Monitoring mittels Counter Movement Jump – Aber wie?
Von Matthias Graf
Mit dem CMJ können die Entwicklungen der Leistungsfähigkeit, der neuromuskulären Ermüdung und der Rehabilitation in Verletzungen aufgezeichnet werden. Die sportliche Leistungsfähigkeit lässt sich am besten mittels Leistungsparametern darstellen, da diese in starkem Zusammenhang mit der maximalen Kraft, der maximalen Geschwindigkeit und der Fähigkeit zu Richtungswechseln stehen. Die neuromuskuläre Ermüdung wird optimalerweise mit zeitlichen Parametern erfasst, welche die Kontraktionsfähigkeit der Muskulatur während der Bewegung beschreiben. Die Entwicklung in der Rehabilitation wird bestenfalls mit Parametern beobachtet, welche Abbremsen und Landen sowie Asymmetrien der Beine berücksichtigen. Eine entsprechende Entwicklung kann Aufschluss zum Zustand für den Return-to-Sport geben.
Mehr als immer nur die Sprunghöhe
- Mit dem CMJ können die Entwicklungen der Leistungsfähigkeit, der neuromuskulären Ermüdung und der Rehabilitation in Verletzungen aufgezeichnet werden
- Leistungsfähigkeit am besten durch entsprechende Leistungsparameter überprüfbar
- Neuromuskuläre Ermüdung mittels zeitlicher Parameter erfassbar
- Rehabilitationsfortschritte mittels Brems- und Landeparameter sowie der Asymmetrie feststellbar
Der Counter Movement Jump (CMJ) wird in der Sportwissenschaft und Leistungsdiagnostik häufig eingesetzt, um die Sprunghöhe und somit die Kraftfähigkeiten des Unterkörpers abzuleiten. Es handelt sich hierbei um einen Hock-Streck-Sprung. Neben der Überwachung der Leistungsfähigkeit, kann der CMJ auch zur Überwachung der neuromuskulären Ermüdung und dem Fortschritt bei der Verletzungsrehabilitation eingesetzt werden. Hierfür müssen neben der Sprunghöhe jedoch weitere Parameter erfasst werden. Um diese Parameter zu verstehen, werden in diesem Beitrag zunächst die relevanten Phasen während eines CMJ erklärt. Für die entsprechende Analyse ist eine Kraftmessplatte (KMP) notwendig, damit eine Kraft-Zeitkurve aufgezeichnet werden kann. Die Sprunghöhe wird mittels der Impulsverfahren berechnet, welches auf mathematischen und physikalischen Gesetzen beruht. Die entsprechenden Phasen des CMJ werden nun kurz erklärt und diese sind wichtig, für das Verständnis und Erstellen der entsprechenden Leistungsparameter. Näher erklärt werden diese Sprungphasen in diesen Quellen: [2, 3].
Grundannahme: 2. Gesetz von Newton, welches besagt, dass die aufgewendete Kraft auf ein System direkt proportional zu dessen Beschleunigung ist. Die Beschleunigung erhält man durch das Teilen der aufgezeichneten vertikalen Bodenreaktionskraft durch die entsprechende Körpermasse. Im Anschluss kann mithilfe der Integralrechnung zuerst die Geschwindigkeit und mit einer weiteren Integralrechnung der Weg zu der entsprechenden Kraft-Zeitkurve berechnet werden.
1. Phase: Erfassung des Körpergewichtes (bis t0)
Der/Die Athlet*in steht für mehr als eine Sekunde ruhig auf der KMP. Die Gewichtskraft FG entspricht dem Körpergewicht.
2. Phase: Beginn der Ausholbewegung (t0 – t1)
Absenken und negative Beschleunigung des Körperschwerpunktes (COM) mit Abnahme der Bodenreaktionskraft. Zeitpunkt t1 stellt größte negative Geschwindigkeit des COM dar.
3. Phase: Bremsphase (t1 – t2)
Die Ausholbewegung muss exzentrisch abgebremst werden und endet in der tiefsten Hockposition (t2). Somit steigt die Bodenreaktionskraft wieder an und die Bewegungsgeschwindigkeit des COM ist wieder bei null. Wichtig ist hier zu verstehen, dass das Kraftniveau durch das Abbremsen höher als das Ausgangsniveau ist.
4. Phase: Absprungphase (t2 – t4)
Beginnt, wenn die Geschwindigkeit vom COM positiv wird und endet beim Verlassen der KMP. Beim Zeitpunkt t3 hat der/die Athlet*in die maximale Geschwindigkeit vom COM
5. Phase: Flugphase (t4 – t5)
Die KMP wurde verlassen und Athlet*in ist in der Luft
6. Phase: Landungsphase (t5)
Vom Aufkommen des Athleten bis zum Zeitpunkt, bei dem die Geschwindigkeit des COM wieder null ist.
Mithilfe dieser Phasen können sowohl kraftbasierte (kinetische) als auch zeitbasierte (kinematische) Parameter erhoben werden. Je nach Ziel der Analyse sollten unterschiedliche Parameter in Betracht gezogen werden. Wie schon in der Einleitung erwähnt, eignet sich der CMJ als Screening-Tool, um die Leistungsentwicklung, die neuromuskuläre Ermüdung und den Fortschritt der Verletzungsrehabilitation zu erfassen. Diese Kategorien werden im Folgenden vorgestellt und sind aus dem Artikel von Bishop et al. 2023 [1]. All diese folgenden Parameter können mithilfe der entsprechenden Erkennung der Phasen und der Formel im Nachgang an einen Sprung berechnet werden. Die meisten Hersteller der Kraftmessplatten liefern hierzu die entsprechende Software.
