Finite-Elemente-Analyse der Spannungsverteilungen in Kniebändern und Menisken während des Taekwondo-Drehkicks

Warum ein beliebter Kick dem Knie zusetzen kann

Der Drehkick gehört zu den spektakulärsten und am häufigsten eingesetzten Techniken im Taekwondo. Für Zuschauer wirkt er geschmeidig und mühelos, für das Knie des Athleten kann er jedoch eine anspruchsvolle und sich wiederholende Belastung bedeuten. Diese Studie blickte mithilfe von Computersimulationen ins Gelenk, um genau zu ermitteln, welche Bereiche des Knies beim Drehkick am stärksten beansprucht werden und warum das für die Prävention schmerzhafter Band- und Knorpelverletzungen wichtig ist.

Ein Blick ins Knie des Athleten

Anstatt sich nur auf Verletzungsstatistiken zu stützen, kombinierten die Forschenden Bewegungsdaten aus der Praxis von Elite-Taekwondo-Athleten mit einem detaillierten dreidimensionalen Computermodell des Knies. Zwölf Spitzenkämpfer führten standardisierte Drehkicks aus, während Kameras ihre Bewegungen verfolgten, Kraftmessplatten den Bodenkontakt registrierten und die Muskelaktivität über Hautsensoren aufgezeichnet wurde. Diese Messwerte wurden in ein muskuloskelettales Modell eingespeist, das die Gesamtkräfte durch das Knie zu vier entscheidenden Zeitpunkten des Kicks schätzte: Absprung, Knieanhebung, dem Moment des Tritts und der Landung. Diese Gelenkbelastungen wurden anschließend auf ein fein detailliertes digitales Knie angewendet, das aus medizinischen Aufnahmen erstellt wurde, sodass das Team kartieren konnte, wo mechanische Spannungen in Bändern und den stoßdämpfenden Menisken konzentriert auftreten.

Das Stützbein trägt die Hauptlast

Eines der deutlichsten Ergebnisse war, dass das am Boden stehende Bein, nicht das Kickbein, den Großteil der mechanischen Beanspruchung trägt. Im Kickbein waren die Spannungen in großen stabilisierenden Bändern mäßig und sehr lokal begrenzt, und die Menisken erfuhren nur geringen Druck. Im Gegensatz dazu zeigte das Stützknie deutlich höhere Belastungen sowohl in den vorderen als auch in den hinteren Kreuzbändern, die das Vorwärts‑Rückwärts‑Gleiten zwischen Oberschenkel- und Schienbein kontrollieren. Diese Spitzen traten besonders während der Vorbereitungs- und Schlagphasen auf, wenn Körpergewicht, Rumpfrotation und schnelle Streckung des Beins zusammenwirken, um das Stützknie zu verdrehen und zu komprimieren. Dieses Muster stimmt mit umfangreicheren Befunden überein, dass Innenbiegung und Drehbelastungen Schlüsselfaktoren für nicht-kontaktbedingte Bandverletzungen in vielen Feld‑ und Hallensportarten sind.

Versteckte Hotspots in den Stoßdämpfern des Knies

Die Spannungsabbildungen zeigten außerdem, wie ungleich die Last innerhalb der Polster des Knies, also des medialen und lateralen Meniskus, verteilt ist. Im Stützbein trugen beide Menisken deutlich höhere Spannungen als im angreifenden Bein, wobei der äußere (laterale) Meniskus als am stärksten belastet hervorstach. Hotspots gruppierten sich um den peripheren Rand und das hintere Horn — dieselben Regionen, in denen Risse bei Patientinnen und Patienten sowie in Kadaverstudien häufig beobachtet werden. Diese Bereiche sind entscheidend, um Druckbelastung in ein ringförmiges Muster zu übertragen, das die Gelenkflächen schützt. In Kombination mit Drehkräften, wie beim Drehkick, können wiederholt hohe Belastungen in diesen Zonen erklären, warum Meniskusschäden oft zusammen mit Bandverletzungen bei Kampfsportarten auftreten.

Wie das Modell aufgebaut wurde und was es aussagen kann — und was nicht

Für ihr virtuelles Knie nutzten die Forschenden CT‑ und MRT‑Aufnahmen eines Athleten, dessen Körpermaße nahe am Gruppendurchschnitt lagen. Knochen, Knorpel, Menisken und die wichtigsten Bänder wurden als dreidimensionale Formen rekonstruiert und in winzige Elemente unterteilt, denen Materialeigenschaften zugewiesen und die in einer Finite‑Elemente‑Analyse belastet werden konnten. Das Modell ging von vereinfachtem, einheitlichem Gewebeverhalten aus und untersuchte nur vier eingefrorene „Schnappschüsse“ der Bewegung anstelle des kontinuierlichen Kicks, wobei der Fokus auf relativen Mustern und nicht auf exakten realen Spannungswerten lag. Während diese Entscheidungen die Berechnungen praktikabel und stabil machen, bedeuten sie auch, dass die Ergebnisse nicht als präzise Verletzungsschwellen gelesen werden sollten, sondern als Karte dafür, wo und wann das Knie während des Kicks mechanisch am stärksten beansprucht wird.

Was das für Training und Verletzungsprävention bedeutet

Für Athletinnen und Athleten, Trainer und Klinikpersonal lautet die Kernaussage: Das ruhende Bein am Boden könnte einem größeren Risiko ausgesetzt sein als das Bein, das sichtbar das Ziel trifft. Das Stützknie absorbiert wiederholt hohe Dreh- und Druckbelastungen und konzentriert Spannungen nahe den Ansatzpunkten wichtiger Bänder sowie in den hinteren und äußeren Bereichen der Menisken. Das legt nahe, dass Kräftigungs‑ und Techniktraining besonderes Augenmerk darauf legen sollten, wie Athleten das Stützbein aufsetzen, rotieren und durchstrecken, und dass Erholungs‑ und Belastungssteuerungsprogramme die kumulative Beanspruchung dieses Gelenks berücksichtigen sollten. Indem die Studie zeigt, wo der Drehkick das Knie am meisten belastet, liefert sie eine biomechanische Wegkarte für die Gestaltung sichererer Trainingsroutinen und gezielter Präventionsmaßnahmen.

Zitation: Jia, M., Li, D., Ma, Y. et al. Finite element analysis of stress distributions in knee ligaments and menisci during the Taekwondo Roundhouse Kick. Sci Rep 16, 13334 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43031-8

Schlüsselwörter: Taekwondo, Knieverletzung, Bänder, Meniskus, Sportbiomechanik