Sportverletz Sportschaden 2012; 26(01): 12-17
DOI: 10.1055/s-0032-1310348
Sportphysiotherapie aktuell
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Der Einfluss einer Schuheinlage aus Karbon auf die plantare Druckverteilung im Radschuh

Influence of Carbon Fiber Foot Orthoses on Plantar Pressure Distribution in Cycling
Heiner Baur
1  Hochschulambulanz der Universität Potsdam, Sportmedizin und Sportorthopädie, Universität Potsdam, Deutschland
2  Berner Fachhochschule, Gesundheit, aF&E Physiotherapie, Bern, Schweiz
,
Jan Hoffmann
1  Hochschulambulanz der Universität Potsdam, Sportmedizin und Sportorthopädie, Universität Potsdam, Deutschland
,
Anne Reichmuth
1  Hochschulambulanz der Universität Potsdam, Sportmedizin und Sportorthopädie, Universität Potsdam, Deutschland
,
Steffen Müller
1  Hochschulambulanz der Universität Potsdam, Sportmedizin und Sportorthopädie, Universität Potsdam, Deutschland
,
Frank Mayer
1  Hochschulambulanz der Universität Potsdam, Sportmedizin und Sportorthopädie, Universität Potsdam, Deutschland
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Publication History

Publication Date:
21 March 2012 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Zur Reduktion von Überlastungsbeschwerden im Radsport werden verschiedene Equipment-Interventionen (Optimierung Sitzposition, Optimierung Schuh/Einlage/Pedalkombination, etc.) empfohlen. Allerdings fehlen weitgehend Studien über klinische oder biomechanische Effekte der genannten Maßnahmen. Schuheinlagen aus Karbon können eine Möglichkeit sein, das Interface zwischen Fuß und Pedal zu optimieren. Ziel der Studie war deshalb die Analyse der plantaren Druckverteilung unter dem Fuß bei der Anwendung einer Radschuheinlage aus Karbon im Vergleich zu einer herkömmlichen Standardeinlegesohle. Material und Methoden: 11 beschwerdefreie Triathleten (29±9 Jahre, 1,77±0,04 m, 68±5 kg) wurden auf einem Radergometer bei einer Trittfrequenz von 60 und 90 rpm ("rotations per minute") bei 200 W und 300W gemessen. Dabei trugen die Probanden in randomisierter Reihenfolge einen Radschuh mit handelsüblicher Einlegesohle (Kontrolle CO) oder den Radschuh mit einer Schuheinlage aus Karbon (CA). Erfasst wurde der mittlere Spitzendruck aus 30 Trittzyklen im Gesamtfuß und in einzelnen Fußregionen (Rück-, Mittel-, Vorfuß [medial, zentral, lateral] und Zehenbereich). Dreifaktorielle ANOVAs (Faktor Einlage, Trittfrequenz, Leistung) mit Messwertwiederholung (α = 0,05) dienten zur Prüfung der Hauptfrage nach dem Einfluss der Einlagenkondition auf die plantare Spitzendruckbelastung. Ergebnisse: Die Spitzendruckbelastung im Gesamtfuß lag im Mittel bei 200 Watt (W) im Bereich von 70–75 kPa (300 W: 85–110 kPa). Die Spitzendruckbelastung war mit der Karbonsohle um 4,1% gegenüber der Standardeinlegesohle reduziert. (p = 0,10). Bei Betrachtung der spezifischen Fußareale war der Spitzendruck bei CA im Rück- (–16,6 %, p < 0,001), Mittel- (–20,0%, p < 0,001) und Vorfuß (–5,9 %, p < 0,03) gegenüber CO verringert. Im Zehenbereich war der Spitzendruck in CA gegenüber CO um +16,2 % erhöht (p < 0,001). Innerhalb des Vorfuß zeigte sich der Spitzendruck im lateralen Vorfuß sowohl bei CA (+34 %) als auch bei CO (+59 %) gegenüber dem medialen und zentralen Vorfuß erhöht. Schlussfolgerung: Karbon kann als Fertigungswerkstoff in der Schuheinlagenversorgung im Radsport eingesetzt werden. Die plantare Fußsohle wird durch das steife Material gegenüber einer Standardeinlegesohle nicht übermäßig belastet. Bei individueller Anpassung an die Fußform können möglicherweise Fußregionen bei Bedarf sogar entlastet werden.

Summary

Background: Several equipment interventions like optimizing seat position or optimizing shoe/insole/pedal interface are suggested to reduce overuse injury in cycling. Data analyzing clinical or biomechanical effects of those interventions is sparse. Foot orthoses out of carbon fiber are one possibility to alter the interface between foot and pedal. The aim of this study was therefore to analyze plantar pressure distribution in carbon fiber foot orthoses in comparison to standard insoles of commercially available cycling shoes. Materials and Methods: 11 painfree triathletes (Age: 29±9, 1.77±0.04 m, 68±5 kg) were tested on a cycle ergometer at 60 and 90 rotations per minute (rpm) at workloads of 200 and 300 Watts. Subjects wore in randomized order a cycling shoe with its standard insole (control condition CO) or the shoe with carbon fiber foot orthoses (Condition CA). Mean peak pressure out of 30 movement cycles were extracted for the total foot and specific foot regions (rear, mid, fore foot (medial, central, lateral) and toe region). Three-factor ANOVAs (factor foot orthoses, rpm, workload) for repeated measures (α = 0.05) were used to analyze the main question of a foot orthoses effect on peak in-shoe plantar pressure. Results: Peak pressures in the total foot were in a range of 70–75 kPa for 200 Watts (W) (300 W: 85–110 kPa). The carbon fiber foot orthoses reduced peak pressures by -4,1% compared to the standard insole (p = 0,10). In the foot regions rear (–16,6 %, p &lt; 0.001), mid (–20,0 %, p < 0.001) and fore foot (-5.9 %, p < 0.03) CA reduced peak pressure compared to CO. In the toe region, peak pressure was higher in CA (+16,2 %) compared to CO (p < 0,001). The lateral fore foot showed higher peak pressures in CA (+34 %) and CO (+59 %) compared to medial and central fore foot. Conclusion: Carbon fiber can serve as a suitable material for foot orthoses manufacturing in cycling. Plantar pressures do not increase due to the stiffness of the carbon. Individual customization may have the potential to reduce peak pressure in certain foot areas.