Die Eingabeparameter zur Bestimmung der Muskel- und Gelenkkräfte sind die intersegmentiellen Momente der Gelenke der unteren Extremitäten. Vom mechanischen Gesichtspunkt aus bestehen die resultierenden intersegmentiellen Momente aus verschiedenen Beträgen. Während der Kontaktphase des Gehens oder Laufens werden die intersegmentiellen Gelenkmomente der unteren Extremitäten oftmals nur als Momente berechnet, die von den Bodenreaktionskräften (GRF) abhängen. Auch beim Aufsetzen und beim Abheben bei einer dynamischen Bewegung wie dem Laufen wird die Bedeutung der Trägheit in allen Gelenken der unteren Extremitäten nicht richtig verstanden, insbesondere wenn ein dreidimensionaler Ansatz gewählt wird. Das interessierende Moment für alle Muskeln und andere biologische Strukturen (Bänder, Gelenkbereichskräfte etc.) des genannten Gelenks muß das intersegmentielle Moment kompensieren. Die Untersuchungsdaten wurden aus einer komplexen biomechanischen Analye von zehn Spitzen-Marathonläufern (Durchschnittsalter 33,4 Jahre) mit einer durchschnittlichen Bestzeit von 2:30 h gewonnen. Mit Hilfe eines optoelektronischen Selspot II-System wurden die Positionen interessierender Gelenkpunkte mittels Oberflächenmarkern berechnet. Informationen zu den GFR und ihrem Ansatzpunkt wurden mit einer Kistler-Plattform (auf einer Länge von 20 m) ermittelt. Die Meßfrequenz für beide Komponenten betrug 500 Hz. Die trägheitsabhängigen Teile der intersegmentiellen Momente sind von der Beschleunigung des Körperschwerpunkts der Segmente abhängig wie auch von der Winkelgeschwindigkeit der Segmente. Die Beschleunigung der Körperschwerpunkte sind die zweite Zeitableitung der Körperschwerpunkte. Sowohl der Verlauf als auch das Maximum der Beschleunigung hängen vom numerischen Gesichtspunkt aus von dem Glättungsverfahren für die Rohdaten ab (Woltring, 1986). Das Maß der Veränderung des Winkelmoments hinsichtlich der erwähnten Gelenkachse kann für das Fußgelenk unbeachtet bleiben, beträgt für das Kniegelenk 40 Nm und für das Hüftgelenk 170 Nm. Wenn die intersegmentiellen Momente das interessierende Ergebnis der biomechanischen Analyse darstellen scheint es notwendig zu sein, die Trägheitsbestandteile der intersegmentiellen Momente für die Hüfte zu berechnen. Die Berechnung der intersegmentiellen Momente des Knie erfordert diesen Beitrag, falls der Teil des Aufsetzend von ebsonderem Interesse ist. Für das Fußgelenk reicht eine quasistatische Berechnung des intersegmentiellen Moments aus. Es kann festgestellt werden, daß es nicht notwendig ist, das Maß der Veränderung des Winkelmoments während der Stützphase der Bewegungen bis zu einer horizontalen Geschwindigkeit von 5 m/Sek zu berechnen, da dies nur einen kleinen Beitrag zum intersegmentiellen Moment leistet und vom numerischen Gesichstpunkt aus wegen des angewandten komplexen Algorythmus. Es kann festgestellt werden, daß die Berechnung des Moments der Trägheitskräfte für die Berechnung der intersegmentiellen Momente der Hüfte und - falls die Aufsetzphase von besonderem Interesse ist - für das dem Knie gegenüberliegende Fußgelenk von Bedeutung ist. Das Maß der Veränderung des Winkelmoments hinsichtlich des Körperschwerpunkts der Segmente kann für alle Gelenke der unteren Extremitäten außer Betracht gelassen werden.
© Copyright 1997 XVIth ISB Tokyo Congress, August 25 - 29, 1997. Book of Abstracts. All rights reserved.