Michael Fröhlich

RPTU - Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern Landau | TUK

Whole-Body Electromyostimulation (WB-EMS) is a training technology that enables simultaneous stimulation of all the main muscle groups with a specific impulse intensity for each electrode. The corresponding time-efficiency and joint-friendliness of WB-EMS may be particularly attractive for people unable or unmotivated to conduct (intense) conventio...

Die Trainingswissenschaft ist historisch aus der Trainingslehre entstanden und kann als etablierte Kerndisziplin der Sportwissenschaft betrachtet werden. Die Trainingswissenschaft versteht sich als ganzheitliche, angewandte Humanwissenschaft zur Beschreibung, Erklärung und Begründung sowie zur wissenschaftlichen Fundierung der Gegenstandsbereiche T...

Das sportliche Training ist konstitutives Merkmal der Trainingswissenschaft. Verbreitete und historisch legitimierte Trainingsdefinitionen beziehen sich i. d. R. auf Leistungsverbesserungen, welche durch systematische, planbare und sachorientierte Einwirkungen erzielt werden sollen. Im Gegensatz dazu stehen vom Anwendungsfeld abhängige Begriffsvers...

Sportmotorische Basisfertigkeiten wie Laufen, Springen, Werfen als auch Alltagsbewegungen wie Sitzen, Stehen, Gehen setzen ein bestimmtes Maß an Kraft bzw. Kraftfähigkeit voraus. Daher kommt der energetisch determinierten Kraftfähigkeit, der Strukturierung der jeweiligen trainingsmethodischen Differenzierung als auch der zielorientierten Umsetzung...

Neueste miniaturisierte Sensortechnik und deren Applikationen beeinflussen zunehmend gesellschaftliche und soziale Lebenswelten und kommen in Sport und Gesundheitswesen verstärkt zur Anwendung. Die Aufzeichnung, Verarbeitung und Darstellung verschiedenster biophysikalischer Signale und Umweltfaktoren im Alltag, im Training, bei Wettkämpfen sowie zu...

Training kann stark verkürzt als planmäßiger und zielgerichteter Belastungs-Beanspruchungs-Prozess zur Verbesserung der bio-psycho-sozialen Handlungsfähigkeit verstanden werden. Die Zielgerichtetheit sportlichen Wirkens stellt letztlich das Hauptkriterium dar, über den sich körperliches Training von körperlicher Aktivität oder Sport abhebt. Eine kl...

Die Trainingswissenschaft greift auf mehr oder weniger elaborierte Heuristiken, Theorien, Konzepte und Modelle zur Beschreibung, Erklärung und Ergründung von Anpassungs-, Regelungs- und Steuerungsprozessen zurück. Die Erklärungskraft der jeweiligen Theorien und Modelle zu Anpassungsprozessen durch Training sowie zur Trainingssteuerung reichen dabei...

Trainingswissenschaft als auch Sportpädagogik können als historisch gewachsene Kerndisziplinen der Sportwissenschaft angesehen werden. Beide Teildisziplinen verstehen sich als ganzheitliche angewandte Integrations- und Berufswissenschaften, deren zentraler Bezugspunkt über viele Jahrzehnte – wenn auch mit zeitlichem Versatz – die Berufsgruppen der...

Poor posture is a well-known problem in all age groups and can lead to back pain, which in turn can result in high socioeconomic costs. Regular assessment of posture can therefore help to identify postural deficits at an early stage in order to take preventive measures and can therefore be an important tool for promoting public health. We measured...

Although the influence of muscle activity on the pelvic position has been proven, research on the influence of (asymmetric) muscle fatigue on the pelvic position is inconsistent. The purpose of the present study was to assess the effects of asymmetric fatigue of the lateral trunk muscles on the pelvic position based on a pre/post/follow-up design....

In diesem Kapitel werden grundlegende Aspekte wissenschaftlicher Forschungsmethoden und -methodologien vorgestellt. Ausgangspunkt hierfür sind der Gegenstand bzw. der Gegenstandsbereich und die Verortung wissenschaftlicher Erkenntnisse. Des Weiteren werden zentrale Begriffe wissenschaftlichen Arbeitens erläutert, Hinweise zur Planung, Durchführung...

