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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-71591
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7159/


Gehring, Dominic

Kniegelenkskontrolle bei dynamischen Bewegungen - Einfluss von Geschlecht, Ermüdung und Equipment

Knee joint control in dynamic movements - the influence of gender, fatigue and equipment

Dokument1.pdf (3.034 KB) (md5sum: 242d702721d1273901bd674a3e874fea)

Kurzfassung in Deutsch

Einleitung: Kniegelenksverletzungen gehören zu den häufigsten Verletzungen im Sport. Insbesondere Rupturen des Vorderen Kreuzbandes sind aufgrund ihrer komplizierten und langwierigen Gesundung zu den gefürchtetsten Sportverletzungen zu zählen. Obwohl diese Verletzungen häufig bei Kontaktsportarten wie Fußball, Handball und Basketball auftreten, sind sie in der Regel nicht durch direkte Gegnereinwirkung bedingt. In den meisten Fällen tritt eine Läsion des Vorderen Kreuzbandes bei Landungen oder bei schnel-len Bewegungen mit Richtungsänderungen auf. Der genaue Verletzungsmechanismus ist hierbei oft dadurch gekennzeichnet, dass das Knie nahezu gestreckt, abduziert und nach innen rotiert ist. Ferner werden muskuläre Faktoren wie beispielsweise ein ungünstiges Aktivierungsverhältnis von Quadrizeps/Hamstrings als verletzungsbegünstigend gesehen. Trotz intensiver Forschung in den letzten Jahren und des hierdurch erworbenen Ver-ständnisses über den konkreten Verletzungsmechanismus sind prädisponierende Risiko-faktoren nahezu unbenannt. Ziel der Arbeit war es somit, den Einfluss verschiedener Risi-kofaktoren auf die Kniegelenkskontrolle bei Risikobewegungen zu evaluieren. Obwohl etwa bekannt ist, dass Frauen ein mehrfach erhöhtes Verletzungsrisiko im Vergleich zu Männern besitzen, sind die Gründe hierfür nur teilweise geklärt. Ferner fehlen konkrete Informationen bezüglich einer verstärkten Verletzungsanfälligkeit unter ermüdeter Be-dingung oder mit unterschiedlichem Schuhwerk. In der vorliegenden Arbeit wurde somit der Einfluss der intrinsischen Risikofaktoren Geschlecht und Ermüdung und des extrinsi-schen Risikofaktors Equipment auf die Kniegelenkskontrolle während dynamischer, sport-artspezifischer Risikobewegungen analysiert.
Methodik: In drei Teilstudien führten Probanden dynamische Bewegungen (Landungen, laterale Sprünge und Bewegungen mit Richtungsänderung) aus, die den bekannten Ver-letzungsmechanismus simulierten. Hierbei wurden mittels eines komplexen bewegungs-analytischen Ansatzes die Gelenksbewegung (Kinematik), die Gelenkmomente (Kinetik) sowie die muskuläre Kontrolle (Elektromyographie) bestimmt. In Abhängigkeit der genau-en Fragestellung wurden (a) Gruppen verschiedenen Geschlechts, (b) Probanden vor und nach Ermüdung bzw. (c) mit unterschiedlichen Fußballschuhen hinsichtlich ihrer Kniege-lenkskontrolle verglichen.
Ergebnisse: Im ersten Teil konnte gezeigt werden, dass Frauen ein im Vergleich zu Män-nern stärker abduziertes Knie bei dynamischen Risikobewegungen haben. Ferner scheinen geschlechtsspezifische Aktivierungsmuster der kniegelenksumgreifenden Muskulatur zu bestehen. Diese Unterschiede sind mit den erhöhten Verletzungsraten von Frauen zu assoziieren. Zweitens konnte gezeigt werden, dass funktionelle Ermüdung zu einer Modi-fikationen der Muskelaktivität – insbesondere zu einer Erhöhung des Verhältnisses von Quadrizeps/Hamstrings – führt. Hieraus lässt sich auf eine veränderte muskuläre Kniege-lenksstabilisation schließen, welche jedoch stark von der konkreten Belastungssituation abhängig zu sein scheint. Die initiale Gelenksbewegung der Sagittal- und Frontalebene war nicht durch Ermüdung beeinflusst. Drittens ließen sich zwischen Fußballschuhen mit konservativem rundem Stollendesign und Schuhen mit neuartigen länglichen Stollen keine Unterschiede in der Kniegelenksbelastung und muskulären Gelenkskontrolle bei fuß-balltypischen Bewegungen feststellen. Demzufolge kann davon ausgegangen werden, dass das Risiko einer Verletzung des Vorderen Kreuzbandes mit länglichem Stollendesign nicht erhöht ist.
Schlussfolgerung: Die Arbeit liefert einen Beitrag zum vertieften Verständnis der Kniege-lenkskontrolle unter komplex, dynamischen Bedingungen. Die durch Geschlecht, Ermü-dung und Equipment bedingten Modifikationen von Kniegelenksbewegung, Kniegelenks-belastung und muskulärer Aktivierung helfen die Bedeutung dieser drei Risikofaktoren zu evaluieren. Ferner zeigt die Arbeit neue Ansätze zukünftiger Forschungsvorhaben auf, die schlussendlich in einem tiefergehenden Verständnis des Zustandekommens von Vorderen Kreuzbandverletzungen sowie deren Präventionsmöglichkeiten resultieren können.


