Beurteilung der Laufbiomechanik

Einleitung(edit | edit source)

Laufen ist ein weltweit beliebter Sport, der zwar eine positive Wirkung auf Gesundheit und Fitness hat, aber auch mit einem hohen Verletzungsrisiko verbunden ist. Bis zu 50 % der Menschen, die regelmäßig laufen, erleiden mehr als eine Verletzung pro Jahr.(1) Von allen aeroben Sportarten wird das Laufen mit der höchsten Prävalenz von Überlastungsverletzungen in Verbindung gebracht, wobei die meisten dieser Verletzungen an den unteren Extremitäten auftreten.(2) Eine im Jahr 2021 veröffentlichte Studie ergab, dass Freizeitläufer mit einer Vorgeschichte von Verletzungen doppelt so häufig eine laufbedingte Verletzung erleiden wie Läufer ohne Vorverletzungen.(3)

Laufverletzungen entstehen durch kumulative Belastungen, die durch intrinsische (Biomechanik, Alter usw.) und extrinsische Faktoren (Trainingsumfang, Ernährung, Art des Trainings usw.) auf den Körper einwirken.(4)(5)(6)

Es hat sich gezeigt, dass sowohl die Lauftechnik als auch die Laufbiomechanik die Leistung eines Läufers beeinflussen.(7)(8) Die Beurteilung der Laufbiomechanik und der kinematischen Muster kann dazu beitragen, die Kräfte zu ermitteln, die auf einen Läufer einwirken, und festzustellen, ob diese Kräfte möglicherweise die Symptome verursachen oder verschlimmern. Eine gründliche biomechanische Analyse ermöglicht es den Betroffenen, ihre Problembereiche zu identifizieren und einen umfassenden Plan zu entwickeln, um die festgestellten Beeinträchtigungen zu beheben. Es ist wichtig zu beachten, dass die meisten der bisherigen Forschungsarbeiten an asymptomatischen Läufern durchgeführt wurden und dass diese Ergebnisse daher möglicherweise nicht direkt mit einer symptomatischen Population korrelieren. (9)

Laufanalyse(9)(10)(edit | edit source)

Treadmill.jpg

Es hat sich gezeigt, dass die auf einem Laufband beobachtete Laufbiomechanik mit dem Laufen auf dem Boden vergleichbar ist.(11) Die Videoanalyse zur Beurteilung kinematischer Muster ist eine wirksame Methode, um verschiedene Laufstile zu erkennen und einen umfassenden Plan zu erstellen, mit dem biomechanische Fehler behoben werden können.

Das Video sollte idealerweise mehr als 30 Bilder pro Sekunde oder mehr als 120 Hz haben, um die Analyse zu optimieren. Die neueste Smartphone-Technologie ist dazu in der Lage, so dass für grundlegende Analysen keine teure Ausrüstung erforderlich ist.

Die 3D-Videoanalyse ist ideal, da sie eine wesentlich umfangreichere Auswertung ermöglicht als die einfache 2D-Analyse. In einem herkömmlichen Setting hat sich die 2D-Analyse jedoch als zuverlässiges und genaues Instrument erwiesen.(12)

Videobasierte 2D-Analyse der Laufbiomechanik

Souza, 2016,(9) bietet eine detaillierte Aufschlüsselung, wie eine biomechanische 2D-Video-Laufanalyse durchgeführt werden kann.

Kameraperspektive ( edit | edit source )

Zwei im rechten Winkel zueinander stehende Perspektiven sind wichtig, um sicherzustellen, dass Sie jeden Aspekt eines Laufstils beurteilen können. Die seitliche und die hintere (posteriore) Perspektive sind in der Regel das Minimum, aber wenn Sie die Ausrüstung haben, können Sie auch die andere Seite und die vordere (anteriore) Perspektive hinzufügen. Idealerweise würde man mindestens 2 Kameras pro Perspektive verwenden: eine Ganzkörperansicht und eine vergrößerte Ansicht von Fuß und Sprunggelenk.