CMJ zur Erfassung der Leistungsfähigkeit:
Ziel ist es mit den entsprechenden Parametern, welche unter anderem mit der Maximalkraft, maximalen Geschwindigkeit und Fähigkeit für Richtungswechsel assoziiert sind, eine Leistungseinschätzung geben zu können.
Parameter | Wie ist dieser definiert? |
Maximale Sprunghöhe [cm] | Maximale, vertikale Veränderung des Körperschwerpunktes |
Maximale Leistung [W] | Maximaler Leistungswert während der Absprungphase |
Mittlere konzentrische Kraft [N] (=Absprungphase) | Durchschnittliche Kraft während der Phase des Absprunges (siehe Phase 4) |
Impuls der Absprungphase [Ns] | Impuls = Kraft pro Zeit in der Absprungphase |
CMJ zur Erfassung der neuromuskulären Ermüdung:
Ziel ist es mit den entsprechenden Parametern eine neuromuskuläre Ermüdung durch intensives Training zu erkennen und eine somit eine hohe Trainingsqualität zu gewährleisten. Relevant sind hierfür vor allem kinematische Parameter, welche Kontraktions- und Bewegungsdauern beinhalten.
Parameter | Wie ist dieser definiert? |
Modifizierter Reaktivkraftindex (RSI) | Verhältnis aus Sprunghöhe und der Zeit der Absprungphase (konzentrische Kontraktionszeit) |
Zeit bis zum Absprung [s] | Zeitspanne von der initialen Einleitung der Sprungbewegung (t0) bis zum Absprung (t4) |
Zeitspanne der Absprungphase [s] | Zeitspanne der Absprungphase bis zum Absprung (t2 – t4) |
Zeitspanne bis zur maximalen Leistung [s] | Zeitspanne von der Einleitung der Sprungbewegung (t0) bis zum Erreichen des maximalen Leistungswertes |
CMJ zur Erfassung des Fortschrittes der Verletzungsrehabilitation:
Ziel ist es mit den entsprechenden Parametern den Verlauf und Zustand nach einer Verletzung festzustellen und wann der/die Athlet*in wieder bereit für ihren Sport ist. Relevant sind hierfür vor allem sind Parameter, welche das Abbremsen und Landen sowie Asymmetrien betrachten.
Parameter | Wie ist dieser definiert? |
Maximale Kraft in Absprungphase [N] | Maximaler Kraftwert während der Absprungphase (t2 – t4) |
Maximale Kraft in Landungsphase [N] | Maximaler Kraftwert in der Landungsphase (ab t5) nach dem Sprung |
Impuls der Landungsphase [Ns] | Impuls = Kraft pro Zeit der Landungsphase |
Asymmetrien [%] | Rechts-Links Unterschiede unterschiedlicher Parameter (2 Kraftmessplatten sind notwendig) |
Zusammenfassung:
Mit dem CMJ können die Entwicklungen der Leistungsfähigkeit, der neuromuskulären Ermüdung und der Rehabilitation in Verletzungen aufgezeichnet werden. Die sportliche Leistungsfähigkeit lässt sich am besten mittels Leistungsparametern darstellen, da diese in starkem Zusammenhang mit der maximalen Kraft, der maximalen Geschwindigkeit und der Fähigkeit zu Richtungswechseln stehen. Die neuromuskuläre Ermüdung wird optimalerweise mit zeitlichen Parametern erfasst, welche die Kontraktionsfähigkeit der Muskulatur während der Bewegung beschreiben. Die Entwicklung in der Rehabilitation wird bestenfalls mit Parametern beobachtet, welche Abbremsen und Landen sowie Asymmetrien der Beine berücksichtigen. Eine entsprechende Entwicklung kann Aufschluss zum Zustand für den Return-to-Sport geben.
Quellen
[1] Chris Bishop, Matt Jordan, Lorena Torres-Ronda, Irineu Loturco, John Harry, Adam Virgile, Peter Mundy, Anthony Turner, and Paul Comfort. 2023. Selecting Metrics That Matter: Comparing the Use of the Countermovement Jump for Performance Profiling, Neuromuscular Fatigue Monitoring, and Injury Rehabilitation Testing. Strength & Conditioning Journal 45, 5, 545–553. DOI: doi.org/10.1519/SSC.0000000000000772.
[2] John J. McMahon, Timothy J. Suchomel, Jason P. Lake, and Paul Comfort. 2018. Understanding the Key Phases of the Countermovement Jump Force-Time Curve. Strength & Conditioning Journal 40, 4, 96–106. DOI: doi.org/10.1519/SSC.0000000000000375.
[3] Hermann Schwameder and Tobias Wunsch. 2019. Biomechanik des Springens und Sprunganalyse. In Bewegung, Training, Leistung und Gesundheit. Handbuch Sport und Sportwissenschaft, Arne Güllich and Michael Krüger, Eds. Springer eBook Collection. Springer Spektrum, Wiesbaden, 1–10. DOI: doi.org/10.1007/978-3-662-53386-4_12-1.
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