Biomechanik der Wirbelsäule

Rückenschmerz ist die erstgenannte Volkskrankheit Deutschlands. Die Lebenszeitprävalenz von akuten Rückenschmerzen liegt bei etwa 70%. Die Prävalenz chronischer Rückenschmerzen wird mit 8 bis 21% angegeben. Das Julius Wolff Institut forscht, um Schmerzursachen vorzubeugen und die Schmerzbehandlung weiter zu optimieren.

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Invers-dynamische Modelle der Wirbelsäule

Prävention und Verbesserung existierender Therapien

Inversdynamische Modelle werden eingesetzt, um aus einer observierten Bewegung auf die wirkenden Kräfte und Momente in der Wirbelsäule und in angrenzenden Strukturen zu schließen. Diese Belastungsgrößen gestatten die Beurteilung der Beanspruchung der Gelenke und des Gelenkknorpels, der Knochen, der Muskeln und Sehnen sowie der Bänder in unterschiedlichen statischen und dynamischen Belastungsszenarien in Sport und Alltag.

Die Forscher unserer Arbeitsgruppe haben zum Ziel unter normalen aber auch unter hochbelastenden Alltagsaktivitäten, auf die Belastungen der Wirbelsäule zu schließen und Wege zur Prävention und Verbesserung existierender Therapien zu entwickeln.

Zur Aufzeichnung der Bewegung benutzen wir das Optische Motion Capture System "Vicon". Hierzu werden kleine reflektierende Markerkugeln auf der Haut von Probanden an definierten Körperstellen angebracht. Mit den Kameras können die Positionen der Markerkugeln verfolgt werden, während sich der Proband im Labor bewegt.
Die im Labor aufgezeichneten Bewegungen werden anschließend auf das invers-dynamische Modell übertragen und die resultierenden Kräfte in Muskeln und Gelenken berechnet.

Invers-dynamisches Modell bei der Durchführung typischer Standardchoreographien: Flexion, Extension, Seitneigung und axialer Rotation. Die Animation zeigt die Aktivierung der verschiedenen Muskeln sowie die Gelenkkräfte im Bereich L4/L5.