programm
1.
26. bis 27. Februar 2016 // Orthopädisches Spital Wien-Speising
20 Jahre Labor für Gang- und Bewegungsanalyse in Speising
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 3
Grußwort 5
Informationen zum lokalen & globalen Veranstalter 6
Sponsoren 8
Allgemeine Informationen 9
Lageplan 10
Tagungsort 11
Zeitplan 12
Programm 26. Februar 2016 13
Programm 27. Februar 2016 17
Detailprogramm // Abstracts I 19
Keynote 20
Klinische Ganganalyse bei orthopädischen Patienten 22
Sportliche Analysen 29
ICP - Bewegungsanalyse 33
Detailprogramm // Poster 41
Detailprogramm // Abstracts II 51
Bewegungsanalyse 52
Detailprogramm // Abstracts III 61
Keynote 63
Haltungsanalyse 63
Klinische Ganganalyse bei neurologischen Patienten 71
Autoren-index 79
26. – 27.02.2016 // Wien
3
4
grussWort
Sehr geehrte Damen und Herren,
als Vorsitzender der Gesellschaft für die Analyse Menschlicher Motorik in ihrer klinischen Anwendung
(GAMMA) freut es mich sehr, Sie hier in Wien zum ersten GAMMA-Kongress am 26. und 27. Februar 2016
begrüßen zu dürfen. Das Feld der klinischen Bewegungsanalyse ist von interdisziplinärer Zusammenarbeit
verschiedener Berufsgruppen geprägt. Deshalb freut es mich besonders, dass für das wissenschaftliche
Programm verschiedene Berufsgruppen ihre Beiträge beisteuern und dass sich die Zuhörerschaft interdisziplinär zusammensetzt. Die GAMMA richtet zum ersten Mal einen wissenschaftlichen Kongress neben
ihren jährlichen Workshops aus, inhaltlich geht es um verschiedene Teildisziplinen der klinischen Bewegungsanalyse. Die Themenvielfalt der Beiträge zeigt, welchen Stellenwert den Analysen im Forschungsbereich aber auch in der täglichen klinischen Routine beigemessen wird.
Der Verein GAMMA ist eine deutschsprachige Vereinigung, die sich zum Ziel gesetzt hat, der klinischen Bewegungsanalyse eine Plattform zu bieten und es allen Interessierten ermöglicht, sich mit Kollegen und Kolleginnen im deutschsprachigen Raum auch international zu vernetzen. Mit mehr als 100 Mitgliedern zählt
die GAMMA im internationalen Vergleich zu den großen Gesellschaften auf diesem Gebiet. Die jährlich ein
bis zweimal stattfindenden Workshops sind für die GAMMA-MitgliederInnen kostenlos und ermöglichen neben der Wissenserweiterung auch eine gute Kontaktpflege mit anderen Einrichtungen und Kollegen.
Als Veranstaltungsort für ihren ersten Kongress hat die GAMMA das orthopädische Spital Speising gewählt,
denn das Labor für Gang- und Bewegungsanalyse an diesem Spital wurde vor 20 Jahren gegründet und
feiert somit ein besonderes Jubiläum. Betrachtet man die Entwicklung dieses Bewegungsanalyselabors, so
zeigt sich einerseits der Stellenwert dieser Einrichtung innerhalb des Orthopädischen Spital Speising, aber
auch der Fortschritt und das erweiterte Betätigungsfeld der klinischen Bewegungsanalyse.
In diesem Sinne wünsche ich Ihnen allen einen spannenden,
inspirierenden und erfolgreichen Kongress.
Ihr
Andreas Kranzl
Gammavorsitzender, Tagungspräsident
26. – 27.02.2016 // Wien
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Informationen zum lokalen
& globalen Veranstalter
Ziele
D
ie Gesellschaft für die Analyse Menschlicher Motorik in ihrer klinischen Anwendung (GAMMA) setzt sich
dafür ein, dass sich die instrumentelle Gang- und Bewegungsanalyse in der klinischen Diagnostik als
gängige Untersuchungsmethode etabliert.
Die GAMMA geht dabei folgenden Zielstellungen nach:
Förderung der (interdisziplinären) Zusammenarbeit der Ganganalysemitarbeiter bei der Interpretation der
Gang- und Bewegungsanalysedaten
•
•
•
•
•
•
Integration und Etablierung der klinischen Gang- und Bewegungsanalyse in den klinischen Alltag (z.B. Orthopädie, Neuroorthopädie, Physiotherapie)
Veranstaltung von Fortbildungskursen zum Thema klinische Gang- und Bewegungsanalyse
Veranstaltung von regelmäßigen Tagungen zum wissenschaftlichen Austausch und Studienplanung
Durchführung von Workshops mit praxisbezogenen Problemstellungen oder Besprechung von Fallbeispielen
Standardisierungsempfehlungen (Räumliche und technische Ausstattung eines Gang- oder Bewegungsanalyselabors, Durchführung und Auswertung von Bewegungsanalysen, Interpretation der Ganganalysedaten)
Vernetzung mit nationalen und internationalen Gesellschaften mit ähnlichem Themengebiet
Wie werde ich Mitglied?
•
Der Mitgliedsbeitrag beträgt derzeit EUR 30,00 /Jahr.
•
Der Antrag ist zu richten an FH Campus Wien, z.Hd. Klaus Widhalm, Favoritenstrasse 226, A-1100
Wien, Österreich (Online Einreichung).
•
Der Antrag ist online ausfüllbar:
http://www.g-a-m-m-a.org/index.php/gamma-gesellschaft/gamma-mitgliedsantrag
•
Über den Aufnahmeantrag entscheidet der Vorstand.
•
Die Einzahlung des Mitgliedbeitrages von 30,00 Euro erst nach Erhalt der Bestätigung über die Aufnahme durchführen.
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Tagungsort
Lokales Organisationsteam
Orthopädisches Spital Speising
Ing. Dr. Andreas Kranzl
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Speisinger Straße 109
1130 Wien
Tagungshomepage
www.kongress2016.g-a-m-m-a.org
OÄ Dr. Gerda Reichel-Vacariu, MSc
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Klaus Widhalm, PT
FH Campus Wien - Physiotherapie
OA Dr. Alexander Krebs, MSc
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Veranstalter
Gesellschaft für die Analyse Menschlicher Motorik
in ihrer klinischen Anwendung (GAMMA)
Mag. Stefan Kotzian
Neurologisches Rehabilitationszentrum
Rosenhügel, Wien
Ing. Bernhard Attwenger
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Wissenschaftliches Komitee
Andreas Kranzl
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Felix Stief
Orthop. Universitätsklinik Friedrichsheim
Sebastian Wolf
Universitätsklinik Heidelberg
Stefan Kotzian
Neurologisches Rehabilitationszentrum
Rosenhügel, Wien
Gerda Reichel-Vacariu
Orthopädisches Spital Wien-Speising
Klaus Widhalm
FH Campus Wien - Physiotherapie
Alexander Krebs
Orthopädisches Spital Wien-Speising
26. – 27.02.2016 // Wien
Brian Horsak
Fachhochschule St. Pölten - Physiotherapie
Jacqueline Romkes
Kinderspital Basel
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sponsoren
Mit herzlichem Dank an unsere Kooperationspartner:
Ausstellungsplan
Aussteller:
Ausstellungsstand
Stehtisch
1. Novel
4. Prophysics
2. Velamed
5. Neurodata
3 Contemplas
6. Simi
Catering/Getränketisch/Kaffeemaschine
5
8
1
2
3
2
1
Allgemeine Informationen
Fortbildung und Zertifizierung
für Teilnehmer aus Österreich
Die Veranstaltung wurde bei der Österreichischen Arztakademie zur Approbation eingereicht.
(Fortbildungs-ID: 530286)
für Teilnehmer aus Deutschland und der Schweiz
Die Zertifizierung der Fortbildungen müssen bei den jeweiligen Landesärztekammern selbst eingereicht
werden.
Teilnahmebestätigung
Die Teilnahmebestätigung wird am Kongresstag zusammen mit den Unterlagen übergeben.
Posterbegehung
Die Poster sind während des gesamten Kongresses jederzeit frei zugänlich. Die geführte Posterbegehung findet am Freitag, den 26. Februar 2016, von 15:30 bis 16:15 Uhr statt.
Wlan
Wlan wird den Kongress-Teilnehmern kostenlos zur Verfügung gestellt. Die Anmeldedaten lauten wie folgt:
Wlan-Name: Benutzername: Kennwort: kongress
kongress
osskongress
Anreise // Parkmöglichkeiten
Direkt vor dem Spital befindet sich die Haltestelle „Riedelgasse“ der Straßenbahn Linie 60.
Alle weiteren Informationen entnehmen Sie bitte dieser Seite:
http://kongress2016.g-a-m-m-a.org/index.php/allgemeine-informationen
Garderobe
Die Garderobe befindet sich links neben dem Eingang zum Prof.-Spitzy-Auditorium.
Pausenverpflegung
In der Vormittags- & Nachmittagspause werden Kaffee, Getränke und kleine Snacks angeboten.
In der Mittagspause stehen ein warmes Buffet und Getränke bereit.
26. – 27.02.2016 // Wien
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lageplan
10
TAGUNGSORT
Registrierung
Catering / Ausstellungsbereich - Industrie
, Industrieausstellung
Poster
Eingang
26. – 27.02.2016 // Wien
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Zeitplan
Programm Freitag 26. Februar 2016
Beginn
Dauer
09:00
Begrüßung
09:15
00:45
Keynote
10:00
01:45
Klinische Ganganalyse bei orthopädischen Patienten
11:45
00:30
Pause
12:15
00:45
Sportliche Analysen
13:00
01:00
Mittagspause
14:00
01:30
ICP – Bewegungsanalyse
15:30
00:45
Poster
16:15
00:30
Pause
16:45
01:30
Bewegungsanalyse
18:15
01:45
Weinverkostung
18:45
01:15
GAMMA Mitgliederversammlung
20:00
Programm Samstag 27.02.2016
Beginn
Dauer
09:00
00:45
Keynote
09:45
01:15
Haltungsanalyse
11:00
00:30
Pause
11:30
01:30
Klinische Ganganalyse bei neurologischen Patienten
13:00
Ende
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programm 26. Februar 2016
Keynote
26. 02. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:15 – 10:00 Uhr
Klinische Bewegungsanalyse bei Arthrose
Annegret Mündermann; Basel/CH
Klinische Ganganalyse bei orthopädischen Patienten
26. 02. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
10:00 - 11:45 Uhr
Segmentierte Wirbelsäulenbewegungen bei zwei verschiedenen Altersgruppen
beim Gehen mit zwei Geschwindigkeiten
David North; Wien/AT
Evaluation dynamischer und statischer Aufnahmen mittels Fußdruckanalyse und deren
Unterschiede zwischen symptomatischen und asymptomatischen kindlichen Knicksenkfüßen
Britta Krautwurst; Heidelberg/DE
Effekt von Biofeedback auf das Erlernen von Teilbelastung
Ursula Nagl; St. Pölten/AT
Vergleich ganganalytischer und klinischer Ergebnisse zwischen minimal invasiver
anterolateraler und klassischer transglutealer HTEP-Implantation
Klaus Sander; Eisenberg/DE
Evaluierung des Gangbildes nach Implantierung eines motorisierten Distraktionsmarknagels
Katharina Burger; Wien/AT
Dynamische Kniegelenksbelastung bei Kindern- und Jugendlichen mit Genua Valga:
Ergebnisse nach operativer Achskorrektur
Sebastian Farr; Wien/AT
4-Jahres Follow-up mittels Pedobarographie nach Totalprothese des ersten Metatarsophalangealgelenks
Corina Nüesch; Basel/CH
26. – 27.02.2016 // Wien
13
programm 26. FebRUAR 2016
Sportliche Analysen
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
12:15-13:00
Geschlechtsspezifische Hüftkinematik in der Frontalebene und Gluteus Medius Aktivität in
sportspezifischen Risikosituationen
Sabrina Erdrich; Heidelberg/DE
Einfluss einer unilateralen Dysmelie des Unterarms auf die Bodenreaktionskräfte eines
800 m-Läufers
Stefan Litzenberger; Vienna/AT
Geschlechtsspezifische Kniekinematik und –kinetik bei unvorbereiteten Einbeinlandungen
mit dem modifizierten Heidelberger Sprungtest
Florian Lammer; Heidelberg/DE
ICP – Bewegungsanalyse
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
14:00-15:30
Veränderung des Längenvektors zwischen Sacrum und dem Hüftgelenkszentrums
während eines Gangzyklus
Sebastian Durstberger; Wien/AT
Frequenzanalyse von EMG Daten beim Gehen von verschieden Patienten- und
Probandengruppen mittels Wavelet Transformation Jacqueline Romkes; Basel/CH
Gaitmatcher – Fortschritte bei der Suche nach Gangbild-Zwillingen
Oliver Rettig; Heidelberg/DE
Kontraktiles Verhalten des Gastrocnemius medialis bei Kindern mit infantiler
Zerebralparese beim Gehen
Matthias Hösl; Aschau/DE
14
programm 26. Februar 2016
Analyse der Muskelkoordination beim Scherengang von Kindern mit Zerebralparese
Reinhard Hainisch; Wien/AT
Rennen mit Zerebralparese: was sind die Voraussetzungen?
Harald Böhm; Aschau/DE
Poster
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
15:30-16:15
Evaluierung des in der Schwungphasenanalyse verwendeten Algorithmus zur
kinematischen Detektion von initialem Bodenkontakt und Zehenablösung
Theresa Fische; Wien/AT
Regelung der Laufbandgeschwindigkeit über ein 3D-Motion-Capture-System
Caterine Schwab; Wien/AT
Messung der Sprunggelenkstabilität im Praxisalltag
Robert Benz; Wiesbaden/DE
Haltungsänderungen bei Volksschulkindern beim Tragen von dorsalen Lasten
Brigitte Wolf; Wien/AT
Erfolg von Orthesen zur Gangbildverbesserung in der Relation zu chirurgischer Intervention bei ICP
Sebastian Wolf; Heidelberg/DE
Erfassung der Oberkörperbewegung beim oberschenkelamputierten Gang
Katja Orlowski; Magdeburg/DE
Evaluierung der posturalen Kontrolle beim Gehen und Sit-to-Stand Aktivitäten auf Basis
mobiler Sensorik
Peter Breyer; Wien/AT
Möglichkeiten und Grenzen der neuesten Generation videobasierter 3D-Ganganalysesysteme
Verena Hirschmann; Schwarzenbruck - Nürnberg/DE
26. – 27.02.2016 // Wien
15
programm 26. Februar 2016
Bewegungsanalyse
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
16:45-17:30
Bewegungsmuster von Hüfte und lumbaler Wirbelsäule bei ADL-Bewegungen bei
gesunden Probandinnen und Probanden
Klaus Widhalm; Wien/AT
Einfluss plantarer elektrischer und mechanischer Stimulation auf das Gangverhalten
älterer Gesunder
Laura Niklaus; Chemnitz/DE
Validierung eines Krückenfeedbacksystems
Dominik Paterno; St. Pölten/AT
Rehabilitation im häuslichen Umfeld durch supervidiertes Training mittels Kinect V2
Matthias Scherer; Wien/AT
Schultergürtelbewegung bei Patienten mit anatomischer Schulter-Totalendoprothese
(TEP): 5 Jahres Follow-Up
Hendrik Bruttel; Heidelberg/DE
Quantitativer kinematischer Vergleich der oberen Extremität zwischen Normprobanden
und Prothesenträgern unter Einbeziehung verschiedener Handprothesen
Barbara Pobatschnig; Wien/AT
16
programm 27. Februar 2016
Keynote
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:00-09:45
Von der Diagnostik zur Therapie – die Möglichkeiten von Echtzeit-Bewegungs­feedback in
der Rehabilitation von Gangstörungen
Rüdiger Rupp; Heidelberg/DE
Haltungsanalyse
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:45-11:00
Auswirkung elektrischer Stimulation auf das Gleichgewicht
Claudio Zippenfennig; Chemnitz/DE
Gutes Gleichgewicht trotz Juveniler Idiopathischer Arthritis – unerwartetes Ergebnis einer
Querschnittsuntersuchung von Kindern und Jugendlichen
Josephine Merker; München/DE
Die Auswirkung der sturzassozierten Selbstwirksamkeit auf das komplexe
Gleichgewichtsvermögen
Thomas Wolfsegger; Linz/AT
Mechanische Belastungsverteilung im bipedalen Stand bei Patienten mit unilateraler
Hüftgelenksarthrose
André Schmidt; Kreischa/DE
Entwicklung eines Simulationsgeräts zur Nachbildung der Körperschwankungen im
aufrechten Stand
Peter Breyer; Wien/AT
26. – 27.02.2016 // Wien
17
programm 27. Februar 2016
Klinische Ganganalyse bei neurologischen Patienten
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
11:30-13:00
Motorische Regeneration nach Schlaganfall: Einfluss der ambulanten Therapie
Dominik Raab; Duisburg/DE
Instrumentierter Timed-up-and-Go Test bei SchlaganfallpatientInnen: Detektion von
Bewegungsphasen mit dem eSHOE System
Veronika David; Wien/AT
Untersuchung der Muskelarchitektur während des Gehens nach inkompletter
traumatischer Querschnittsverletzung – Eine Einzelfallstudie.
