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Der Tennisarm

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Trotz ständig weiterentwickelten Schläger- und Saitenmaterials ist der Tennisarm nicht ausgestorben. Da es sich hierbei um einen gesundheitlichen Überlastungsschaden handelt, ist als Erster der Arzt gefragt.
Insoweit, als man durch geeignete Schlagtechnik und das optimale Tennisequipment präventiv oder heilungsbeschleunigend aktiv werden kann, können Erfahrungen von anderen Spielern und ein Grundverständnis der biomechanischen Zusammenhänge eine große Hilfe sein.

In Wikipedia findet sich ein kurzer Beitrag zum Tennisarm (Epicondylitis), in dem die Formen des Tennisarmes (Strecker- bzw. Beuger des Handgelenks) unterschieden werden. Auch eine ganze Palette von Therapiemöglichkeiten, bis zur Operation, werden erwähnt. Ein Tennisarm kann auch durch andere Belastungen als Tennis erzeugt werden, z.B. durch Verkrampfung (Stricken, Mausarm) oder durch zu hohe Belastung im Kraftsport (siehe Forum hjer ) oder durch schwere Arbeit.

Die Ursachenanalyse allerdings, kann den Tennisspieler nicht befriedigen. Falsche Technik, aber welche? Und was ist ein armschonender Schläger?

Entlastung der Haltekräfte
Griff
Ein falscher Griff kann die Muskulatur in einen ungünstigen Arbeitsbereich verlegen. Der Griff kann zu groß oder zu klein sein.

Griffband
Das Griffband sollte immer guten Grip haben (Overgrip-Band). Denn eine rutschige Griffoberfläche erfordert enorm größere Haltekräfte.

Ergonomisch geformter Griff
Siehe dazu auch das Firmen-Angebot eines ergonomisch geformten Schlägergriffs im Beitrag „Kybernetik….“ Probleme könnte es beim Griffwechsel im Spiel geben. Auf jeden Fall dürfte es eine längere Eingewöhnungszeit brauchen.
Ebenfalls die Haltekräfte reduzieren kann man mit einer Wulst am Griffende, weil bei der modernen Killervorhand die Hand/Schlägergriff-Verbindung vornehmlich auf Zug, axial zur Schlägerlängstachse belastet wird.. Dies wurde vor einiger Zeit in einer Großeinstellung im Fernsehen gezeigt.

Besserer Schlagstil
Durch eine Schlagtechnik nach Muster von Djokovic werden Richtungsgebung und Topspingenerierung quasi entkoppelt. Es entstehen dabei auch weniger Kräfte, die den Schläger aus der Hand ziehen wollen. Diesen Effekt habe ich selbst deutlich bei meiner Umstellung bemerkt, so dass ich nun seltener das Overgrip wechseln muss. Was professionelle Bewegungsausführung bedeuten kann, zeigt untenstehende Grafik für den Golfsport (Lehner, S. 180).

Bezüglich des zeitlichen Verlaufs der Haltekräfte des Schläger bei der Vorhand findet man sehr unterschiedliche Ansichten.
Es sind noch immer irreleitende Ratschläge (Mythen) zur Festhaltestärke während der Vorhand unterwegs,

  • im Ballkontakt den Schläger besonders festzuhalten. Dies würde einen Tennisarm begünstigen.
  • Auch Anweisungen, den Schläger mit extremem Ausschwung durch den Ball zu ziehen, können den Tennisarm begünstigen, wenn man deshalb den Schläger zu lange zu fest greift.

In Wahrheit nämlich stellt eher der Schulterzug, der den in axialer Richtung gegen den Ball weisenden Schläger (Schlägerknauf wie eine Taschenlampe zum Ball richten) nach vorne zieht, den höchsten Krafteintrag bei der Vorhand dar (siehe die Animation von Bolettieri   bzw. unseren Beitrag  Die moderne Vorhand).  
 In dieser Phase ist der Schläger am weitesten vom Balltreffpunkt entfernt. Im Balltreffpunkt aber muss der Schläger nur minimal gehalten werden, was in Zusammenhang mit einem ausgeprägten Vorhandgriff die Muskeln während des Ballschocks extrem entlastet.

