The Influence of shoe type and performance level on joint Kknematics and loading in Latin American dancesport specific movements

Abstract

Tanzsport ist ein zunehmend beliebter Wettkampf- und Freizeitsport. Über die Biomechanik von Tanzbewegungen gibt es jedoch nur wenige Untersuchungen. Ziel dieser Studie war ein umfassender erster Überblick über die Biomechanik im Tanzstil Rumba und die Auswirkungen von Schuhwerk und Leistungsniveau darauf. Die Intention dahinter war, Erkenntnisse für die Verletzungsprävention und über die tänzerische Technik zu gewinnen.Es wurden Marker-Trajektorien der unteren Extremitäten, Bodenreaktionskräfte und Elektromyographiedaten für den normalen Gang und verschiedene Rumba-Grundschritte gemessen. Die Daten wurden von Tänzerinnen zweier verschiedener Leistungsniveaus (Anfänger und Profis) und für drei verschiedene Absatzhöhen (barfuss, Trainingsschuhe und Lateinschuhe) erhoben. Auf der Grundlage der gemessenen Daten wurden in OpenSim muskuloskelettale Simulationen durchgeführt, um Gelenkswinkel und Kontaktkräfte in Hüft-, Knie- und Sprunggelenk zu berechnen. Der verwendete Bewegungsumfang, die mittleren Gelenkswinkel und die Gelenkskräfte wurden zwischen normalem Gang und Tanzen sowie zwischen Schuhhöhen und Leistungsniveaus verglichen. Die verwendeten Statistiken waren gepaarte t-Tests und ANOVA.Die Ergebnisse zeigen, dass der verwendete Bewegungsumfang beim Tanzen im Vergleich zum normalen Gehen größer ist. Bei einigen Tanzbewegungen war die Spitzenkontaktkraft des Hüftgelenks höher und das Verhältnis der Kraftverteilung zwischen medialem und lateralem Kompartiment des Knies war ebenfalls höher als beim normalen Gehen. Diese Ergebnisse weisen auf mögliche Faktoren hin, die bei Tanzsportverletzungen, insbesondere bei Überlastungsschäden, eine Rolle spielen könnten.Die Spitzenkontaktkräfte im Sprunggelenk waren in hohen Schuhen sowohl beim normalen Gehen als auch beim Tanzen geringer als barfuss. Die Absatzhöhe zeigte jedoch keine großen Auswirkungen auf die Gelenkwinkel, außer im Sprunggelenk. Es wurden Unterschiede zwischen den Absatzhöhen und zwischen den Leistungsklassen beim Tanzen festgestellt, die jedoch nicht bei allen untersuchten Tanzbewegungen dieselben Ergebnisse zeigten. Daher ist weitere Forschung in diesem Bereich von großem Interesse, um umfangreichere und belastbarere Erkenntnisse zu gewinnen.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 3D-Bewegungsanalyse in Kombination mit muskuloskelettalen Simulationen ein vielversprechendes Instrument für zukünftige Verletzungspräventionsforschung und Leistungsdiagnostik im Tanzsport darstellt.

Dancesport is an increasingly popular competitive and recreational sport. However, there is little research on biomechanics of dance movements. The goal of this study was to give a comprehensive first overview of biomechanics in Rumba dance and the effects of footwear and level of proficiency thereupon. The intention was to gain insights for injury prevention and on dance technique. Marker trajectories of the lower extremeties, ground reaction forces and electromyography data were collected for normal gait and several basic steps of Rumba dance. Data was collected from dancers of two different performance levels (beginners and professionals) and for three different footwear heel heights (barefoot, training shoes and latin shoes). Based on measured data, musculoskeletal simulations were run in OpenSim to calculate joint angles and joint contact forces in hip, knee and ankle joint. The range of motion used, mean joint angles and joint contact forces were then compared between normal gait and dancing as well as shoe heights and levels of proficiency. Statistics used were paired t-tests and ANOVA.The results show that the range of motion used in dancing is higher compared to normal gait. For some dance movements, peak hip joint contact force was higher and range of force distribution ratio between medial and lateral compartment of the knee was also higher compared to normal gait. These results highlight possible factors involved in dancesport injuries, especially overuse injuries.Peak ankle joint contact forces were reduced with high-heeled shoes for both normal gait and dancing. However, heel height did not show any great effects on joint angles except in the ankle joint.Differences between heel heights and between performance classes in dancing were found, but did not show the same results across all different dance movements analysed. Therefore, further research in the area, on a broader statistical basis, is of great interest in order to gather more reliable knowledge.In conclusion, 3D motion analyis combined with musculoskeletal simulation was shown to be a promising tool for injury prevention research and performance diagnostics in dancesport in the future.