Das erste pedal weltweit, das

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2 Das erste pedal weltweit, das > nach der Biomechanik des Menschen konzipiert wurde > die natürlichen 3D-Bewegungen der Gelenke erlaubt > durch richtige Lastenverteilung auf die Gelenk- flächen den Verschleiß mindert und die Versorgung des Kniegelenk-Knorpels verbessert > durch die Einbeziehung der Muskelketten der Innen- und Außenseite des Beines die Ausdauer erhöht und die muskulären Verkürzungen entgegenwirkt 2

3 Gesunde leistungsvorteile durch Biomechanik H 1. Mechanik Biomechanik 2. 1D: Fahrrad 3D: Mensch D-Statik des Beines 4. 3D-Kinematik des Beines Der passive Bewegungsapparat (Knochen) Der aktive Bewegungsapparat (Muskeln) X X 5. Vorteile eines 3D-Pedals in Bezug auf: Gelenke b Muskeln Stoffwechsel Leistungsparameter 6. Literaturbezug c 3

4 Mechanik Biomechanik Befasst sich mit der Bewegung mechanischer Bauteile und der Einwirkung von Kräften Befasst sich mit der Bewegung menschlicher Gelenke und der Einwirkung von Kräften Modus: Die Grundbewegungen sind linear (1D) Modus: Die Grundbewegungen sind räumlich (3D) Ziel: Hoher Wirkungsgrad und geringster Verschleiß Ziel: Hoher Wirkungsgrad und geringster Verschleiß Konstruktion und Funktion: Grundsätzlich 1D Konstruktion und Funktion: Grundsätzlich 3D 4

5 FAZIT: Der Mensch treibt das Fahrrad an. Deshalb sollte seine Leistungsmechanik im Vordergrund stehen. Und da die menschliche Biomechanik 3D-konzipiert ist, sollte daher auch ein Fahrradpedal 3D-konzipiert sein. Nur über ein entsprechend konzipiertes Pedal läßt sich der natürliche Bewegungsablauf des Menschen auf die Bewegungsabläufe eines Fahrrads übertragen. 5

6 FAHRRAD Mensch Technische Bewegungen erfolgen in 1 Ebene, um geringste Reibung (= Leistung) zu erreichen. Technische Bewegungen erfolgen in 3 Ebenen, um geringste Reibung (= Leistung) zu erreichen. 6

7 VErgleichende Darstellung der Lage der Beinachsen Die blaue Linie zeigt die Lage der anatomischen Beinachse. Die rote Linie zeigt die Lage der mechanischen Beinachse (= resultierende Lastachse). 1D-Pedal: 3D-Pedal: Beinachsen werden in die Aufrichtung gezwungen, der Winkel vergrößert sich auf 180. Beinachsen bilden einen nach außen offenen Winkel von 170. Die Lastachse wird nach innen verschoben. Dadurch werden die inneren Gelenkflächen und der innere Meniskus fehl- bzw. überlastet. Die Lastachse verläuft dabei gerade durch die Gelenkmitte von Hüfte Knie Fuss. 7

8 VErgleichende Darstellung der Fussstellung 1D-Stellung: 3D-Stellung: Die Füße stehen parallel zueinander. Hieraus resultiert eine unnatürliche, verringerte Spurbreite. Die Füße stehen mit einem Öffnungswinkel von 30 zueinander. Dies entspricht der natürlichen Spurbreite. 30 8

9 Bedeutung der Individuellen Spurbreite Die Füße stehen im gesunden Zustand in etwa so weit auseinander wie das Becken breit ist. Jeder Mensch hat eine individuelle Beinstellung, die im wesentlichen von seiner Körpergröße abhängt. Daraus resultiert eine individuelle Spurbreite. Diese wird beim Fahrrad als Q-Faktor bezeichnet und ist bei üblichen Fahrrädern fälschlicherweise - annähernd gleich. BIUS erlaubt erstmals, dass sich Ihre Beine via Pedal auf Ihre individuelle Spurbereite selbstregelnd einstellt. 9

10 Bedeutung der Individuellen Spurbreite 180 1D-Fehlbelastung 170 3D-Idealbelastung Diff. 0 Diff. 7 Bei 1D-Pedalen läßt sich die Spurbreite nicht einregeln. So kommt es zu einer Aufrichtung der anatomischen Beinachse = Fehlbelastung des inneren Knies. Bei 3D-Pedalen regelt sich die Spurbreite individuell ein. Infolgedessen wird das Knie anatomisch ideal belastet. 10