Andreas Brand; Murnau am Staffelsee/DE
Charakterisierung individueller Gangstörungen bei Patienten mit Multipler Sklerose mittels
detaillierter kinematischer Gangprofile
Linard Filli; Zürich/CH
Der Einfluss einer kognitiven Beeinträchtigung auf das gangmotorische Outcome des
Spinal-tap-Test im Rahmen der Normaldruckhydrozephalus-Therapie
Thomas Wolfsegger; Linz/AT
Vergleich sagittaler Fußwinkel der 3D-Fußanalyse mit radiologischen Winkeln während
des Stehens bei Hereditärer Motorisch-Sensorischer Neuropathie (HMSN)
Annika Wallroth; Heidelberg/DE
18
Detailprogramm // Abstracts I
26. – 27.02.2016 // Wien
19
detailprogramm
Keynote
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:15-10:00
Vorsitzender: Andreas Kranzl
Klinische Bewegungsanalyse bei Arthrose
A. Mündermann // Basel (Schweiz)
Die Gelenksmechanik während des Gehens und anderen Alltagsaktivitäten spielt eine wichtige Rolle bei der
Entstehung sowie dem Verlauf der Arthrose in den Gelenken der unteren Extremitäten. So ist zum Beispiel
bei Patienten mit Gonarthrose im medialen Kompartiment das externe Knieadduktionsmoment während des
Gehens mit zunehmenden Schweregrad der Arthrose zunehmend erhöht. Patienten mit Coxarthrose oder
Sprunggelenksarthrose gehen mit geringerem Bewegungsumfang in der Hüfte und im Knie beziehungsweise im Sprunggelenk.Patienten mit Arthrose zeigen verschiedene Kompensationsmechanismen zur Kontrolle
der Gelenksmechanik und somit auch zur Schmerzreduktion. Diese Kompensationsmechanismen reichen von
Beispiel Veränderungen in der seitlichen Bewegung des Oberkörpers zur Platzierung der Füße beim Gehen.
Des Weiteren haben Patienten mit Gonarthrose eine vermehrte Vorwärtsbeugung des Oberkörpers und daraus
resultierend ein geringeres Knieflexionsmoment beim Treppensteigen.
Die Gelenksmechanik kann wiederum durch zahlreiche Interventionen verändert und auftretende Kräfte und
Momente verringert werden. Diese Interventionen reichen von physiotherapeutischen Maßnahmen wie Muskelkräftigung über die Verwendung von Hilfsmitteln wie modifizierte Schuhe, Schienen oder Einlagen hin zu
operativen Methoden wie gelenkserhaltenden Osteotomien. In den letzten Jahren wurden zudem vermehrt
Möglichkeiten der belastungsverändernden Gangtherapie untersucht.
Die klinische Bewegungsanalyse ermöglicht zum einen die Erfassung von Kompensationsmechanismen, zum
anderen die Beurteilung der Effizienz von belastungsändernden Interventionen. In diesem Vortrag werde ich
anhand von Fallbeispielen und Kohortendaten die Möglichkeiten der klinischen Bewegungsanalyse aufzeigen,
um die ideale Behandlungsmethode für einen Patienten mit Arthrose der unteren Extremitäten zu finden und
deren Effizienz zu überprüfen.
PD. Dr. habil. Annegret Mündermann
Leiterin Funktionelle Biomechanik
Klinik für Orthopädie und Traumatologie
Universitätsspital Basel, Schweiz
20
keynote
Akademische Ausbildung
2010
Dr. habil., Venia Legendi Sportwissenschaft/Bewegungswissenschaft, Universität Konstanz, Konstanz,
Deutschland
2003–2005 Postdoctoral Fellowship in Biomechanical Engineering, Stanford University, Stanford, CA, USA
2003
Ph.D. in Medical Science / Biomechanics
Awarded the Chancellors’ Medal for Excellence in Research, University of Calgary, Canada
1998
Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien in Mathematik und Sportwissenschaft, Universität Konstanz, Deutschland
Beruflicher Werdegang
Seit 12/2012
Leiterin Funktionelle Biomechanik, Klinik für Orthopädie und Traumatologie, Universitätsspital Basel,
Basel, Schweiz
Seit 07/2014
Honorary Adjunct Senior Research Fellow, School of Physiotherapy, University of Otago, Dunedin,
Neuseeland
Seit 12/2010
Privatdozentin, Sportwissenschaft, Universität Konstanz, Konstanz, Deutschland
10/2009–11/2010 Dozentin, Sportwissenschaft, Universität Konstanz, Konstanz, Deutschland
04/2009–06/2014 Adjunct Senior Research Fellow, School of Physiotherapy, University of Otago, Dunedin, Neuseeland
02/2008–03/2009 Senior Research Fellow, School of Physiotherapy, University of Otago, Dunedin, Neuseeland
11/2005–02/2008 Research Associate, Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, California, USA
09/2006–08/2007Instructor, Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, California, USA
01/2003–10/2005 Postdoctoral Fellow, Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, California, USA
Wissenschaftliche Preise
2015
2014
2007
2006
2005
2003
2003
2003
Maurice E. Müller Award, Swiss Orthopaedics, Finalist
Best Paper Award, Deutsche Gesellschaft für Biomechanik, vergeben anlässlich des World Congress of Biomechanics in Boston, July 2014
Promising Young Investigator Award, International Society of Biomechanics, 3rd Price
Clinical Biomechanics Award, American Society of Biomechanics, Finalist
Promising Young Investigator Award, International Society of Biomechanics, 3rd Price
Chancellor’s Graduate Medal, University of Calgary
Clinical Biomechanics Award, American Society of Biomechanics, Finalist
Young Investigator Award, Technical Group on Footwear Biomechanics, International Society of Biomechanics, Finalist
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
50+ Publikationen in peer-reviewed Journals; Hirsch Index: 19; 2000+ Zitationen
Finanzierung
Schweizer Nationalfonds, European Space Agency, Department of Veterans Affairs
Weitere Aktivitäten
•
•
Schriftführerin, Deutsche Gesellschaft für Biomechanik (seit 2014)
Gutachterin, zahlreiche Zeitschriften
26. – 27.02.2016 // Wien
21
detailprogramm
Klinische Ganganalyse bei orthopädischen Patienten
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
10:00-11:45
Vorsitzende: Harald Böhm, Harry Klima
Segmentierte Wirbelsäulenbewegungen bei zwei verschiedenen Altersgruppen beim Gehen mit zwei Geschwindigkeiten
D. North1, A. Kranzl1, B. Attwenger1, B. Horsak2, C. Peham1 // 1Wien (Österreich), 2St. Pölten (Österreich)
Einleitung: Die Auswirkung der Ganggeschwindigkeit auf die Bewegungen der unteren Extremitäten ist
bereits gut dokumentiert. Welchen Einfluss die Geschwindigkeit beim Gehen auf den Thorax hat, wurde nur
von wenigen Arbeiten beleuchtet. In dieser Studie wird diese Auswirkung, mittels spezieller Betrachtung der
Wirbelsäulenbewegungen in verschiedenen Segmentbereichen, untersucht. Neben der Ganggeschwindigkeit wird das Alter als Co Faktor ebenfalls untersucht. Methode und Material: Tabelle 1 beschreibt die Wirbelsäulenbereiche, die untersucht wurden. Insgesamt
nahmen 30 Personen (je 15 zwischen 20-35, 40-50 Jahre) an dieser Studie teil. Die Aufnahmen wurden mittels eines 3D Messsystems erstellt. Eine Gehstrecke von 10 Metern musste 8-mal mit normaler (self selected
speed) und einer schnelleren Ganggeschwindigkeit zurückgelegt werden. Die Ergebnisse wurden mithilfe
des T-Tests analysiert.
Ergebnisse: Altersunabhängig werden das Becken und der
Oberkörper beim schnellen Gehen mehr nach vorne gekippt. Die
Vorneigung des Oberkörpers ist gegenüber dem Becken geringer ausgeprägt. Dieser Effekt hat seine Ursache in der Lendenlordose, die bei erhöhter Geschwindigkeit zunimmt. Die mittlere
Stellung bei allen anderen Wirbelsäulenwinkeln bleibt unverändert, der Bewegungsumfang nimmt jedoch signifikant zu. Bei
den jüngeren Probanden ist das Becken mehr nach vorne geTabelle1: Definition der Wirbelsäulensegmente kippt. Die Beckenkippung wird vor allem im Bereich von L3 bis
inkl. deren Berechnung
T10 mittels erhöhter Lordose ausgeglichen. Die Oberkörpervor
Tneigung ist bei den jüngeren Probanden niedriger.
Zusammenfassung: Zwischen den Altersgruppen zeigte sich bei der älteren Gruppe eine stärkere Oberkörpervorneigung gegenüber der jüngeren Gruppe, trotz signifikant niedrigerer Ganggeschwindigkeit. Dies
bedingt in der jüngeren Gruppe eine vermehrte Lordose im Bereich von L3 bis TH10, die zu einer vermehrten
Oberkörperaufrichtung führt. Bei erhöhter Geschwindigkeit nimmt der Bewegungsumfang aller Wirbelsäulenbereiche in der frontalen und sagittalen Ebene zu. Der Bewegungsumfang des gesamten Thorax nimmt nur
in der frontalen Ebene zu. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Klassifizierung der Wirbelsäulenbewegungen in
verschiede Altersgruppen und Ganggeschwindigkeiten unabdingbar für Normdaten ist. 22
abstracts i
Evaluation dynamischer und statischer Aufnahmen mittels Fußdruckanalyse
und deren Unterschiede zwischen symptomatischen und asymptomatischen
kindlichen Knicksenkfüßen
B. K. Krautwurst, C. Völkel, T. Dreher, S. I. Wolf // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Der Knicksenkfuß ist eine häufige Abweichung der
Fußform bei Kindern [1]. Aufgrund einer meist subjektiven Beurteilung besteht eine große Interpretationsvariabilität. Eine geläufige Untersuchungsmethode zur Bestimmung des Längsgewölbes
stellt die Fußdruckanalyse dar [2]. Hierzu wird der Arch Index (AI)
(Fläche) [3] und der Kraftindex (KI) (Verhältnis des Mittelfußes zum
ganzen Fuß ohne Zehen) berechnet. Ziel der Studie war, den Zusammenhang sowohl zwischen dynamischen und statischen Aufnahmen als auch zwischen dem AI und KI wie auch Unterschiede zwischen symptomatischen und asymptomatischen kindlichen
Knicksenkfüßen mittels objektiver Fußdruckanalyse zu eruieren.
Dynamische (links) und statische (rechts)
Aufnahmen eines Knicksenkfußes mittels
Fußdruckanalyse
Ergebnisse: Methode und Material: 14 Kinder, 7 ohne und 7 mit symptomatischen Knicksenkfüßen, wurden mittels Fußdruckanalyse (Novel) gemessen. Die Kinder sollten sowohl die Druckmessplatte überlaufen (dynamisch/Gehen) als auch mit einem
Bein auf der Platte verharren (statisch/Einbeinstand) (Abbildung). Der Arch- und Kraftindex wurde für beide Konditionen
(linke Füße) berechnet. Der Spearman-Rho und Mann-Whitney-U-Test wurden für die statistische Auswertung verwendet.
Asymptomatisch
Symptomatisch
p-Wert
AI dynamisch
0,23±0,05 (0,17-0,31)
0,25±0,08 (0,13-0,37)
0,655
KI dynamisch
0,09± 0,04 (0,03-0,15)
0,13±0,12 (0,12-0,36)
0,749
AI statisch
0,24±0,08 (0,08-0,35)
0,29±0,07 (0,21-0,40)
0,225
KI statisch
0,14±0,09 (0,01-0,28)
0,22±0,19 (0,07-0,62)
0,749
Parameter MW±SA (Min-Max)
Eine hohe Korrelation besteht sowohl zwischen den dynamischen und statischen Aufnahmen (AI r=0,83,
p<0,01 und KI r=0,86, p<0,01), als auch zwischen dem AI und KI (dynamisch r=0,91, p<0,01 und statisch
r=0,89, p<0,01).
Die symptomatischen Knicksenkfüße zeigen einen höheren AI und KI sowohl bei den dynamischen als
auch statischen Aufnahmen im Vergleich zu den asymptomatischen Knicksenkfüßen (Tabelle). Bezüglich
Alter, Geschlecht und BMI gibt es keine Unterschiede.
26. – 27.02.2016 // Wien
23
detailprogramm
Zusammenfassung: Bei kindlichen Knicksenkfüßen können das Gehen und der Einbeinstand mittels Fußdruckanalyse erhoben werden. Es besteht ein hoher Zusammenhang zwischen Gehen und Einbeinstand;
ebenso zwischen AI und KI – je mehr Fläche des Mittelfußes den Boden berührt, desto mehr Kraft wird aufgewandt. Bezüglich der Unterscheidung zwischen symptomatischen und asymptomatischen Knicksenkfüßen
weisen die Symptomatischen tendenziell eine größere Berührungsfläche und Kraft des Mittelfußes auf. Bezüglich AI zeigen beide Gruppen Füße mit „flat arch“ (AI≥0,26 [3]). Die Ergebnisse geben wichtige objektive
Informationen bezüglich Fußbelastung, die durch eine höhere Fallzahl belegt und durch eine veränderte
Fußdruckzoneneinteilung präzisiert werden soll.
[1] Pfeiffer et al., Pediatrics, 2006; 118:634-639
[2] Halabchi et al., Iran J Pediatr, 2013; 23:247:260
[3] Cavanagh Et al., J Biomechanics, 1987; 20:547-551
Effekt von Biofeedback auf das Erlernen von Teilbelastung
U. Nagl, B. Wondrasch // St. Pölten (Österreich)
Einleitung: Nach Verletzungen und Operationen der unteren Extremität wird häufig Teilbelastung verordnet.
Mit dieser Belastungsreduktion sollen die posttraumatische/postoperative eingeschränkte Belastbarkeit berücksichtigt und der physiologische Wundheilungsprozessn unterstützt werden.
Im Falle von Osteosynthesen und Implantaten soll der Einheilungsprozess durch den dosierten Belastungsaufbau unterstützt werden. Bisherige Studien belegen, wie schwer das Einhalten der Teilbelastung nach den
herkömmlichen Lernmethoden, wie z. Bsp. einer analogen Personenwaage, ist und zeigen eine Verbesserungstendenz unter der Verwendung von Biofeedback-Methoden. Ziel dieser Studie war es den Effekt von
Biofeedback auf das Erlernen von Teilbelastung verglichen mit einer herkömmlichen analogen Personenwaage zu untersuchen.
