Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine Methode zu entwickeln, mit der die mechanische Belastung des menschlichen Koerpers bei Bewegungsablaeufen mit hohen Beschleunigungen bestimmt werden kann. Derartige Bewegungsablaeufe treten vor allem im Sport auf, speziell bei Landungsvorgaengen. Dabei sind die Gelenke der unteren Extremitaet hohen Belastungen ausgesetzt, d.h. die Kraefte, die in diesen Gelenken uebertragen werden, erreichen ein vielfaches des Koerpergewichts. Zur Bestimmung der resultierenden Kraefte und Momente, die waehrend solcher Bewegungsablaeufe im menschlichen Koerper auftreten, wurde ein physikalisches Modell entwickelt, das insbesondere das verschiedenartige mechanische Verhalten der einzelnen Koerperbestandteile beruecksichtigt. Das Modell simuliert die Knochen als starre Teilkoerper und die Weichteile als gedaempft-elastisch angekoppelte Schwabbelmassen, die gegenueber den Knochen verschiebbar und verdrehbar sind. Parallel zur Entwicklung dieses Modells wurden am Laboratorium fuer Biomechanik der ETH Zuerich experimentelle Untersuchungen am menschlichen Koerper bei unterschiedlichen Landungen durchgefeuhrt. Es wurden die zeitlichen Verlaeufe der Bodenreaktionskraft einschliesslich Angriffspunkt mit einer Kraftmessplatte sowie die Verlaeufe der Knoechelbeschleunigungen mit Hilfe von Beschleunigungsmessern mit hoher zeitlicher Aufloesung registriert. Als Beispiel wurde ein Standhochsprung mit Landung auf der Ferse untersucht. Die dabei gewonnenen experimentellen Daten wurden als Inputdaten fuer das theoretische Modell mit Schwabbelmasse verwendet und damit der Bewegungsablauf simuliert. Auf diesem Wege konnten erstmals fuer einen Bewegungsablauf mit hohen Beschleunigungen die Kraefte und Momente im Hueft- und Kniegelenk zuverlaessig bestimmt werden. Verf.-Referat