Körpermarkierungen ( edit | edit source )

Markierungen oder Marker, in der Regel in Form von bunten Aufklebern, helfen bei der Analyse des Videos. Idealerweise sollten sie direkt auf der Haut angebracht werden, oder der Läufer sollte eng anliegende Laufkleidung tragen und den Aufkleber über seiner Kleidung anbringen. Die Markierungen können an den folgenden Punkten angebracht werden: Dornfortsatz von C7, Spina iliaca posterior superior (SIPS), Spina iliaca anterior superior (SIAS), Trochanter major, lateraler Kniegelenkspalt, Malleolus lateralis, Mitte der Wade, oberer und unterer Teil der Fersenkappe des Schuhs, Kopf des Os metatarsale V.

Biomechanische Beobachtungen in der 2D-Videoanalyse ( edit | edit source )

Bei der Analyse des Videos sollten die folgenden kinematischen Muster beachtet werden. Gegenwärtig gibt es keine festen Normen oder Idealwerte, so dass jeder Aspekt einzeln bewertet und dann in einer Analyse des Gesamtbildes betrachtet werden muss.

Seitliche Perspektive

  • Auftritt des Fußes (Landung)
  • Neigungswinkel des Fußes beim initialen Kontakt
  • Winkel der Tibia in der Stoßdämpfungsphase („loading response“)
  • Flexion des Knies in der Standphase
  • Extension der Hüfte in der zweiten Hälfte der Standphase
  • Neigungswinkel des Rumpfes
  • „Overstriding“
  • Vertikale Verschiebung des Massenschwerpunkts (Center of Mass – CoM)

Posteriore Perspektive

  • Unterstützungsfläche (Base of support – BoS)
  • Eversion der Ferse
  • Progressionswinkel des Fußes (Foot Progression Angle – FPA)
  • „Heel whip“ (Abdrehen der Ferse) nach medial oder lateral
  • Abstand zwischen den Knien („knee window“)
  • Absinken des Beckens

Zusätzliche Variablen

  • Auditiv (Wie laut ist der Läufer bei der Landung)
  • Wackeln des Laufbandes
  • Kadenz

Häufige Laufstile ( edit | edit source )

Ein systematischer Ansatz zur Erkennung häufiger Lauffehler ist die Identifizierung verschiedener Laufstile anhand einer Videoanalyse.(5)
Bei der Beurteilung eines Läufers auf biomechanische Fehler ist es wichtig, eine Kombination von Informationen zu verwenden. Darüber hinaus gibt es in der Befunderhebung von Läufern keinen isolierten Befund, der Ihnen genügend Informationen für die Gestaltung eines umfassenden Behandlungsplans liefert. Jede biomechanische Analyse sollte im Kontext der gesamten Befunderhebung interpretiert werden.

Der Overstrider ( edit | edit source )

Das „Overstriding“ ist ein Laufmuster, bei dem der initiale Kontakt des Fußes mit dem Boden vor dem Massenschwerpunkt (CoM) einer Person geschieht.

Overstriding ist etwas anderes als eine lange Schrittlänge. Die Schrittlänge kann lang sein, aber wenn der Fuß in der richtigen Position landet, verursacht er keine hohen Kräfte, die das Risiko von Überlastungsverletzung erhöhen.(9)

Overstriding ist eine nicht energieeffiziente Art zu laufen.(7) Sie führt zu erhöhten Bodenreaktionskräften, Bremskräften und Gelenkbelastungen, die alle zu Stressfrakturen der Tibia und vorderen Knieschmerzen beitragen können.(10)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)

Video: Overstriding

(20)

Anzeichen für Overstriding bei der seitlichen 2D-Videoanalyse (9)

Eine vom Malleolus lateralis gezogene senkrechte Linie nach oben liegt vor dem Becken (ideal ist, wenn die Linie innerhalb des Beckens des Läufers verläuft, d. h. der Fuß unter dem Massenschwerpunkt landet)
Erhöhter Neigungswinkel des Fußes beim initialen Kontakt
Geringer Flexionswinkel des Knies beim initialen Kontakt (eher gestrecktes Knie beim initialen Kontakt)

Der Collapser ( edit | edit source )

Der „Collapser“ ist am besten von hinten zu beobachten. Der Collapser hat einen Trendelenburg-Zeichen sowie ein dynamisches Genu Valgum mit übermäßiger Hüftadduktion, Innenrotation und Knievalgus. Die Hauptursache für das Problem kann entweder proximal (lumbopelvine Kontrolle) oder distal (eingeschränkte Beweglichkeit des Sprunggelenks) liegen, und eine gründliche Untersuchung ist erforderlich, um die Ursache zu ermitteln. Diese Läufer klagen oft darüber, dass sie sich die Schienbeine stoßen oder dass die Knie aneinander schlagen. Dieses nach innen gerichtete „Einknicken“ wird häufig bei Läufern beobachtet, die über vordere Knieschmerzen und seitliche Hüftschmerzen klagen.(21)