Methode und Material: Zwanzig gesunde TeilnehmerInnen (7 Männer, 13 Frauen; Mittelwerte +/- SD: Alter,
23,5 +/- 3,0 Jahre; Gewicht, 68,9 +/- 11,6 kg) nahmen an dieser Studie teil. Die TeilnehmerInnen wurden
durch einen Nummerngenerator in zwei Gruppen eingeteilt. Die Interventionsgruppe erlernte eine Teilbelastung von 30 % des Körpergewichts mit Hilfe eines intelligenten Krückensystems während die Kontrollgruppe
die gleiche Teilbelastung mit Hilfe von acht Personenwaagen erlernte. Zum Messen des Lernerfolges wurde
ein Transfertest (Stiegen rauf- und runtersteigen) herangezogen.
Ergebnisse: Die Kontrollgruppe belastete das teilzubelastende Bein während des Transfertests mit durchschnittlich 32,9 % (+/- 9,9 SD) des Körpergewichts wohingegen die Interventiongruppe das Bein mit durchschnittlich 47,4 % (+/-8,4 SD) des Körpergewichts belastete.
Zusammenfassung: Den TeilnehmernInnen fiel es schwer die zuvor erlernte Teilbelastung nach einer 15
minütigen Lerneinheit genau einzuhalten. TeilnehmerInnen der Kontrollgruppe waren dennoch signifikant
besser. Dies bedeutet kontroverse Ergebnisse verglichen mit bisherigen Studien
24
Abstracts I
Vergleich ganganalytischer und klinischer Ergebnisse zwischen minimal
invasiver anterolateraler und klassischer transglutealer HTEP-Implantation
K. Sander1, F. Layher1, A. Roth2 // 1Eisenberg (Deutschland), 2Leipzig (Deutschland)
Einleitung: Minimal-invasive Verfahren sollen über Verbesserungen der OP-Technik die unmittelbaren
postoperativen Resultate positiv beeinflussen. Es sollte daher mittels einer prospektiven Studie untersucht
werden, ob ein anterolateraler minimal invasiver (MIS), gegenüber einem konventionellen, transglutealen
Zugang (KONV) zu besseren OP-Ergebnissen führt. Die kurz- und mittelfristigen OP-Ergebnisse beider Zugänge wurden an Patienten mit primärer Koxarthrose verglichen. Zusätzlich zur Ganganalyse wurden klinische Parameter erfasst.
Methode und Material: Es wurden 58 Patienten erfasst, die mit einer zementfreien HTEP versorgt wurden.
Die Gruppe MIS wurde über einen Zugang mod. n. Watson-Jones, die zweite Gruppe (KONV) über einen
Zugang nach Bauer versorgt.
MIS: 48 Patienten (28 Frauen, 20 Männer, 64,9 Jahre).
KONV: 10 Patienten (4 Frauen, 6 Männer, 61,2 Jahre).
Postoperativ wurde nach 5 Wochen, 6,8 Monaten und 12,4 Monaten nachuntersucht.
Als Vergleichsgruppe (VG) wurden 58 Gesunde analysiert (34 Frauen, 24 Männer, 53,3 Jahre).
Für die Ganganalyse kam ein Vicon-System mit 6 Infrarot-Kameras und drei Kraftmessplatten zur Anwendung.
Als klinische Parameter wurden der Harris-Hip-Score, die Schmerzstärke (VAS), der SF-36 und der WOMAC-Arthroseindex ermittelt.
Ergebnisse: Die Zeit-Distanz-Parameter wiesen nach 6 Monaten eine deutliche Besserung auf. Dabei verhielten sich die Werte in beiden Gruppen analog.
Für die vertikale Bodenreaktionskraft waren die Werte nach 5 Wochen im Wesentlichen unverändert zum
Ausgangsbefund (MIS: 104,6%; KONV: 102,4%). 6 Monate postoperativ kam es zu einer Verbesserung
(MIS: 113,0%; KONV: 112,5%).
Die sagittalen Knie- und Hüftwinkel waren nach 6 Monaten signifikant verbessert. Während die Knieflexion
der operierten Seite nach 6 Monaten in beiden Gruppen den Referenzwert der VG erreichte, waren die Extensionswinkel der Hüfte zu diesem Zeitpunkt immer noch signifikant erniedrigt.
Die Flexions- und Extensionsmomente am Knie änderten sich innerhalb der ersten 5 Wochen postoperativ unwesentlich und besserten sich signifikant nach 6 Monaten, ohne jedoch die Referenzwerte der VG zu erreichen.
Nach 6 Monaten hatten die frontalen Hüftmomente das Niveau der Gesunden erreicht.
Die klinischen Bewertungsgrößen wiesen bereits 5 Wochen postoperativ eine signifikante Verbesserung für
beide OP-Gruppen auf.
Zwischen den beiden operierten Gruppen gab es für keinen Parameter statistisch signifikante Unterschiede.
26. – 27.02.2016 // Wien
25
detailprogramm
Zusammenfassung: Es konnten postoperativ für fast alle Parameter signifikante Verbesserungen ermittelt
werden, auch wenn für einige noch Defizite gegenüber einer gesunden VG feststellbar waren. Auch mit sensitiven Ganganalyse waren keine signifikanten Unterschiede zwischen minimal-invasiver und konventioneller
Technik nachweisbar. Mögliche Unterschiede zwischen den untersuchten OP-Zugängen sind besonders unmittelbar nach der Operation bzw. in den ersten Wochen zu finden. Es ist also sinnvoll, diesen Zeitraum bei
weiteren Untersuchungen besonders zu beachten.
Evaluierung des Gangbildes nach Implantierung eines motorisierten
Distraktionsmarknagels
K. Burger, A. Kranzl, A. Handlbauer, C. Radler, R. Ganger // Wien (Österreich)
Einleitung: Bei einer bestehenden Beinlängendifferenz ist das Ziel der Behandlung eine gleiche Beinlänge
wieder herzustellen. Eine Möglichkeit ist der motorisierten Distraktionsmarknagel (Fitbone®). Als Zielkriterium dient die Beinlänge der kontralateralen Seite. Es stellt sich die Frage, ob nach erfolgreicher Wiederherstellung der Beinlänge auch eine Normalisierung des Gangbildes besteht oder vorhandene Kompensationsmuster im Gangbild erhalten bleiben.
Methode und Material: Zwischen 2007 und 2014 wurden 50 Patienten im Alter von 18-52 mit einem voll
implantierbaren motorisierten Distraktionsmarknagel (Fitbone®) unilateral behandelt. Insgesamt konnten
10 Patienten mit Unterschenkelverlängerung (Gruppe A) und 20 mit Oberschenkelverlängerung (Gruppe B) nachuntersucht werden. Nach Behandlungsabschluss wurde eine dreidimensionale Ganganalyse durchgeführt. Ausgewertet werden die Zeit-Weg Parameter, kinematische und kinetische Daten. Als Kontrollgruppe
dient ein Normkollektiv (n=26). Eine Prüfung der Unterschiede zwischen dem operierten und nicht operierten
Bein wird mittels eines gepaarten T-Tests durchgeführt. Die Daten zwischen der Normgruppe und der Patientengruppe werden auf Homogenität geprüft und mittels einem T-test für unabhängige Variablen. Ergebnisse: Der Vergleich zwischen der betroffenen und nicht betroffenen Seite in der Gruppe A zeigte
nur in der maximalen Sprunggelenksleistung, der max. Dorsalflexion in der Schwungphase einen signifikant
niedrigeren Wert auf der betroffenen Seite. Dies trifft auch für die Gruppe B zu und weiter zeigt sich eine tiefere Beckenstellung beim IC sowie eine vermehrte Oberschenkelaußenrotation. Die Sprunggelenksveränderung bestehen auch in der Gruppe A im Vergleich zur Norm auf der betroffenen Seite. Des Weiteren zeigt sich
die leicht vermehrte Valgusstellung auf der operierten Seite.Der Vergleich der Gruppe B mit der Norm auf der
betroffenen Seite weist eine tiefere Beckenstellung in der Frontalebene auf. Des Weiteren bestehen eine leicht
vermehrte Valgusstellung sowie die zuvor genannten Unterschiede im Sprunggelenk im Vergleich zur Norm.
Zusammenfassung: Trotz physiotherapeutischer Behandlung dürften die Einschränkungen im Sprunggelenk eine Folge der postoperativen schmerzbedingten Gangbildbeeinträchtigungen sein. Funktionell kommt
es noch bei einer ausgeglichenen Beinlänge zu einem leichten Beckenschiefstand in der Frontalebene, ohne
signifikante Werte im Hüft-, Knie- und Sprunggelenk sagittal. Die gefundenen Abweichungen zeigten nur
geringen aber signifikante Unterschiede an. Insgesamt kann gesagt werden, dass neben der gelungenen
knöchernen Wiederherstellung auch das Gangbildtraining berücksichtigt werden soll.
26
abstracts i
Dynamische Kniegelenksbelastung bei Kindern- und Jugendlichen mit Genua
Valga: Ergebnisse nach operativer Achskorrektur
S. Farr, B. Attwenger, J. Hahne, R. Ganger, A. Kranzl // Wien (Österreich)
Einleitung: Rezente Studien haben gezeigt, daß viele Kinder und Jugendliche mit idiopathischen Genua
Valga spezielle Kompensationsmechanismen in der Ganganalyse aufweisen. Diese beinhalten reduzierte
interne Knievalgusmomente und veränderte Rotationsparameter wie z.B. reduzierte Knieaussenrotation und
erhöhte Hüftaussenrotation. Ziel dieser Studie war es, diese Patienten nach erfolgter Achskorrektur mittels
Wachstumslenkung („8-plate“) nachzuuntersuchen, um festzustellen, ob sich die Kniebelastung und Rotationsparameter in der Ganganalyse normalisiert haben.
Methode und Material: Es wurden 20 Kinder (8 weiblich, 12 männlich) mit einem Durchschnittsalter von
13,6 Jahren (11.8-14.8 J.) zum Zeitpunkt der 8-plate Explantation bzw. Ganganalyse evaluiert. Insgesamt
39 Extremitäten (19 bilaterale, ein einseitiger Fall) wurden in die Analyse miteingeschlossen. Radiologische
Indizes nach Paley et al. (z.B. MAD, LDFA, MPTA) und definierte Gangparameter (frontale Kniemomente,
Fußöffnungswinkel, Hüft- und Knierotation, Knie Valgus-Winkel) wurden dokumentiert und entsprechende
Vergleiche zwischen den prä- und postoperativen Daten durchgeführt. Ergebnisse: Die chirurgische Normalisierung der Beinachse führte zu einer signifikanten Verbesserung und
Normalisierung der frontalen Kniemomente und des Knie Valgus-Winkels (p<0.0001). Sowohl Fußöffnungswinkel als auch Hüftrotation wurden nicht signifikant verändert (p=0.804, p=0.966). Die Knierotation veränderte sich statistisch signifikant in Richtung vermehrter Innenrotation (p=0.008). Sämtliche radiologischen
Parameter verbesserten sich in statistisch signifikanter Weise (p<0.001). Verglichen mit einer gesunden
Referenzkohorte bestand postoperativ nach wie vor eine verminderte Knieaussenrotation (p=0.006) sowie
eine vermehrte Hüftaussenrotation (p>0.0001).
Zusammenfassung: Unsere Ergebnisse zeigen, daß chirurgische Maßnahmen zu einer Normalisierung
der internen Knieblastung in der Ganganalyse führen. Auffällige Rotationsbilder wurden im Gegensatz dazu
nicht entsprechend beeinflußt und könnten charakteristische, pathognomonische Gangmechanismen dieser
Patienten darstellen. Die verringerte Knieaussenrotation bei dieser Kohorte wird anscheinend durch eine
muskulär-gesteuerte, vermehrte Hüftaussenrotation kompensiert.
4-Jahres Follow-up mittels Pedobarographie nach Totalprothese des ersten
Metatarsophalangealgelenks
C. Nüesch, A. Mündermann, M. Horisberger // Basel (Schweiz)
Einleitung: Der Goldstandard in der Therapie des schweren Hallux rigidus ist heute die Versteifung des
Gelenks [1, 2]. Allerdings kann die Versteifung das Gangbild verändern [3], zu Arthrose in den benachbarten
Gelenken führen und die Schuhauswahl verringern. Als Alternative wurden daher Prothesen für das erste
Metatarsophalangealgelenk (MTP-I) entwickelt. Diese Studie hatte zum Ziel das Ergebnis einer neuen DreiKomponenten MTP-I Prothese mittels Pedobarographie zu untersuchen.
26. – 27.02.2016 // Wien
27
detailprogramm
Methode und Material: Bei 8 Patienten (10 Füße) (2 Frauen, 6 Männer, Alter zur Zeit der Operation: 61.3
± 7.6 Jahre) wurde präoperativ und durchschnittlich 52 Monate (Range: 48-55 Monate) nach Einsatz einer MTP-I-Prothese eine Pedobarographie (novel GmbH, München, Deutschland) durchgeführt. Für jeden
operierten Fuß wurden jeweils 5 Schritte ausgewertet. In jeder von 10 Fußregionen (Ferse, Mittelfuß, Metatarsale 1 bis 5, Großzehe, zweite Zehe und laterale Zehen) wurde der Maximaldruck und die Maximalkraft
ausgewertet und jeweils die Mittelwerte mit 95% Konfidenzintervall berechnet. Unterschiede zwischen der
prä- und postoperativen Messung wurden mittels gepaartem t Test analysiert. Das Signifikanzniveau wurde
auf alpha = 0.05 gesetzt.
Ergebnisse: Der Maximaldruck war 4 Jahre nach
der Operation in den Bereichen Metatarsale 4 und
Metatarsale 5 signifikant höher als präoperativ.
Auch die Maximalkraft war in diesen beiden Bereichen signifikant erhöht. In den übrigen Regionen
zeigten sich keine signifikanten Unterschiede (Abbildung 1).
Im Bereich des Metatarsale 1 waren Maximaldruck
und Maximalkraft in 6 von 10 Füssen postoperativ
höher als präoperativ. Bei der Großzehe war der
Maximaldruck in 8 von 10 Füssen und die Maximalkraft in 6 von 10 Füssen postoperativ höher als
präoperativ. Die Unterschiede in den Mittelwerten
waren allerdings nicht signifikant (Abbildung 1).
Abbildung 1: Mittelwerte und 95% Konfidenzintervall für
den Maximaldruck und die Maximalkraft in den Fußregionen für die präoperative (hellgrau) und postoperative
Messung (dunkelgrau). Horizontale Linien mit Sternchen zeigen signifikante Unterschiede.
Zusammenfassung: Im Bereich des ersten Strahls (Metarsal 1, Großzehe) zeigten sich keine signifikanten
Veränderungen zwischen den beiden Messungen, während der Maximaldruck und die Maximalkraft im lateralen Vorfuß signifikant zunahmen. Diese Ergebnisse zur MTP-I-Prothese unterscheiden sich von prospektiven Ergebnissen bei MTP-I-Versteifung, bei der Maximaldruck und Maximalkraft nur unter der Großzehe
zunahmen [3]. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse ein verändertes Abrollverhalten nach Einsatz
einer MTP-I-Totalprothese mit einer verstärkten Druckbelastung des lateralen Vorfußes, was langfristig zu
Überbelastungen führen kann.
Referenzen
1. Fuhrmann. Foot Ankle Clin, 2011. 16(1):1-12.
2. Vanore et al. J Foot Ankle Surg, 2003. 42(3):124-36.
3. DeFrino et al. Foot Ankle Int, 2002. 23(6):496-502.
28
abstracts i
Sportliche Analysen
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
12:15-13:00
Vorsitzender: Robert Csepan, Matthias Hösl
Geschlechtsspezifische Hüftkinematik in der Frontalebene und
Gluteus Medius Aktivität in sportspezifischen Risikosituationen
S. Erdrich1, R. Gregg2, B. Kuni1, S. Wolf1, R. Siebold1, H. Schmitt3, K. Roth4 // 1Heidelberg (Deutschland),
2
Columbus (USA), 3 (), 4 (Deutschland)
Einleitung: Frauen verletzen sich das vordere Kreuzband (VKB) beim Sport deutlich häufiger als ihre männlichen Kollegen. In diesem Zusammenhang konnten diverse Studien unterschiedliche geschlechtsspezifische Belastungsstrategien im Hüftgelenk bei „cutting-Manövern“ nachweisen, u.a. im Sinne einer stärkeren
„relativen“ Hüftadduktion von Frauen im Vergleich zu Männern. Die Rolle des Gluteus medius (GM) ist dabei
weitestgehend ungeklärt und die verwendeten Testverfahren entsprechen häufig nicht der Komplexität der
tatsächlichen Risikosituation.
