Dynamische Druckverteilungsmessung mit flexiblen Meßmatten - ein innovatives Meßverfahren in der Sportorthopädie und Traumatologie

Zusammenfassung:

Die Ergebnisse dieser Arbeit schaffen die Basis für eine gezielte Anwendung der Druckverteilungsmessung mit flexiblen Meßmatten in der Sportorthopädie und Traumatologie und angrenzenden fachübergreifenden Gebieten. Die kapazitive Druckverteilungsmessung mit flexiblen Meßmatten kann wertvolle, bisher in dieser Form nicht erzielbare zusätzliche Informationen über die statistische und dynamische Belastung des menschlichen Bewegungsapparates liefern. Sie wird in Zukunft eingesetzt werden können zur Verletzungsprophylaxe und Leistungsoptimierung bei vielen Sportarten und wird zu optimierten Therapiekonzepten mit druckangepaßten Schuh- und Einlageversorgungen bis hin zur Kontrolle funktioneller Operationsergebnisse in der Traumatologie einen erheblichen Beitrag leisten.

Als Grundlage dafür wurden die Entwicklung, Standardisierung und Austestung dieses innovativen Meßverfahrens ausführlich beschrieben. Die Fragen der Anwendbarkeit, Praktikabilität und Aussagemöglichkeiten wurden auf der Basis umfangreicher Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit, zum zeitlichen und technischen Aufwand pro Messung und eines Vergleichs mit anderen Verfahren diskutiert. Für die beiden vorgestellten Anwendungsgebiete konnte eine Standardisierung des Ablaufs erreicht werden, die eine weitgehend problemlose Anwendung in der Praxis erlauben wird.

In zwei Gebieten der Sportorthopädie (Alpinskischuh- und Sportschuhbereich) wurden erste verwertbare Ergebnisse gewonnen.

Durch Anwendung der Druckverteilungsmessung im Alpinsport konnten die Konstruktionseinflüsse von Skischuhen auf die Belastung des menschlichen Beins erstmals objektiv am Menschen quantifiziert werden. Es wurden deutliche Unterschiede zwischen Hintereinstiegsmodellen und konventionell geschnallten Skischuhen gefunden. Zusammen mit den Ergebnissen zum Temperatur-, Schafthöhe- und Schaftwiderstandseinfluß auf die Druckverteilung längs des Schienbeins bilden sie unter anderem die Grundlage für eine neue Richtlinie zur Skischuhprüfung.

Bei der Schuh-, Einlagen- und Sportschuhbeurteilung wurde ein neues Verfahren entwickelt, das erstmals dynamische Druckmessungen unter der Fußsohle im Schuh erlaubt. Erste Ergebnisse an unterschiedlichen Einlagen und Schuhkonstruktionen wurden gewonnen und in ihrer Bedeutung für eine Beurteilung der Belastung des menschlichen Körpers, für eine rechtzeitige Erkennung von Fehlbelastungen und eine Leistungsoptimierung durch gezielte Materialauswahl und Konstruktion diskutiert.

Abstract

The results of this study provide the basis for an on-target use of measurement of pressure distribution with flexible mats in sports orthopaedics and traumatology and adjacent overlapping fields. Dynamic measurement of pressure distribution using a flexible mat as a capacitor can yield valuable additional information not available so far in this form, on the static and dynamic stress acting on the human locomotor system. In the future this method can be used to prevent injuries and to optimise performance in many disciplines of sport and will make a significant contribution to optimised treatment concepts with pressure-adjusted shoes or insoles, as well as to the control of functional surgery results in traumatology.

The fundamentals are presented via a detailed description of the development, standardization and testing of this innovative measuring method. The questions of applicability, practicability and information supplied are discussed on the basis of extensive studies on reproducibility, on the amount of time and technical effort required for each measurement, and on a critical comparison with other methods. For the two fields of application presented here it was possible to standardize the working procedure enabling a largely problem-free application in practice.

The first useful results were obtained in sports orthopaedics (alpine ski boots and sportshoe design).

By applying the measuring of pressure distribution in alpine ski sports the influence the construction of ski boots on the stress exercised on the human leg could be objectively quantified in man for the first time. Marked differences were found between models where the heel can be turned down on entering, to conventionally fastened ski boots. This, as well as the results on the influence temperature, height of shaft and shaft stability or rigidity on the pressure distribution along the tibia, provide the basis for a new guideline for the testing of ski boots.

A new method was developed for the quality testing of shoes, insoles and sport shoes. This method enables for the first time dynamic pressure measurements inside the shoe and under the foot within the shoe. First results have been obtained with different insoles and arch supports or instep-raisers, or with different shoe constructions in general. These results are discussed in respect of their importance for an assessment of the stress exercised on the human body, for a timely detection of unfavourable stress distribution, and for optimizing the performance by means of selecting the appropriate material and suitable design and construction.