Offenburg University of Applied Sciences
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Running-Related Biomechanical Risk Factors for Overuse Injuries in Distance Runners: A Systematic Review Considering Injury Specificity and the Potentials for Future Research
Get PDFBackground: Running overuse injuries (ROIs) occur within a complex, partly injury-specific interplay between training loads and extrinsic and intrinsic risk factors. Biomechanical risk factors (BRFs) are related to the individual running style. While BRFs have been reviewed regarding general ROI risk, no systematic review has addressed BRFs for specific ROIs using a standardized methodology.
Objective: To identify and evaluate the evidence for the most relevant BRFs for ROIs determined during running and to
suggest future research directions.
Design: Systematic review considering prospective and retrospective studies. (PROSPERO_ID: 236,832).
Data Sources: PubMed. Connected Papers. The search was performed in February 2021.
Eligibility Criteria: English language. Studies on participants whose primary sport is running addressing the risk for the seven most common ROIs and at least one kinematic, kinetic (including pressure measurements), or electromyographic BRF. A BRF needed to be identified in at least one prospective or two independent retrospective studies. BRFs needed to be determined during running.
Results: Sixty-six articles fulfilled our eligibility criteria. Levels of evidence for specific ROIs ranged from conflicting to moderate evidence. Running populations and methods applied varied considerably between studies. While some BRFs appeared for several ROIs, most BRFs were specific for a particular ROI. Most BRFs derived from lower-extremity joint kinematics and kinetics were located in the frontal and transverse planes of motion. Further, plantar pressure, vertical ground reaction force loading rate and free moment-related parameters were identified as kinetic BRFs.
Conclusion: This study offers a comprehensive overview of BRFs for the most common ROIs, which might serve as a starting point to develop ROI-specific risk profiles of individual runners. We identified limited evidence for most ROI-specific risk factors, highlighting the need for performing further high-quality studies in the future. However, consensus on data collection standards (including the quantification of workload and stress tolerance variables and the reporting of injuries) is warranted
A Lightweight Mutual Authentication Protocol Based on Physical Unclonable Functions
No full textThe desire to connect more and more devices and to make them more intelligent and more reliable, is driving the needs for the Internet of Things more than ever. Such IoT edge systems require sound security measures against cyber-attacks, since they are interconnected, spatially distributed, and operational for an extended period of time. One of the most important requirements for the security in many industrial IoT applications is the authentication of the devices. In this paper, we present a mutual authentication protocol based on Physical Unclonable Functions, where challenge-response pairs are used for both device and server authentication. Moreover, a session key can be derived by the protocol in order to secure the communication channel. We show that our protocol is secure against machine learning, replay, man-in-the-middle, cloning, and physical attacks. Moreover, it is shown that the protocol benefits from a smaller computational, communication, storage, and hardware overhead, compared to similar works
Evaluation of the biomarker Dickkopf 3 in more than 1100 CKD patients of a German single center cohort using algorithm-based data analysis
No full textObjective: Dickkopf 3 (DKK3) has been identified as a urinary biomarker. Values above 4000 pg/mg creatinine (Cr) were linked with a higher risk of short-term decline of kidney function (J Am Soc Nephrol 29: 2722–2733). However, as of today, there is little experience with DKK3 as a risk marker in everyday clinical practice. We used algorithm-based data analysis to evaluate the potential dependence of DKK3 in a cohort from a large single center in Germany.
Method: DKK3 was measured in all CKD patients in our center October 1 st 2018 till Dec. 31 2019, together with calculated GFR (eGFR) and urinary albumin/creatinine ratio (UACR). Kidney transplant patients were excluded. Until the end of follow-up Dec 31 st 2021, repeated measurements were performed for all parameters. Data analysis was performed using MD-Explorer (BioArtProducts, Rostock, Germany) and Python with multiple libraries. Linear regression models were applied in patients for DKK3, eGFR and UACR. Comparison of the models was performed with a twosided Kolmogorov-Smirnov test.
Results: 1206 DKK3 measurements were performed in 1103 patients (621 male, age 70yrs, eGFR 29,41 ml/min/1.73qm, UACR 800 mg/g). 134 patients died during follow-up. DKK3 mean was 2905 pg/mg Cr (max. 20000, 75 % percentile 3800). 121 pts had DKK3 > 4000. At the end of follow-up 7 % of patients with DKK3 4000 (initial eGFR 15.7) underwent dialysis. Compared to eGFR and UACR at baseline, DKK3 > 4000 performed best to predict eGFR loss over the next 12 months.
