forschung im Sport konzentrierte sich weitgehend auf Rehabilitation, isolierte Muskelverstärkung oder allgemeine neuromuskuläre Leistung, während ihre unmittelbare Anwendung auf komplexe, sportartspezifische Fähigkeiten weniger gut verstanden ist. Zudem charakterisierten bestehende biomechanische Studien zum Volleyball hauptsächlich die Schlagausführung, Gelenkbewegungen oder Arm-Schwung-Muster, ohne die akuten Effekte einer multiregionalen NMES-Konditionierung direkt zu untersuchen. Daher untersuchte die vorliegende Studie, ob eine einzelne NMES-Sitzung an Oberkörper-, Rumpf- und Beinmuskulatur mit Unterschieden in der Volleyball-Schlagleistung und phasenspezifischen dreidimensionalen Kinematiken verbunden war. Der methodologische Beitrag dieser Studie liegt in der synchronisierten Analyse der Bewegung einzelner Körperteile und der Ballgeschwindigkeit während der Phasen Anlauf, beidseitiger Fußkontakt, Abstoß und Ballkontakt in der Luft innerhalb eines randomisierten, zeitlich abgeglichenen Kontrollversuchs. Dieser Ansatz erweitert die konventionelle kinematische Volleyballanalyse, indem er eine akute neuromuskuläre Konditionierungsintervention mit Bewegungsmerkmalen über die gesamte Schlagsequenz hinweg verknüpft.

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Protokoll

Teilnehmer und Einschlusskriterien

Das Studienprotokoll wurde von dem Akademischen Ethikkomitee der Jimei-Universität genehmigt (Genehmigungsnummer: JD02RS02406) und wurde gemäß der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Vor der Einschreibung erhielten alle Teilnehmer eine ausführliche Erläuterung zum Studienzweck, den experimentellen Verfahren, möglichen Risiken sowie ihrem Recht, die Teilnahme an der Studie jederzeit ohne negative Konsequenzen abzubrechen. Von allen Teilnehmern wurde vor Durchführung jeglicher studienbezogener Maßnahmen eine schriftliche, informierte Einwilligung eingeholt. Dreißig gesunde männliche Universitätsstudenten mit Volleyballtrainingerfahrung wurden über Kursankündigungen in Wahlfachkursen einer Pädagogischen Hochschule rekrutiert. Interessenten füllten vor der Einschreibung einen Fragebogen zu ihrer Gesundheits- und Verletzungshistorie aus. Teilnahmeberechtigt waren Personen, die (1) männliche Universitätsstudenten waren; (2) eine formale Volleyballausbildung abgeschlossen hatten; (3) eine stabile Beherrschung der Volleyball-Angabetechnik nachwiesen; (4) über vorherige Wettkampf- oder organisierte Volleyballerfahrung verfügten; und (5) in der Lage waren, die Testverfahren sicher durchzuführen. Ausgeschlossen wurden Teilnehmer bei aktuellem muskuloskeletalem Schmerz oder Verletzung, die die Leistung bei der Angabe beeinträchtigen könnte, bei Vorgeschichte einer kürzlich erfolgten Operation an den oberen oder unteren Extremitäten oder am Rumpf, bei neurologischen oder kardiovaskulären Erkrankungen oder bei jeglichen Kontraindikationen gegenüber NMES. Das mittlere Alter, die mittlere Körpergröße und die mittlere Körpermasse der Teilnehmer betrugen 20,2 ± 1,15 Jahre, 182,1 ± 3,17 cm bzw. 70,6 ± 8,34 kg. Einzelheiten zu den in dieser Studie verwendeten Geräten und Materialien, einschließlich Hersteller sowie Modell- oder Katalognummern, sind in der Tabelle der Materialien angegeben.