Siehe übrigens die beiden YouTube Clips zum Tennisarm von Jeff Salzenstein, hier… und hier…. Derselbse Salzenstein übrigens, der leider einen extremen Ausschwung fordert (siehe unseren Beitrag Wider das eherne Gesetz des maximalen Ausschwungs)

 Extremere Griffhaltung bei Vor- und (einhändiger) Rückhand
Dadurch wird der Schock bei Ballberührung in eine Phase bzw.einen Arbeitsbereich der Muskulatur gelegt, in der sie ihre Arbeit schon weitestgehend verrichtet hat.

Muskel vorbereiten
Dehnen mithilfe des Antagonisten
Bezüglich der Dehnübungen, die man auch unterwegs gelegentlich wiederholen kann, empfehle ich, nicht gegen einen äußeren Widerstand zu dehnen, sondern diese Dehnung vom jeweiligen Antagonisten vornehmen „zu lassen“.  Dabei wird im Rückenmark eine reflektorische Anspannung des zu dehnenden Muskels vermieden. (Diese Information stammt aus dem Buch eines Orthopädie-Professors, vor 20 Jahren gelesen, Titel und Name leider vergessen. Wer es weiß, bitte im Kommentar ergänzen. Danke!)

Schwingungen
Mir fehlt im eingangs genannten Wikipedia-Artikel ein Hinweis auf Schwingungen. In einem kleinen Buch Sportmedizin für Medizinstudenten von Prof. Schrader (seinerzeit Sportlinik Damp) las ich dazu (ca. 1980) den Hinweis, dass der Tennisarm zuerst bei schwedischen Waldarbeitern entdeckt worden sei, die in der Kälte und mit Motorsägen arbeiteten. Also Schwingungen plus Kälte. Damit ist jedoch noch keineswegs geklärt, wie die Schwingungen beschaffen sein müssen, um den Tennisarm zu provozieren. Sind die Impulsspitzen des Griffes entscheidend (schwerer Griff, grifflastiger Schläger) oder die Amplitude der Auslenkung, die beim leichten Griff größer ist? Sind es die Belastungsreize, die vom mittig getroffenen Ball (Sweet-Spot) durchschnittlich ausgehen oder die wenigen Mishits, die den Schläger stark erschüttern?

Zum Thema Vibration und Tennisarm haben wir diese Arbeit gefunden:
Med Sci Sports Exerc. 1992 Oct;24(10):1134-40. Transfer of tennis racket vibrations onto the human forearm. Hennig EM, Rosenbaum D, Milani TL. Biomechanics Laboratory, University of Essen, Federal Republic of Germany.

Abstract: „One of several factors suspected in the development of lateral epicondylitis, often referred to as tennis elbow, is the impact-induced vibration of the racket-and-arm system at ball contact. Using two miniature accelerometers at the wrist and the elbow of 24 tennis players, the effects of 23 different tennis racket constructions were evaluated in a simulated backhand stroke situation. The influences of body weight, skill level, and tennis racket construction onto the magnitude of vibrations at wrist and elbow were investigated. Amplitudes, integrals, and fourier components were used to characterize arm vibration. More than fourfold reductions in acceleration amplitude and integral were found between wrist and elbow. Off-center as compared with center ball impacts resulted in approximately three times increased acceleration values. Between subjects, body weight as well as skill level were found to influence arm vibration. Compared with proficient players, a group of less skilled subjects demonstrated increased vibration loads on the arm. Between different racket constructions, almost threefold differences in acceleration values could be observed. Increased racket head size as well as a higher resonance frequency of the racket were found to reduce arm vibration. The vibration at the arm after ball impact showed a strong inverse relationship (r = -0.88) with the resonance frequency of tennis rackets.

