Vergleich der biomechanischen Laufmuster bei Läufern mit und ohne Achillessehnenbeschwerden auf dem Laufband und auf der Tartanbahn

Abstract

Einleitung: Achillessehnenbeschwerden nehmen einen zentralen Stellenwert bei Sportverletzungen ein. Viele Studien werden im Labor unter standardisierten Bedingungen auf dem Laufband durchgeführt. Ob diese Ergebnisse auf dem Laufband auf das Laufen im Feld übertragbar sind ist indes unklar. Erstes Ziel der Studie war die Beurteilung der Test-Retest-Variabilität der Messungen auf dem Laufband und im Feld. Das Zweite Ziel war der Vergleich biomechanischer Variablen zur Bestimmung des Abrollmusters beim Laufen auf dem Laufband und im Feld. Methode: Es wurde das Abrollverhalten von 21 Probanden untersucht, von denen 11 beschwerdefrei waren (KO) und 10 einseitige Achillessehnenbeschwerden (ADY) hatten. Bei allen Probanden wurden zweimal im Labor (Laufband) und zweimal im Feld (Tartanbahn) Druckverteilungsmessungen Barfuss (BF) und in einem Laufschuh (LS) im Abstand von jeweils einer Woche durchgeführt. Die Druckverteilungsmessung wurde mit dem Pedar mobile System (50Hz, 2 Sensoren/cm2) der Firma Novel, München bei einer standardisierten Geschwindigkeit von 12km/h durchgeführt. Zur detaillierten Betrachtung wurde der Fuß in 10 anatomische Regionen (PRC-Maske) unterteilt und die zwei Messgrößen Peak Pressure (PP) und Maximum Force (MF) ermittelt. Ergebnisse: Die Test-Retest-Variabilitäten (TRV) des Laufens im Labor waren höher als die des Laufens im Freien auf der Tartanbahn. Höhere TRV- Werte ergaben auch jeweils die Messungen BF im Vergleich zum LS. KO zeigte für BF im Feld statistisch signifikant höhere Belastungen in der Auftreff- und in der Abstoßsituation als beim Laufen auf dem Laufband. Keine Unterschiede zwischen Feld und Labor ergaben sich für den Barfußlauf von ADY. Für das Laufen im LS zeigten ADY und KO erhöhte Belastungen im Feld im Abstoß, ADY zusätzlich erhöhte Werte im Auftreffen. Diskussion: Die erhöhten Werte bei TRV Barfuss bei KO und ADY sind bedingt durch die fehlende Stabilität im Gymnastikschuh (medio-laterale Schwankungen). Die erhöhten TRV-Werte im Labor gegenüber dem Feld ergeben sich durch die ungewohnte Belastung auf dem Band, d.h. durch den sich bewegenden Boden kommt es zu erhöhten Ausgleichsbewegungen beim Laufen. Die erhöhten Belastungen bei beiden Gruppen im Feld (Auftreffen und Abstoßen) können auch durch die ungewohnte und unnatürliche Laufsituation auf dem Band erklärt werden, d.h. die Probanden setzen auf dem Laufband vorsichtiger auf. Zusätzlich dämpft das Laufband die Belastungen im Vergleich zum Laufen auf dem Tartan etwas ab. Um noch deutlichere Unterschiede in zukünftigen Projekten erhalten zu können, sind reliablere und genauere Messmethoden nötig, d.h. höhere zeitliche und örtliche Auflösung der Meßsohlen wären wünschenswert. Interessant wäre auch zu sehen, ob durch den Einsatz von EMG muskuläre Differenzen zwischen der Labor- und Feldsituation zu erkennen wären, da vor allem die Abstoßsituation durch das Laufband deutlich erleichtert wird. Auch das Stabilisierungsverhalten auf dam Laufband (größere Schwankungen als im Feld?) wäre eine interessante Fragestellung. Hierzu müssten für den COP Verlauf bei der Druckverteilungsmessung Auswerteroutinen entwickelt werden, die dies beurteilen könnten. Von weiterem Interesse wäre ob der Einfluss unterschiedlicher Laufschuhtypen (Neutral, Stabil, Trail) die Unterschiede unter Umständen reduzieren könnte. Eine Erhöhung der Probandenzahl würde die Unterschiede zwischen Labor und Feld auch für weitere Abrollmuster noch verdeutlichen.

Introduction: Achillodynia is one of the most common sports injuries. Many studies have been carried out under standardised conditions on a treadmill, but it is not clear if these results are transferable for overground running. The first objective of this study was the evaluation of the test-retest-variability (TRV) of measurements for treadmill and overground running. The second objective was the comparison of biomechanical variables to determine the pattern of running while running on the treadmill and overground. Methods: The roll-over characteristics of 21 test persons during running were analyzed. 11 subjects were healthy (KO) and 10 suffered from unilateral achillodynia (ADY). The plantar pressure distribution while running barefoot (BF) and with running shoes (LS) was tested twice on a treadmill and twice overground for all test persons. The time lag between the measurements averaged out one week. The plantar pressure measurements were done using the Pedar mobile System Novel, Munich (50Hz/2 sensors/cm2), with a standardised velocity of 12 km/h. For better observation, the foot was subdivided into ten anatomical regions (PRC-mask) and two measures, peak pressure (PP) and maximum force (MF), were determined. Results: The TRV of treadmill-running was higher than overground running. There were higher TRV-values for BF than LS. During the landing and push-off phases, barefoot KO showed statistically significant higher loading during overground running compared with treadmill running. Barefoot ADY showed no differences. Shod ADY and KO showed higher loading in the push-off phase during overground-running. ADY also showed this phenomenon in the landing-phase. Discussion: Less stability in the barefoot condition (medio-lateral-movement) caused higher TRV values for barefoot KO and ADY. The high TRV values of treadmill running compared with overground running were caused by unfamiliar movement when walking on the belt of the treadmill, e.g. when the runner tried to equalize the moving belt under his feet when running. The higher loading of KO and ADY during overground running (during the landing and push-off phases) might be explained by a more careful landing and push-off on a treadmill, due to the unusual way of running. In addition, the treadmill belt cushioned the loading during walking more than during overground running on the track. To obtain more distinct differences in future projects, more reliable and exact measurement systems and methods are necessary, e.g. in-sole measurement with higher resolution (time/local). It would be interesting to examine whether electromyographical measurements show differences between treadmill and overground running, as the push-off is eased considerably by the treadmill belt during running. The stabilization of the foot during treadmill running is another interesting question to investigate. Therefore, new evaluation methods for plantar distribution measurements must be developed. In addition, it would also be interesting to see if different shoe-types (neutral, stable, trail) can minimize the differences. A larger number of test persons could also differentiate additional roll-over patterns during overground and treadmill-running.