Video: Übermäßige Hüftadduktion

Anzeichen eines „Collapsers“ bei der 2D-Videoanalyse(9)(5)

Kleiner oder kein Abstand zwischen den Knien
Übermäßiges Absinken des Beckens
Übermäßige Eversion der Ferse (auf 2D-Video schwer zu messen)

Der Weaver ( edit | edit source )

Der „Weaver“ ist ein Läufer, dessen Beine beim Laufen die Mittellinie übermäßig kreuzen, was auch als „Seiltänzerlauf“ („tightrope gait“) bezeichnet wird. Das Laufen mit einer schmalen Unterstützungsfläche oder Überkreuzen der Beine ist häufig eine kompensatorische Folge anderer biomechanischer Abweichungen, wie z. B. eines dynamischen Genu valgum.(9) Das Überkreuzen der Mittellinie beim Laufen kann zu Problemen des Iliotibialbands führen und erhöht das Risiko von Stressfaktoren der Tibia.(22)(23) Bei einem asymmetrischen Läufer neigt ein Bein dazu, mehr nach innen zu driften als das andere, und dies ist oft die symptomatische Seite.(5)

Video: Schmale Schrittbreite

Anzeichen für ein „Weaver“ bei der 2D-Videoanalyse(9)

Schmale Unterstützungsfläche oder Füße, die die Mittellinie kreuzen („Scherengang“)
Übermäßiger Armschwung (Kompensationsmechanismus)

Der Bouncer ( edit | edit source )

Der Bouncer ist ein Läufer, der während des Laufens eine übermäßige vertikale Oszillation aufweist. Das bedeutet, dass er sich zu sehr auf und ab bewegt, anstatt sich vorwärts zu bewegen. Er kann auch eine sehr harte Landung bzw. einen lauten Fußauftritt haben. Dies ist eine sehr ineffiziente Art des Laufens und erfordert viel mehr Energie vom Läufer.(5)(7) Es hat sich gezeigt, dass eine große Auslenkung des Massenschwerpunkts die Bodenreaktionskräfte sowie die Gelenkbelastung enorm erhöht.(10) Dadurch ist der Läufer einem hohen Risiko für Gelenkverletzungen und Stressfrakturen der Tibia ausgesetzt. (10)(13)(14)(15)(16)(17)(19). Wearables wie Garmin-Uhren verfügen heutzutage über die Technologie, um die vertikale Oszillation beim Laufen zu messen

Video: Verstärkte vertikale Oszillation

Anzeichen eines „Bouncers“ bei der 2D-Videoanalyse(9)

Erhöhte oder übermäßige vertikale Verlagerung des Massenschwerpunkts
„Schwere Landung“ oder laute Landung

Der mit der Glutealen Amnesie ( edit | edit source )

Der Läufer mit „glutealer Amnesie“ wird so genannt, weil er normalerweise eine schwache posteriore Muskulatur hat (Glutealmuskulatur oder Rumpfstrecker) und daher eine aufrechtere oder zurückgelehnte Haltung einnimmt, um die Belastung dieser Strukturen zu verringern. Dadurch werden jedoch die anterioren Strukturen viel stärker beansprucht. Auch die Körperhaltung selbst kann zu einer Überbeanspruchung und den damit verbundenen erhöhten Bodenreaktionskräften und Gelenkbelastungen führen.(19)

Video: Aufrechte Laufhaltung

Anzeichen für eine „Gluteale Amnesie“ bei der 2D-Videoanalyse(9)

Aufrechte Laufhaltung
Geringer Neigungswinkel des Rumpfes(5)

Referenzen(edit | edit source)

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  3. Desai PI, Jungmalm J, Börjesson M, Karlsson J, Grau S. Recreational runners with a history of injury are twice as likely to sustain a running-related injury as runners with no history of injury: a 1-year prospective cohort study. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 2021 Mar;51(3):144-50.
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    Accessed on 19/7/2021
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  22. Meardon SA, Campbell S, Derrick TR. Step width alters iliotibial band strain during running. Sports Biomech 2012;11(4):464–72.
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