Was ist der Unterschied zwischen Kraftplattformen und Druckplattformen? by Claudia ToneloMedicalExpo

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Bei der Verwendung einer Kraftmessplattform wird die Reaktionskraft gemessen, die der Körper auf die Auflagefläche, meist die Fußsohle, ausübt. Diese Kraft wird auch als Bodenreaktionskraft bezeichnet, die der Summe aller einwirkenden Kräfte auf die Plantarfläche entspricht (Abbildung 1). Sie repräsentiert somit alle in einem Zeitraum wirkenden Muskel- und Gravitationskräfte [1]

Kraftplattformen bestehen in der Regel aus einer Reihe von Kraftaufnehmern, die unter den Ecken einer festen Platte oder in Form eines Dreiecks angeordnet sind. Es gibt verschiedene Arten von Kraftaufnehmern, die üblicherweise in diesen Plattformen zu finden sind, wie z. B. Dehnungsmessstreifen, piezoelektrische Sensoren und kapazitive Kraftmesszellen. Obwohl die Technologie, die in all diesen Sensoren verwendet wird, unterschiedlich ist, messen sie alle die Kraft, indem sie die Änderungen des elektrischen Stroms bei Krafteinwirkung beobachten. Der elektrische Ausgang wird dann mit Hilfe der Kalibrierung der Plattform in einen Newton-Wert übersetzt. Darüber hinaus bieten Kraftplattformen die Möglichkeit, den Angriffspunkt des Bodenreaktionsvektors auf der Platte - den Druckmittelpunkt (CoP) - zu lokalisieren, indem sie die an jedem Aufnehmer gemessene Kraft und ihren Abstand zum orthogonalen Bezugsrahmen der Platte kennen [2].

Per Definition ist Druck die physikalische Größe der Kraft, die über eine bestimmte Fläche ausgeübt wird (Druck = Kraft / Fläche), d.h. die Kraft pro Flächeneinheit über eine Oberfläche in einer Richtung senkrecht zu dieser Oberfläche. Die SI-Einheit des Drucks ist Pascal, aber der Plantardruck wird üblicherweise in Kilopascal (kPa), Newton pro Quadratzentimeter (N/cm2) oder Gramm pro Quadratzentimeter (g/cm2) beschrieben.

Es gibt verschiedene Technologien, die zur Druckmessung verwendet werden können, wie resistive, piezoresistive, kapazitive und Dehnungsmessstreifen-Sensortechnologien. Alle diese Sensoren liefern ein elektrisches Ausgangssignal (Spannung oder Strom), wenn eine Verformung des Isolatormaterials auftritt. Ein resistiver Sensor misst z. B. den Widerstand eines leitfähigen Schaums zwischen zwei Elektroden, wenn dieser unter Druck steht (Abbildung 2). Daher kann der Druck durch Kenntnis der Materialverformungseigenschaften abgeleitet werden [3]

Druckplattformen bestehen aus Matrizen dieser Sensoren, die in starre Plattformen eingebettet sind. Auf diese Weise kann die gesamte plantare Oberfläche ausgewertet werden, indem man Informationen über die plantare Druckverteilung erhält. Darüber hinaus kann die vertikale Komponente der Bodenreaktionskraft durch die Summierung aller gewichtsbelasteten Sensoren und damit die Position des Druckzentrums (ähnlich wie bei Kraftplattformen) ermittelt werden. Folglich kann der erhaltene CoP aufgrund der Sensorgröße und der räumlichen Auflösung (Anzahl der Sensoren) weniger genau sein, aber dennoch können Druckplattformen gültige und brauchbare CoP-Daten für verschiedene Umstände liefern.

Baropodometrie ist die Untersuchung des Drucks, der zwischen der Plantarfläche des Fußes und der Auflagefläche wirkt, unter Verwendung einer Druckplattform. Dies ermöglicht eine objektive Beurteilung der plantaren Druckverteilung, wie in Abbildung 3 - links dargestellt. Während die Stabilometrie die objektive Untersuchung des Körperschwingens während des ruhigen Stehens ist, konventionell mit Hilfe von Kraftplattformen. Während einer aufrechten Körperposition ist es möglich, die kleinen Korrekturen zu quantifizieren, die durchgeführt werden, um der destabilisierenden Wirkung der Schwerkraft entgegenzuwirken [4]. Diese Stabilisierung des Körpers ist in der Mitte der Drucktrajektorie sichtbar, wie in Abbildung 3 - rechts dargestellt. Andererseits können auch Druckplattformen diese Informationen liefern, aber wie bereits erwähnt, in der Regel mit geringerer Genauigkeit, was bedeutet, dass Kraftmessplatten in der Lage sind, kleinere Änderungen des Schwankens zu erkennen.

Druckplattformen ermöglichen eine objektive Bewertung der plantaren Druckverteilung, die für die Erkennung und Identifizierung von Faktoren, die Fußverletzungen auslösen, und damit für den Bewegungsapparat unerlässlich ist. Anhand der Druckdaten ist es möglich, eine disproportionale Druckverteilung und/oder abnormale Spitzendruckwerte zu identifizieren. Auf diese Weise ist es möglich, die biomechanischen Defekte des Fußes zu verstehen und zu quantifizieren und die Entwicklung des Patienten während der Behandlung zu verifizieren oder zu überprüfen, ob es notwendig ist, diese zu modifizieren

Kraftmessplattformen werden am häufigsten zur Überwachung kleiner Schwankungsänderungen eingesetzt, was für die Bewertung der posturalen Kontrolle und des Gleichgewichts in bestimmten Bereichen, die eine hohe Empfindlichkeit erfordern, nützlich sein kann. Zum Beispiel für das Screening von Athleten und Trainingsprogramme für die unteren Gliedmaßen und das Gleichgewicht, um Athleten bei der Rückkehr zum Spiel zu helfen, für wissenschaftliche Forschungszentren, die hochpräzise Messungen benötigen, und für Klinikärzte, die eine genauere CoP haben möchten [5].

Zusammenfassend lässt sich sagen, wenn Sie Wert auf eine bessere Lastverteilung, Lastübertragungen und Druckverteilung legen, dann ist die Druckplatte wahrscheinlich die richtige Wahl. Wenn Sie hingegen eine Auswuchtung mit einer Goldstandard-Ausrüstung anstreben und eine hohe Präzision der CoP-Daten erforderlich ist, ist die Kraftmessplatte die richtige Wahl.

Mehr Informationen

Abbildung 2 - Diagramm eines typischen Kraftmesswiderstandes [3].

Abbildung 4 - Hauptmerkmale der Druckplatte und der Kraftmessplatte, von Sensing Future Technologies.

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Was ist der Unterschied zwischen Kraftplattformen und Druckplattformen?

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