1.3.1 Erfassung biomechanischer Belastungen und Asymmetrien bei Nachwuchs-Eliteläufern mithilfe mehrachsiger Inertialsensoren
- Event
- 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
2019-06-25 - 2019-06-26
Nürnberg, Germany - Chapter
- 1.3 Sensorik für die Life Sciences
- Author(s)
- O. Ueberschär, J. Roediger, D. Fleckenstein, F. Warschun, N. Walter - Institut für Angewandte Trainingswissenschaft, Leipzig (Deutschland), M. Hoppe - Universität Wuppertal (Deutschland)
- Pages
- 74 - 79
- DOI
- 10.5162/sensoren2019/1.3.1
- ISBN
- 978-3-9819376-0-2
- Price
- free
Abstract
Problemstellung: Trotz ihrer gesundheitsförderlicheren Aspekte bedingt die Sportart Laufen eine erhebliche muskuloskelettale Beanspruchung. Die Inzidenz von Überlastungsverletzungen fällt entsprechend hoch aus, wobei statistisch u. a. die Schienbeine als häufige Verletzungslokalisation in Erscheinung treten. Die Erfassung tibialer Beschleunigungen gilt als etabliertes indirektes Messverfahren zur Ermittlung von Stauchungs-
kräften. Unter Kenntnis der individuell auftretenden tibialen Belastung kann der Trainer bzw. Therapeut die mit einem Trainingsprogramm einhergehende biomechanisch-orthopädische Beanspruchung besser auf den jeweiligen Sportler bzw. Patienten abstimmen.
Lösungsansatz und Methodik: Es wurden handelsübliche, funkbasierte 9-achsige Inertialsensoren (3D- Akzelerometer, 3D-Gyroskope und 3D-Magnetometer) an die distalen Schienbeine (2x), den Kreuzbeinbereich (1x) sowie die Schulterblätter (2x) von 45 gesunden Nachwuchs-Eliteläufern nichtinvasiv angebracht. Mit ihnen wurden die tibialen, sakralen und skapularen Stauchungsbelastungen sowie deren Dämpfung und seitliche Asymmetrien bei Laufgeschwindigkeiten von 14 bis 16 km h-1 rückwirkungsfrei auf einem motorisierten Laufband gemessen.
Ergebnisse: Es wurden mittlere tibiale Spitzenbeschleunigungen von 14±3 bis 16±3 g bei 14 bis 16 km h-1 ermittelt. Die entsprechenden Spitzenwerte an Kreuzbein und den Schultern betrugen 4±1 g bis 5±1 g (d. h. 32±8 % der Schienbeinbelastung) bzw. 4±1 g (27±6 %). Die beobachteten lateralen Asymmetrien der tibialen und skapularen Beschleunigungen beliefen sich im Absolutwert-Mittel auf 9±8 % (95. Perzentile: 24 %) bzw. 9±10 % (32 %).
Schlussfolgerungen: Inertialsensoren in Form von vollintegrierten Smart Systems stellen einen vielversprechenden Ansatz für die Erfassung biomechanischer Belastungen und Asymmetrien für orthopädische und bewegungswissenschaftliche Fragestellungen unter Feldbedingungen dar. Mithilfe der Orientierungswerte, wie sie in der vorliegenden Arbeit präsentiert werden, könnten Inertialsensoren zukünftig zur Verletzungsprophylaxe und Laufeffizienzoptimierung eingesetzt werden.