Insoweit, als Vibrationen ursächlich für einen Tennisarm sind, sind Maßnahmen zu deren Reduzierung am Schläger sinnvoll. Dies ist der Ansatz einer Dissertation von Felix Dörfler, „Wirksamkeit eines vibrationsdämpfenden Systems in Tennisschlägern bei der akuten und chronischen Epikondylitis humeri radialis.“ München, Universität, Diss., 2009 , die aber online z.Z. nicht verfügbar ist

Möglicherweise spielt auch die Frequenz der Schwingung eine Rolle.
Vielleich entstehen Resonanzen oder stehende Wellen, deren Schwingungsbauch, je nach Saitenhärte und weiteren Schlägerbedingungen, auf kritische Punkte im Arm treffen. Hypothesen…

  • eine hartes Saitenbett (kürzere Impulse) würde dabei mehr die näher am Schläger entfernten Armsegmente (Handgelenk) belasten (kurzwellig),
  • eine weicheres Saitenbett mehr die entfernteren Segmente (Ellenbogen bis Schulter) erreichen (langwellig),

 …man könnte dann gewissermaßen von einem „Durchstimmen“ des Armes sprechen. Siehe hierzu auch die Arbeiten von Cross und Brody, angesprochen in unserem Beitrag „Zur Physik des Saitenbettess
Immerhin werden die Schwingungsverhältnisse beim Zusammenspiel Sehnen und Muskeln heute z.B. im Bereich der Achillessehne als wichtig akzeptiert. Siehe den sehr lesenswerten Aufsatz von C. Rosso , der in unserem Beitrag zur Elastizität vorgestellt und kommentiert wird.

Schwingungen bedämpfen
Am Schläger
Durch konstruktive Maßnahmen können die Schwingungen des Schlägers reduziert werden.

  • Massenverteilung über die Schlägerlänge
  • Materialeigenschaften

Bedämpfung durch ….

  • Microchip und entsprechende Fasern
  • Fasern, die bei Schock ihre Steifigkeit verändern
  • Kügelchen in Rahmenkammern (Schwingungstilger aus den Militärjets)
  • Gummi-Zwischenlage zwischen Schlägerherz und Schlägerrahmen
  • weiche „Aufhängung“ oder Lagerung der Griffschalen

Am Muskel
Und es können die Schwingungen an den Sehnenansätzen bzw. vom Muskelbauch her gedämpft werden. Die Schwingungen werden dann durch Bandagen bedämpft.

Ich habe mit Bandagen Erfolg gehabt, die eine kleine Zusatzmasse mit einem Klettverschlussband elastisch gegen den Muskelbauch drückt („Patent“ Hillmer :-).
Als Zusatzmasse benutzte ich zwei zylindrische Gerätebatterien, deren Länge der Breite des Bandes entsprachen und die man mit der linken Hand, wenn man gerade die Gelegenheit hatte,  in Richtung des Unterarmumfanges unter dem Band und über den Muskelbauch hin und her rollen konnte. Das ist sehr angenehm und die Vorrichtung konnte man sogar Nachts anlassen, weil die zweite Batterie, gegenüber der ersten plaziert, verhinderte, dass das Blut abgeschnürt wurde.
Mit dieser Bandage bin ich meinen Tennisarm endlich losgeworden.

Es gibt aber inzwischen im Handel sehr raffinierte Bandagen fertig zu kaufen.

Schwinungen reduzieren
Meine eigenen Versuche, durch Anbringung eines Schwingungstilgers am Schlägerende (eingeklebte Metallbolzenschraube am Ende des Griffes) eine Besserung zu erzielen waren nicht erfolgreich. Zwar entstand der subjektive Eindruck, dass der Schläger weniger schwingt, der Tennisarm wurde dadurch aber nicht besser (… und manchmal kam ich natürlich bei der einhändigen Rückhand meinem rechten Oberschenkel schmerzhaft ins Gehege).

