Zusammenfassung
Das Ziel der Untersuchung ist die Bestimmung der energetischen Bedingungen in den drei wichtigsten Gelenken der unteren Extremitäten beim Gehen auf verschiedenen Neigungen. 22 Studenten hatten die Aufgabe, auf einer Rampe mit integrierter Kraftmessplatte, die in der Neigung zwischen –24° und +24° in Abständen von 6° verstellbar war, zu gehen. Die Gehbewegungen wurden seitlich gefilmt und die entsprechenden Gelenkskoordinaten bestimmt. Mit Hilfe inverser Dynamik wurden die sagittalen Nettokräfte (Fi), Nettomomente (Mi), Leistung (Pi) und Energie (Wi) im Sprung-, Knie- und Hüftgelenk bestimmt. Die Energieverteilung zwischen den drei Gelenken differiert sehr stark zwischen Bergauf- und Bergabgehen. Beim Bergaufgehen wird der größte Energieanteil bei allen Neigungen im Sprunggelenk erzeugt, beim Bergabgehen absorbieren bei allen Neigungen den Großteil die Strukturen im Kniegelenk. Bergaufgehen ist bezüglich aller drei Gelenke vorwiegend durch konzentrische Muskelarbeit charakterisiert, während beim Bergabgehen von den Muskeln vorwiegend exzentrische Arbeit zu leisten ist und hier vor allem im Kniegelenk. Diese Ergebnisse erklären die Gelenksschmerzen, die während und nach langen Abstiegen auftreten, und können dazu beitragen, die optimale Kombination von Stimulation biologischer Strukturen bei gleichzeitiger Vermeidung von Überlastungen abzuschätzen.
Abstract
The purpose of this study was to determine the energy absorbed and generated by the muscles of the three main lower extremity joints as a function of the gradient in uphill, level and downhill walking. 22 healthy students were asked to walk on a ramp with an integrated force platform inclined between –24° to +24° in steps of 6°. 2D kinematic data (sagittal plane) were collected and analysed. Standard inverse dynamic procedure was used to calculate sagittal planar net forces (Fj), net moments (Mj), power (Pi) and energy (Wi) at the ankle, knee and hip joint. The distribution of energy generation and absorption regarding the three joints differs substantially between uphill and downhill walking. At all gradients most of the energy in uphill walking is generated by the muscles around the ankle joint. In downhill walking most of the energy is absorbed by the knee joint muscles at all gradients. Uphill walking is primarily characterized by concentric muscle work at all gradients while downhill walking causes primarily eccentric muscle activity, especially by the knee joint structures. These results may help to explain lower extremity joint problems during and after slope walking and to find an optimal combination of stimulating biological structures and preventing them from overloading.
|