Ziel der Studie ist die Untersuchung der geschlechtsspezifischen koronaren Hüftkinematik bei einbeinigen
Landungen mit randomisierten Richtungswechseln nach einer „überkopf-Ballaktion“. Außerdem soll analysiert werden, ob sich die zu erwartenden Unterschiede in der GM Aktivität wiederspiegeln. Unsere Hypothese
ist, dass Sportstudentinnen im Vergleich zu Sportstudenten mehr Hüftadduktion während der Standphase
und eine geringere GM Aktivität in der Vorinnervations- und Standphase aufweisen.
Methode und Material: An der Querschnittsstudie nahmen 14 gesunde Sportstudenten/innen teil: Acht Frauen (22.5±1.4 J, 166.8±3.1 cm, 57.6±2.9 kg, Aktivitätslevel: 6.6±08) und sechs Männer (24±1.4 J, 177±6.1
cm, 68.6±5.9 kg, Aktivitätslevel: 7.0±0.7), gematcht bezüglich Alter und Tegner Aktivitätsskala. Die Datenerhebung erfolgte mittels 3D Bewegungsanalyse (12 Kameras) und Oberflächen EMG-Ableitung des GM
beim modifizierten „Heidelberger-Sprung-Koordinations-Test“ (mHDST, modifiz. nach Kuni et al., 2008). Der
mHDST ist ein einbeiniger Sprungtest mit Schlagen eines Balles über Kopf und Überraschungsfaktor bezüglich der auf die Landung folgenden Bewegungsrichtung („side-cut“, „cross-cut“, mittig stabilisieren). Der Test
ermöglicht aufgrund seiner Komplexität die ballsportspezifische Risikosituation abzubilden.
Ergebnisse: Entgegen unserer Hypothese zeigten die Sportstudenten signifikant mehr (relative) Hüftadduktion beim „side-cut“ Manöver auf der nichtdominanten Seite als die Sportstudentinnen. Derselbe Trend
(n.s.) war auf der dominanten Seite zu beobachten (Abbildung 1). Für das „cross-cut“ Manöver konnten keine
signifikanten Unterschiede zwischen den Geschlechtern nachgewiesen werden.
Die Analyse der mittleren GM Aktivität ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den weiblichen und
männlichen Athleten (momentan ausgewertet: 3 Frauen/4 Männer), jedoch zeigt sich für beide Bewegungsrichtungen ein Trend hinsichtlich einer geringeren GM Aktivität bei den Frauen in der Vorinnervations- und
der Standphase.
26. – 27.02.2016 // Wien
29
detailprogramm
Zusammenfassung: Unseres Wissens ist dies die
erste Studie mit randomisierten Richtungswechseln
nach einer „überkopf-Ballaktion“.
Dies ist möglicherweise der Grund für die unerwarteten Ergebnisse. Frauen scheinen die hier verlangte Komplexaufgabe: Ball schlagen, einbeinige Landung und „side-cut“ Manöver motorisch anders zu
koordinieren als Männer. Eine stärkere Hüftabduktion kann beispielsweise durch eine Verlagerung des
Rumpfes zur Standbeinseite oder einen weiter nach
außen platzierten Fuß während der Landung hervorgerufen werden.
Abb. 1. „Relative“ maximale Hüftadduktion (MW) in der
Standphase des „side-cut“ Manövers für die dominante
und die nichtdominante Seite (positive Werte = Hüftadduktion, negative Werte = Hüftabduktion). * p <0.05
Beide Bewegungsmuster werden in der Literatur als
VKB „stressende/belastende“ Techniken beschrieben, was eine Erklärung für die erhöhte Kreuzband
Verletzungsanfälligkeit von Frauen gegenüber Männern darstellen könnte.
Einfluss einer unilateralen Dysmelie des Unterarms auf die
Bodenreaktionskräfte eines 800 m-Läufers
S. Litzenberger1, F. Mally1, S. Willwacher2, B. Braunstein2, A. Sabo1, G.-P. Brüggemann2 // 1Vienna (Österreich), 2Köln (Deutschland)
Einleitung: Der Armschwung ist unumstritten ein wichtiger Bestandteil der Laufbewegung, allerdings ist bis
heute nicht gänzlich geklärt, welchen Beitrag die Arme tatsächlich zu Vor- und Auftrieb eines Läufers leisten. Da die Arme gesunder Läufer als gleichwertig in ihren mechanischen Eigenschaften (Masse, Massenträgheitsmoment) angenommen werden können und eine einander entgegengesetzt gerichtete Schwungbewegung durchführen, hebt sich ihre Wirkung gegenseitig nahezu auf [1],[2]. Bei einem einseitig, beinahe
gänzlich fehlendem Unterarm zeigen sich hingegen trotz unterschiedlicher Kompensationsmechanismen
signifikante Asymmetrien in der Kinematik und Kinetik der Laufbewegung [3],[4]. In der vorliegenden Arbeit
werden die vertikalen Bodenreaktionskräfte eines Läufers mit einseitiger Dysmelie des Unterarms mit jenen
eines gesunden Läufers verglichen.
Methode und Material: Zwei vergleichbar gute Mittelstrecken-Läufer (A (Unterarm-Dysmelie rechts): 26
Jahre,183cm, 67kg, PB 800m 1:50.92 min, class T47; B: 27 Jahre, 180cm, 66kg, PB 800m 1:46.65min)
führten mehrere, kurze Läufe bei Geschwindigkeiten von 5,4m/s und 8m/s durch. Die Bodenreaktionskräfte
wurden mittels vier Kistler Kraftmessplatten, welche im Boden einer circa 100m langen Tartanbahn (Halle)
eingelassen waren mit einer Aufnahmefrequenz von 1000Hz aufgezeichnet. Die Verläufe der Bodenreakti-
30
abstracts i
onskräfte wurden auf 100% der Standphase zeitnormalisiert und gemittelt. Maximalwerte, Vergleiche zwischen den Probanden und Rechts-Links-Vergleiche jedes Probanden wurden statistisch aufbereitet.
Ergebnisse: Im Vergleich der vertikalen Bodenreaktionskräfte beider Probanden zeigten sich deutliche
individuelle Unterschiede. Während sich beim gesunden Läufer (B) keine signifikanten
Unterschiede
im
Seitenvergleich
feststellen
ließen,
unterschieden
sich
die
maximal
auftretenden vertikalen Kräfte bei Läufer A signifikant (p < 0,05) zwischen rechtem und
linkem Bein. Des Weiteren wurde bei Steigerung der Laufgeschwindigkeit bei Läufer A ein
deutlicher Zeitversatz im Auftreten der maximalen Bodenreaktionskraft zwischen linkem und
rechtem Bein oder im Vergleich zu 5,4m/s sichtbar.
Zusammenfassung: Zusammenfassend ist anzumerken, dass trotz sehr guter Reproduzierbarkeit der erfassten Daten ausschließlich eine Fallstudie vorliegt und dass eine Steigerung der Aussagekraft der Ergebnisse aufgrund mangelnder Verfügbarkeit weiterer geeigneter Probanden nur schwer umsetzbar scheint.
Geschlechtsspezifische Kniekinematik und -kinetik bei unvorbereiteten
Einbeinlandungen mit dem modifizierten Heidelberger Sprungtest
F. Lammer1, B. Kuni1, S. I. Wolf1, R. Siebold1, H. Schmitt2, K. Roth3, S. Erdrich1 // 1Heidelberg (Deutschland),
2
(), 3 (Deutschland)
Einleitung: Verletzungen im Bereich des Kniegelenks gehören zu den häufigsten und folgeschwersten Verletzungen im Sport. Insbesondere im Spielsport wie Basketball, Handball und Fußball zählen Rupturen des
vorderen Kreuzbandes (VKB) zu den gefürchtetsten Sportverletzungen. Obwohl die oben genannten Sportarten zu den Kontaktsportarten zählen, tritt der Verletzungsmechanismus zu 70% ohne direkten vorherigen
Gegnerkontakt auf. In den meisten Fällen wird das VKB während schnellen Richtungsänderungen, Stoppbewegungen oder bei Landungen geschädigt. Der genaue Verletzungsmechanismus charakterisiert sich aus
dem nahezu gestreckten, nach innen rotiertem und in Valgus-Stellungen befindlichen Knie. Ferner werden
höhere Quadriceps-Aktivitäten und größere Bodenreaktionskräfte als verletzungsbegünstigend angesehen.
Die Wahrscheinlichkeit eine VKB-Ruptur zu erleiden ist bei weiblichen Ballsportlerinnen etwa 4 bis 6 fach
höher als bei Männern.
Ziel dieser Studie war, geschlechtsspezifische Unterschiede bei unvorbereiteten Einbeinlandungen nach
vorheriger Überkopf-Ballaktion zu identifizieren, um weitere Rückschlüsse einschließlich der erhöhten Verletzungsanfälligkeit von Frauen ziehen zu können.
Methode und Material: An der Studie nahmen acht Sportstudentinnen (22,5±1,4 Jahre; 166,8±3,1 cm;
57,5±2,8 kg; 6,6±0,8 Tegner; 7,4±2,9 h Sport/Woche) und sechs Sportstudenten (24±1,4 Jahre; 177±6,1 cm;
68,6±5,9 kg; 7±0,7 Tegner; 8,8±3,3 h Sport/Woche), gematcht bezüglich Alter, Tegner-Aktivitäts-Score und
Sport/Woche teil. Während der funktionellen Testbewegung - dem modifizierten Heidelberger Sprungtest wurde mittels der komplexen 3D-Bewegungsanalyse (VICON) und Kraftmessplatten die Gelenkbewegungen
(Kinematik) und die externen Gelenkmomente (Kinetik) erfasst. Ausgewählte kinematische und kinetische
Parameter wurden auf vorhandene Geschlechtsunterschiede in den unteren Extremitäten überprüft. Für die
26. – 27.02.2016 // Wien
31
detailprogramm
Datenauswertung kam beim Vergleich der jeweils dominanten und nicht-dominanten Beine (Frauen: n=8 vs.
Männer: n=6) der Mann-Whitney-U-Test und bei der Analyse der Kniegelenke (Frauen: n=16 vs. Männer:
n=12) der t-Test für unabhängige Stichproben zur Anwendung.
Ergebnisse: In keinem Parameter konnten signifikante Geschlechtsunterschiede nachgewiesen
werden. Dennoch wurden in der deskriptiven Analyse qualitative Unterschiede entdeckt, die in der
aktuellen Studie tendenzielle Signifikanz erreichten.
Die Sportstudentinnen landeten mit gestreckterem
Kniewinkel (dominantes Bein: p=.181) und zeigten
größere maximale frontale Kniebewegungsausmaße (nicht-dominantes Bein: p=.228) als die Sportstudenten. Die Analyse der Kniegelenke bestätigte
diese Unterschiede, die tendenziell sogar noch signifikanter wurden (Knieflexionswinkel: p=.101; maximales frontales Kniebewegungsausmaß: p=.094).
Zusammenfassung: Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Landebiomechanik am Kniegelenk
leisten einen Erkenntnisgewinn für das potenziell
erhöhte Risiko einer VKB-Ruptur. Statistisch bedeutsame Geschlechtsunterschiede konnten in der
aktuellen Studie nicht nachgewiesen werden, was
möglicherweise an der kleinen Gruppengröße und
dem hohen Leistungslevel der Probanden/innen lag.
Dennoch wurden qualitative Unterschiede im maximalen Knieflexionswinkel und maximalen frontalen
Kniebewegungsausmaß ersichtlich, die zu einer
Abb. 1, maximales frontales Kniebewegungsausmaß; abErhöhung
des Risikos einer VKB-Ruptur führen. Zusteigend sortiert nach größtem Wert zwischen den Sportsstudentinnen (n=8; rot) und den Sportstudenten (n=6; blau) künftige Studien müssen klären, ob sich geschlechtssowohl dominantes Bein (oben) als auch nicht-dominantes spezifische Unterschiede bei unvorbereiteten EinBein (unten) [Mittelwerte]
beinlandungen identifizieren lassen. 32
abstracts i
ICP - Bewegungsanalyse
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
14:00-15:30
Vorsitzende: Katrin Bracht-Schweizer, Alexander Krebs
Veränderung des Längenvektors zwischen Sacrum und dem
Hüftgelenkszentrums während eines Gangzyklus
S. Durstberger, A. Kranzl // Wien (Österreich)
Einleitung: Bei der Bestimmung der Hüftgelenkszentren kann es Aufgrund der Tatsache, dass sie durch
verschiedene Parameter berechnet werden, zu Fehlern kommen. Außerdem kann es Ungenauigkeiten bei
der Detektion der ASIS Markern durch Haut und Gewebsverschiebungen geben. Nimmt man an, dass das
Becken eine rigide Einheit ist, dürfte sich der Abstand zwischen Sacrum Marker und Hüftgelenkszentrum
nur geringfügig ändern. Das Ziel dieser Arbeit ist es zu bestimmen, um wieviel sich dieser Abstand während
eines Gangzyklus ändert und ob Änderungen des Abstandes zu einem gewissen Zeitpunkt auftreten.
Methode und Material: Zur retrospektiven Untersuchung wurden die kinematischen Daten von 413 Personen herangezogen (Alter: 32,4 ± 21,6; BMI: 23,7 ± 6,7). Diese Gruppe beinhaltet sowohl Personen mit
physiologischen als auch pathologischen Gangbild. Die Gruppe wurde nicht getrennt, da die Auswirkungen
der Haut- und Gewebeverschiebungen in beiden Gruppen gleichermaßen vorhanden sind. Patienten mit
Beinlängendifferenzen, sowie Beckendeformationen wurden ausgeschlossen. Es wurde jeweils die linke Seite und die recht Seite getrennt voneinander behandelt. Somit ergab sich eine Datengröße von n = 826. Die
Lage des Hüftgelenks wurde in einer statischen Position bestimmt und diente als Referenzwert für die Abwei-
Abb. 1. Dieses Histogramm zeigt, wann der Längenvektor während des Gangzyklus die größte positive
Abweichung (blau) und wann die größte negative
Abweichung (rot) zum Längenvektor der Standmessung hat. Die schwarze Linie zeigt den gemittelten
Toe off.
26. – 27.02.2016 // Wien
33
detailprogramm
chungen in den dynamischen Messungen über einen Gangzyklus. Der Längenvektor zwischen Sacrum und
Hüftgelenkszentrums wurde berechnet. Weiteres wurde untersucht, ob es eine Korrelation zwischen BMI/
Alter/Gehgeschwindigkeit und der Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Abstandes besteht.
Alle Auswertungen wurden mit MATLAB (R2011a; The MathWorks, Inc.) durchgeführt.
Ergebnisse: Wie man in der Abbildung 1 erkennen kann, kommt es zwischen 0-20% (n = 386) und zwischen
50-60%: (n=182) zu den größten Abständen zwischen Sacrum und Hüftgelenkszentrum. Die kleinsten Abstände sind eindeutig am Ende des Gangzyklus (90-100%: n = 399) zu finden. Die Differenz zwischen dem
größten und dem kleinsten Abstand beträgt im Mittel 4,8 ± 3,1mm. Der Korrelationskoeffizient zwischen BMI
und der Differenz beträgt: 0,36, zwischen dem Alter und der Differenz: 0,3 und zwischen Gehgeschwindigkeit
und der Differenz: 0,04.
Zusammenfassung: Es hat sich gezeigt, dass die Abstände den größten Wert um den Zeitpunkt des Fersenkontaktes aufweisen. Die zweite Häufung tritt zwischen dem kontralateralen Fersenaufsatz und dem Toe
off des betrachteten Beines auf. Die geringsten Abweichungen sind in der Einzelunterstützungsphase und in
der initialen und mittleren Schwungphase festzustellen. Bei den Korrelationskoeffizenten (BMI: 0,36; Alter:
0,30; Gehgeschwindigkeit: 0,04) kann kein Zusammenhang zwischen den drei Parametern und der Differenz erkannt werden. Somit zeigt sich, dass die Haut und Gewebeverschiebungen zu gewissen Zeitpunkten
häufiger auftreten.