Inwieweit Schwingungstilger im Schlägerrahmen (Bleikügelchen in kleinen Kammern), intelligente Fasern oder Chip-gesteuerte Fasern einen Vorteil für den Tennisarm bringen, ist schwer zu sagen. Zwei Schläger mit Bleikügelchen hatte ich jeweils längerfristig in Gebrauch. Sie machten weniger Vibrationen, das ist klar. Allerdings litt dabei die Rückmeldung für einen sauber getroffenen Schlag (siehe unseren Beitrag zur Kybernetik des Tennisschlägers) und es kam öfter zu Mishits.

Ob eine Erhöhung des Schlägergewichts Vorteile für bzw. gegen den Tennisarm bringt ist ebenfalls nicht ausgemacht. Der schwerere Schläger erfordert höhere Haltekräfte und belastet daher die Sehnenansätze stärker. Wegen der schlechteren Energieübertragung auf den Ball müssen höhere Beschleunigungsarbeiten aufgewandt werden. Siehe Muskelmodelle für die Vorhandsimulation.

Exkurs Teilelastischer Stoß
Das genaue Zusammenwirken von Schwingungseigenleben des Schlägers mit „Resonanzangeboten“ des Armes ist nicht bekannt ist.
Die einfachen Betrachtungen über den elastischen Stoß, die für die Ballbeschleunigung wertvoll sind, sagen nichts aus, über den Komfort oder die Belastung des Armes durch die Schläger-/Saitenbettkonfiguration.
Die Physik des teilelastischen Stoßes, die das Zusammenspiel der genannten Konfigurationen berücksichtigt, erfordert einen mathematischen Aufwand, den ich nicht leisten kann. Bei ersten Recherchen im Google stoße ich auf Vorlesungskripte der Mechanik III und hätte mich im Weiteren mit schwingungstheoretischen Betrachtungen bis hin zur Simulation mit Mehrkörpersystemen zu befassen (siehe auch Lehner in unserem Beitrag Muskelmodelle. 


Ulm S. 245, s.u.

Einige Fundstellen sind untenstehend aufgeführt:

  • TU-Berlin, Mechanik II/ Vorlesung 10 Prof. Popov Teilelastischer Stoß,
  • ifm.maschinenbau.uni-kassel Vorlesung WS 2009. Hier werden die Zeitabläufe der Restitutionsphase thematisiert, sowie hier..mit Beispielen von Stoßzahlen.
  • UNI-Ulm, Physik, Vorlesungsskript Klassische und relativistische Mechanik, Othmar Marti, S. 263 Schwingungsgleichungen 
  • Hier ein Bespiel, das auch zeigt, wie schnell man sich verrechnen kann… Gut wenn man Jemanden findet, der dann korrigiert.
  • Sehr interessant ist, dass Entwickler von Videospielen sich mit solchen kinetischen Fragen beschäftigen. Hier eine besonders interessante Betrachtung zum hüpfenden Tennisball.
  • UNI-Bremen, Mechanik. Hier wird der zeitliche Vorgang schön beschrieben, aber auch von einer feststehenden Stoßzahl Ball/Tennisschläger ausgegangen.
  • Dissertation UNI Stuttgart, Saeed Ibrahimi, hier scheint unser Problem wohl berücksichtigt, aber wer wagt sich da heran – nur für Tennis. Hier läuft es auf die Berechnung von Zahnrädern hin. Allerdings sollten die Computermodelle auch für unser Problem einsetzbar sein, siehe auch Wikipedia, Mehrkörpersimulation.

Diese Fragen spielen nicht nur beim Zusammenspiel Schläger/Ball, sondern vermutlich noch stärker bei der Impulsweiterleitung in den Grundschlägen bzw. beim Aufschlag eine Rolle (Vorhandpeitsche, Service)

Erörterungen zu den biomechanischen Grundlagen
Untersuchungen zum Tennsarm scheinen zeitlich weiter zurückzuliegen (siehe Universität Duisburg/Essen, Prof. E.M Henning ).