Randomisierung, Verblindung der Zuordnung und Maskierung

Nach Abschluss der Basislinienbeurteilung wurden die teilnahmeberechtigten Probanden mittels eines einfachen Losverfahrens im Verhältnis 1:1 entweder der NMES-Konditionierungsgruppe oder der Kontrollgruppe zufällig zugewiesen. Dreißig identische gefaltete Karten, 15 mit der Aufschrift „NMES“ und 15 mit der Aufschrift „Kontrolle“, wurden in einen undurchsichtigen Behälter gelegt und einzeln von den Probanden gezogen. Es wurde kein formelles Verfahren zur Verblindung der Zuweisung verwendet, da die Gruppenbezeichnungen unmittelbar nach dem Ziehen jeder Karte sichtbar wurden. Da die NMES-Intervention leicht identifizierbar war, konnten weder die Probanden noch das Personal, das die Intervention durchführte, hinsichtlich der Gruppenzuteilung verblendet werden. Auch die Beurteiler, die für die Bewegungsaufnahme, die Marker-Verfolgung und die Ergebnisbeurteilung verantwortlich waren, waren bezüglich der Interventionsbedingung nicht verblendet. Das Fehlen einer Zuweisungsverblindung und der Verblindung der Beurteiler wurde als methodische Einschränkung anerkannt. Die Probanden wurden der NMES-Konditionierungsgruppe (n = 15) oder der Kontrollgruppe (n = 15) zugewiesen. Unabhängige t-Tests für Stichproben ergaben keine signifikanten Gruppenunterschiede hinsichtlich Alter, Körpergröße, Körpermasse oder Body-Mass-Index zur Basislinie (alle p > 0,05).

Experimenteller Versuchsplan

Diese Studie verwendete ein randomisiertes, parallelgruppiertes, zweifach bewertetes kontrolliertes Design. Alle Teilnehmer absolvierten eine Baseline-Spitzenmessung und eine zweite Messung 72 h später. Während des 72-stündigen Intervalls wurden die Teilnehmer angewiesen, organisiertes Training, anstrengende körperliche Betätigung und andere körperliche Aktivitäten mit hoher Intensität zu vermeiden. Unmittelbar vor der zweiten Messung erhielten die Teilnehmer der NMES-Konditionierungsgruppe eine 30-minütige NMES-Intervention. Die Teilnehmer der Kontrollgruppe erhielten keine NMES-Intervention und absolvierten dieselbe zeitlich abgestimmte zweite Messung. Die in Tabelle 1 angegebenen Werte wurden während der zweiten Messung erhoben. Daher repräsentieren die Werte der NMES-Gruppe Messungen, die unmittelbar nach der NMES durchgeführt wurden, während die Werte der Kontrollgruppe Messungen darstellen, die während der zweiten Messung ohne NMES durchgeführt wurden. Tabelle 1 zeigt weder Baseline-Werte noch Differenzwerte vor und nach der Intervention.

Experimenteller Aufbau und Ausrüstung

Die Tests wurden auf einem Hallenvolleyballfeld durchgeführt. Die Ausrüstung umfasste synchronisierte LED-Signallampen, ein dreidimensionales Bewegungsanalysesystem, einen dreidimensionalen Kalibrierungsrahmen mit den Maßen 2,0 m × 1,5 m × 2,0 m (Abbildung 1A), vier Hochgeschwindigkeitskameras, fünf frequenzmodulierte Impulstherapiegeräte (Abbildung 1B) und Standard-Volleybälle. Die vier Kameras wurden im Bereich des kalibrierten Erfassungsvolumens nahe der Angriffszone in Position 4 platziert. Die Videoaufnahme erfolgte mit einer Auflösung von 1920 × 1080 Pixel, einer Abtastrate von 180 Hz und einer Verschlusszeit von 1/1000 s. Die globale x-Achse repräsentierte die mediolaterale Richtung, die y-Achse die Richtung des Annäherungsschritts zum Smash, und die z-Achse die vertikale Richtung. Vor den Tests absolvierten die Teilnehmer ein standardisiertes 20-minütiges Aufwärmprogramm, das leichtes Laufen, dynamisches Dehnen der oberen und unteren Extremitäten, Paßspiel, Zuspielübungen, defensiven Bewegungstraining und submaximale Smash-Übungen beinhaltete.