Frequenzanalyse von EMG Daten beim Gehen von verschieden
Patienten- und Probandengruppen mittels Wavelet Transformation J. Romkes, K. Bracht-Schweizer // Basel (Schweiz)
Einleitung: Die Fragestellung dieser Studie lautete: Wie unterscheiden sich die Resultate der Frequenzanalyse mittels Wavelets von oberflächen-elektromyographischen (EMG) Daten beim Gehen zwischen verschiedene Probanden- und Patientengruppen? Methode und Material: EMG Daten der M. gastrocnemius medialis (GM) und M. tibialis anterior (TA) der
dreidimensionalen instrumentierten Ganganalyse von 6 Probandengruppen (gesunde Kinder (N=14), gesunde Erwachsene (N=9), gesunde Erwachsene in Kauergang (N=9), Muskeldystrophie Duchenne (N=12),
diplegische Zerebralparese (CP) (N=22) und hemiplegische CP (N=12)) wurden retrospektiv analysiert. Die
verwendeten EMG Daten wurden nach den SENIAM Richtlinien oberflächlich aufgezeichnet [1]. Die Daten
wurden auf einen Gangzyklus normalisiert und die mittlere Frequenz über den aktiven Teil des EMG Signals
berechnet. Die Wavelet-Filterbank von Von Tscharner [2], die insgesamt elf verschiedene Wavelets definiert,
wurde für die Frequenzanalyse der EMG-Signale verwendet. Die Gruppenresultate wurden mittels beschreibender Statistik erläutert. Ergebnisse: Die mittleren Frequenzen beim Gehen unterschieden sich zwischen den verschiedenen Gruppen sowohl für die GM als auch für die TA Muskel (Abbildung 1). Bei der Datenauswertung fällt vor allem auf,
dass die Muskeldystrophie Duchenne Gruppe eine deutlich niedrigere mittlere Frequenz (GM: 81 (SD 18) Hz,
TA: 91 (SD 17) Hz) aufweist als gesunde Kinder (GM: 103 (SD 12) Hz, TA: 114 (SD 17) Hz). Hingegen ist die
mittlere Frequenz für die diplegische CP Gruppe (GM: 180 (SD 16) Hz, TA: 171 (SD 16) Hz) deutlich erhöht
im Vergleich zur Gruppe der gesunden Kinder. 34
abstracts i
Abbildung 1. Die 95% Konfidenzintervalle der M. gastrocnemius medialis für die verschiedenen Gruppen.
Zusammenfassung: Die Frequenzanalyse der EMG Signale mittels Wavelets zeigte unterschiedliche mittlere Frequenzen für die GM und die TA Muskeln beim Gehen in den verschiedenen Probanden- und Patientengruppen. Es war somit möglich die Patientengruppen mit Muskeldystrophie Duchenne und diplegischen CP
von den gesunden Probandengruppen zu differenzieren. Aufgrund dieser Ergebnisse wäre es interessant zu
untersuchen, ob es auf Basis der Frequenzanalyse einen Zusammenhang zwischen den EMG Signalen und
dem Krankheitsstadium (im Fall der Muskeldystrophie Duchenne) oder dem Umfang der Erkrankung (im Fall
von CP) gibt. Hierzu sind jedoch eine grössere Anzahl von Patienten- und Probanden erforderlich.
Referenzen
[1] Hermens et al. (2000). Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. J Electromyogr Kinesiol, 10:361-74.
[2] Von Tscharner, V. (2000). Intensity analysis in time-frequency space of surface myoelectric signals by
wavelets of specified resolution. J Electromyogr Kinesiol, 10:433-445.
Gaitmatcher – Fortschritte bei der Suche nach Gangbild-Zwillingen
O. Rettig, S. I. Wolf, T. Dreher // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Die Pathologie der infantilen Zerebralparse (IZP) zeigt eine große Vielfalt von Gangmustern und
operativen Therapiemöglichkeiten. In unserem Labor wurden seit 1995 ca. 2700 instrumentelle 3d-Ganganalysen durchgeführt. Der Wunsch in die Besprechung aktueller Fälle vergleichbare der Vergangenheit mit
einbeziehen zu können, führte zu der Idee des Gaitmatchers – eines Tools, um in einer Datenbank schnell
Patienten mit einer ähnlichen Kinematik (Gangbild-Zwillinge) finden zu können. Algorithmen, die blind für das
Wissen über die Pathologie, auf Basis kompletter Gelenkwinkelverläufe, nach Gangbild-Zwillingen suchen,
führten nicht zu brauchbaren Ergebnissen. Daher wurden für die Suche gezielt ausgewählte Parameter herangezogen und die Auswahl schrittweise verbessert. Wie weit man mit diesem Ansatz kommt und was die
limitierenden Faktoren sind ist Gegenstand dieser Arbeit.
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35
detailprogramm
Methode und Material: Zur Verfügung standen auf einen Doppelschritt zeitnormierte Gelenkwinkelverläufe
der unteren Extremität für 697 Patienten mit IZP. Herangezogen werden sollten maximal die neun WinkelZeitreihen, auf denen auch die Bestimmung des GPS [1] basiert, sowie Raumzeitparameter.
Ausgehend von den 16 klinisch motivierten Parametern des GGI [2] wurde mit modifizierten Parameter-Sätzen experimentiert. Der derzeitige Favorit ist der Folgende: 1. ROM Becken Kippung, 2. Gehgeschwindigkeit,
3. Kniebeugung bei Bodenerstkontakt eines Fußes, 4. ROM Kniebeugung in Schwungphase, 5. Maximale
Fußbeugung, 6. Mittlere Hüftrotation in Standphase, 7. Minimale Knieflexion, 8. Mittlere Ausrichtung Fuß zur
Gehrichtung, 9. ROM Hüftflexion.
Die Parameter-Werte wurden mit der Standardabweichung eines Referenzdatensatzes normiert, nachdem
zuvor der Mittelwert der Referenz abgezogen wurde. Ein Abstandsmaß wurde aus der Summe quadratischer
Differenzen gebildet und die Abstände zwischen allen Patienten-Datensätzen bestimmt. Für diese Abstände
wurde ein Schwellwert (in % maximaler Abstand) festgelegt auf Basis visueller Begutachtung der Kurven.
Ergebnisse: Mit dem modifizierten Parameter Satz
konnte der Schwellwert von 41,4% auf 35,5% gesenkt werden, bei einer konstanten Zahl von 157
Patienten mit potentiellen Gangbild-Zwillingen. Werden die Patienten nach dem kleinsten Abstand zu
einem anderen Patienten sortiert (rote Kurve, Abbildung), so zeigt sich für die Zahl der gefundenen
Gangbild-Zwillinge kein charakteristischer Zusammenhang zum Abstand (blaue Kurve, Abbildung).
Für 79 Patienten wird jeweils genau ein potentieller
Gangbild-Zwilling gefunden, Größere Anzahlen werden zunehmend weniger gefunden (Balkendiagram,
Abbildung).
Zusammenfassung: Ein Fortschritt konnte erreicht
werden durch eine verbesserte Parameter-Auswahl.
Der immer noch hohe Schwellwert und der fehlende
funktionale Zusammenhang zwischen der Zahl der
gefundenen Gangbild-Zwillinge und deren Abstand
deutet darauf hin, dass die Vielfalt der Muster so
groß ist, dass in dem zur Verfügung stehenden Datensatz Gangbild-Zwillinge mit nur begrenzter Übereinstimmung enthalten sind.
Abbildung: Abstand in % des Maximums (rot), Zahl potentieller Gangbild-Zwillinge (Kurve blau, Balkendiagram
sortiert nach Anzahl)
36
[1] R.Baker:GP,30(3)(2009),pp.265–269
[2] L.M.Schutte:GP,11(2000),pp.25-31
abstracts i
Kontraktiles Verhalten des Gastrocnemius medialis bei Kindern
mit infantiler Zerebralparese beim Gehen
M. G. Hösl1, A. Keymer2, H. Böhm1, A. Arampatzis3, L. Döderlein1 // 1Aschau (Deutschland), 2München
(Deutschland), 3Berlin (Deutschland)
Einleitung: Die Wade von Kindern mit IZP ist kleiner, schwächer und steifer als gewöhnlich und hemmt
dadurch die Gelenkexkursion und den Vortrieb im Gang. Der spastische Gastrocnemius (GAS) ist daher
vielfach das Ziel invasiver Maßnahmen, um schlussendlich das Gangbild zu verbessern. Erkenntnisse über
die direkte Funktionsweise des GAS beim Gehen bei IZP Kindern sind daher elementar.
Methode und Material: 12 gesunde (TD) und 8 Kinder mit bilateral spastischer IZP (BSCP, 6/2 GMFCS I/II)
im Alter von 8-15 J., absolvierten eine 3DGA unter Verwendung eines PIG-Models in Vicon Nexus. Die 3DGA
wurde bei freier Geschwindigkeit auf einem Laufband (Atlantis, Kettler) durchgeführt. Die sagittale Knieund Sprunggelenkskinematik und die Länge der Muskel-Sehnen Einheit (LMTU) des GAS wurde berechnet
[1]. Ein Ultraschallsystem (Echoblaster 128, Telemed) wurde benutzt (Fig. 1), um die Längen der medialen
GAS Faszikel (LFASC) und deren Fiederungswinkel bei 60Hz im Gang zu messen. Die Länge des seriellelastischen Elementes [LSEE] wurde berechnet [3]. Somit wurde die Dehnung o. Verkürzung der LMTU, des
LSEE und der LFASC in der Standphase (LR, Single Stance, Push-off) zwischen TD und BSCP verglichen.
Ergebnisse: Die nichtdimensionale Gehgeschwindigkeit (auf Beinlänge normalisiert) betrug 0.42±0.02 und
0.41±0.07 (TD vs. BSCP, p=0.40). Signifikante Reduktionen in der Längenänderung der morphometrischen
Parameter des GAS fanden sich in allen Zyklen der Standphase (Fig.1), mit Ausnahme einer vergleichbaren
Verkürzung des SEE im Push-off. Bei Gesunden kam es zu einem Dehnungs-Verkürzungszyklus der Faszikel in Single Stance und Push-off, wohingegen bei BSCP die
Exkursion insbesondere im Abdruck reduziert war.
Zusammenfassung: Spastische Faszikel des GAS weisen
beim Gehen eine sehr geringe Exkursion auf und zeigen
sowohl exzentrische-, als auch ausgeprägte konzentrische
Defizite im Abdruck. Ursächlich dafür sind neben Neurokoordination, vermutlich fehlende und zu lange Sarkomere
in Serie [3]. Dies hat negative Auswirkungen auf die aktive
Kraft-Geschwindigkeitsrelation und trägt evtl. zur Reduktion
der Abruckpower bei. GAS Faszikelwachstum scheint daher
an adäquates Therapieziel, welches durch statische Maßnahmen, wie Unterschenkelorthesen [4], eher nicht erreicht wird.
Zyklisches Dehnen [5] und Krafttraining mit hohen Kontraktionsgeschwindigkeit [6] regt Faszikelwachstum an. Wie erwartet, entstammt zudem die größte Dehnung und Verkürzung
des GAS beim Gehen, sowohl bei Gesunden als auch bei IZP,
dem seriell-elastischen Element (Aponeurose und Sehne).
[1] Orendurff et al. 2002. Gait Posture. [2] Fukunaga et al. 2001. Proc.
Fig. 1 Gastrocnemius medialis Morphometrie in der R. Soc. Lond. B Biol. Sci. [3] Mathewson et al. 2015. J Orthop Res.
Standphase des Gehens bei Kindern mit bilateral spasti- [4] Hösl et al. 2015. J Child Orthop. 2015. [5] Zhao et al. 2011. J Appl
Physiol. [6] Moreau et al. 2013. Neurorehabil Neural Repair. scher Zerebralparese (BSCP) und Gesunden (TD)
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DetaIlprogramm
Analyse der Muskelkoordination beim Scherengang von Kindern
mit Zerebralparese
R. Hainisch1, A. Kranzl1, M. Pandy2, M. Gföhler1 // 1Wien (Österreich), 2Melbourne (Australien)
Einleitung: Zerebralparese (CP) ist eine der häufigsten Ursachen für beeinträchtigte Bewegungsfähigkeit
bei Kindern in Europa und kann eine permanente Veränderung der Muskel- und Knochenstruktur, der Körperhaltung und eine Störung des Ganges verursachen. Chirurgische Eingriffe sind eine übliche Vorgehensweise um diese Abweichungen in den unteren Extremitäten zu korrigieren und die Mobilität der Patienten
zu verbessern. Genaue Kenntnisse der individuellen Muskelfunktionen können bei der Operationsplanung
helfen um das Ergebnis dieser Eingriffe zu verbessern.
Methode und Material: Individuelle muskuloskelettale Modelle mit mit 52 Muskeln der unteren Extremitäten und 23 Freiheitsgraden wurden von 2 Kindern mit CP sowie von einer Kontrollgruppe von 5 normal
entwickelten Kindern gleicher Altersgruppe (ND), basierend auf Magnetresonanz-Aufnahmen anhand eines
nachvollziehbaren teilautomatisierten Verfahrens, erstellt. Mit Daten der kinematische Bewegung und der
Bodenreaktionskräfte wurden die Gelenksmomente und Hebelarme aller Muskeln im jeweiligen Modell über
einen vollen Gangzyklus berechnet und darauf basierend die einzelnen Muskelkräfte und deren Beitrag zum
Gelenksmoment ermittelt. Daraus konnten die individuellen Beiträge der Muskeln zur Beschleunigung der
Gelenksbewegung sowie des Körperschwerpunktes in der Standphase berechnet werden.
Ergebnisse: Die Ergebnisse in den untersuchten 2 Fällen zeigen unter anderem, dass der M.rectus femoris (RF) bei CP im
Gegensatz zu ND ein erhöhtes Moment zur Kniestreckung als
auch zeitgleich ein Hüftbeugemoment gegen Ende der Standphase erzeugt. Dies wirkt sich nicht direkt auf eine beschleunigte
Streckung des Knies aus, verursachte aber eine verstärkte Beugung der Hüfte gegen Ende der Standphase bis in die Schwungphase. Die rückseitige Oberschenkelmuskulatur zeigte in einem
Fall (CP1) spastische Reaktionen bei passiver Verlängerung,
welche jedoch hauptsächlich in einer Hüftstreckung resultierten.
Die meisten der beobachteten Unterschiede in der Muskelkoordination von CP im Vergleich zu ND haben ihren Ursprung
in notwendigen Ausgleichsbewegungen um die Balance in der
beeinträchtigten Körperhaltung während des Ganges zu halten.
Figur 1: Hip Beschleunigung von M. rectus
Es konnte daher keine abnormale Funktion von Haupt-Muskelfemoris in der Standphase bei Scherengang
gruppen wie M.gluteus maximus, M.gluteus medius, M.iliopsoas,
im Vergleich zu normalem Gang
M.vastus med und lat., M.gastrocnemius und M.soleus gefunden
werden. Jedoch kann die abnormale Funktion von RF, welche in beiden Fällen beobachtet wurde, eine Ursache
für die gebeugte Hüfte im Scherengang sein. Die der Effekt von RF zur Hüftbeugung in einer Phase der MuskelVerlängerung, was zu der Annahme führt das die Muskelaktivierung eine spastische Ko-Kontraktion sein kann.
Zusammenfassung: Mittels muskelspezifischer biomechanischer Analysen, welche auch induzierte Beschleunigungen erkennbar machen, können wertvolle Information im Hinblick auf eine optimale Behandlung
von Scherengang bei CP gewonnen werden.
38
abstracts I
Rennen mit Zerebralparese: was sind die Voraussetzungen?