Eine neuere Dissertation bezieht sich auf den Golfarm, der physiologisch ähnlich gelagert ist. Die Druckverläufe am Golfschlägergriff wurden bei verschiedenen Spielstärken gemessen. Wie zu erwarten war, liegen hier Schwinungen an.

Die vom Autor Dr. Stefan Lehner angesetzte Simulation schenkt der Untersuchung der Schwingungen keine Bedeutung, wenn ich das nebenstehende Bild richtig interpretiere.

Es würde mich sehr interessieren, welche Schwingungsamplituden an kritischen Sehnenansatzpunkten beim Durchfahren eines relevanten Schwingungsbereiches zu messen sind. Eine rein rechnerische Lösung (Seilschwingungen) dürfte hingegen wegen der Komplexitäten schwer zu bewerkstelligen sein, zumal sicher auch Torsions- und Transversalschwingungen kombiniert auftreten.

 

 

Eher in diese Richtung geht die Experimentalstudie von Walther M, Kirschner, S. Koenig A, Barthel T, Gohlke F aus Würzburg, auf die mich ein Forenfreund hingewiesen hat:

J Shoulder Elbow Surg. 2002 May-Jun;11(3):265-70. Biomechanical evaluation of braces used for the treatment of epicondylitis. Walther M, Kirschner S, Koenig A, Barthel T, Gohlke F. Department of Orthopedic Surgery, University of Wuerzburg, Germany.

Sie zeigt, dass 46% der Spitzenbelastung und immer noch 42% der Belastungssumme über die Zeit durch eine optimal angebrachte Tennisarmmanschette reduziert werden kann. Allerdings erstaunt mich, dass durch die Manschette in allen Fällen nicht nur die Kraftspitzen, sondern auch die Zeitintegrale reduziert sind.

Dies hängt auch mit dem Druck zusammen, den die Manschette bauartbedingt einbringen kann. siehe:

Schauss S, Helwig U, Karpf M, Plitz W. Department für Orthopädie und chirurgische Orthopädie, Landeskrankenhaus Villach, Osterreich. Effectiveness of epicondylitis bandages from the biomechanical viewpoint–an experimental study, in Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2000 Nov-Dec;138(6):492-5.

Abstract: „During extension of the elbow joint (test measurement) and extension of the wrist (control measurement), maximal bandage pressure is desired on the extensor group of the forearm, especially of the M. extensor carpl radialis brevis (ECRB). Do the various commercial epicondylitis bandages produce a mechanical effect on the extensor group of the forearm and how do the maximal pressures of these bandages behave in direct comparison? Are the pressures produced clinically relevant? METHODS: Eleven different epicondylitis bandage constructions were examined for their biomechanical effects. The exerted pressure was measured continously during the above-mentioned movements. A fist-closing strength of ca. 30 N was maintained for the necessary pre-stressing of the forearm muscles. RESULTS: Strap-type bandages were the only bandages to produce adequately high pressures. Bands applied at pressures which approach those of the straps led to obstruction in bloodflow. Stocking designs showed no effect in respect to our study. CONCLUSION: Bandages which apply pressure to relieve the tendon insertion of the extensor muscles must, from a technical standpoint, be of a strap construction in order to build up adequate pressures to be effective“.

Meine Hypothese, dass der Zug am Sehnen/Muskelansatz durch eine Manschette nicht reduziert wird, speist sich aus eigener Erfahrung und Empfindung, sowie aus der Überlegung, dass letztlich die Haltekraft in der Hand durch den Zug der Sehnen aufgebracht werden muss, auch wenn man den Muskelbauch durch eine Manschette an seiner Verkürzung hindert. Die Haltekraft sollte proportional dem Zug der beteiligten Handsehnen sein und dieser Zug wirkt auch am Knochen des Ellenbogens. Trifft dieses zu, würde es im Umkehrschluss naheliegen, dass der Spieler nunmehr den Schläger weniger stark fest hält.

