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Biomechanische Validierung eines gerontologischen Testanzugs anhand kinetischer Parameter
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Published: | October 22, 2019 |
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Fragestellung: Altersbedingte Änderungen kinetischer und kinematischer Gangparameter wirken sich oft negativ auf Aktivitäten des täglichen Lebens aus. In der Literatur sind beispielsweise eine altersbedingte Abnahme des typischen Doppelpeaks der Vertikalkraft während des Auftretens (maximal weight acceptance, MWA, Fz1) und des push-offs (PO, Fz3), sowie eine Zunahme der Vertikalkraft während der mid stance (MS, Fz2) beschrieben (Toda et al. 2015). Auch während des Abbremsens und der Beschleunigung (Fy1, Fy2) kommt es im Alter zu einer Abnahme der Peaks der anterio-posterioren Kräfte (Toda et al. 2013).
Durch Alterssimulationsanzüge, wie den gerontologischen Testanzug GERT (Produkt + Projekt, Niederstotzingen, Deutschland), sollen diese Veränderungen nachgeahmt werden. Dabei wird die Kinematik durch bewegungseinschränkende Bandagen, die Kinetik durch Gewichte an den Beinen beeinträchtigt. Auf Basis der Erkenntnisse dieser simulierten Veränderungen soll die Entwicklung altersgerechter Hilfsmittel optimiert werden. In Zusammenhang mit solchen Simulationen werden meist nur kinematische Parameter (Gangzyklusdauer, Schrittlänge oder Ganggeschwindigkeit) untersucht. Diese Studie fokussiert in diesem Zusammenhang erstmals auf die Kinetik.
Methodik: Von 24 Probanden (m=14; w=10) mit einem Durchschnittsalter von 20,0 (±2,1) Jahren, einer durchschnittlichen Körpergröße von 177,1 (±9,0) cm und einem mittleren Körpergewicht von 74,7 (±16,5) kg wurden typische kinetische Basisparameter vor und nach Anlegen des Alterssimulationsanzugs erhoben.
Bodenreaktionskräfte (BRK) wurden mit zwei seriellen Kraftmessplatten (Bertec, Columbus, USA) erfasst, die je drei Kraftkomponenten und Momente messen. Die BRK wurden auf das Gewicht der Probanden normalisiert. Die Daten wurden mit MotionMonitor (Innovative Sports Training, Inc., Chicago, USA) analysiert und mit Matlab R2016a (MathWorks, Natick, USA) ausgewertet und mittels eines zweiseitigen T-Tests für abhängige Stichproben auf Signifikanz überprüft (p <0,05).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Entsprechend alterstypischer Veränderungen aus der Literatur zeigte sich in der Simulation eine signifikante Abnahme der Vertikalkräfte während des PO und ein nicht signifikanter Anstieg während der MS. Allerdings bewirkte der Anzug entgegengesetzte Veränderungen im Sinne gesteigerter vertikaler Bodenreaktionskräfte für die MWA.
Bei der Messung der anterio-posterioren Kräfte in der Beschleunigungsphase traten altersgemäß signifikant geringere Bodenreaktionskräfte auf. Allerdings wurden wiederum altersuntypische Erhöhungen der Kräfte beim Auftreten bzw. Abbremsvorgang gemessen.
Zusammenfassend simuliert GERT einen Teil der alterstypischen Veränderungen kinetischer Gangparameter gut. Einige Parameter ändern sich jedoch altersuntypisch. Hinsichtlich der Simulation kinetischer Parameter besteht entsprechendes Optimierungspotential. Ob dies auch für andere Alterssimulationsanzüge zutrifft bleibt zu prüfen.