The objectification of acute fatigue (during isometric muscle contraction) and cumulative fatigue (due to multiple intermittent isometric muscle contractions) plays an important role in sport climbing. The data of 42 participants were used in the study. Climbing performance was operationalized using maximal climbing-specific holding time (CSHT) by...

Artificial intelligence and its subcategories of machine learning and deep learning are gaining increasing importance and attention in the context of sports research. This has also meant that the number of corresponding publications has become complex and unmanageably large in human terms. In the current state of the research field, there is a lack...

In this study, we propose to expand the research on the biomechanics of cycling, including changes caused by riding at different intensity levels and fatigue, similar to training or competition. Six well-trained, experienced male road cyclists (27.17 ± 3.89 years; 180.41 ± 5.31 cm; 75.23 ± 4.91 kg) with 8.3 ± 4.85 years of (professional) experience...

Das vorliegende essential gibt einen kompakten Einblick in das komplexe Feld der Analyse des menschlichen Ganges. Neben der Darstellung grundlegender Konzepte der Ganganalytik stellen die Autoren die systematische Unterteilung des Gangzyklus dar und gehen auf relevante Analyseparameter und Fehlerquellen ein. Der Leser erhält eine einführende Übersi...

Die Entwicklung der wissenschaftlichen Ganganalyse war beeinflusst von den messmethodischen Optionen, die es erlaubten, neben der rein visuellen Inspektion durch den geschulten Beobachter, relevante Parameter des Gangbilds zu registrieren. Erste wichtige Beiträge dazu kamen von dem französischen Physiologen und Erfinder Étienne-Jules Marey (1830–19...

Die Ganganalyse hat mittlerweile ein sehr breites Anwendungsfeld. Die eingesetzten Methoden variieren je nach Fragestellung und den zur Verfügung stehenden Ressourcen. Im Folgenden sollen die wichtigsten Anwendungsgebiete dargestellt werden.

Die bei der Ganganalyse erhobenen Parameter lassen sich in mehrere Kategorien einteilen.

Die Ganganalyse, die im wissenschaftlichen und im praktischen Kontext einsetzbar ist, unterliegt einem Spagat zwischen verschiedenen Anforderungsprofilen Abb. 3.1. Einfach gesagt steht die praxistaugliche Anwendung mit der Vorgabe einer möglichst berührungsfreien sowie zeit- und investitionsökonomischen Messung aktuell im Widerspruch zur wissenscha...

Artificial intelligence and its subcategories of machine learning and deep learning are gaining increasing importance and attention in the context of sports research. This has also meant that the number of corresponding publications has become complex and unmanageably large in human terms. In the current state of the research field, there is a lack...

As a time-efficient and highly effective form of training, whole-body electromyostimulation (WB-EMS) enables personalised training for a wide range of users due to its personal training character and the individual control of the training intensity. However, due to misuse, negative side effects of WB-EMS have been reported in the past, resulting in...

Handgrip strength (HGS) appears to be an indicator of climbing performance. The trans-ferability of HGS measurements obtained using a hand dynamometer and factors that influence the maximal climbing-specific holding time (CSHT) are largely unclear. Forty-eight healthy subjects (27 female, 21 male; age: 22.46 ± 3.17 years; height: 172.76 ± 8.91 cm;...

Das vorliegende essential versteht sich als kompaktes Nachschlagewerk für Fragen und Aspekte rund um ein körperliches Training im Spannungsfeld der Osteoporose und Frakturprophylaxe. Schwerpunkt sind dabei evidenzbasierte Strategien und Handlungsempfehlungen zur Primär- und Sekundärprävention der Osteoporose, respektive zur Frakturreduktion sowie K...

1) Background. The coronavirus pandemic had a serious impact on the everyday life of children and young people with sometimes drastic effects on daily physical activity time that could have led to posture imbalances. The aim of the study was to examine whether a six-week, feedback-supported online training programme could improve posture parameters...

