92 Wien. Tierärztl. Mschr. - Vet. Med. Austria 97 (2010), 92 - 100 From the Allied Health Profession Research Unit, University of Central Lancashire 1 , UK, from the Movement Science Group Vienna, University of Veterinary Medicine Vienna 2 , the Section for Physical Medicine and Rehabilitation, Clinic for Surgery and Ophthalmology, Clinical Department for Companion Animals and Horses, University of Veterinary Medicine Vienna 3 , and the Department of Physical Therapy, The University of Tennessee at Chattanooga, Chattanooga 4 A comparison of human and canine kinematics during level walking, stair ascent, and stair descent J. RICHARDS 1 , P. HOLLER 2 , B. BOCKSTAHLER 2,3 , B. DALE 4 , M. MUELLER 3 , J. BURSTON 1 , J. SELFE 1 and D. LEVINE 4 received July 13, 2009 accepted for publication November 9, 2009 Keywords: biomechanics, kinematics, dog, human, stair ambulation. Summary Stair ambulation is sometimes unavoidable for humans and canines, and changes several parameters of the gait cycle in comparison to level walking. The purpose of this paper is to review and investigate stair ambulation kine- matics and kinetics for the human and canine when com- pared with gait on level surfaces. Data collected from 2 laboratories in a similar manner were analyzed to compa- re the ankle (tarsal) joint, knee (stifle) joint, and hip joint kinematics for level walking, stair ascent, and stair descent in dogs and humans. The comparison of humans and dogs reveals humans use a greater overall range of motion (ROM) in the hip and knee compared to dogs in all tasks. Dogs use a much greater ROM in the ankle or tarsal joint compared to humans in all tasks. The decreased amount of ROM used at the hip and stifle joints of dogs during level gait, stair climbing, and stair descent when compared to humans is likely a direct result of the increased amount of tarsal flexion dogs use when compared to people. This paper identifies the peak angles of flexion and extension, overall ranges of motion of the hindlimb during normal wal- king, stair ascent and descent. This information may be used to help devise rehabilitation programs for dogs that need to increase the motion in a particular hindlimb joint through targeted movement tasks. Schlüsselwörter: Biomechanik, Kinematik, Hund, Mensch, Treppensteigen. Zusammenfassung Ein kinematischer Vergleich des Gehens von Mensch und Hund auf ebener Fläche und auf Treppen Das Steigen von Treppen ist für Menschen und Hunde oftmals unvermeidbar und bedingt Veränderungen ver- schiedener Parameter des Bewegungszyklus im Vergleich zum Gehen auf der Ebene. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Kinematik von Mensch und Hund während des Treppensteigens zu untersuchen und mit der Kinematik während des normalen Gehens zu vergleichen. In 2 verschiedenen Laboratorien wurde auf die gleiche Art und Weise die Kinematik des Tarsal-, Knie- und Hüftge- lenks während des Gehens auf der Ebene und auf Treppen (auf- und abwärts) analysiert. Der Vergleich von Menschen und Hunden ergab beim Menschen ein größeres gesam- tes Bewegungsausmaß des Knie- und Hüftgelenks während aller getesteten Bewegungen. Hunde verwenden im Rahmen aller untersuchten Bewegungen ein sehr viel größeres Bewegungsausmaß des Tarsalgelenkes als Men- schen. Das im Vergleich zum Menschen verminderte Bewegungsausmaß von Hüft- und Kniegelenk der Hunde während des Gehens auf der Ebene und auf Treppen ist wahrscheinlich ein direktes Resultat der gesteigerten Fle- xion des kaninen Tarsalgelenkes. Die in dieser Studie untersuchten Parameter (maximale Flexion und Extension der Winkel und das Bewegungsausmaß) können dazu bei- tragen, Rehabilitationsprogramme für Hunde zu planen, bei denen die Beweglichkeit der entsprechenden Gelenke der Hinterextremität trainiert werden muss. Introduction Walking, or gait, is a motor skill essential to every day living. Humans and terrestrial animals alike depend on the ability to move from place to place to hunt or gather food, find shelter and complete other tasks that are important to sustain or enhance life. Geographic surfaces vary in topo- graphy and ambulation over uneven terrain is often neces- sary. Stairs were developed over 6,000 years ago to add semi-permanency to steep paths (TEMPLER, 1995). Stair ambulation is often unavoidable for humans and canines, and changes the joint kinematics in comparison to level walking. The degree of difference is dependent upon the characteristics of the specific step. The tread and riser are 2 important components of stair construction. Risers are the vertical stair height whereas the tread com- prises the horizontal stair depth. Dimensions of a standard step vary from country to country, and whether it is out- doors or indoors (TEMPLER, 1995). According to the INTERNATIONAL CODE COUNCIL (2003) a standard out- door step has a tread of 0.25 meters and a riser no more than 0.21 meters high (ANDRIACCHI et al., 1980). The convention of goniometry is different in humans and dogs and to fully understand the similarities and diffe- rences between the species in gait the normal angles need Abbreviations: CAST = calibrated anatomical system technique; ROM = range of motion