Dazu hält mir mein Forenfreund entgegen:

„…Allerdings habe ich mich bisher nicht mit diesem Thema befasst und war bisher der Meinung, dass die Ursachen der Epicondylitis eher im muskulären Bereich zu suchen seien, weil ja die Ursprungsstellen der Hand- und Fingerstreckmuskeln betroffen sind – etwa nach der Hypothese: derjenige, der den Schläger zu fest anfasst (mit den Fingerbeugemuskeln), muss, um ein gleichzeitiges Beugen des Handgelenkes zu unterbinden, gleichzeitig die Strecker des Handgelenkes (und der Finger) mit innervieren….“

Inwieweit dieses Zusammenspiel durch eine Manschette beeinträchtigt wird, und letztlich mit welchen Auswirkungen, kann ich nicht übersehen.

Zur Frage, ob man von Sehnen- oder Muskelansatz sprechen sollte, schreibt mir meine Forenfreund:

„Kurz zum Thema Muskel/Sehnenansatz (da fühl ich mich absolut zu Hause): Im Grunde wird die Verbindung zwischen Muskelfaser und Knochen stets durch Collagenfibrillen hergestellt, die sich in Gänze außerhalb der Muskelfaser in der Faserhülle befinden. Da macht es keinen Unterschied, ob die Collagenfibrillen der Faserhülle direkt in das Knochengewebe einwachsen oder ob sie vorher zu einem „Zopf“, den man dann „Sehne“ nennt, zusammengefasst werden. D.h., eine Sehne ist im Grunde nichts anderes als die zu einem Strang zusammengeschnürte Muskelfaserhülle, vergleichbar mit einem an den Enden aufgezwirbelten Bonbonpapier, wobei das Bonbon die Muskelfaser symbolisiert. Frage ist, wie kommt die im Bonbon (=Muskelfaser) erzeugte Kraft auf die Hülle? Da gibt es zwei Wege: 1. Von den insbesondere endständigen Z-Scheiben der Myofibrillen über die kurzen Fibrillen Talin und Vinculin innerhalb der Muskelfasermembran zu dem in die Membran eingebauten Alpa- und Beta-Integrin, von dort zum außerhalb der Membran liegenden Fibronectin, das dann am extrazellulären Kollagen anhaftet. 2. (der mechanisch wohl bedeutendere Weg): Vom endständigen Aktin über Dystrophin, dystrophinassoziierte transmembrane Proteine und (extrazellulär) Laminin und Kollagen. Du brauchst dir also bei der Bewertung der Epicondylitis hinsichtlich Muskel/Sehnenansatz keine Sorgen zu machen. Da besteht aus meiner Sicht kein Unterschied.“

Deutlich wird im Übrigen, dass die Ursachen der Epicondylitis nicht genau bekannt sind.

Siehe J Shoulder Elbow Surg. 2002 May-Jun;11(3):265-70. Biomechanical evaluation of braces used for the treatment of epicondylitis. Walther M, Kirschner, S. Koenig A, Barthel T, Gohlke F , (Hervorhebung von mir):

Abstract: „The purpose of the study was to investigate the biomechanical effects of different types of braces that are used in the treatment of patients with epicondylitis radialis. Vibration and acceleration of the forearm and the elbow were measured with sensors taped to defined anatomic points on the skin surface. The impact-induced vibration of the racket-arm system was analyzed while the subjects were playing tennis. Different designed brace systems were investigated with respect to acceleration amplitudes and acceleration integrals. Clasp-based brace systems showed a slight reduction of acceleration amplitudes (-6%) and acceleration integrals (-8%). Braces with pads at the lateral epicondyle reduced acceleration amplitudes by 20% and acceleration integrals by 22%. Braces with pads placed at the forearm showed the highest reduction of acceleration amplitudes (-46%) and acceleration integrals (-42%). Overload of the wrist extensors, which is considered to be a major pathogenic factor in lateral epicondylitis, can be reduced by braces. There is a significant difference in the effects among different biomechanical principles of braces“

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© Dr. Holger Hillmer

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