Neben einem positiven Gesamteffekt zeigen die in Abb. 2.1 abgebildeten Ergebnisse eine hohe (signifikante) Heterogenität mit zum Teil negativen Effekten einzelner Studien. Dies deutet darauf hin, dass einige applizierte Trainingsprotokolle schlicht keinen oder sogar negativen Effekt auf den avisierten Endpunkt „Frakturreduktion“ hatten. Tatsächlich...

Personen mit erhöhtem Knochenumsatz und/oder Personen mit leichter Reduktion der Knochendichte (Osteopenie) ohne erhöhtes Sturzrisiko, können problemlos ein Training in qualifizierten gesundheitsorientierten Fitnessstudios oder Sportvereinen betreiben. Gängige Angebote wie (High-Impact-)Aerobic und Kurse (zunächst) an Kraftgeräten oder (später) mit...

Nur wenige Trainingsstudien sind ausreichend teilnehmerstark oder/und zeitlich umfassend, um die statistische „Power“ an Teilnehmerjahren zu generieren, die eine belastbare Berechnung des statistischen Effekts auf den avisierten Frakturtyp zulässt. Fokussiert man auf die Hüftfraktur, so wird die enorme Stichprobengröße von über 2300 Personen/Studie...

Lehrformate der Sportwissenschaft an der TU Kaiserslautern orientieren sich am Grundgedanken einer forschungsorientierten Lehre (Reimann, 2016). Drei fachgebietseigenen Laboren kommt dabei eine Schlüsselrolle beim praktischen und fachwissenschaftlichen Kompetenzerwerb zu. Diese Lehr-Lern-Labore stehenden den Studierenden aus den Studiengängen B.Ed....

Monitoring exhaustion using near-infrared spectroscopy (NIRS) wearable biosensors seems promising in sports climbing. However, there is a lack of research regarding climbing specific muscular exhaustion and muscle oxidative metabolism. The current study analyses how exhaustion affects muscle oxidative metabolism and deduces to what extent measurem...

Early detection of unilateral muscle fatigue and muscular imbalances is important to prevent injury. This study aimed to evaluate the potential of near-infrared thermography (IRT) and raster-stereography (RS) in detecting asymmetries. After unilateral trunk muscle fatigue, IRT detected changes in the skin surface temperature only immediately after...

Bike fitting can have a major impact on the performance of cyclists (Bateman, 2014) and can reduces the risk of non-traumatic injuries (Bini et al., 2011). This study shows significant changes in lower body biomechanics of road-cyclists while and after fatigue and therefore expands the research in a more practical way. These findings indicate to ex...

To improve the performance and capabilities of athletes, augmented reality could play an important role in exercise training. During training, these technologies support athletes in analyzing their training over all phases. Regardless of all potential advantages, the vergence-accommodation-conflict (VAC) could affect the effectiveness of training a...

Editorial on the Research Topic Whole-body electromyostimulation: A training technology to improve health and performance in humans? volume II Launched in Germany in about 2006, whole-body electromyostimulation (WB-EMS) is a young exercise technology. Due to its increasing popularity, time-efficiency, joint-friendliness and individualized applicati...

Mit der Erfindung der Laufmaschine durch Karl von Drais vor ca. 200 Jahren erfuhr das Fahrrad als Fortbewegungs-, Alltags- und Transportmittel eine große Popularität. In der Folgezeit wurde aufgrund der technischen Weiterentwicklungen der Einsatz des Fahrrades im Sport oder Wettkampf immer beliebter. Folglich entstanden Wettbewerbe und Aktivitäten,...

Die Wissenschaft vom Sport kann in weiten Teilen den empirischen Sozial- und Humanwissenschaften zugeordnet werden. Darüber hinaus kommen in der Sportwissenschaft Methoden und Verfahren der naturwissenschaftlichen Forschung zur Anwendung. Innerhalb der interdisziplinären Sportwissenschaft haben sowohl qualitative als auch quantitative Forschungspar...

We perform measurements in the motion lab, which we process and analyze, with the goal to define a minimum set of tests that are needed to parametrize a digital human model actuated via muscle torque generators, and capable to perform task independent simulations.

Der obige Begriff der Muskelstimulation ist insofern irreführend, als dass die Schwelle zur Erregung motorischer Nerven deutlich niedriger liegt, als diejenige des korrespondierenden Muskels. Über die oberflächlich aufliegende Elektrode wird bei der WB-EMS zunächst der Nerv stimuliert, der über die Alpha-Motoneuronen und die motorischen Endplatten...