H. Böhm1, P. Wanner2, M. G. Hösl1, L. Döderlein1 // 1Aschau (Deutschland), 2München (Deutschland)
Einleitung: In der Klassifizierung der motorischen Beeinträchtigung (GMFCS) ist nur für die Stufe I Rennen
immer möglich, aber Geschwindigkeit, Gleichgewicht und Koordination sind eingeschränkt. Für die Stufe II ist
Rennen bestenfalls eingeschränkt möglich, da durch die erhöhten Anforderungen beim Rennen die Schwäche und Spastik der Muskeln limitierend sein können [1,2]. Weil Rennen eine wichtige Rolle in der Teilhabe
bei Kindern und Jugendlichen spielt, ist es Ziel dieser Studie bei Patienten mit GMFCS II herauszufinden was
die muskulären Voraussetzungen darstellen um Rennen zu können.
Methode und Material: In einer retrospektiven Analyse wurden Patienten die zwischen 2010 und 2015 eine
instrumentelle Ganganalyse erhalten haben nach folgenden Einschlusskriterien analysiert: Bilateral spastische CP, GMFCS II, zwischen 6 und 18 Jahren. Die Fähigkeit zu Rennen wurde durch die Existenz einer
Flugphase beider Beine festgelegt. Klinische Tests der Kraft der Hüft Flexoren, Extensoren, Abduktoren,
Knie-extensoren und Plantarflexoren und die Rectusspastik wurde bei Patienten die Rennen können und
denen die nicht Rennen können verglichen.
Ergebnisse: Insgesamt entsprachen
219 Patienten den Einschlusskriterien,
davon konnten 58% nicht Rennen. Die
Unterschiede zwischen Patienten die
Rennen können und denen die nicht
Rennen können sind in Tabelle 1 dargestellt. Patienten die Rennen können
haben eine signifikant höhere Gehgeschwindigkeit, Muskelkraft sowie reduziertes BMI und Spastik des Rectus.
Zusammenfassung: Eine große Anzahl
42% von Patienten mit GMFCS II können Rennen. Die Fähigkeit zu Rennen
wäre daher durchaus eine alltagsrelevante Unterklassifikation. Bei Patienten
die nicht Rennen sind alle untersuchten Muskelkräfte bis auf die Abduktoren signifikant reduziert. Zusätzlich
ist der BMI erhöht. Durch das ungünstige Kraft zu Gewicht Verhältnis wird zusätzlich noch die Aufrichtung
gegen die Schwerkraft verschlechtert. Durch die höhere Rectusspastik könnte bei hohen Muskeldehnungsgeschwindigkeiten in der Schwungphase die Bodenfreiheit eingeschränkt sein und somit eine Flugphase
verhindern. Wegen der hohen Effektstärken sind vor allem die Reduktion des Körpergewichtes und das Training der gegen die Schwerkraft wirkenden Muskeln eine mögliche Maßnahme um das Rennen zu erlangen.
Literatur
[1] Davids et al. (1999) J Pediatr Orthop;19:461-9.
[2] Böhm & Döderlein (2012) Gait Posture;35(2):322-7
26. – 27.02.2016 // Wien
39
40
Detailprogramm // Poster
26. – 27.02.2016 // Wien
41
detailprogramm
Poster
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
15:30-16:15
Vorsitzende: David North, Andreas Brand
Evaluierung des in der Schwungphasenanalyse verwendeten Algorithmus zur
kinematischen Detektion von initialem Bodenkontakt und Zehenablösung
Th. Fischer // Wien (Österreich)
Einleitung: Die Schwungphasenanalyse gehört zur „Angewandten Ganganalyse“, im Rahmen derer in den
Rehabilitationszentren der Allgemeinen Unfallversicherungsanstalt Bewegungsabläufe zur Objektivierung des
Therapieerfolgs quantifiziert werden. Bei dieser speziellen Teilanalyse werden bestimmte Gelenkswinkelverläufe und für die Gangbeurteilung relevante Weg-Zeit-Parameter kinematisch erfasst. Da es für einen aussagekräftigen Messdatenvergleich über mehrere Probanden und Bedingungen hinweg notwendig ist, die aufgezeichneten Bewegungsabläufe anhand von bestimmten Gangereignissen wie initialem Bodenkontakt und
Zehenablösung in einzelne Gangzyklen zu unterteilen, kommt bei der Datenauswertung ein entsprechender
Detektionsalgorithmus zum Einsatz. Die Aufgabe dieser Studie ist es, den derzeit implementierten Algorithmus
mit anderen, in der Literatur vorgestellten Algorithmen zu vergleichen.
Methode und Material: Zu diesem Zweck wurde mit 14 Probanden eine Schwungphasenanalyse durchgeführt. Das heißt, sie gingen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten (3, 4 und 5km/h) auf dem Laufband,
während die Bewegungsbahnen von zwölf retroreflektierenden Markern, appliziert an anatomischen Orientierungspunkten der unteren Extremität, mit einem optischen Bewegungserfassungssystem aufgezeichnet
wurden. Anhand der visuellen Inspektion der miterfassten Videosequenzen konnten die Referenzwerte für die
interessierenden Gangereignisse bestimmt werden. Der zu vergleichende Algorithmus nutzt für die Detektion die Horizontalgeschwindigkeit des Zehen- beziehungsweise Fersenmarkers, die Horizontalbeschleunigung
des Zehenmarkers und den erfahrungsbasierten Zusatzwert von 0,2. Die in der Literatur gefundenen Methoden
verwenden entweder die horizontale oder die vertikale Verschiebung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fersen-, Zehen- und/oder Hüftmarkers. Für den Vergleich der einzelnen Algorithmen wurde zum
einen der mittlere Frame-Offset gegenüber der Referenz berechnet, zum anderen wurde mit Hilfe eines gepaarten t-Tests festgestellt, ob die jeweiligen Abweichungen signifikant sind.
Ergebnisse: Bei der 3km/h-Messung wies der derzeitige Algorithmus in Bezug auf die Detektion des initialen
Bodenkontakts den kleinsten mittleren Frame-Offset (+1,51) auf. Bei der 4km/h-Messung (+3,92) und bei der
5km/h-Messung (+5,87) wurde er hinsichtlich der Genauigkeit jedoch von anderen Algorithmen (+3,78 beziehungsweise -3,74) übertroffen. Gleiches gilt für die aus den Gangereignissen errechnete mittlere Kontaktzeit. In
Bezug auf die Detektion der Zehenablösung lieferte der gegenwärtig implementierte Algorithmus über alle drei
Geschwindigkeiten hinweg den kleinsten mittleren Frame-Offset (+1,60, +1,40 und +1,12). Alle Abweichungen
gegenüber den Referenzwerten erwiesen sich als signifikant.
Zusammenfassung: Anhand der Ergebnisse lässt sich festmachen, dass jener Part des Algorithmus, mit
dem das Zehenablösen detektiert wird, keiner weiteren Adaptierungen bedarf. Hinsichtlich der Detektion des
initialen Bodenkontakts, wird vermutet, dass die zweckmäßige Funktionalität des derzeitigen Algorithmus von
der Geschwindigkeit beziehungsweise dem Zusatzwert abhängig ist. Diese Hypothese soll in einer weiteren
Studie verifiziert werden, um entsprechende Verbesserungsmaßnahmen einleiten zu können.
42
poster
Regelung der Laufbandgeschwindigkeit über ein 3D-Motion-Capture-System
C. Schwab // Wien (Österreich)
Einleitung: Instrumentierte Laufbänder stellen eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit in der klinischen
Ganganalyse dar. Bei einer auferlegten Ganggeschwindigkeit, muss sich der Proband an die Geschwindigkeit des Laufbandes anpassen. Dies hat Einfluss auf das natürliche Gangbild, das relevant für die Ganganalyse ist. Dem kann durch automatische Anpassung der Laufbandgeschwindigkeit an die Ganggeschwindigkeit des Probanden entgegengewirkt werden.
Ziel dieser Arbeit, die in Zusammenarbeit mit dem Orthopädischen Spital Speising durchgeführt wurde, war
die Entwicklung einer Software zur Regelung der Laufbandgeschwindigkeit mittels Positionsregelung des
Probanden über ein 3D-Motion-Capture-Systems.
Methode und Material: Das System besteht aus einem 3D-Motion-Capture-System mit der Software Nexus
2.1 (Vicon Oxford, UK), einem medizinischen Laufband (h/p/cosmos sports & medical, Nussdorf-Traunstein,
Deutschland) und einem Computer. Die Regelung wurde unter Windows 7 mit MATLAB (R2011b, The MathWorks, MA, USA) und der Fuzzy-Logic-Toolbox von MATLAB realisiert. Mit Hilfe der Vicon Real-Time-SDK
wird der Datenstrom des Motion-Capture-Systems in MATLAB weiter verarbeitet. Fünfzehn gesunde Probanden zwischen 21 und 41 Jahren gingen auf dem Laufband. Mit dem Motion-Capture-System wurde die
aktuelle Position des Probanden auf dem Laufband mit einer Abtastrate von 150 Hz erfasst. Die aktuelle Position wird mit einer definierten Referenzposition verglichen. Weicht die aktuelle Position von der Referenzposition ab, wird das Laufband beschleunigt oder verzögert, je nachdem, ob sich der Proband auf dem Laufband vorwärts oder rückwärts in Bezug auf die Referenzposition bewegt. Verschiedene Steuerungsvarianten
wurden, unter Berücksichtigung unterschiedlicher
Schwellwerte (Positionsbereich auf dem Laufband,
ohne Änderung der Geschwindigkeit), getestet. Mittels eines Fragebogens wurde die beste Regelung
evaluiert.
Ergebnisse: Mit der vorliegenden Softwareversion ist Gehen auf dem Laufband mit automatisch
angepasster Geschwindigkeit möglich. Mit einer
grafischen Benutzerschnittstelle auf dem PC kann
die Regelung entweder mit einer vorgegebenen
Anfangsgeschwindigkeit oder aus dem Stand gestartet werden. Vier Testläufe mit verschiedenen
Regelungsvarianten wurden mit jedem Probanden
durchgeführt. Die Regelung mit einem Schwellwert
von ±90mm wurde von den Probanden im Gesamten und in Hinblick auf die Beschleunigung als am
Abbildung: Positions- und Geschwindigkeitsverlauf eines
Testdurchlaufs. Oben: Positionsverlauf des Probanden mit angenehmsten empfunden. In Bezug auf die VerzöReferenzposition (gestrichelte grüne Linie) und dem Schwell- gerung hatten die Probanden das beste Gefühl mit
wert (grüner Bereich zwischen den zwei gestrichelten grünen der Regelungsvariante mit einem Schwellenwert von
Linien). Unten: Geschwindigkeitsverlauf des Laufbandes, an- ±50mm. Die Abbildung zeigt den Positions- und Geschwindigkeitsverlauf eines Testdurchlaufes.
gepasst an die Positionsänderung des Probanden.
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DetaIlprogramm
Zusammenfassung: Die Testläufe haben gezeigt, dass die entwickelte Regelung zur automatischen Anpassung der Laufbandgeschwindigkeit an die Ganggeschwindigkeit des Probanden zufriedenstellend funktioniert. Die Änderung der Laufbandgeschwindigkeit könnte jedoch Einfluss auf die Ganganalyse haben, da
sie als Abweichung vom natürlichen Gangbild erfasst werden könnte. Es besteht auch die Möglichkeit, dass
die Probanden sich reflexartig an die veränderte Geschwindigkeit des Laufbandes anpassen, und somit die
eigentliche Regelung störend beeinflussen.
Messung der Sprunggelenkstabilität im Praxisalltag
R. Benz, M. Eckelt, G. DeMonte, M. Gassen // Wiesbaden (Deutschland)
Einleitung: In den letzten Jahrzehnten gehört das Sprunggelenk sowohl bei Sportunfällen als auch bei
Verletzungen im Alltag zu einer der am häufigsten betroffenen Körperregionen, wobei Menschen aller Altersgruppen betroffen sind [1,2]. Zu den typischen Beschwerden gehören bei vielen Betroffenen Instabilitäten
des Sprunggelenks. Im Praxisalltag gibt es hierfür bisher keine einheitliche diagnostische Vorgehensweise.
Trotz einer Vielzahl wissenschaftlicher Studien, welche die Ursache dieses Beschwerdebildes in Störungen
des sensomotorischen Systems vermuten [3], finden, unter anderem aus Zeit- und Kostengründen, in der
Praxis Messungen in diesem Bereich nicht ausreichend statt.
Deshalb wird nachfolgend eine im Praxisalltag angewandte Möglichkeit vorgestellt, die mit Hilfe des variablen Einsatzes unterschiedlicher biomechanischer Messverfahren, Defizite unterschiedlicher sensomotorischer Prozesse feststellen soll
Methode und Material: Auf Basis eines Sprungtests wird mit Hilfe eines 3D Motion Capture Systems (Qualisys Motion Capture System, 100Hz), einer Kraftmessplatte (KISTLER, 1.000Hz) und eines Elektromyographie-Systems (NORAXON TeleMyo DTS, 1.500Hz) ein Messprotokoll zur Beurteilung der dynamischen
Sprunggelenkstabilität im Praxisalltag angewandt.
Anhand von Fallbeispielen wird hier gezeigt, wie die
genannten Messverfahren variabel eingesetzt werden können.
Abbildung 1: Einbeinige Landungen im Seitenvergleich Kinematik, Kinetik und EMG-Datenerfassung
44
Ergebnisse: Diese Fallbeispiele zeigen, dass, je
nach Patient und Fragestellung, die einzelnen Messverfahren flexibel einsetzbar sind und demnach auch
unterschiedliche Parameter erfasst werden können.
In einfachen Messungen wurden nur die Bodenreaktionskräfte gemessen um Rückschlüsse auf die posturale Kontrolle ziehen zu können, während umfassende
Messkombinationen um Gelenkwinkel, Gelenksmomente und –kräfte sowie EMG- Daten erweitert wurden. Jedoch liefert jedes vorgestellte Fallbeispiel ergänzende Informationen, welche die Diagnostik der
Sprunggelenkstabilität verbessern können.
poster
Zusammenfassung: Die hier vorgestellte diagnostische Vorgehensweise bietet die Möglichkeit, in der Praxis vorhandene biomechanische Messverfahren variabel zur Beurteilung der Sprunggelenkstabilitäten einzusetzen. Unter anderem begrenzte Messzeiten, hohe Kosten von Messsystemen und heterogene Patientengruppen erschweren die Implementierung biomechanischer Messverfahren in die alltägliche Diagnostik. Bei
der Weiterentwicklung der hier vorgestellten Vorgehensweise und Entwicklung neuer Messkonzepte gilt es
daher, sich mit diesen Herausforderungen der Praxis auseinander zu setzen.
[1] Doherty, C., Delahunt, E., Caulfield, B., Hertel, J., Ryan, J., & Bleakley, C. (2014). The incidence and prevalence
of ankle sprain injury: a systematic review and meta-analysis of prospective epidemiological studies. Sports medicine,
44(1), 123-140.
[2] Fong, D. T. P., Hong, Y., Chan, L. K., Yung, P. S. H., & Chan, K. M. (2007). A systematic review on ankle injury and
ankle sprain in sports. Sports medicine, 37(1), 73-94.
[3] Steib, S., & Pfeifer, K. (2015). Beeinträchtigungen der sensomotorischen Kontrolle bei funktioneller Sprunggelenkinstabilität. Zeitschrift für Orthopädie und Unfallchirurgie, 153(1), 253–258.
Haltungsänderungen bei Volksschulkindern beim Tragen von dorsalen Lasten
B. Wolf, A. Greisberger, MSc, E. Hurkmans, PhD // Wien (Österreich)
Einleitung: Dorsale Traglasten, wie z.B. Schultaschen, führen bei Kindern zu einer vermehrten Oberkörpervorneigung (Trunk Forward Lean, TFL) und zu einer mangelnden Einordnung des Kopfes in die Körperlängsachse (verringerter Craniovertebral Angle, CVA).1,2 Diese Haltungsänderungen bewirken eine vermehrte
Belastung des Bewegungsapparates und können Ursachen für Beschwerden sein.3 Da es keine entsprechenden Untersuchungen zu österreichischen Volksschulkindern gibt, ist das Ziel dieser Studie die Veränderungen des TFL und des CVA bei Volksschulkindern in Österreich beim Tragen einer dorsalen Last von
20% des Körpergewichts zu untersuchen. Zusätzlich wird in dieser Studie der klinisch häufig beobachtete
Zusammenhang zwischen der Veränderung der Oberkörpervorlage und der Kopfposition analysiert.