Conclusion: In this cohort of CKD patients, DKK3 > 4000 at baseline predicted the eGFR slope better than eGFR or UACR at baseline. DKK3 > 4000 reflected a higher risk of progression towards ESRD in patients with similar baseline eGFR levels
Evaluierungsmöglichkeiten von "Return to run" nach einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes in einer physiotherapeutischen Praxis mit Hilfe einer biomechanischen Untersuchung
No full textDer "Return to run" (RTR) ist in der Rehabilitationsphase nach der Ruptur des vorderen Kreuzbandes ein entscheidender Moment für den Patienten. Die Kriterien von RTR sind aktuell jedoch noch vielfältig. Die Evaluierungsmöglichkeiten, die den Physiotherapeuten zur Verfügung stehen, sind nicht immer bekannt.
Das Ziel dieser Arbeit ist Messmethoden und -geräte vorzustellen, die für den Alltag einer physiotherapeutischen Praxis einfach anwendbar sind. Diese Messgeräte sollen die drei Gütekriterien (Validität, Reliabilität und Objektivität) der wissenschaftlichen Forschung erfüllen.
In diesem Sinne wurde eine Literaturrecherche durchgeführt. In diesem Systematic Review wurden Querschnittsstudien, Kohortenstudien und Literaturübersichten berücksichtigt. Insgesamt wurden 33 Studien (18 über die Kraftuntersuchung, 5 über die sensomotorische Untersuchung, 3 über die Laufanalyse und 7 über die Sprunganalyse) in der Studie eingeschlossen. Die Messgeräte, die in der Studie gefunden wurden, haben eine Validität mit einem Evidenzgrad von Moderat bis sehr gut. Sowohl die Inter- als auch die Intrareliabilität besitzen einen Evidenzgrad von gut bis sehr gut.
Alternativen zu den Gold Standards existieren. Sie stellen jedoch noch nicht eine perfekte Validität im Vergleich zu den Gold Standards dar. Allerdings ist sich die Mehrheit der Wissenschaftler darüber einig, dass diese Alternativen im Alltag gut anwendbar sind. In der zukünftigen Entwicklung dieser Messgeräte soll noch mehr Wert auf die absolute Validität gelegt werden."Return to run" (RTR) is a decisive moment for the patient in the rehabilitation after a rupture of the anterior cruciate ligament. The criteria of RTR are in the literature currently still diverse. The possibilities of assessment tools are not always known from the physiotherapists.
The aim of this paper is to present assessment tools and devices that are easy to use in the daily routine of a physical therapist. These tools should fulfil the three quality criteria (validity, reliability, and objectivity) of scientific research.
This Systematic Review considering Cross-sectional studies, cohort studies and SR. A total of 33 studies (18 on strength testing, 5 on sensorimotor testing, 3 on running analysis and 7 on jumping analysis) were included in the study. The assessment tools found in the study have validity with a level of evidence from Moderate to Excellent. Both inter- and intra-reliability has a level of evidence from Good to Excellent.
This study showed that alternatives to the Gold Standards (GS) existed. These do not yet provide perfect validity compared to the GS. However, most scientists agree that these alternatives can be used in the daily life of a physiotherapy practice. In the future development of these measuring instruments, even more emphasis should be placed on the absolute validity
N.I.C.E.-Wire: Next Generation Robust Eco-Friendly Bifacial PV Modules With High Efficiency
No full textAs PV enters the terawatt era, reliability, sustainability and low carbon footprint of solar modules are key requirements. The N.I.C.E.TM technology from Apollon Solar is a good candidate for significant improvements in these areas. As the second-generation pilot line is now functional with IEC certification underway, we present a holistic assessment of N.I.C.E.TM technology compared with conventional module technology with encapsulant. This includes electrical performance and cost/consumables, reliability, and degradation mechanisms as well as sustainability aspects. In addition, the new generation of N.I.C.E.-wire modules are presented that use thin round Cu wires instead of flat ribbons for interconnection. This candidate technology for an alternative to the Smart Wire Connection Technology (SWCT) is investigated experimentally as well as via numerical simulations
Blockchain für verlässliche Prozesse in der Industrieautomation
Get PDFDie Blockchain-Technologien sind nicht nur für Kryptowährungen viel diskutiert. Auch die Chancen und Probleme beim Einsatz im industriellen Umfeld sind noch nicht hinreichend erforscht. Hierzu leistet das Dipper-Projekt Beiträge, um den Einsatz zu erleichtern. Dazu wird zusammen mit Partnern von der KNUST aus Kumasi (Ghana) eine Lösung für die Absicherung der Lebensmittelproduktion in ländlichen Gebieten entwickelt.Blockchain technologies are not only much discussed for cryptocurrencies. The opportunities and problems of using them in an industrial environment have not yet been sufficiently researched. The Dipper – “Distributed IoT-Platforms for Safe Food Production – in Education, Research and Industry” project is making contributions to facilitate their use. A solution for securing food production in rural areas is being developed together with partners from the “Kwame Nkruma University of Science and Technology” in Kumasi (Ghana)
Verformung von Schuhobermaterial im Vor- und Mittelfußbereich bei verschiedenen Bewegungen
No full textDie Verletzung des Sprunggelenks ist eine der häufigsten Verletzungen bei vielen Sportarten. Um diese Verletzungen zu verringern und zu verhindern, werden immer neuere Gelenkschutzarten oder Schuhe entwickelt. Dafür sind vor allem Dehnungen am Schuhobermaterial interessant, für die es noch keine Studie gegeben hat.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Studie im Motion Capture Labor der Hochschule Offenburg durchzuführen und die maximale Dehnungen bzw. Längenänderungen im Vor- und Mittelfußbereich bei einem Schuh mit elastischem Obermaterial zu bestimmen. Dabei sollen auch die vertikale Kraft und die Zeitpunkte der maximalen Längenänderung gemessen werden.