Kurzfassung in Englisch

Introduction: Ruptures of the anterior cruciate ligament (ACL) occur frequently in many sports. In football, handball, or basketball these injuries are mainly of the non-contact type, i.e. they are not the result of tackling or foul play. Typically the ACL is injured during landing tasks or when changing the direction during running. The injuries occur imme-diately after foot contact with the knee being nearly full extended, abducted, and inter-nally rotated. While attempts have been made to understand the concrete injury me-chanism, the evaluation of related risk factors has largely been ignored. However, it is known that females are more prone to suffer from ACL injuries than males. Furthermore, there are indications that fatigue as well as sports equipment may influence the injury risk. The purpose of this study was therefore to evaluate the influence of the factors gender, fatigue and sport shoe on knee joint control during dynamic movements.
Methods: Subjects performed dynamic movements (landing and cutting tasks) which si-mulated the well known injury situation. Complex motion analysis revealed information about knee joint motion (kinematics), knee joint loading (kinetics), and muscular control (electromyography). Depending on the concrete research question the knee joint control was determined with respect to different gender, different soccer shoe equipment or in fatigued vs. non-fatigue state.
Results: First, females had an increased knee joint abduction during landing movements when compared to males. Furthermore, the activation profile of the knee stabilizing mus-cles seemed to be gender specific. These differences may be associated with the in-creased ACL injury risk in females. Second, functional fatigue protocols resulted in an en-hanced quadriceps/hamstrings activation ratio. This modification indicates an altered knee joint muscle control but was highly dependent on the specific loading situation. The initial joint motion in sagittal and frontal plane was not affected by fatigue. Third, soccer shoes with a novel cleat design (blades) did not show increased knee joint loading during soccer specific tasks. Therefore, it can be assumed that the ACL injury risk is not enhanced with this new cleat construction.
Conclusion: This work provides new results for a better understanding of the knee joint control in functional movements. The evaluation of the knee joint control with respect to gender, fatigue, and equipment helps to assess the significance of these risk factors. Fur-thermore, the study identifies new approaches for future research of the ACL injury me-chanism and the evaluation of its risk factors.


SWD-Schlagwörter: Ligamentum cruciatum anterius , Verletzung , Biomechanik , Bewegungsanalyse , Elektromyographie
Freie Schlagwörter (englisch): anterior cruciate ligament , injury , biomechanics , motion analysis , electromyography
Institut: Institut für Sport und Sportwissenschaft
Fakultät: Wirtschafts- und Verhaltenswissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Künste, Bildende Kunst allgemein
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Gollhofer, Albert (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.12.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 20.01.2010
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