Das energetische Verhalten des menschlichen Fußes bei unterschiedlichen Laufgeschwindigkeiten

Der menschliche Fuß enthält passive elastische Gewebe mit federähnlichen Eigenschaften, die mechanische Energie speichern und zurückgeben, und andere Gewebe, die sich wie Dämpfer verhalten und Energie dissipieren. Zusätzlich haben die intrinsischen und extrinsischen Fußmuskeln die Fähigkeit, als Dämpfer und Motoren zu fungieren, mechanische Energie zu dissipieren und zu erzeugen. Es bleibt unklar, wie der Beitrag aller passiven und aktiven Gewebe kombiniert wird, um die gesamte energetische Funktion des Fußes während des Laufens zu produzieren. Daher war das Ziel dieser Studie zu bestimmen, ob der Fuß global als aktiver Feder-Dämpfer während des Laufens fungiert. Vierzehn Teilnehmer rannten auf einem kraftinstrumentierten Laufband mit 2,2 ms-1, 3,3 ms-1 und 4,4 ms-1, während die Bewegungen der Fußsegmente gleichzeitig mit kinetischen Messungen erfasst wurden. Ein einheitliches verformbares Segmentmodell wurde angewendet, um die momentane Leistung des Fußsegments während des Bodenkontakts zu quantifizieren, und die mechanische Arbeit wurde berechnet, indem die Fußleistungsdaten integriert wurden. Bei allen Laufgeschwindigkeiten absorbierte der Fuß Energie von der frühen Standphase bis zur Mittelstandphase und gab anschließend einen Teil dieser Energie in der späten Standphase zurück/erzeugte sie. Das Ausmaß der geleisteten negativen Arbeit nahm mit der Laufgeschwindigkeit zu, während das Ausmaß der positiven Arbeit bei allen Laufgeschwindigkeiten relativ konstant blieb. Das Verhältnis der dissipierten Energie zur absorbierten Energie (Dämpfungsverhältnis des Fußes) war immer größer als null und nahm mit der Laufgeschwindigkeit zu, was darauf hindeutet, dass der Fuß sich wie ein viskoser Feder-Dämpfer verhält.