Anthropometrie: Einflussfaktoren auf Koerpermasze

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Einflussfaktoren auf die Variation von Körpermaßen

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Geschlecht

Vergleich Frau zu Mann

ca. 13 cm geringere Körperhöhe

breiteres Becken

schmalere Schultern

kürzere Extremitäten, kleinere Hände und Füße

stärkere und anders verteilte Korpulenz

Proportionsunterschiede im Verhältnis Rumpf zu Extremitäten

längerer und tieferer Rumpf, breiterer Unterrumpf

Alter

Vergleich Erwachsene und Jugendliche (Jugendliche gemäß Jugendarbeitsschutzgesetz ab 15 Jahre)

Körpermaßendwerte noch nicht erreicht

Wachstumsschübe vorhanden

Längenwachstum im weiblichen Geschlecht bis ca. zum 18.Lebensjahr, im männlichen Geschlecht bis nach dem 20.Lebensjahr

Beachtung bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen für Auszubildende

Quelle 1: Körpermaße aus B. Flügel; H.Greil; K.Sommer: Anthropologischer Atlas. Alters- und Geschlechtsvariabilität des Menschen - Grundlagen und Daten. Verlag Minerva edition Wissen, 1986

Vergleich jüngere und ältere Erwachsene - Veränderung der Körpermaße bei älteren Menschen

Einfluss ontogenetischer Alternsprozesse auf Längen- und Korpulenzmaße

Abnahme von Körperhöhe und Stammlänge

Haltungsverlust, Dehydrierung der Zwischenwirbelscheiben, Alterskyphose der Wirbelsäule

Anschein relativer Langbeinigkeit aufgrund veränderter Proportionen von Rumpf zu Extremitäten)

kürzere Extremitäten

Zunahme von Brustkorbtiefe und –breite

Brustkorbtiefe nimmt stärker zu als Brustkorbbreite (Thorax tonnenförmiger)

Zunahme von Körperumfang, Körpersitzbreite, Körpersitztiefe, Unterkörpertiefe

z. B. Sitztiefe F95:   20-29 Jahre: 518 mm versus 60-69 Jahre: 539 mm

z. B. Körpersitzbreite F95:   20-29 Jahre: 427 mm versus 60-69 Jahre: 463 mm

Gewichtszunahme, Zunahme der Extremgruppen sehr schlank – stark adipös

Korpulenzzunahme mit zunehmendem Alter

im fortgeschrittenen Erwachsenenalter Körper wieder schlanker

z. B. Körpermasse M50: 20-29 Jahre:  75,4 kg   50-59 Jahre: 84,3 kg   60-69 Jahre: 82,9 kg

z. B. Körpermasse F50: 20-29 Jahre:  60,9 kg   50-59 Jahre: 67,6 kg   60-69 Jahre: 70,8 kg

Zunahme von Handdicke, Daumenbreite, Zeigefingerbreite

Zunahme von Ohrlänge und -breite

Abnahme der Handgelenkbeweglichkeit (Extension, Flexion, Pronation, Supination)

Abnahme der Beweglichkeit der Halswirbelsäule (Beugung, Streckung, Seitbeuge, Kopfdrehung mit und ohne Rumpfdrehung)

z. B. Kopfrotation nach rechts F50: 20-29 Jahre:  76°   50-59 Jahre: 68°   60-69 Jahre: 62°

z. B. Beugung des Kopfes nach vorn: M50: 20-29 Jahre:  69°   50-59 Jahre: 53,5°   60-69 Jahre: 51°

Quelle: H.Greil, A.Voigt, C.Scheffler: Optimierung der ergonomischen Eigenschaften von Produkten für ältere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer – Anthropometrie. BAuA F1299 (2007)

Daten Bild rechts aus: http://www.sizegermany.de/pdf/SG_Abschlusspraesentation_2009.pdf, Abruf 28.10.2010

Saekulare Akzeleration

(lateinisch):

Saeculum: Jahrhundert

acellero: beschleunigen

Beschleunigtes und vermehrtes Größenwachstum einer jüngeren gegenüber einer früheren Generationen

Allg.: eine gegenüber dem Durchschnittswert beschleunigte Entwicklung Die Menschen erreichen eine größere Endhöhe, werden schneller groß

Ursachen

sozioökonomische Lebensbedingungen

verbesserte hygienische Verhältnisse

hochwertige Nahrung

Abnahme Erkrankungshäufigkeit und –schwere während des Wachstumsalters

• Akzelerationsprozess seit ca. 150 Jahren nur in Wohlstandsländern (europäische Staaten, Nordamerika, Australien, Neuseeland, Japan)