Methode und Material: Bei Volksschulkindern (Alter=8,2 ±1,3 Jahre) wurde mit einer 2-D-Videoanalyse
(Templo V7.1, Contemplas) der TFL (Winkel der Verbindungslinie Th12–Th1 zur Vertikalen) und der CVA
(Winkel der Verbindungslinie Th1–Ohr-Tragus zur Horizontalen) im Stand ohne und mit einer Traglast von
20% des Körpergewichts bestimmt. Der Unterschied der beiden Winkel beim Stehen mit und ohne Last und
die Korrelation zwischen den Winkelveränderungen wurden mit dem Wilcoxon Signed Rank Test und mit
Spearman Rho analysiert.
Ergebnisse: Die Kinder standen im unbelasteten Stand mit einem leicht nach hinten geneigten Oberkörper
(TFL: n=22; Median=-0,6°; Range 9,8°–8,5°) und einem nach ventral translatierten Kopf (CVA: n=26; Median=47,3°; Range 37,5°–59,0°). Beim Tragen der dorsalen Last wurde der Oberkörper nach vorne geneigt
(TFL: Median=8,0°; Range -2,1°–16,5°) und die Translation des Kopfes wurde verstärkt (CVA: Median=41,0°;
Range 30,5°–52,0°). Diese Veränderung des TFL und des CVA zwischen unbelastetem und belastetem
Stand ist statistisch signifikant (beide p<0,00). Die negative Korrelation zwischen der Veränderung des TFL
(Median=7,6°; Range -1,1°–18,8°) und des CVA (Median=-5,6°; Range -16,3°–3,6°) ist ebenfalls statistisch
signifikant (r=-0.685; p<0,00).
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45
detailprogramm
Zusammenfassung: Kinder reagieren auf das Tragen einer dorsalen Last mit einer Vorwärtsneigung des
Oberkörpers und einer verstärkten Ventraltranslation des Kopfes. Das Ausmaß der Veränderung des CVA
und des TFL entspricht den Resultaten von Kistner et al.1 (Verringerung des CVA: 4,7° ±4,3; Zunahme des
TFL: 6,2° ±3,0). Der enge Zusammenhang zwischen TFL und CVA könnte als Reaktion des Oberkörpers auf
die dorsale Last und das gleichzeitige Bestreben den Blick nach vorne auszurichten, erklärt werden. Zukünftige Studien könnten u.a. die Auswirkungen der Tragedauer nicht nur auf die Oberkörper- und Kopfposition,
sondern auch auf die Gelenkswinkel der unteren Extremitäten untersuchen.
Referenzen: Kistner F et al. Pediatr Phys Ther. 2013;25(1):15-24. Brackley HM et al. Work.
2009;32(3):351-60. Neuschwander TB et al. Spine. 2010;35(1):83-88.
Erfolg von Orthesen zur Gangbildverbesserung in der Relation zu
chirurgischer Intervention bei ICP
S. Wolf, J. Block, D. W. W. Heitzmann, T. Dreher, M. Alimusaj // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Kinder mit CP bilden aufgrund fehlerhafter neuromuskulärer Steuerung in der Regel eine komplexe orthopädische Symptomatik aus, die durch verschiedene weichteilige wie knöcherne Eingriffe therapiert werden kann. Hierbei hat sich die Methode der „single-event multi-level surgery“ (SEMLS) entwickelt [1],
bei der viele dieser Eingriffe in einer Sitzung vorgenommen werden. Unstrittig ist, dass der therapeutische
Erfolg nicht allein von der chirurgischen Intervention, sondern auch von der konservativen Nachbehandlung
und gegebenenfalls einer orthopädietechnischen Versorgung abhängt. Wissenschaftliche Nachweise gibt
es jedoch kaum. Unterschenkel-Orthesen mit einstellbarem Gelenkanschlag sowie federnde Orthesen aus
Karbonfaser ermöglichen einen stabileren Bodenkontakt und damit ein sichereres Gangbild. Die funktionelle
Auswirkung dieser Orthesen ist Gegenstand dieser retrospektiven Studie.
Methode und Material: Zur Planung von SEML-Operationen bei Patienten mit CP wurden neben konventioneller Diagnostik 3D-Ganganalysen [2] durchgeführt. Bei postoperativer orthetischer Versorgung wurde in
Einzelfällen das postoperative Gangbild mit und ohne Orthesen dokumentiert. 9 dieser Fälle (7m/2w; 7,817,2 Jahre) mit spastischer Diparese im Jahresergebnis nach operativer Intervention wurden in diese Studie
eingeschlossen. Ausgewertet wurde der globale Gangindex GGI [3] mit Merkmalen, die als relevant für Gehfähigkeit und Gangbild angesehen werden.
Ergebnisse: Im Mittel verbesserte sich der Gangindex ein Jahr nach SEMLS beim barfüßigen Gang ohne
Orthesen von 519±298 signifikant auf 318±176. Durch den Einsatz der Unterschenkel-Orthesen verbesserte
sich dieser weiter signifikant auf 193±89. Der physiologische Erwartungswert liegt bei 15±6. Im Einzelnen resultiert die Gangverbesserung aus einer erhöhten Gehgeschwindigkeit, einer verkürzten Standphasendauer,
einer verbesserten Kniestreckung beim Erstkontakt, einer zeitgerechteren maximalen Kniebeugung in der
Schwungphase, einem verringerten Hüftstreckdefizit sowie verbesserter Beckenaufrichtung. Die Änderungen am Sprunggelenk sind positiv jedoch nicht signifikant.
Zusammenfassung: Die Ergebnisse zeigen, dass bei adäquater Orthesenversorgung das operative Ergebnis bei Kindern mit CP noch nennenswert verbessert werden kann und damit wichtiger Bestandteil der
Gesamtbehandlung ist. Die orthetische Versorgung führt dabei nicht nur im eingefassten Gelenk, sondern in
46
poster
der gesamten Beinkette zu einem physiologischeren Bewegungsablauf. Einschränkend zu diesem Studienergebnis muss erwähnt werden, dass die chirurgische Intervention im Einzelfall sehr unterschiedlich war, wie
auch unterschiedliche Typen von Orthesen jeweils individuell gewählt und angepasst wurden. Die retrospektive Fallauswahl von 9 Fällen kann nicht beanspruchen, repräsentativ für das gesamte Patientengut zu sein.
Eine explizite Selektion zu anderen Kriterien als den genannten fand jedoch nicht statt, womit systematische
Fehler ausgeschlossen sein sollten.
Literatur:
[1] Park MS, et al. (2010) J Pediatr Orthop. 30(5):489-95.
[2] M.P. Kadaba, et al. (1990) J Orthop Res 8:383-392.
[3] Schutte L.M. et al. (2000) Gait Posture 11:25–31.
Erfassung der Oberkörperbewegung beim oberschenkelamputierten Gang
K. Orlowski, F. Eckardt, J. Edelmann-Nusser, K. Witte // Magdeburg (Deutschland)
Einleitung: Der Gang von Oberschenkelamputierten (OA) ist neben Asymmetrien im Standphasen­verhältnis
durch ein Schwanken des Oberkörpers gekennzeichnet, welches als Duchenne-Hinken bezeichnet wird und
ein pathologisches Gangmuster darstellt (Baumgartner & Botta 1995). Empfohlene Übungen sollen diese
Asymmetrien durch Stärkung der verbliebenen Muskulatur reduzieren und der Pathologie entgegenwirken
(WHO 2004, Brigham 2011, Murphy 2014). In der instrumentellen Ganganalyse kann der Gang mit Inertialsensoren erfasst und die Gangparameter automatisiert bestimmt werden (Orlowski et al. 2015).
Wichtig für die Ganganalyse bei OA wäre die Einbeziehung der Bewegungsanalyse des Oberkörpers.
Ziel ist es, die Bewegung des Oberkörpers von OA mittels Inertialsensoren (IMS) zu erfassen und mit einer
Referenzgruppe (REF) von gesunden Personen zu vergleichen.
Methode und Material: Der Gang von 5 OA (4 M, 1 W, Alter: 47,7 (+/- 10,3) Jahre, Größe: 176,8 (+/- 6,3) cm)
wurde mit IMS aufgezeichnet. Es wurden zwei IMS an den Unterschenkeln (lateral über dem Sprunggelenk)
und zwei zusätzliche IMS am Oberkörper (mittig am Sacrum und am Th2) angebracht, um die Bewegungen
(3D-Beschleunigungen und 3D-Winkel­geschwin­digkeiten) während des Gangs auf einer geraden 12 m langen Strecke zu erfassen. Der Gang der REF (11 M, 14 W, Alter: 25,6 (+/- 3,3) Jahre, Größe: 173,1 (+/- 8,8)
wurde in gleicher Weise aufgezeichnet.
Der Range of Motion (ROM) des Beckens und des Oberkörpers wurden berechnet. Dabei entspricht Roll
der Rotation um die Anterior-Posterior- (AP), Pitch um die Medio-Lateral- (ML) und Yaw um die vertikale (V)
Achse. Diese Parameter der OA werden mit denen der REF deskriptiv verglichen.
Ergebnisse: Die betrachteten Parameter Roll, Pitch und Yaw zeigen für nahezu alle OA Abweichungen im
Vergleich zur REF und weisen individuell-spezifische Abweichungen auf. Teilweise ist der ROM doppelt so
groß (Yaw[Pelvis]_REF = 10,2°, Yaw[Pelvis]_OA1 = 20,6°, Yaw[Pelvis]_ OA2 = 19,4°).
26. – 27.02.2016 // Wien
47
detailprogramm
Zusammenfassung: Der Gang von OA zeigt Auffälligkeiten in der Oberkörperbewegung. Der gemessene
ROM der Referenzgruppe (Roll_REF = 8,4°, Yaw_REF = 10,2°) entspricht weitestgehend dem Ergebnis (Roll
= Yaw = 8°) von Sjöhdahl et al. (2003). Die Unterschiede der einzelnen OA sind jedoch sehr individuell und
beispielsweise von der Stumpflänge abhängig. Diese Abweichung kann in Form des ROM mittels der IMS
erfasst und bewertet werden.
Die gegenläufige Bewegung des Beckens und des Oberkörpers kann anhand der Signalverläufe untersucht
werden. Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, das Duchenne-Hinken bei Oberschenkelamputierten mit den Parametern zu quantifizieren.
Referenzen: Beim Autor zu erfragen
Evaluierung der posturalen Kontrolle beim Gehen und Sit-to-Stand Aktivitäten
auf Basis mobiler Sensorik
P. Kafka, P. Breyer, S. Mohr // Wien (Österreich)
Einleitung: Mobilität ist ein wesentlicher Indikator des allgemeinen Wohlbefindens der Gesundheit und infolgedessen auch der Lebensqualität. Die Mobilität einer Person definiert sich durch eine Mehrzahl von Eigenschaften, wobei der Gang beziehungsweise das Vermögen zu gehen einen wesentlichen Aspekt darstellt.
J. Perry (1992) definiert den Gang wie folgt: „Gehen ist eine wiederholende Sequenz bewegter Gliedmaßen
um den Körper vorwärts zu bewegen, bei gleichzeitiger Kontrolle der Haltungsstabilität“. Betrachtet man den
zweibeinigen Gangzyklus, dann erfolgen 80 Prozent der Bewegung in der Schwungphase der unteren Extremitäten und 20 Prozent in der Standphase. Dementsprechend wichtig ist ein Vermögen der dynamischen
Stabilität. Dynamische Stabilität ist aber nicht nur für das Gehvermögen von Bedeutung, sondern auch eine
wesentliche Voraussetzung für grundsätzliche Alltagskompetenz (activities of daily living, ADLs). Von großer
Bedeutung im Alltag ist dabei die Sturzvermeidung beziehungsweise die Reduktion eines Sturzrisikos, dies
besonders bei älteren Menschen. Mit fortschreitendem Alter ist die Erhaltung einer dynamischen Stabilität
und posturalen Kontrolle eine absolute Notwendigkeit.
Klinische Verfahren wie der Romberg Test oder der Timed-Up-and-Go Test (TUAG) bewerten den Status
der Mobilität und der posturalen Kontrolle während oder nach einer Rehabilitation. Diese Verfahren werden
im Normalfall ausschließlich im klinischen Umfeld unter zeitlich und räumlich eingeschränkten Bedingungen
von therapeutischem Fachpersonal durchgeführt. Mobile Messsysteme könnten demgegenüber relevante
Bewegungsdaten auch im häuslichen Umfeld und zeitlich ungebunden, erheben. Ziel dieser Studie ist die
Ermittlung und Evaluierung von Parametern der posturalen Stabilität mittels mobiler Sensorik. Verwendet
wurden Inertialsensoren (IMUs) und Einlegesohlen zur Druckmessung im Schuh. Methode und Material: Insgesamt wurden fünf IMUs am Rumpf der ProbandInnen appliziert, ebenso Einlegesohlen in beiden Schuhen mit jeweils vier Drucksensoren. Die Messdaten wurden mit Bluetooth übertragen um die Gangparameter zu berechnen. Als Referenz zur Bewertung der Messgenauigkeit der mobilen Sensoren wurden die Gang-Trajektorien mit einem 3D VICON® Motion Analysis System aufgezeichnet.
Die Probandinnen absolvierten für die Messungen vorwärts Gangstrecken und Sit-to-Stand Bewegungen
48
poster
mit mehreren Wiederholungen. Dabei wurden auch Sequenzen mit zunehmend erschwerten Bedingungen
für das Gleichgewichtsempfinden gewählt. Stabiler und instabiler Untergrund, normale und eingeschränkte
Sichtverhältnisse. Ergebnisse: Die Hypothese wurde aufgestellt, dass die Messdaten der mobilen Sensoriken spezifische
Charakteristika liefern, welche die Identifizierung von stabilen oder instabilen Zuständen der ProbandInnen
während der Bewegung ermöglichen (z.B. erhöhte Beschleunigungswerte, Messspitzen im Gangzyklus).
Basierend auf diesen Indikatoren wird eine Bewertung der posturalen Kontrolle beim Gehen oder AufstehenNiedersetzen-Bewegungen ermöglicht. Zusammenfassung: Aufbauend auf diesen Erkenntnissen soll ein mobiles Monitoring-System die Begleitung von ADLs ermöglichen.
Möglichkeiten und Grenzen der neuesten Generation videobasierter
3D-Ganganalysesysteme
W. Strobl1, V. Hirschmann1, L. Becker2, P. Russ3 // 1Schwarzenbruck - Nürnberg (Deutschland), 2Magdeeburg (Deutschland), 3Unterschleißheim (Deutschland)
Einleitung: Die neueste Generation videobasierter 3D Ganganalysesysteme bietet die Möglichkeit 3D Bewegungsdaten mittels markerlosem Tracking, auf Basis von Markern oder hybrid durchzuführen. Mittels der
neuen Verfahren zur markerlosen Silhouettenerfassung können Analysen schneller und einfacher durchgeführt werden und das Fehlerpotential durch fehlerhafte Markerplatzierung verringert werden. In einer Fallstudie soll untersucht werden, ob markerlose und hybride Trackingverfahren mit den Ergebnissen des traditionellen Markermodells hoch korrelieren. Ziel der Arbeit ist es zu validieren, ob diese Verfahren bei gesunden
als auch bei Patienten mit Cerebralparese vergleichbar eingesetzt werden können.
links: Markermodell untere Extremität (blaue Marker), rechts: Hybrid
Modell untere Extremität (grüne Marker)
26. – 27.02.2016 // Wien
Methode und Material: Es werden
drei Patienten mit infantiler Cerebralparese (GMFCS Level I-II), sowie 3
Patienten ohne gesundheitliche Einschränkungen gemessen. Die Patienten werden mit dem Markermodell
der unteren Extremität beklebt (Abb.
