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Influence of age and pathology on Achilles tendon properties under functional tasks

Einfluss von Alter und Pathologie auf Eigenschaften der Achillessehne während funktionaler Aufgaben

  • Prevalence of Achilles tendinopathy increases with age, leading to a weaker tendon with predisposition to rupture. Previous studies, investigating Achilles tendon (AT) properties, are restricted to standardized isometric conditions. Knowledge regarding the influence of age and pa-thology on AT response under functional tasks remains limited. Therefore, the aim of the thesis was to investigate the influence of age and pathology on AT properties during a single-leg vertical jump. Healthy children, asymptomatic adults and patients with Achilles tendinopathy participated. Ultrasonography was used to assess AT-length, AT-cross-sectional area and AT-elongation. The reliability of the methodology used was evaluated both Intra- and inter-rater at rest and at maximal isometric plantar-flexion contraction and was further implemented to investigate tendon properties during functional task. During the functional task a single-leg vertical jump on a force plate was performed while simultaneously AT elongation and vertical ground reaction forcesPrevalence of Achilles tendinopathy increases with age, leading to a weaker tendon with predisposition to rupture. Previous studies, investigating Achilles tendon (AT) properties, are restricted to standardized isometric conditions. Knowledge regarding the influence of age and pa-thology on AT response under functional tasks remains limited. Therefore, the aim of the thesis was to investigate the influence of age and pathology on AT properties during a single-leg vertical jump. Healthy children, asymptomatic adults and patients with Achilles tendinopathy participated. Ultrasonography was used to assess AT-length, AT-cross-sectional area and AT-elongation. The reliability of the methodology used was evaluated both Intra- and inter-rater at rest and at maximal isometric plantar-flexion contraction and was further implemented to investigate tendon properties during functional task. During the functional task a single-leg vertical jump on a force plate was performed while simultaneously AT elongation and vertical ground reaction forces were recorded. AT compliance [mm/N] (elongation/force) and AT strain [%] (elongation/length) were calculated. Differences between groups were evaluated with respect to age (children vs. adults) and pathology (asymptomatic adults vs. patients). Good to excellent reliability with low levels of variability was achieved in the assessment of AT properties. During the jumps AT elongation was found to be statistical significant higher in children. However, no statistical significant difference was found for force among the groups. AT compliance and strain were found to be statistical significant higher only in children. No significant differences were found between asymptomatic adults and patients with tendinopathy. The methodology used to assess AT properties is reliable, allowing its implementation into further investigations. Higher AT-compliance in children might be considered as a protective factor against load-related injuries. During functional task, when higher forces are acting on the AT, tendinopathy does not result in a weaker tendon.show moreshow less
  • Die Prävalenz der Achillessehenentendinopathie steigt mit zunehmendem Alter, was zu einer geschwächten Sehnenstruktur mit Prädisposition zur Ruptur führt. Frühere Studien, welche Achillesssehnen(AS)-Eigenschaften untersuchten, beschränkten sich auf standardisierte isometrische Bedingungen. Der Einfluss von Alter und Pathologie auf das AS-Verhalten während funktioneller Bewegungen ist unklar. Das die Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, den Einfluss des Alters und Pathologie auf AS-Eigenschaften während einen einbeinigen vertikalen Sprung zu untersuchen. Es wurden gesunde Kinder, asymptomatische Erwachsene und Patienten mit Achillessehnene-ndinopathie eingeschlossen. Sonographisch wurden AS-Länge, -Querschnittsfläche (cross-sectional area) und -Dehnung gemessen. Intra- und inter-rater Reliabilität der genutzten Methoden wurden sowohl in Ruhe als auch unter maximaler isometrischer Plantarflexion bestimmt und nachfolgend zur Untersuchung der funktionellen AS-Eigenschaften implementiert. Hierzu wurde ein einbeinigerDie Prävalenz der Achillessehenentendinopathie steigt mit zunehmendem Alter, was zu einer geschwächten Sehnenstruktur mit Prädisposition zur Ruptur führt. Frühere Studien, welche Achillesssehnen(AS)-Eigenschaften untersuchten, beschränkten sich auf standardisierte isometrische Bedingungen. Der Einfluss von Alter und Pathologie auf das AS-Verhalten während funktioneller Bewegungen ist unklar. Das die Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, den Einfluss des Alters und Pathologie auf AS-Eigenschaften während einen einbeinigen vertikalen Sprung zu untersuchen. Es wurden gesunde Kinder, asymptomatische Erwachsene und Patienten mit Achillessehnene-ndinopathie eingeschlossen. Sonographisch wurden AS-Länge, -Querschnittsfläche (cross-sectional area) und -Dehnung gemessen. Intra- und inter-rater Reliabilität der genutzten Methoden wurden sowohl in Ruhe als auch unter maximaler isometrischer Plantarflexion bestimmt und nachfolgend zur Untersuchung der funktionellen AS-Eigenschaften implementiert. Hierzu wurde ein einbeiniger vertikaler Sprung auf einer Kraftmessplatte absolviert und zeitgleich AS-Compliance sowie vertikale Bodenreaktionskräfte regsitriert. AS-Compliance [mm/N] (Dehnung/Kraft) und AS-Verformung [%] (Dehnung/Länge) wurden kalkuliert. Die Gruppenunterschiede wurden in Bezug auf Alter (Kinder vs. Erwachsene) und Pathologie (Erwachsene vs. Patienten) evaluiert. Bei der Bewertung der verwendeten Methode wurde eine gute bis sehr gute Reliabilität mit geringer Variabilität zur Beurteilung der AS-Eigenschaften erreicht. Während der einbeinigen Sprünge zeigte sich eine statistisch signifikant höhere AS-Dehnung bei Kindern verglichen zu Erwachsenen. Ein statistisch signifikanter Kraft-Unterschied bestand zwischen den Gruppen nicht. AS-Compliance und –Verformung waren ausschließlich statistisch signifikant höher bei den Kindern. Keine signifikanten Unterschiede zwischen Erwachsenen und Patienten wurden gefunden. Die Methodik zur Bestimmung der AS-Eigenschaften ist zuverlässig, was deren Implementierung in weitere funktionelle Untersuchungen ermöglicht. Die höhere funktionelle AS-Compliance bei Kindern kann als Schutz vor Überlastungsschäden diskutiert werden. Während funktioneller Aufgaben, bei denen höhere Kräfte auf die AS wirken, ging das Vorhandensein einer Tendinopathie nicht mit einer schwächeren Sehne einher.show moreshow less

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Metadaten
Author:Konstantina IntziegianniORCiD
URN:urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398732
Advisor:Frank Mayer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of first Publication:2017/09/14
Year of Completion:2016
Publishing Institution:Universität Potsdam
Granting Institution:Universität Potsdam
Date of final exam:2017/06/23
Release Date:2017/09/14
Tag:Achillessehne; Alter; Sehnen mechanische Eigenschaften; Tendinopathie
Achilles tendon; age; reliability; tendinopathy; tendon mechanical properties
Pagenumber:ix, 85, xii
RVK - Regensburg Classification:ZX 7980
Organizational units:Humanwissenschaftliche Fakultät / Institut für Sportmedizin und Prävention
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
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