• allmähliche Stagnation des positiven säkularen Trends in den Längenmaßen (in Norwegen, USA; in Deutschland bei Schulanfängern seit ca. 1994, da keine nennenswerten Fortschritte mehr im Lebensstandard

s. Quelle H.Greil, A.Voigt, C.Scheffler: Optimierung der ergonomischen Eigenschaften von Produkten für ältere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer – Anthropometrie. BAuA F1299 (2007))

• nahezu unveränderte Körperhöhen in den vergangenen hundert Jahren in Indien, der Türkei und Kolumbien
• Verringerung der Körperhöhe in Kenia und Chile

s. Prof. Georg Kenntner in: http://www.klm-hannover.de/medien/lexi-tv.pdf, Abruf 28.10.2010

• Indikator für die Lebensqualität einer Bevölkerung

biologischer Lebensstandard in den west- u. nordeuropäischen Wohlfahrtsstaaten höher als in den USA:

Quelle: John Komlos: Körpergröße und Wohlstand. in: Spektrum der Wissenschaft (9)2005, S. 90

• positiver säkularer Trend in den Längenmaßen bei der erwachsenen deutschen Bevölkerung noch andauernd

säkularer Trend besonders bei großen Menschen zu beobachten, kleine Personen bleiben eher klein

ältere Erwachsene im Mittel kleiner und korpulenter als gleichzeitig gemessene junge Erwachsene

Abnahme der Längenmaße bereits zwischen der Altersgruppe der unter 40-Jährigen und über 40-Jährigen, nicht erst zwischen älteren Erwachsenen

Abnahme der Körperhöhe im Alter durch altersbedingte Schrumpfung und verminderte Streckfähigkeit der Wirbelsäule und durch gleichzeitig überlagerten säkularen Trend

s. Quelle H.Greil, A.Voigt, C.Scheffler: Optimierung der ergonomischen Eigenschaften von Produkten für ältere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer – Anthropometrie. BAuA F1299 (2007))

 

Daten aus: http://www.sizegermany.de/pdf/SG_Abschlusspraesentation_2009.pdf, Abruf 28.10.2010

• Zunahme der Körpermasse und damit in der Generationenfolge Zunahme des positiven säkularen Trends
• Zunahme der Korpulenz, z. B. Brust-, Taillen-, Hüftumgang bei beiden Geschlechtern

Daten aus: http://www.sizegermany.de/pdf/SG_Abschlusspraesentation_2009.pdf, Abruf 28.10.2010

Bevoelkerungsunterschiede

Bevölkerungsgruppe: (Population versus Nutzerpopulation)

• Population: Gruppe von Individuen, welche eine geographische Region bewohnen und physiologische Gemeinsamkeiten aufweisen (hauptsächlich geographische Abgrenzung)
• Nutzerpopulation: Bevölkerungsgruppe, für die eine technische Gestaltung vorgesehen ist (gemäß DIN EN ISO 15535:2008-05)

Unterschiede:

in absoluten Körpermaßen

in Proportionen

Nordeuropäer > Südeuropäer (ca. 8 cm)

Greifraum Nordeuropäer > Greifraum Südeuropäer

Extremitäten Subsahara-Afrikaner > Extremitäten Europäer

Greifraum Asiaten < Greifraum Europäer

Ausprägung des Geschlechtsunterschiedes in den Körpermaßen in Nordeuropa geringer als in Südeuropa

Proportionale Unterschiede

• unterschiedliche Körperproportionen vorhanden
• Person mit Körperhöhe 95.Perzentil weist nicht zwangsläufig eine Stammlänge, Schritthöhe und Armreichweite des 95.Perzentils auf
• Verhältnis Stammlänge zu Schritthöhe oder auch Körperhöhe zu Körpersitzhöhe (Stammlänge) führt zur Variationsbreite: langbeinig, kurzbeinig (Sitzzwerg, Sitzriese)

Sitzriese (kurzbeinig): langer Körperstamm, kurze Beine

gemäß DIN 33419:1993 (zurückgezogen): Stammlänge > 54% der Körperhöhe

Sitzzwerg (langbeinig): kurzer Körperstamm, lange Beine

gemäß DIN 33419:1993 (zurückgezogen): Stammlänge < 49% der Körperhöhe

Beispiel:

Je nach Referenzpunkt ergeben sich unterschiedliche Anforderungen.