Surface topography systems enable the capture of spinal dynamic movement. A visualization of possible unique movement patterns appears to be difficult due to large intra-class and small inter-class variabilities. Therefore, we investigated a visualization approach using Siamese neural networks (SNN) and checked, if the identification of individuals...

The present study aimed to assess the effects of asymmetric muscle fatigue on the skin surface temperature of abdominal and back muscles. The study was based on a pre-post/follow-up design with one group and included a total of 41 subjects (22 male, 19 female; age, 22.63 ± 3.91; weight, 71.89 ± 12.97 kg; height, 173.36 ± 9.95). All the participants...

Using Surface Topography data of stance measurements this study classifies 25 healthy subjects and 32 subjects with back pain using machine learning algorithms (Logistic Regression, Support Vector Machine, Random Forest). Different metric learning approaches (Neighborhood Components Analysis, Local Fisher Discriminant Analysis, Large Margin Nearest...

Using Surface Topography data of stance measurements this study classifies healthy subjects and subjects with back pain using machine learning alorithms. Interpretations are performed using Explainable Artificial Intelligence (XAI). A low correlation between predicted class and actual class is found.

Im Rahmen dieses essentials legen die Autoren das Augenmerk auf die Besonderheiten des Umgangs mit kleinen und großen Datenmengen in der Sportwissenschaft. Kurz und überblickartig wird dargestellt, welche Designs im Rahmen von Single-Case-Studies zum Einsatz gelangen können und wie solche Studien ausgewertet werden. Weiterhin wird erläutert, wie ma...

Seit ca. zehn Jahren kann man einen großen und ungebrochenen Hype um „Big Data“ beobachten, auch wenn ein erster Peak erreicht und das öffentliche Interesse, bemessen an der Häufigkeit der Eingabe in der Suchmaschine Google, wieder leicht rückläufig zu sein scheint Abb. 3.1. Eine ähnliche Entwicklung lässt sich auch an der jährlichen Anzahl an wiss...

Forschungsmethodologisch ist die (Einzel)-Fallstudie oder Case-Study bzw. Case-Report vom Single-Case-Design oder Single-Subject-Design zu differenzieren. Während die Fallstudie versucht, möglichst ganzheitlich, explorativ, narrativ und deskriptiv Erkenntnisse im realen Feld (z. B. Untersuchung der Auswirkung eines 21-tägigen Höhentrainingslagers a...

Evidenzbasierte Praxis (EBP) ist als „der gewissenhafte, ausdrückliche und vernünftige Gebrauch der gegenwärtig besten externen, wissenschaftlichen Evidenz für Entscheidungen in der medizinischen Versorgung individueller Patienten“ definiert (Cochrane Deutschland; siehe https://www.cochrane.de/de/ebm).

Surface topography systems enable the capture of spinal dynamic movement; however, it is unclear whether vertebral dynamics are unique enough to identify individuals. Therefore, in this study, we investigated whether the identification of individuals is possible based on dynamic spinal data. Three different data representations were compared (autom...

Clinical classification models are mostly pathology-dependent and, thus, are only able to detect pathologies they have been trained for. Research is needed regarding pathology-independent classifiers and their interpretation. Hence, our aim is to develop a pathology-independent classifier that provides prediction probabilities and explanations of t...

Using Surface Topography data of stance measurements this study classifies healthy subjects and subjects with back pain using machine learning alorithms. Interpretations are performed using Explainable Artificial Intelligence (XAI). A low correlation between predicted class and actual class is found.

Background Machine learning approaches for the classification of pathological gait based on kinematic data, e.g. derived from inertial sensors, are commonly used in terms of a multi-class classification problem. However, there is a lack of research regarding one-class classifiers that are independent of certain pathologies. Therefore, it was the ai...

Ganzkörper-EMS (WB-EMS) eine relativ neue Trainingstechnologie deutschen Ursprungs, wurde etwa 2006 kommerziell verbreitet und erfreut sich aktuell in ca. 2700 kommerziellen nicht-medizinischen Einrichtungen (zur Hälfte spezialisierte Mikrostudios) [1] ansteigender Beliebtheit. Nicht zuletzt durch diese frühe Markteinführung und die schiere Präsenz...