Volleyballfeld-Setup mit nummerierten Positionen (A) und Spielerbewegungsdiagramm (B) zur Strategieanalyse.
Abbildung 1: Experimenteller Aufbau zur Untersuchung des Volleyball-Angriffsschlags. (A) Dreidimensionaler Kalibrierungsrahmen (2,0 m × 1,5 m × 2,0 m). (B) Vier-Kamera-Anordnung zur dreidimensionalen Bewegungserfassung. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Darstellung dieser Abbildung anzusehen.

Standardisierung von Spike-Versuchen

Eine gekennzeichnete Startposition wurde 3 m hinter dem Absprungbereich an Position 4 eingerichtet. Derselbe erfahrene Zuspieler führte alle Zuspiele während beider Bewertungen durch und blieb an Position 3. Der Zuspieler erhielt die Anweisung, den Ball in einer konstanten Höhe und Position über dem Netz zu platzieren, sodass jeder Teilnehmer denselben Annäherungs- und Schlagaufschlagtechnik anwenden konnte. Im gegnerischen Feld war ein Zielbereich von 3 m × 3 m markiert. Ein gültiger Versuch wurde definiert als ein Versuch, bei dem: (1) der Teilnehmer von der gekennzeichneten Startposition aus begann; (2) die vorgeschriebene Annäherung, der beidseitige Absprung und die Schlagsequenz in der Luft vollständig durchgeführt wurden; (3) der Ball sauber getroffen wurde; (4) der Ball innerhalb des vorgegebenen Zielbereichs landete; und (5) die anatomischen und Ballmarker während des relevanten Analysezeitraums sichtbar blieben. Jeder Teilnehmer absolvierte zunächst zwei Eingewöhnungsversuche, gefolgt von aufgezeichneten Versuchen, bis drei gültige Durchgänge erzielt wurden. Zwischen den Versuchen wurde eine Pause von 60 s ohne aktive Belastung eingelegt.

Ein Durchgang galt als ungültig, wenn die Aufstellung ungeeignet war, der Teilnehmer den vorgeschriebenen Ansatz veränderte, der Teilnehmer den Ball nicht sauber traf, der Ball außerhalb des vordefinierten Zielbereichs landete oder die Sichtbarkeit der Marker unzureichend war. Ungültige Durchgänge wurden ausgeschlossen und wiederholt, bis drei gültige Durchgänge aufgezeichnet worden waren. Unter den drei gültigen Durchgängen wurde der besterfolgreiche Durchgang für die kinematische und leistungsbezogene Analyse ausgewählt. Das gleiche Verfahren zur Auswahl der Durchgänge wurde für beide Gruppen und bei beiden Beurteilungen angewandt.

NMES-Intervention und stimulierte Muskelgruppen

Die NMES-Intervention wurde 30 Minuten lang mit fünf frequenzmodulierten Impulsgeräten durchgeführt. NMES wurde an Ober- und Unterkörpermuskulatur sowie am Rumpf angewendet. Die stimulierten Oberkörpermuskeln waren der Musculus deltoideus, der Musculus biceps brachii und der Musculus triceps brachii. Der stimulierte Rumpfmuskel war der Musculus obliquus externus, und der stimulierte Unterkörpermuskel war der Musculus vastus lateralis. Selbstklebende Elektroden wurden entsprechend anatomischen Markern und den Herstelleranweisungen über den Muskelbauch platziert. Die Stimulationsintensität wurde schrittweise erhöht, bis eine deutlich sichtbare Muskelkontraktion erzeugt wurde, ohne Schmerzen oder unerträgliche Beschwerden zu verursachen. Die mittleren aufgezeichneten Ausgangswerte betrugen 35,73 W für den Musculus deltoideus, 35,21 W für den Musculus biceps brachii, 34,36 W für den Musculus triceps brachii, 33,85 W für den Musculus obliquus externus und 37,09 W für den Musculus vastus lateralis. Unmittelbar nach Abschluss der NMES-Intervention begannen die Teilnehmer mit der zweiten Spike-Beurteilung. Die Teilnehmer der Kontrollgruppe absolvierten dieselben Testverfahren, erhielten jedoch keine elektrische Stimulation.