11 Bedeutung der 3d-Kinematik für die Menisken Die Menisken sind nötig, um die Inkongruenz der Gelenkflächen von Ober- und Unterschenkel auszugleichen, um damit das Gelenk zu schützen. Diese wichtige Schutzwirkung kann allerdings nur durch einen 3D-Bewegungsablauf im Knie erfüllt werden. Nur so können die Menisken anatomisch wirkungsvoll mitbewegt und positioniert werden. 1D-Pedale schränken diesen Bewegungsbedarf stark ein und führen demnach zu Fehlbelastungen. 11

12 Gefahren und Folgen fehlbelasteter gelenke Normaler Knorpel mit reparativer Übergangszone Auf Fehlbelastungen des Gelenkknorpels reagiert der Körper zunächst mit Auffaserungen und Ödembildung Falsch positionierte Menisken durch unnatürliche 1D-Bewegungen Fortdauernde Fehlbelastungen führen schlußendlich zu Knochenund Knorpelzerstörungen (Arthrose) 12

13 Frankfurter Allgemeine, Künstliche Gelenke und kein Ende» In keinem anderen Land werden so viele Endoprothesen pro hunderttausend Einwohner implantiert wie in der Bundesrupublik. Auch bei Wechseleingriffen liegt Deutschland auf einem Spitzenplatz. Fast jedes sechste künstliche Knie muss wegen Komplikationen oder anhaltender Schmerzen vorzeitig ausgetauscht werden. Der Eingriff wird mit sieben- bis achttausend Euro vergütet. Die Krankenkassen haben im vergangenen Jahr 3,5 Milliarden Euro für die Versorgung mit künstlichen Kniegelenken und die anschließende Rehabilitation gezahlt.«13

14 ANATOMISCHE ERKLÄRUNGEN ZuR 3-DIMENSIONALEN KINEMATIK Der passive Bewegungsapparat (Knochen) 14

15 Das Kniegelenk Y Z Das Kniegelenk kann als 3-axiales Dreh-Kipp-Scharniergelenk betrachtet werden. Z X X Alle Bewegungen dieser 3 Achsen sind dabei miteinander gekoppelt. Daraus resultieren räumliche 3D-Bewegungen. X Z Gelenkachsen: X-Achse = Scharnierachse Y-Achse = Drehachse Z-Achse = Kippachse X Z Y 15

16 die bänder des Kniegelenks Das Kniegelenk wird innen durch Kreuzbänder und außen durch Seitenbänder gesteuert. Schon die Anordnung der Bänder weist auf den Rotations-Aspekt des Kniegelenkes hin. Zudem sind sie als Rezeptoren wichtige Impulsgeber für die Muskulatur. 16

17 Das kniegelenk: Rotation und verkippung (varus / Valgus) Unter Rotation und Verkippung im Kniegelenk werden die unterschiedlichen Stellungen der anatomischen Achsen von Ober- und Unterschenkel zueinander bezeichnet, die sich im Zuge von Streckung und Beugung ändern. Die Abbildungen links zeigen die Streckstellung des Beines, in der die queren Gelenkachsen von Ober- und Unterschenkel parallel verlaufen. Die Abbildungen rechts zeigen die Beugestellung des Beines, in der die queren Gelenkachsen von Ober- und Unterschenkel um 12 rotiert sind. 17

18 Das kniegelenk: Rotation und verkippung (varus / Valgus) Die Geometrie bestimmt die 3D-Funktion: 1. Der innere Rollhügel des Oberschenkel-Knochens ist größer und steht tiefer als der äußere (A = 3 ) 2. Das Unterschenkel-Plateau ist unterschiedlich geformt außen ist es konvex, innen konkav. Die Formen der Gelenkpartner müssen sich infolgedessen bei Bewegung aneinander anpassen. 18

19 Das kniegelenk: Rotation und verkippung (varus / Valgus) L1 L2 B Bei Beugung und Streckung im Kniegelenk stützt sich der größere, innere Rollhügel in der Pfanne (konkav) ab muss der kleinere, äußere Rollhügel den Bergrücken (konvex) auf- und abwandern (B = 7 ) Daraus resultiert u. a. eine Verkippung (Varus / Valgus) zwischen Unter- und Oberschenkel. 19

