Measuring biomechanical loads and asymmetries in junior elite long-distance runners through triaxial inertial sensors - Ueberschär, O.; Fleckenstein, D.; Warschun, F.; Kränzler, S.; Walter, N.; Hoppe, M. W. (Sport-Orthopädie - Sport-Traumatologie, 2019)
Hintergrund: Die Sportart Laufen ist einerseits gesundheitsförderlich, bedingt andererseits jedoch eine erhebliche biomechanische Beanspruchung des muskuloskelettalen Systems, insbesondere im Leistungssportkontext des Langstreckenlaufs. Statistisch ist u. a. die Tibia häufig von Über- und Fehlbelastungen betroffen. Die Erfassung tibialer Beschleunigungen gilt als etabliertes indirektes Messverfahren zur Ermittlung von Stauchungskräften und ist zur Abschätzung der ossären Beanspruchung dem weniger genauen Ansatz über Bodenreaktionskräfte vorzuziehen. Unter Kenntnis der individuell auftretenden Stauchungsbelastungen an Schienbeinen und Oberkörper kann die biomechanische Trainingsbelastung in den Sportarten Langstreckenlauf und Triathlon besser berücksichtigt und auf den jeweiligen Sportler abgestimmt werden. Material und Methoden: Es wurden kostengünstige, funkbasierte dreidimensionale Inertialsensoren als leichte Wearables eingesetzt, um die tibialen, sakralen und skapularen Stauchungsbelastungen sowie diesbezügliche Asymmetrien in 45 gesunden Nachwuchsleistungssport-Langstreckenläufern bei submaximalen Laufgeschwindigkeiten zu messen. Darüber hinaus wurden die Einflüsse von Bodenbelag und Laufgeschwindigkeit auf die Tibiabelastung bei acht gesunden, trainierten Läufern und Triathleten verglichen. Ergebnisse: Bei den Nachwuchsleistungssport-Langstreckenläufern wurden mittlere Spitzenbeschleunigungen an den Schienbeinen von 14 ± 3 bis 16 ± 3 g (g ˜ 9,81 m s-2) für Laufgeschwindigkeiten von 14 bis 16 km h-1 gemessen. Die zugehörigen mittleren Spitzenbeschleunigungen am 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%). Weiterhin fiel der Einfluss der Laufgeschwindigkeit auf die tibiale Beschleunigung mehr als doppelt so stark als jener der Bodenbeschaffenheit aus. Im direkten Vergleich von Asphalt, Tartan, Laufband und Rasen führte lediglich der Rasenuntergrund zu einer signifikanten Verringerung der Schienbeinbelastung bei trainierten Läufern. Schlussfolgerungen: Inertialsensoren stellen einen vielversprechenden Ansatz für die Erfassung biomechanischer Belastungen und Asymmetrien unter Feldbedingungen dar. Mithilfe der Orientierungswerte, wie sie in der vorliegenden Arbeit abgeleitet werden, könnten Inertialsensoren einerseits dazu beitragen, das individuelle Risiko für Über- und Fehlbelastungen zu verringern und andererseits zukünftig zusätzlich zur Bewertung der Laufeffizienz eingesetzt werden.