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Beurteilung der räumlichen-dynamischen Stabilität während des linearen und nicht-linearen menschlichen Gangs

  • Warum stürzen wir beim Gehen? Dreidimensionale und komplexe Bewegungsabläufe des menschlichen Ganges exakt zu analysieren und somit offene Grundfragen der Kinesiologie zu beantworten ist Kern dieser Arbeit. Die Bewegungswissenschaft der Gerontologie beschränkt sich derzeit noch auf Modelle und Methoden mit einfachen und eindimensionalen Bewegungsanalysen. In einer umfangreichen Literaturrecherche wird der aktuelle Stand der Technik an Hand der drei gängigsten Methoden zur Bestimmung der Stabilität beim Gehen erfasst und bewertet. Eine Bewertung der drei Methoden: Margin of Stability, Lokale Stabilität und Orbitale Stabilität, erfolgt durch die Ermittlung der Anwendbarkeit der einzelnen Methoden, um die Tendenz eines Probanden zu bestimmen, sich von kleinen (natürlichen oder künstlichen) Störungen des Gangs zu erholen. Auf Grundlage dieser Bewertungen und das Abwägen der Vor - und Nachteile der einzelnen Methoden, wurde eine neue Methode zur Beurteilung der räumlichen-dynamischen Stabilität entwickelt, die sich für die Analyse des linearen und nicht-linearen menschlichen Gangs anwenden lässt. Als Methodische Grundlagen dienen ein Motion-Capture-System, zur Erfassung der kinematischen Bewegungen, und ein in der Gerontologie fest etablierte Mobilitätstest, der sogenannte Timed Up and Go Test, zur Beurteilung des Gleichgewichts und der Mobilität. Zusätzlich wurde eine numerische Näherung der Marker-Anzahl des Motion-Capture- Systems durchgeführt. Dabei wurde die Anzahl der Marker auf ein Marker-Set minimiert, bei der die bestmögliche Korrelation der Ergebnisse zum Full-Body-Marker-Set erzielt wird. Dies dient zur Vereinfachung der Methode für zukünftige Anwendungen bei klinischen oder wissenschaftlichen Fragestellungen. Die neu entwickelte Methode bedarf einer Validierung, welche mit Hilfe einer Probandenstudie durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Probandenstudie werden präsentiert und Interpretationsmöglichkeiten werden aufgezeigt. Neue relevante Variablen und Momentbestimmungen besonderer Gangsituationen werden ausgewertet und bieten Raum für neue Interpretationsansätze zur Beurteilung des menschlichen Gangs. Die neue Methode ist somit in der Lage die individuelle Entwicklungen des Bewegungsablaufes im Alter und die Vermeidung von Stürzen und einhergehenden Verletzungen aus einer erweiterten und neuen Perspektive zu beurteilen. Insbesondere können Richtungswechsel bei einem nicht-linearen Gang neu betrachtet und beurteilt werden.
  • The analysis of three-dimensional and complex motion sequences of human gait and therefore the most important question of kenesiology ”why are we falling?” is the essence of this paper. The gerontology and its science of movement is currently limited to simple and one-dimensional methods and models. An extensive literature research shows the latest state of research of the three common methods to determine the stability of human gait. To assess the margin of stability, local stability and orbital stability it is shown, how those methods are applicable to evaluate the subject’s ability to recover from any disturbences of the subject’s gait. Based on this assessment and the method’s advantages and disadvantages a new method will be derived that allows spatial analysis of dynamic instability of linear and non-linear human gait. A motion capture system and the timed up and go test serve as a basis for this new method and will be explained. A numerical approximation to optimise the number of markers within a marker-set of a motion capture analysis and its maximum correlation with the full-body-marker-set will be given. This simplification is very helpful for further clinical or scientific research. To validate the new method a trial with subjects will be shown and discussed. New appreciable variables and snapshots of specific situations during the gait offer new and different interpretations of the human gait. The new method is the most applicable and appropriate assessment of human gait and the individual development of the human gait while aging, as well as to detect and prevent falling and associated injuries. Especially directional change of a non-linear gait become assessable with the new method.

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Metadaten
Author:Claudia Blumenberg
URN:urn:nbn:de:kola-20327
Referee:Barbara Hahn, Marco Junglas
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of completion:2020/02/26
Date of publication:2020/03/06
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 3
Date of final exam:2020/01/31
Release Date:2020/03/06
Tag:dynamic stability; gait; linear; spatial; turn
Number of pages:ii, 116
Institutes:Fachbereich 3 / Institut für Integrierte Naturwissenschaften / Institut für Integrierte Naturwissenschaften, Abt. Physik
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