Stimulationsparameter

Das frequenzmodulierte Impuls-Therapiegerät wurde für alle Teilnehmer mit einer festen Impulsfrequenz von 1000 Hz betrieben. Die Stimulationsintensität war der einzige teilnehmerspezifische Ausgabeparameter und wurde schrittweise erhöht, bis eine deutlich sichtbare Muskelkontraktion ohne Schmerzen oder unerträgliche Beschwerden hervorgerufen wurde. Die verfügbaren Studienunterlagen enthielten keine unabhängigen Einstellungen für die Impulsform, Impulsdauer, Tastverhältnis, Kontraktions-/Ruhezyklus oder Anstiegs-/Abfallzeiten. Diese Parameter konnten nicht retrospektiv ermittelt werden; daher werden sie als nicht verfügbar angegeben, anstatt geschätzt zu werden.

NMES-Kontraindikationen und Sicherheitsüberwachung

Vor der Einschreibung wurden die Teilnehmer mithilfe eines Gesundheitsfragebogens und einer mündlichen Bestätigung durch das Forschungspersonal auf Kontraindikationen gegenüber NMES untersucht. Teilnehmer wurden ausgeschlossen, wenn sie eine implantierte elektronische Vorrichtung oder einen Herzschrittmacher, Epilepsie, klinisch diagnostische kardiovaskuläre Erkrankungen, beeinträchtigte Hautempfindlichkeit, offene Wunden, Hautinfektionen oder -reizungen an einer Elektrodenstelle, eine akute muskuloskelettale Verletzung oder eine vorherige unerwünschte Reaktion auf elektrische Stimulation aufwiesen. Vor der Platzierung der Elektroden wurde die Haut über jedem Zielmuskel auf Wunden, Reizungen, Infektionen oder andere Auffälligkeiten überprüft. Während der Stimulation wurden die Teilnehmer kontinuierlich überwacht und angewiesen, Schmerzen, Schwindel, übermäßige Muskelkrämpfe, Hautreizungen, abnorme Muskelkontraktionen oder andere unerwartete Symptome zu melden. Die Stimulationsintensität wurde verringert, falls übermäßige Beschwerden auftraten. Die Intervention wurde abgebrochen, wenn ein Teilnehmer unerträgliche Schmerzen, Schwindel, anhaltende Hautreizungen, abnorme Muskelkontraktionen oder eine andere potenziell unsichere Reaktion verspürte. Jede unerwünschte Reaktion sowie die vom Forschungspersonal ergriffenen Maßnahmen wurden dokumentiert.

Bewegungserfassung und Kalibrierung

Vor jeder Testsession wurde der Messraum mithilfe eines dreidimensionalen Kalibrierungsrahmens mit den Maßen 2,0 m × 1,5 m × 2,0 m kalibriert. Alle Kalibrierungspunkte waren in mindestens zwei Kamerabildern sichtbar. Die vier Kameras wurden über ein LED-Signal synchronisiert, das in allen Kameraaufnahmen sichtbar war. Die dreidimensionalen Koordinaten wurden mit einer Software zur dreidimensionalen Bewegungsanalyse und einem Verfahren der direkten linearen Transformation rekonstruiert. Die Kalibrierqualität wurde bewertet, indem die bekannten Koordinaten der Kontrollpunkte des Kalibrierungsrahmens mit ihren rekonstruierten Koordinaten verglichen wurden. Der quadratische Mittelwert des Rekonstruktionsfehlers betrug 0,138 cm. Die Kalibrierung wurde wiederholt, wenn nicht alle erforderlichen Kontrollpunkte deutlich sichtbar waren oder wenn der Rekonstruktionsfehler den akzeptablen Grenzwert des Labors überschritt.