20 Das kniegelenk: Rotation und verkippung (varus / Valgus) Das heißt: Ein biomechanisch korrekter Bewegungsablauf bei Beugen und Strecken des Kniegelenkes verlangt nach einer Verkippung zwischen Ober- und Unterschenkel von ca Diese biomechanische Notwendigkeit wird durch die adaptive Beweglichkeit des BIUS-Pedals erfüllt. Diff. 7 20

21 Die sprunggelenke: Pronation und Supination y z Supination bei Beugung Die adaptive Beweglichkeit des BIUS-Pedals unterstützt nicht nur die notwendige Verkippung (Varus / Valgus) des Knies, sondern darüber hinaus auch eine optimale Bewegungsausführung der Sprunggelenke (Pronation bei Streckung und Supination bei Beugung). x x z y Pronation bei Streckung 21

22 VErgleichende Betrachtung der krafteinleitung Bei herkömmlichen Pedalen (1D) liegen die Belastungszonen am äußeren Fußrand > Fehlbelastung Beim BIUS-Pedal (3D) liegen die Belastungszonen im Mittelfuß > Idealbelastung 22

23 FAZIT: Bedenken Sie, dass die Gelenke miteinander verbunden sind. Fuss-, Knie- und Hüftgelenk bilden eine Gelenk-Kette, die mechanisch durch die Geometrien der einzelnen Gelenke verkoppelt sind! Der Fuss und somit das Pedal als (einzigster) beweglicher Teil diese Kette leitet alle Bewegungen. Darum ist eine biokonforme Beweglichkeit nur über dementsprechend konstruierte 3D-Pedale möglich. BIUS ist das erste Pedal weltweit, welches diese 3D-Aspekte erfüllt. 23

24 ANATOMISCHE ERKLÄRUNGEN ZuR 3-DIMENSIONALEN KINEMATIK Der AKTive Bewegungsapparat (Muskeln) 24

25 vergleichende betrachtung der beugemuskulatur 1D-Bewegung Hüftbeugung nur durch kleine, eingelenkige Muskelgruppe (Iliops Psoas) 3D-Bewegung Hüftbeugung durch große, zweigelenkige Muskelgruppe (Adduktoren) 25

26 vergleichende betrachtung der Streckmuskulatur 1D-Bewegung Hüft-/Kniestreckung nur durch vorder- und rückseitige Muskulatur (Quadrizeps und Ischocurale) 3D-Bewegung Hüft-/Kniestreckung zusätzlich durch außenseitige Muskulatur (Glutaeus medius und Tractus iliotibialis) 26

27 zusätzlich eingesetzte Muskulatur bei 3d-PedaleN Bei der Beinbeugung können zusätzlich die großen Muskelgruppen an der Innenseite des Beines eingesetzt werden (Adduktoren). Bei der Beinstreckung können zusätzlich die langen Muskelgruppen an der Außenseite des Beines eingesetzt werden (Tractus iliotibialis und Glutaeus medius). 27

28 FAZIT: Aus dem begrenzten Bewegungsraum konventioneller 1D-Pedale resultiert, dass der Körper bervorzugt nur die Muskelgruppen der Vorder- und Rückseite des Beines nutzt. Der Mangel an muskulärer Verfügbarkeit führt zu frühzeitigen Ermüdungen, nicht genutzte Muskeln neigen zu Verkürzungen und werden schlechter durchblutet. Der erweiterte Bewegungsraum der innovativen 3D-Pedale hingegen ermöglicht die Beteiligung zusätzlicher Muskelgruppen. Im Ergebnis führt dies zu einer verbesserten Ausdauerleistung und Stoffwechselversorgung. Muskulären Verkürzungen wird entgegengewirkt. 28

29 Zusammenfassung BIUS erlaubt die Ausführung des naturgemässen 3-D-Bewegungsablaufes der Gelenke die richtige Lastverteilung in den Gelenkflächen die Einbeziehung der Muskelketten der Innen- und Außenseite des Beines vermindert den Verschleiß und verbessert die Versorgung des Knie-Gelenkknorpels erhöht die Ausdauer und verhindert muskuläre Verkürzungen

30 LiteraturBezug + = 30