Bio-Mechanik ist die Lehre von den mechanischen Vorgängen und Einflüssen auf den menschlichen Körper, die durch Kräfte und Funktionen von außen oder innen auf das biologische System wirken.
- Biologie umfasst die anatomische Betrachtung der Form, des Aufbaus, der Größe und der Lage der Organe.
- Mechanik hingegen beschäftigt sich mit dem Einfluss von Kräften. Statisch betrachtet geht es um das Gleichgewicht der Kräfte am ruhenden Körper, während es dynamisch um den Einfluss der Kräfte am ruhenden Körper geht – ohne Auftreten von Bewegung.
- Die Kinetik ist eine Wissenschaft, die sich mit den auf den Körper einwirkenden Kräften und den dadurch verursachten Bewegungen beschäftigt. In der podologischen Biomechanik wird dies besonders berücksichtigt.
Bedeutung für die Podologie
Durch biomechanische Untersuchungen können wir viele Dinge erkennen und auswerten. Allerdings dürfen wir nicht messen, was die Aufgabe eines Facharztes ist. Unsere podologisch geschulten Augen helfen uns jedoch dabei, zwischen rein statischen Veränderungen wie Beinlängendifferenzen und funktionellen Störungen zu unterscheiden. Die interprofessionelle Zusammenarbeit mit Orthopäden und Sanitätshäusern ist hilfreich, um die notwendigen Funktionshilfen wie Gehstützen für die Patienten auszuwählen.
Biomechanische Grundsätze für die Fußstatik
Ein Körper befindet sich im Gleichgewicht, solange sein Schwerpunkt unterstützt wird. Je kleiner die Auflagefläche und je höher der Schwerpunkt, desto geringer ist die Standfestigkeit. Die Standfestigkeit hängt von der Lage des Schwerpunktes, dem Gewicht und der Größe der Unterstützungsfläche ab. Es besteht also ein erheblicher Unterschied, ob es sich um einen gehbehinderten Menschen handelt oder ob High Heels getragen werden. Die Auflage und Gewichtung sind in diesen Fällen sehr unterschiedlich.
Bodendruck
Im Fuß treffen Schwerkraft und Bodendruck aufeinander. Der Bodendruck ergibt sich aus der Größe der Auflagefläche und dem Gewicht des Körpers.
Innere und äußere Kräfte während der Schrittabwicklung
Eine physiologische Fortbewegung ist nur möglich, wenn äußere und innere Kräfte zusammenwirken:
- Äußere Kräfte treten in der Regel als entgegengesetzte Kräftepaare auf, wie Schwerkraft und Bodenreaktionskraft, Beschleunigungskraft und Reibungswiderstand, Aktionskraft und Reaktionskraft.
- Innere Kräfte, die in Verbindung mit dem passiven Bewegungsapparat wirken, ermöglichen die kontrollierte Bewegung des menschlichen Körpers. Dazu gehören aktive Muskelkräfte und Impulse der funktionstüchtigen Muskulatur.
Die einzelnen Phasen der Schrittabwicklung:
A. Auftrittsphase
B. Standphase
C. Abstoßphase
D. Schwungphase
Die Ferse trifft im 15°-Winkel auf, dann erfolgt das Abrollen über den Fußaußenrand und den Kleinzehballen zum Großzehballen, danach folgt die Standphase.
Wie wird eine Ganganalyse durchgeführt?
Es gibt verschiedene Formen von Ganganalysen, die sich im Laufe der Zeit durch die verbesserte Computertechnologie immer weiter verfeinert haben. Der Kern einer Ganganalyse ist die visuelle Dokumentation des Bewegungsablaufs beim Gehen. Dies geschieht in der Regel auf einem speziellen Laufband. Eine Kamera zeichnet das Gehen bzw. Laufen von allen Seiten auf, sowohl barfuß als auch mit Schuhen. Die Kameraaufzeichnung dauert einige Minuten, wobei anatomisch wichtige Stellen wie beispielsweise die Achillessehne mit abwaschbarer Farbe markiert werden, um als Achsenbestimmung und optischer Fixpunkt für die Filmaufzeichnung zu dienen. Die Aufzeichnungen werden dann digital gespeichert und mit moderner Technik ausgewertet.
In einem weiteren Schritt kann mithilfe einer Kraftmessplatte oder durch elektrische Ableitungen der muskulären Aktivität (EMG) die Ganganalyse noch weiter verfeinert werden, was besonders bei schwierigen und neurologischen Beeinträchtigungen von großer Bedeutung ist.
Wozu dient die Bewegungsanalyse?
Durch die Analyse des Gangs auf dem Laufband erhält man Informationen über Schrittlänge, Schrittfrequenz, Gehgeschwindigkeit, Gelenkwinkel bzw. die Kräfte, die auf die Gelenke wirken, Muskelaktivität und Energieverbrauch. Die Bewegungsanalyse kann helfen, Verletzungen wie Bänderrisse zu erkennen, die sich nicht immer gut im Röntgenbild darstellen lassen. Fehlbelastungen können durch orthopädisches Schuhwerk ausgeglichen werden. Außerdem können Gelenkentzündungen und übermäßiger Gelenkverschleiß am Sprunggelenk (Arthrose) identifiziert werden.
Was sagt ein asymmetrischer Gang aus?
Ein gesundes Gangbild zeichnet sich dadurch aus, dass die Schrittdauer bei jedem Fuß ähnlich ist. Wenn der Gang jedoch asymmetrisch ist, wird ein Fuß prozentual langsamer oder schneller belastet als der andere Fuß. Ein niedriger Prozentwert für die Asymmetrie bedeutet ein gesünderes Gangbild. Ungleichmäßige Gangbilder wie Hinken können ein Hinweis auf Verletzungen, Krankheiten oder andere gesundheitliche Probleme sein. Um ein gleichmäßiges Gangbild zu erreichen, wird Physiotherapie empfohlen. Auch Podologinnen und Podologen können dazu beitragen, ihren Patientinnen und Patienten zu einem gesünderen Gang zu verhelfen. Dies kann beispielsweise durch spiraldynamische Übungen, eine gründliche Beurteilung der Gangart und des Schuhwerks sowie einer Anleitung zu speziellen fußgymnastischen Übungen erreicht werden.
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