Markierung und Nachverfolgung von Markern

An jeden Teilnehmer wurden einundzwanzig reflektierende Marker an anatomischen Landmarken angebracht. Die Markerpositionen umfassten den Scheitel; linke und rechte Ohren; linke und rechte Acromia; linke und rechte vordere obere Darmbeinstacheln; linke und rechte Caput radii; linke und rechte Processus styloidei radii; distale Phalangen der dritten Finger; linke und rechte obere Tibia; linke und rechte laterale Malleolen; linke und rechte Calcanei; sowie distale Phalangen der linken und rechten Füße. Ein zusätzlicher leichter reflektierender Marker wurde sicher an der Oberfläche des Volleyballs befestigt. Vor jedem Versuch wurde die Befestigung der Marker überprüft, um sicherzustellen, dass sie während des Angriffsschlags fest blieben. Die Marker wurden manuell digitalisiert und mithilfe einer dreidimensionalen Bewegungsanalyse-Software framegenau verfolgt. Automatisch generierte Trajektorien wurden visuell überprüft und bei Bedarf manuell korrigiert. Markerlücken von nicht mehr als fünf aufeinanderfolgenden Frames wurden mittels kubischer Spline-Interpolation rekonstruiert. Versuche mit längeren Lücken oder fehlenden Markerdaten während eines Schlüsselereignisses wurden ausgeschlossen und wiederholt.

Ereigniserkennung und technische Phaseneinteilung

Vier Schlüsselereignisse wurden durch die Einzelbildanalyse der synchronisierten Kameraaufnahmen identifiziert: (1) erster linker Fußkontakt, definiert als das erste Einzelbild, in dem der linke Fuß sichtbar den Boden berührte (Abbildung 2A); (2) beidseitiger Fußkontakt, definiert als das erste Einzelbild, in dem beide Füße gleichzeitig mit dem Boden in Kontakt standen (Abbildung 2B); (3) beidseitiger Absprung, definiert als das erste Einzelbild, in dem beide Füße den Boden vollständig verlassen hatten (Abbildung 2C); (4) Ballkontakt, definiert als das erste Einzelbild, in dem die Schlaghand sichtbar den Ball berührte und dieser sich bewegte (Abbildung 2D). Die Anlaufphase erstreckte sich vom ersten linken Fußkontakt bis zum beidseitigen Fußkontakt. Die Absprunghase reichte vom beidseitigen Fußkontakt bis zum beidseitigen Absprung. Die Flugschlagphase dauerte vom beidseitigen Absprung bis zum Ballkontakt11,12. Alle Ereignisse wurden von derselben Person ausgewertet, um die Konsistenz sicherzustellen.

Bewegungsanalysediagramm; vier Einzelbilder zeigen Bewegungsbahn; kinetische Studie, biomechanisches Tracking.
Abbildung 2: Schlüsselereignisse des Volleyball-Spike. (A) Erster Kontakt mit dem linken Fuß. (B) Beidseitiger Fußkontakt. (C) Beidseitiger Absprung. (D) Ballkontakt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Datenverarbeitung