Study aim: To find out, without relying on gait-specific assumptions or prior knowledge, which parameters are most important for the description of asymmetrical gait in patients after total hip arthroplasty (THA). Material and methods: The gait of 22 patients after THA was recorded using an optical motion capture system. The waveform data of the ma...

Whole-body EMS is a training technology that originated in Germany. Commercially launched in about 2006-2007, the more than 2,700 commercial facilities to date indicate the rising popularity for this time-efficient and joint-friendly exercise technology. Thus, Germany might serve as a blueprint and indicator for upcoming developments, problems and...

Hintergrund: Die Positionierung des Beckens im Raum beeinflusst die Haltung des Rumpfes entscheidend, da sie die mechanische Basis für die Wirbelsäule darstellt. Die Beckenstellung wiederum ist durch biomechanische, artikuläre sowie neuromuskuläre Faktoren bestimmt. Eine bedeutende Zahl pathologischer Entitäten resultiert aus Veränderungen der Beck...

Background: The positive effect of carbohydrates from commercial beverages on soccer-specific exercise has been clearly demonstrated. However, no study is available that uses a home-mixed beverage in a test where technical skills were required. Methods: Nine subjects participated voluntarily in this double-blind, randomized, placebo-controlled cros...

Betrachtet man die Genese der Wissenschaft vom Sport unter einer historischen Perspektive, so können nach Krüger (2018b, S. 5 ff.) insgesamt vier Etappen iden- tifiziert werden. Während die beiden ersten Entwicklungsetappen – Vorgeschichte der modernen Sportwissenschaft seit der Antike, Renaissance und Frühen Vorge- schichte sowie Turnphilosophie b...

This systematic review and meta-analysis set out to determine the efficacy on whole-body electromyostimulation (WB-EMS) on body composition and strength parameters in non-athletic cohorts. A systematic review of the literature according to the PRISMA statement included (a) controlled trials, (b) WB-EMS trials with at least one exercise and one cont...

Die rasante Entwicklung und stete Verbreitung miniaturisierter Sensorik und deren Applikationen (z.B. Apps, Inertialsensoren, Smartphone etc.) beeinflusst (fast) alle Dimensionen unserer gesellschaftlichen und sozialen Lebenswelten und zunehmend auch diejenige des Sports und des Gesundheitswesens (Thompson, 2019). Da Computer und Interfaces nicht n...

In ihrem 50. Jubiläumsjahr lud die Technische Universität Kaiserslautern am 26. und 27. November 2020 zu einem Höhepunkt ein: dem Kongress #Sport #Gesundheit #Digital. Für zwei Tage wurden im Rahmen eines Online-Forums gemeinsam die Themenfelder Sport, Gesundheit und Digitalisierung diskutiert. Wir freuen uns sehr, dass die Techniker Krankenkasse d...

Einleitung: Der Einsatz Maschinellen Lernens (ML) bzw. Künstlicher Intelligenz hat in den letzten Jahren bei der Analyse von komplexen biomechanischen Daten zunehmend an Bedeutung gewonnen. Eine Vielzahl an Studien konnte vielversprechende Ergebnisse für die Klassifikation pathologischen Gangs erzielen (z.B. Hüftarthrose: Laroche et al., 2014; Park...

EINLEITUNG Krafttraining im Jugendfußball dient sowohl der Verbesserung der sportartspezifischen Leistungsfähigkeit (Sprint, Sprung, Schusskraft) als auch der Prävention von Verletzungen durch eine stärkere muskuläre Grundstruktur der im Fußball beanspruchten Muskelgruppen (Brito et al., 2010; Ekstrand, Hägglund & Waldén, 2011). Steigende Trainings...

There is little scientific evidence regarding the cumulative effect of purposeful heading. The head-neck-torso alignment is considered to be of great importance when it comes to minimizing potential risks when heading. Therefore, this study determined the relationship between head-neck-torso alignment (cervical spine, head, thoracic spine) and the...

