Entwicklung biomechanischer Analysenmethoden zur Hüftgelenksbelastung

Autor: Benedikt Weber

Hochschule: Hochschule Koblenz, RheinAhrCampus, Masterarbeit 2014

Kurzfassung:

Die Aufgabe der Masterarbeit bestand darin, ein vereinfachtes biomechanisches Verfahren zur Bestimmung der Hüftgelenkskräfte zu entwickeln. Die große Zahl von Muskeln, die die Hüftgelenke umspannen, stellen für Berechnungsverfahren ein sogenanntes mechanisches Redundanzproblem dar. Dies kann eigentlich nur mit aufwendigen Modellen in Verbindung mit langen Rechenzeiten gelöst werden. Wenn allerdings ein größerer Datenbestand an Berechnungen vorliegt und keine exakten Lösungen benötigt werden, kann ein vereinfachtes Modell erzeugt werden, dass gute Näherungslösungen mit nur einem Bruchteil der üblichen Rechenzeit liefert.

Als Datenpool dienten biomechanische Analysen von zwölf Probanden, die unterschiedliche Tätigkeiten wie Lasten Anheben, Treppensteigen und normales Gehen ausgeführt hatten. Die Hüftgelenkkräfte wurden zunächst mit dem Softwareprogramm AnyBody berechnet. Das vereinfachte Ersatzmodell berücksichtigte nur je zwei antagonistische Muskelgruppen in der Frontal- und Sagittalebene des Beckens.

Nach Optimierung der Modellparameter lagen die mittleren quadratischen Abweichungen (RMS-Werte) der Hüftgelenkkräfte der beiden Modelle bei ca. 550 N über alle Tätigkeiten und Probanden. Dies ist für arbeitswissenschaftliche Untersuchungen ein durchaus akzeptabler Wert - insbesondere wenn man außerdem die Zeitersparnis von 95 % und mehr berücksichtigt.

Ansprechpartner

Priv.-Doz. Dr. Ulrich Glitsch

Fachbereich 4: Arbeitsgestaltung, Physikalische Einwirkungen

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