Die in dieser Studie analysierten kinematischen Parameter der Volleyball-Angriffstechnik sind: Schulter-Hüfte-Trennwinkel (Abbildung 3A) [die x-Achse des Rumpfkoordinatensystems ist definiert als die Linie, die den linken vorderen oberen Darmbeinstachel mit dem rechten vorderen oberen Darmbeinstachel verbindet, die y-Achse ist definiert als die Vorwärtsrichtung des vorderen oberen Darmbeinstachels, die z-Achse ist definiert als die Linie, die die Mittelpunkte der beiden vorderen oberen Darmbeinstachel mit den Mittelpunkten der beiden Akromien auf der Längsachse verbindet, der Winkel, der durch den lokalen Vektor des linken vorderen oberen Darmbeinstachels relativ zum rechten vorderen oberen Darmbeinstachel und den lokalen Vektor des linken Akromions relativ zum rechten Akromion gebildet wird, rotiert relativ zur xy-Ebene des Koordinatensystems]; Schultergelenkwinkel (Abbildung 3B) [der Winkel, der durch das Ellbogengelenk, das Schultergelenk und das Hüftgelenk gebildet wird]; Ellbogengelenkwinkel (Abbildung 3B) [der Winkel, der durch das Schultergelenk, das Ellbogengelenk und das Handgelenk gebildet wird]; Handgelenkwinkel (Abbildung 3B) [der Winkel, der durch das Ellbogengelenk, das Handgelenk und das Fingergelenk gebildet wird]; Hüftgelenkwinkel (Abbildung 3C) [der Winkel, der durch das Schultergelenk, das Hüftgelenk und das Kniegelenk gebildet wird]; Kniegelenkwinkel (Abbildung 3C) [der Winkel, der durch das Hüftgelenk, das Kniegelenk und das Sprunggelenk gebildet wird]; Sprunggelenkwinkel (Abbildung 3C) [der Winkel, der durch das Kniegelenk, das Sprunggelenk und die Zehen gebildet wird]13,14,15,16,17,18,19. Die segmentalen Geschwindigkeiten von Oberschenkel, Unterschenkel und Fuß wurden aus der dreidimensionalen Verschiebung des entsprechenden Segmentzentrums zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbildern berechnet. Die lineare Geschwindigkeit wurde mithilfe eines zentralen Differenzenverfahrens zur numerischen Differentiation ermittelt und in Metern pro Sekunde angegeben. Die Ballgeschwindigkeit wurde aus der resultierenden dreidimensionalen Verschiebung des Ballmarkierungspunktes geteilt durch das Abtastintervall von 1/180 s berechnet. Die maximale Ballgeschwindigkeit wurde als die höchste resultierende Geschwindigkeit definiert, die während der ersten drei Einzelbilder nach dem Kontakt zwischen Hand und Ball registriert wurde, und in Metern pro Sekunde angegeben.

Kinematische Analyse-Diagramme, die Gelenkwinkel in 3D zeigen: Schulter–Hüfte, Ellbogen, Handgelenk, Hüfte, Knie, Sprunggelenk.
Abbildung 3: Kinematische Parameter des Volleyball-Angriffsschlags. (A) Winkel der Schulter–Hüfte-Trennung. (B) Gelenkwinkel von Schulter, Ellbogen und Handgelenk. (C) Gelenkwinkel von Hüfte, Knie und Sprunggelenk. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Statistische Analyse

Die statistischen Analysen wurden mit SPSS durchgeführt. Stetige Variablen werden als Mittelwerte und Standardabweichungen angegeben. Unabhängige Stichproben-t-Tests wurden verwendet, um Alter, Körpergröße, Körpermasse und Body-Mass-Index zwischen den Gruppen zum Basiszeitpunkt zu vergleichen. In der primären Analyse wurden die kinematischen und Leistungsvariablen der zweiten Beurteilung zwischen der NMES-Konditionsgruppe und der zeitlich abgestimmten Kontrollgruppe mittels des Mann-Whitney-U-Tests verglichen. Die standardisierte Z-Statistik wurde für die Mann-Whitney-U-Vergleiche berichtet. Die Effektgröße wurde als r = |Z|/√N berechnet, wobei N die Gesamtstichprobengröße für jeden Vergleich war (N = 30); Werte von 0,10, 0,30 und 0,50 wurden als kleine, moderate bzw. große Effekte interpretiert. Die 95-%-Konfidenzintervalle für die Mittelwertdifferenz (NMES − Kontrolle) wurden anhand der berichteten Mittelwerte, Standardabweichungen und Stichprobengrößen mit der Welch-Methode geschätzt. Die Pearson-Korrelationskoeffizienten wurden anhand der Daten der zweiten Beurteilung der NMES-Konditionsgruppe berechnet, um Zusammenhänge zwischen den kinematischen und Leistungsvariablen zu untersuchen. Die 95-%-Konfidenzintervalle für die Korrelationskoeffizienten wurden mithilfe der Fisherschen z-Transformation berechnet. Die False-Discovery-Rate-Korrektur nach Benjamini–Hochberg wurde separat innerhalb jeder Ereignisfamilie angewendet. Jede Laufanlauf-Ereignisfamilie umfasste drei Vergleiche, während die bilateralen Abstoß- und Ballkontakt-Ereignisfamilien jeweils 55 Vergleiche umfassten. Die statistische Signifikanz wurde auf α = 0,05 festgelegt (Tabelle 2 und Tabelle 3).