Purpose Detraining after dedicated exercise programs might be a frequent situation in older people's exercise patterns. The aim of the present study was thus to determine the effects of 6 months of detraining after 18 months of high intensity resistance exercise (HIT-RT) on musculoskeletal outcomes in older men with sarcopenia. Methods Community-d...

This german conference paper presents certain results from analyzing headers in soccer using sensor data.

A 17-year-old male road cyclist with unspecific back pain and postural deficiency regarding the depth of the lumbar lordosis (flèche lombaire [fl]) and the upper body tilt (forward trunk tilt [tt]) absolved an 8-week whole-body electromyostimulation (WB-EMS) training to improve performance parameters and health issues. During WB-EMS, muscle groups...

The positive effects of physical activity and recreational sports on health have been well-examined and are well-proven. In contrast, the consequences of extensive elite sports on life expectancy and mortality rates have been described in significantly less unique and comprehensive terms. There is a lack of models that systematically summarize the...

Modern technologies enable to capture multiple biomechanical parameters often resulting in relational data. The current work proposes a generally applicable method comprising automated feature extraction, ensemble feature selection and classification to best capture the potentials of the data also for generating new biomechanical knowledge. Its ben...

Coordinated muscle activation patterns are important for posture, performance and injury prevention of the knee joint. Higher knee impact loads may also result from insufficient neuromuscular trunk control and of trunk displacement (1). This study investigates trunk muscle co-contraction during jumps and landings. Main questions are: (a) Is there a...

Trainingswissenschaft als auch Sportpädagogik können als historisch gewachsene Kerndisziplinen der Sportwissenschaft angesehen werden. Beide Teildisziplinen verstehen sich als ganzheitliche angewandte Integrations- und Berufswissenschaften, deren zentraler Bezugspunkt über viele Jahrzehnte – wenn auch mit zeitlichem Versatz – die Berufsgruppen der...

Dynamic resistance exercise (DRT) might be the most promising agent for fighting sarcopenia in older people. However, the positive effect of DRT on osteopenia/osteoporosis in men has still to be confirmed. In order to evaluate the effect of low volume/high intensity (HIT)‐DRT on bone mineral density (BMD) and skeletal muscle mass index (SMI) in men...

Strength training in youth soccer has both a preventive and a sports-specific component. Whole-body electromyostimulation (WB-EMS) could represent an interesting time-saving add-on to classical strength exercises in performance-oriented soccer. The objective of this study was to find out whether a 10-week superimposed WB-EMS training might have a m...

Training kann stark verkürzt als planmäßiger und zielgerichteter Belastungs-Beanspruchungs-Prozess zur Verbesserung der bio-psycho-sozialen Handlungsfähigkeit verstanden werden. Die Zielgerichtetheit sportlichen Wirkens stellt letztlich das Hauptkriterium dar, über den sich körperliches Training von körperlicher Aktivität oder Sport abhebt. Eine kl...

Neueste miniaturisierte Sensortechnik und deren Applikationen beeinflussen zunehmend gesellschaftliche und soziale Lebenswelten und kommen in Sport und Gesundheitswesen verstärkt zur Anwendung. Die Aufzeichnung, Verarbeitung und Darstellung verschiedenster biophysikalischer Signale und Umweltfaktoren im Alltag, im Training, bei Wettkämpfen sowie zu...

Many machine learning models show black box characteristics and, therefore, a lack of transparency, interpretability, and trustworthiness. This strongly limits their practical application in clinical contexts. For overcoming these limitations, Explainable Artificial Intelligence (XAI) has shown promising results. The current study examined the infl...

This study examined a potential age-dependency of both posture and stability (balance) control in children and adolescents in a healthy population. Body posture with open and closed eyes was examined for a total of 456 test persons (age 6.7–17.6 years. Posture parameters (posture index, upper body tilt, trunk tilt) were assessed in the sagittal pla...

To date, there has been no study on the long-term effects of resistance exercise on sarcopenia and obesity indices for people with sarcopenia. The present study thus aimed to determine the effect of 18 months of periodized, high-velocity/intensity/effort progressive resistance training (HIT-RT) on body composition and strength in older men with ost...