Alle Pilotenaugpunkte müssen im sog. DEP (Design Eye Point) liegen. Daraus resultieren ergonomische Anforderungen an die Lage von Hand-, Fußstellteilen und der Sitzverstellung.

Im Fahrzeug hingegen sind alle Nutzer mit dem Ballen auf dem Pedal fixiert, was Auswirkungen auf die Position von Handstellteilen, Sitz und Augpunkt hat.

• Körpermaße korrelieren unterschiedlich stark miteinander:

Längenmaße: i. allg. eine relativ hohe Korrelation mit der Körperhöhe

Bei Veränderung eines Körpermaßes (Zu-, Abnahme) ändert sich das Bezugsmaß tendenziell in gleicher Weise

Breiten-, Tiefen-, Umfangsmaße, Abmessungen von Hand, Fuß und Kopf: relativ geringer biometrischer Zusammenhang zu Längenmaßen des Körpers

• Maßabhängigkeiten und -zusammenhänge für Gestaltungsaufgaben von Interesse:

Fragestellungen z. B.:

Haben größere Personen zwangsläufig eine größere Stammlänge bzw. Augenhöhe im Sitzen?

Sollte eine horizontale Sitzverstellung mit einer vertikalen zwangsgekoppelt werden, d. h. müssen Personen mit kürzeren Beinen gleichzeitig höher platziert werden?

Haben kleinere Personen kürzere Arme, müssen kleinere Personen zwangsläufig näher an Konsolen etc. positioniert werden?

• Überprüfung der Maßabhängigkeit: Nutzung einer Korrelationsmatrix

Konventionen zur Bewertung von Korrelationen:

0.0 < r ≤ 0.2 (sehr geringe Korrelation)

0.2 < r ≤ 0.5 (geringe Korrelation)

0.5 < r ≤ 0.7 (mittlere Korrelation)

0.7 < r ≤ 0.9 (hohe Korrelation)

0.9 < r ≤ 1 (sehr hohe Korrelation)

Quelle: Achim Bühl: SPSS 16. Einführung in die moderne Datenanalyse, Pearson Studium; Auflage: 11., aktualisierte Auflage.2008

Werte aus Korrelationsmatrix von Jürgens in Holger Luczak: Arbeitswissenschaft. Springer-Verlag GmbH; Auflage: 2., vollst. neubearb. A. (Januar 1998)

Koerperbautypologien

• somatischer Körperbautyp nach William Sheldon in den USA
• Weiterentwicklung von Heath und Carter
• Anwendung in der Sportmedizin
• Beschreibung des Ausprägungsgrades jedes Somatotyps in einer Dreierzahl:
• Tripel: Ausprägungsgrad Endomorphie (Fettgehalt), Mesomorphie (Entwicklungsgrad der Muskulatur), Ektomorphie (Entwicklungsgrad des Knochenbaus)

Endomorphie

relativer Fettanteil

Endomorph (Pummeliger Typ)

Merkmale: starke Umfangsneigung und Neigung zum Fettansatz am Körperstamm

Mesomorphie

relative muskel-skelettale Robustheit

Mesomorph (Muskulärer Typ)

Merkmale: starke Entwicklung von Skelett und Muskulatur

Ectomorphie

relative Linearität oder Schlankheit (Schmalheit / Schmächtigkeit) eines Körpers

Ectomorph (Schlanker Typ)

Merkmale: hagerer, dünner Typ; geringes Breitenwachstum mit einhergehendem Höhenwachstum

• in Deutschland Einteilung des Körperbaus nach Metrik-Index nach Strömgren und Conrad (s. Quellen)

Pyknomorph (niedrig-breitwüchsiger Typ)

Metromorph (mittlere Körperform)

Leptomorph (hoch-schlankwüchsiger Typ)

Verwendung von Metrik-Index-Perzentilen

3-Teilung:

<P20: leptomorph

P20 - P80: metromorph

>P80: pyknomorph

5-Teilung:

<P10: streng leptomorph

P10-P25: moderat leptomorph

P25-P75: metromorph

P75-P90: moderat pyknomorph

>P90: streng pyknomorph

Metrik-Index:

Metrik-Index männlich:

= -0.3647 - (0.0401 ⋅ Körperhöhe) + (0.1253 ⋅ Brustkorbbreite) + (0.1540 ⋅ Brustkorbtiefe)

Metrik-Index weiblich:

= -2.6539 - (0.0348 ⋅ Körperhöhe) + (0.1640 ⋅ Brustkorbbreite) + (0.1799 ⋅ Brustkorbtiefe)

Quellen:

Andrea Voigt: Körperbau, Gelenkbeweglichkeit und Handkräfte Erwachsener im Generationenvergleich, Uni Potsdam, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen FakultätDiss. 2008

Jürgen Fritzsche: Sportanthropologische Untersuchungen zur Konstitutionstypologie von Kampfkünstlern der Sportart Karate (Elitekarateka), Diss. Universität Frankfurt am Main, 2006

Holle Greil: Der Körperbau im Erwachsenenalter - DDR-repräsentative anthropologische Querschnittsstudie. Diss. B Universität Berlin. 1988

Definition in Ergonomienormen:

schlanker Körperbautyp

nach DIN EN ISO 15537:2005-03

Person, bei der mindestens zwei Breitenmaße (vorzugsweise Schulterbreite und Hüftbreite) und zwei Tiefenmaße

(vorzugsweise Brusttiefe und Bauchtiefe) kleiner sind als bei der Person, die das 25. Perzentil repräsentiert

nach DIN 33419:1993 (zurückgezogen)

Betrachtung der Umfangsmaße: Hals-, Bauch-/Hüft, Brustumfang, Körpertiefe

in 3 Umfangsmaßen < 30.Perzentil

korpulenter Körperbautyp

nach DIN EN ISO 15537:2005-03

Person, bei der mindestens zwei Breitenmaße (vorzugsweise Schulterbreite und Hüftbreite) und zwei Tiefenmaße

(vorzugsweise Brusttiefe und Bauchtiefe) größer sind als bei der Person, die das 75. Perzentil repräsentiert

nach DIN 33419:1993 (zurückgezogen)

Betrachtung der Umfangsmaße: Hals-, Bauch-/Hüft, Brustumfang, Körpertiefe

in 3 Umfangsmaßen > 70.Perzentil

mittlerer Körperbautyp

nach DIN EN ISO 15537:2005-03

Person, die weder zum schlanken noch zum korpulenten Körpertyp gehört

nach DIN 33419:1993 (zurückgezogen)

Betrachtung der Umfangsmaße: Hals-, Bauch-/Hüft, Brustumfang, Körpertiefe

in 3 Umfangsmaßen < 30.Perzentil und < 70.Perzentil

Quelle:

DIN EN ISO 15537:2005-03: Grundsätze für die Auswahl und den Einsatz von Prüfpersonen zur Prüfung anthropometrischer Aspekte von Industrieerzeugnissen und deren Gestaltung (ISO 15537:2004); Deutsche Fassung EN ISO 15537:2004

Verschiedene in der Gestaltung zu beachtende Variationsreihen:

1: sehr groß, langbeinig, schlank <--> sehr klein, kurzbeinig, korpulent

2: sehr groß, kurzbeinig, schlank <--> sehr klein, langbeinig, korpulent

3: sehr klein, langbeinig, schlank <--> sehr groß, kurzbeinig, korpulent

4: sehr klein, kurzbeinig, schlank <--> sehr groß, langbeinig, korpulent

Am Beispiel eines Fahrersitzarbeitsplatzes resultiert für Variationsreihe 1 in Bezug auf Längenmaße eine große anthropometrische Differenz, wenn die kleine korpulente Frau mit kurzen Extremitäten (kurze Beine und Arme) sowie der große schlanke Mann mit langen Extremitäten Platz nehmen. Der Abbildung (links) kann entnommen werden, dass bei gleichem Fersenpunkt Sitz und Lenkrad Verstellbarkeiten in horizontaler und vertikaler Richtung aufweisen müssen. Dagegen sind aufgrund maßgeblicher Abweichungen in den Breiten-, Tiefen-, Umfangsmaßen zwischen kleinem korpulenten Mann mit kurzen Extremitäten und großer schlanker Frau mit langen Extremitäten Anforderungen an geometrische Verstellbereiche des Interieurs zu erwarten. Zu sehen ist in der Abbildung (Mitte), dass die Lenkradposition für die beiden Referenzpersonen unverändert bleiben kann, während der Sitz eine vertikale und horizontale Verschiebung benötigt. Der erforderliche Gesamtverstellbereich für Variationsreihe 1 zeigt die Abbildung rechts.

Weitere Einflussfaktoren

• Tagesschwankungen
• Asymmetrien
• Abweichung von Körpermaßen in Standardmessposition

- bequeme Körperhaltung

- Bewegung

- Zuschläge für Frisuren, Kleidung, Ausrüstungsgegenstände

- Addition von Einzelkörpermaßen für Körpermaßketten versus Gesamtmaß

- Deformation von Weichteilen

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