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Ergebnisse

Unterschiede zwischen Gruppen hinsichtlich der Spike-Leistung und kinematischer Parameter

Tabelle 1 zeigt die Unterschiede zwischen den Gruppen hinsichtlich der Volleyball-Sprungschlagleistung und phasenspezifischer kinematischer Parameter bei der zweiten Beurteilung. Jede Gruppe umfasste 15 Teilnehmer. Während der fliegenden Schlaggerade war die Ballgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Ballkontakts in der NMES-Konditionsgruppe signifikant höher als in der Kontro...

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Diskussion

Die Studie untersuchte die akuten Wirkungen einer einzelnen, unmittelbaren NMES-Intervention auf die Angriffsschlagleistung von Volleyballspielern, wobei der Fokus auf kinematischen Veränderungen während der Anlauf-, Abflug- und Sprungschlagphase lag. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gelenkwinkel, Bewegungsgeschwindigkeit und Ballgeschwindigkeit der Teilnehmer signifikant verbessert wurden, wenn NMES unmittelbar auf die unteren Extremitäten und wichtige Rumpfmuskelgruppen appliziert wurde. Dies zeigt, dass NMES die neuro...

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Offenlegungen

Die Autoren geben keine Interessenkonflikte an. Während der Überarbeitung des Manuskripts wurde ein generatives KI-Tool, ChatGPT (OpenAI), zur Unterstützung bei der englischsprachigen Textbearbeitung, grammatischen Korrekturen sowie zur Verbesserung von Klarheit und Lesbarkeit eingesetzt. Das KI-Tool wurde nicht zur Erstellung, Manipulation oder Interpretation der Forschungsdaten, zur Durchführung statistischer Analysen, zur Erzeugung der Studienergebnisse oder zur Erstellung bzw. Bearbeitung der Abbildungen verwendet. Der gesamte von der KI unterstützte Text wurde von den Autoren kritisch geprüft, verifiziert und überarbeitet, die die vollständige Verantwortung für die Genauigkeit, Integrität und den Inhalt des endgültigen Manuskripts übernehmen.

Danksagungen

Diese Studie wurde unterstützt durch das Schlüsselprojekt des Forschungs- und Bildungsprojekts für junge und mittlere Lehrkräfte der Provinz Fujian (Wissenschaft und Technologie) (Nr. JZ240034), die Sozialwissenschaftliche Stiftung der Provinz Fujian (Nr. FJ2025T011), das Promotionsstartförderprogramm der Jimei-Universität (Nr. Q202440) sowie das Projekt zur Zusammenarbeit zwischen Industrie und Hochschule des Bildungsministeriums (Nr. 231104575130151).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Vorrichtung für frequenzmodulierte ImpulstherapieHersteller in den Studienunterlagen nicht angegebenGuangzhou, ChinaZN-566
HochgeschwindigkeitskameraSony CorporationTokyo, JapanPXW-FS7
SPSSIBMArmonk, NY, USAVersion 27 für Windows
Dreidimensionales BewegungsanalysesystemVisol Inc.Gwangmyeong, Republik KoreaKwon3D

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