Die Studie wurde mit 22 Probanden durchgeführt und es wurden eine statische Aufnahme und acht Bewegungen aufgenommen. Die relevanten Bewegungen für diese Arbeit sind Laufen, Gehen, Abstoppen aus schnellem Laufen und Abstoppen aus Gehen. Dabei wurde ein Motion Capture System und eine Kraftmessplatte genutzt, bei der die Probanden mit dem linken Fuß auftreten mussten. Der Vorfußbereich war mit fünf Markern und der Mittelfußbereich mit sieben Markern besetzt, die jeweils eine Querlinie über den Fuß bildeten. Die Kameras des Motion Capture Systems haben das reflektierende Infrarotlicht der Marker aufgenommen und das System die 3D-Daten gespeichert. Mit diesen Daten wurden alle Ergebnisse berechnet.
Es wurden hohe maximale Längenänderungen und vertikale Kräfte beim Abstoppen aus schnellem Laufen gefunden. Außerdem weisen Laufen und Gehen eine sehr niedrige vertikale Kraft beim Mittelfußbereich auf. Die Zeitpunkte der maximalen Längenänderungen sind für den Vor- und Mittelfußbereich bei jeder Bewegung sehr ähnlich. Der Vorfußbereich dehnt maximal am Anfang jeder Bewegung bzw. am Anfang des Auftretens des Fußes, während der Mittelfußbereich am Ende jeder Bewegung maximal dehnt.Ankle sprains are one of the most common injuries in many sports. To prevent and to decrease these injuries, new ankle braces or shoes are developed. Of interest for these developments is the expansion of elastic shoe upper material for which there has not yet been a study.
The objective of this thesis is to do a study in the motion capture laboratory of Hochschule Offenburg and to determine the maximum expansion or changes in length in the forefoot and midfoot area of a shoe with an elastic upper material. The verticle force and the time of the maximum expansion should also be measured.
The study was performed with 22 subjects and there were one static measurement and eight movements recorded. The relevant movements for this thesis are Running, Walking, Stopping from Fast Running, Stopping from Walking. For the measurements, a motion capture system and a forceplate on which the subjects had to step on with their left foot was being used. Five markers were placed on the forefoot area, while seven markers were placed on the midfoot area, each forming a line across the foot. The motion capture cameras recorded the reflecting infrared light of the markers, and the system saved the 3D-data. With this data, all results have been calculated.
High maximum expansions and verticle forces were found at Stopping from Fast Running. In addition, Running and Walking have a very low verticle force in the midfoot area. The time of the maximum expansions is very similar for the forefoot and midfoot area. The forefoot area expands maximally at the beginning of each movement which begins when the foot strikes the forceplate, whereas the midfoot area expands maximally at the end of each movement
Extended Reality – Neue (virtuelle) Realitäten in Corona-Zeiten?
No full textIm vorliegenden Beitrag werden zunächst die zentralen Begriffe abgegrenzt und die Voraussetzungen für die Schaffung von virtuellen Welten erklärt. Anschließend werden Beispiele vorgestellt und Chancen und Risiken diskutiert
Simulationsgestützte Systemauslegung für sorptionsgestützte, solare Kälteanlagen
No full textDie fluktuierende Verfügbarkeit regenerativer Energiequellen stellt eine Herausforderung bei der Planung und Auslegung regenerativer Gebäudeenergiesysteme dar. Die in einem System benötigten Speicherkapazitäten hängen dabei sowohl von der eingesetzten Regelungsstrategie als auch von den temperaturabhängigen Wirkungsgraden der Anlagenkomponenten ab. Genauere Einblicke in das Betriebsverhalten eines Gesamtsystems können dynamische Simulationen liefern, die eine Analyse der Systemtemperaturen und von Teilenergiekennwerten ermöglichen