1). Die Daten für die Berechnung auf
Basis von Markern, markerlos sowie
hybrid werden zeitgleich mit einem
8 Kamera System (2,0MP@100Hz)
der Firma Simi aufgezeichnet. Die
3D Daten werden mit der Software
Simi Motion 3D (<0,1mm SD) berechnet, die Gelenkwinkel werden
49
detailprogramm
anschließend mit dem Modul Inverse Kinematik berechnet (Berechnung nach aktuellem ISB Standard). Die
Auswertung der markerlosen Daten erfolgt in Simi Shape. Einige Marker werden für das hybride Verfahren
verwendet (Abb. 2). Die Ergebnisse werden anschließend mit dem Korrelationskoeffizienten nach Spearman
miteinander verglichen
Ergebnisse: Es wird lediglich bei der Eversion/Inversion des Sprunggelenks ein schlechtes Ergebnis mit
markelosem Tracking erwartet. Es wird weiterhin erwartet, dass die Flexion/Extension der Hüfte, sowie die
Abduktion/Adduktion des Sprunggelenks hoch korrelieren, die Abduktion/ Adduktion und Rotation der Hüfte,
die Flexion/Extension im Knie und die Plantar-/ Dorsalflexion im Sprunggelenk sehr hoch. Es wird davon
ausgegangen, dass mit hybriden Tracking alle gemessenen Gelenkwinkel einen sehr hohen Zusammenhang
mit markerbasierten Daten aufweisen werden. Zusammenfassung: Einige Winkel wie Fuß Eversion/Inversion sind mit markerlosem Tracking nicht fehlerfrei zu erfassen. Dies betrifft generell alle Winkel bei denen sich die geometrische Form der anliegenden
Segmente in ihrer Silhouette nicht wahrnehmbar verändern. Für diese Winkel ist es notwendig zusätzliche
Marker am Segment zu befestigen um eine vergleichbare Genauigkeit in allen Parametern zu erreichen. Die
Daten dieser Fallstudie zeigen, dass auch in Zukunft Marker nicht vollständig vermieden werden können, um
hoch genaue Ergebnisse in allen Gelenkebenen zu erreichen. Es wird aber möglich sein die Zahl der Marker
deutlich zu reduzieren und damit Zeit einzusparen, sowie das Fehlerpotential durch falsche Platzierung zu
verringern. Bei einfachen klinischen Fragestellungen wird auch ein rein markerloses System für die klinische
Ganganalyse einsetzbar sein. 50
Detailprogramm // Abstracts II
26. – 27.02.2016 // Wien
51
detailprogramm
Bewegungsanalyse
26. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
16:45-17:30
Vorsitzende: Bertram Müller, Jacqueline Romkes
Bewegungsmuster von Hüfte und lumbaler Wirbelsäule bei ADL-Bewegungen
bei gesunden Probandinnen und Probanden
K. Widhalm, E. Hurkmans, PhD // Wien (Österreich)
Einleitung: Um die Entstehung von Low-Back-Pain (LBP) besser zu verstehen und effizientere Therapieansätze zu identifizieren, wurde vor allem das Bewegungsverhalten von PatientInnen mit LBP untersucht. Die
Variabilität des sagittalen Wirbelsäulenalignments und Unterschiede in der Beschleunigung von Teilabschnitten der Wirbelsäule werden diesbezüglich als mögliche LBP fördernde Faktoren genannt[1]. Der Zusammenhang möglicher unterschiedlicher Bewegungsmuster bei Alltagsaktivitäten gesunder Personen und deren
Einfluss auf die Entstehung von LBP ist allerdings noch weitgehend ungeklärt.
Daher war es Ziel dieser Studie, die Variabilität der lumbo-pelvinen Koordination bei Sit-to-Stand (STS),
Squat-Lifting (SQL) und beim Finger-Boden-Abstand-Test (FTF) in den letzten 30% der Bewegungsdauer
zu untersuchen und Bewegungsmustertypen zu klassifizieren.
Methode und Material: 49 gesunde Versuchspersonen (11-50 Jahre) führten jeweils 6 Durchgänge von
STS, Aufheben einer 5 kg schweren Kiste mittels SQL und FTF durch. Die kinematischen Daten wurden
mit 6 optoelektronischen Kameras aufgezeichnet. Hauptzielvariable war der Median des Verhältnisses von
Änderung des Hüftwinkels zur Änderung des Lumbalwinkels in der Sagittalebene. Die letzten 30% der Bewegungsdauer wurden in die Datenanalyse inkludiert. Für die Klassifizierung der Bewegungsmuster wurde eine
hierarchische Clusteranalyse durchgeführt. Die Analyse wurde für 3 Altersgruppen (10-18, 19-30 und 31-50
Jahre) durchgeführt, um mögliche altersbezogene Unterschiede feststellen zu können.
Tab. 1: STS Extensionsphase = post Lift-Off Phase
52
Ergebnisse: Die deskriptiven Parameter über alle
Versuchspersonen sind als Median mit Spannweite
in Tabelle 1 dargestellt. Mittels der hierarchischen
Clusteranalyse konnten ein dominierendes und ein
dazu konträres Bewegungsmuster klassifiziert werden. Der überwiegende Typ I (STS n=39; SQL n=40,
FTF n=41) ist durch eine hohe Beteiligung der lumbalen Wirbelsäule (LWS) charakterisiert, die gegen
Ende der Extensionsphase zunimmt. Bei Typ II dominiert die Hüftextensionsbewegung (STS n=7; SQL
n=3; FTF n=4). Die beiden Bewegungsmuster sind
annähernd gleich über die 3 Altersgruppen verteilt.
abstracts II
Zusammenfassung: Obwohl bei der Indexberechnung der Unterschied des verwendeten ROM von Hüfte
und LWS nicht berücksichtigt wurde, konnte gezeigt werden, dass gesunde Menschen unterschiedliche Bewegungsmuster für die Extensionsphase bei ADL-Bewegungen verwenden. Über 80% der Versuchspersonen zeigten in den letzten 30% der Bewegungsdauer eine von lumbaler Extension dominierte Aufrichtung.
Daher ist es notwendig zu untersuchen, ob die klassifizierten Bewegungsmuster ein relevanter Faktor bei der
Entstehung von degenerativen Symptomatiken im Bereich der LWS sind.
[1] Dankaerts W, O’Sullivan P, Burnett A, Straker L, Davey P, Gupta R. Discriminating healthy controls and
two clinical subgroups of nonspecific chronic low back pain patients using trunk muscle activation and lumbosacral kinematics of postures and movements: a statistical classification model. Spine (Phila Pa 1976).
2009;34:1610-8.
Einfluss plantarer elektrischer und mechanischer Stimulation auf das
Gangverhalten älterer Gesunder
L. Niklaus, C. Zippenfennig, K. Karger, T. Milani // Chemnitz (Deutschland)
Einleitung: Mit steigendem Alter nehmen Fußsensibilität und Gangsicherheit ab, weshalb häufig Stürze resultieren. Erste Studien belegen, dass sowohl die Fußsensibilität als auch die Gleichgewichtsfähigkeit durch unterschwellige stochastische Stimulation, elektrischer oder mechanischer Art, verbessert werden können [1,2,3].
Unklar ist, ob sich diese Verbesserungen im Gang manifestieren und welche Stimulationsart effektiver wirkt.
Methode und Material: Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurden 99 gesunde ältere Probanden
(68,43±1,5Jahre, m:w=39:60) rekrutiert. Es erfolgte eine Randomisierung in Vibrations-, Strom-, Kontrolloder Placebogruppe. Alle Gruppen absolvierten zunächst zwei Ganganalysen mittels Druckmessplatte (Zebris FDM 1,5; Basis- und Prä-Messung). Anschließend folgte je nach Gruppe eine erste fünfminütige Stimulation der Fußsohle (Ferse oder erster Metatarsuskopf) mit unterschwelliger stochastischer Vibration für die
Vibrationsgruppe oder unterschwelligem stochastischem Strom für die Stromgruppe. Die Reihenfolge der
beiden Stimulationsareale erfolgte randomisiert. Kontroll- und Placebogruppe erhielten keine Intervention,
wobei die Placebogruppe von einer Stimulation ausging. Unmittelbar nach der Stimulierung fand eine erneute Ganganalyse statt (Post-Messung). Gleiches Szenario folgte mit dem zweiten Areal (2. Stimulation).
Analysiert wurden sowohl räumlich-zeitliche, als auch kinetische Gangparameter.
Ergebnisse: Der Gang der vier Gruppen unterschied sich in der Basismessung nicht, somit war die Vergleichbarkeit der Ausgangssituation gegeben. Kontroll- und Placebogruppe zeigten keine Veränderung des
Gangs. Auch die Gangparameter der Vibrationsgruppe blieben nach der mechanischen Stimulation beider
Areale gleich. Abb. 1 zeigt exemplarisch für die Vibrationsgruppe die maximalen Spitzendrücke in den neun
analysierten Masken der Fußsohle.
Ebenfalls zeigten sich die meisten Parameter der Stromgruppe durch die Stimulation unbeeinflusst. Lediglich
bei Beginn und Dauer des Bodenkontakts fanden sich signifikante (p=,001 - ,045; Friedmann Test), jedoch
praktisch irrelevante Unterschiede nach der elektrischen Stimulation der Fußsohle (Kendall’s w = ,124 - ,270).
26. – 27.02.2016 // Wien
53
detailprogramm
Abb. 1: max. Spitzendrücke in den einzelnen Arealen der Vibrationsgruppe im Verlauf der Messungen
Zusammenfassung: Weder Strom, noch Vibration, unterschwellig plantar appliziert, zeigten in dieser Studie
eine Beeinflussung des Gangs gesunder Älterer. Aufgrund der Ergebnisse vorliegender Studien, die positive
Adaptionen von Sensibilität und Gleichgewicht durch stochastische unterschwellige Stimulation postulieren,
ist dieses Resultat unerwartet. Es ist zu überdenken, ob die Stimulationsdauer von fünf Minuten ausreichend
lang gewählt wurde. Zudem könnte zu viel Zeit zwischen Stimulation und Ganganalyse vergangen sein. Eine
Reizung unmittelbar während des Gehens ist anzustreben. Ebenso ist unklar, ob die unterschwellige Intensität ausreichende Wirkung implizierte.
Perspektivisch sollen Patienten mit Gangpathologien betrachtet werden, bei denen deutliche Steigerungen
der Gangsicherheit zu erwarten sind. Weiterhin stellen Langzeitwirkungen und deren Zusammenhang zur
Sturzhäufigkeit zukünftige Untersuchungsziele dar.
Diese Studie wurde vom BMBF gefördert (FKZ:16SV7101).
Referenzen:
1. Priplata et al., 2002; Phys. Rev. Lett. 89(23); 2. Gravelle et al., 2002; Neuroreport,13(15); 3.
Magalhaes&Kohn, 2011; Exp Brain Res,217(2)
Validierung eines Krückenfeedbacksystems
D. Paterno, B. Wondrasch // St. Pölten (Österreich)
Einleitung: Eine optimale Belastung ist für die Wundheilung sehr wichtig[1]. Allerdings wird die vorgegebene
Teilbelastung von 88,5% der PatientInnen überschritten[2]. Die Einhaltung einer vorgegebenen Teilbelastung
ist ein wesentliches Sicherheits- und Erfolgskriterium in der Rehabilitation. In der Literatur gibt es Erkenntnisse die besagen, dass mit Hilfe von Biofeedback die Compliance der PatientInnen, eine vorgegebene
Teilbelastung einzuhalten, um ein Vielfaches erhöht wird. Mit einer instrumentierten Krücke wurden bisher
nur wenige Studien durchgeführt[3]. Viele Studien benützen hauptsächlich eine Biofeedbackschuhsohle oder
54
abstracts II
eine Kraftmessplatte. Zukünftige Studien sollten allerdings die beste Art der Verwendung des Biofeedbacks
herausfinden, da dieses Forschungsgebiet Potenzial hat, um Verbesserungen für einen großen Anteil an
PatientInnen zu erreichen[4]. Es gibt bisher keine verfügbare Studie, welche zwei instrumentierte Krücken
validiert. Deshalb ist das Ziel der Studie die PierenStep, ein Krückenfeedbacksystem, zu validieren.
Methode und Material: Bei der Pilotstudie wurden die Bodenreaktionskräfte mit Hilfe der PierenStep und
einer Druckmessplatte ermittelt. Untersucht wurde die Korrelation zwischen den beiden Systemen an gesunden ProbandInnen, welche nach einer Einschulung in den Dreipunktegang eine definierte Messstrecke (16
m) absolvierten. Für die Studie wurden 28 ProbandInnen von der Fachhochschule St. Pölten rekrutiert. Die
ProbandInnen wurden bei der Messung in eine Gruppe mit 20% Teilbelastung und in eine Gruppe mit 50%
Teilbelastung eingeteilt. Die Auswertung der Daten wurde mit SPSS 22.0 durchgeführt. Die Korrelationen
wurden mit dem Korrelationskoeffizient nach Pearson bzw. dem Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman
und Kendall ermittelt.
Ergebnisse: Es konnte zwischen der PierenStep und der Druckmessplatte eine signifikante Korrelation
(p≤0,01) bei allen berücksichtigten Werten (Gruppe 20% und Gruppe 50%) und bei der Gruppe mit 20%
Teilbelastung festgestellt werden. Bei der Gruppe mit 50% Teilbelastung konnte keine signifikante Korrelation
gefunden werden.
Zusammenfassung: Um die Reliabilität der PierenStep bei der Ermittlung der Teilbelastung zu untermauern,
bedarf es zusätzlicher Studien und wissenschaftlicher Auseinandersetzungen.
Referenzen:
[1] Van den Berg, F. (2010). Angewandte Physiologie: Band 1: Das Bindegewebe des Bewegungsapparates verstehen und beeinflussen (3 edition.). Stuttgart: Georg Thieme Verlag.
[2] Jöllenbeck, T., & Schönle, C. (2005). Die Teilbelastung nach Knie- oder Hüft-Totalendoprothese: Unmöglichkeit der Einhaltung, ihre Ursachen und Abhilfen. Zeitschrift für Orthopädie, 143(2), 124–128.
doi:10.1055/s-2005-868436
[3] Klöpfer-Krämer, D. I., & Augat, P. P. (2010). Teilbelastung in der Rehabilitation. Der Unfallchirurg, 113(1),
14–20. doi:10.1007/s00113-009-1717-8
[4] Hustedt, J. W., Blizzard, D. J., Baumgaertner, M. R., Leslie, M. P., & Grauer, J. N. (2012a). Current advances in training orthopaedic patients to comply with partial weight-bearing instructions. The Yale Journal
of Biology and Medicine, 85(1), 119–125.
Rehabilitation im häuslichen Umfeld durch supervidiertes Training mittels Kinect V2
M. Scherer, P. Kafka, A. Unterbrunner // Wien (Österreich)
Einleitung: Heutzutage kann die Compliance von PatientInnen zum weiterführenden Training nach der Entlassung aus der stationären Rehabilitation schwer überprüft bzw. nicht objektiv bewertet werden. Jedoch
lässt sich der Gesundheitsprozess nicht auf die Zeit des Klinikaufenthaltes beschränken. Um einen nachhaltigen Rehabilitationserfolg zu erzielen, ist die Entwicklung außerklinischer Maßnahmen notwendig. Das
26. – 27.02.2016 // Wien
55
detailprogramm
Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung eines Rehabilitationssystems für den Heimgebrauch basierend
auf einem Kinect v2 System (Microsoft Corp.). Rehabilitation im häuslichen Umfeld hilft die gewohnte Einsatzfähigkeit rasch wiederzuerlangen, so Aktivitäten des täglichen Lebens bedenkenlos durchzuführen und
dadurch Behandlungskosten zu senken [1].
Methode und Material: Der verwendete Kinect v2 Sensor kommt aus dem Spielesektor und kann Bewegungsmuster detektieren. Die dazugehörige Software wurde in der Unity3D-Game-Engine programmiert.
Das Gesamtsystem arbeitet, im Gegensatz zu bereits am Markt erhältlichen, mit Referenzdaten der/des ausführenden PatientIn und bietet daher einen neuen Ansatz von videobasierter supervidierter Rehabilitation im
Heimbereich. Während der stationären Rehabilitation führen PatientInnen definierte Übungen unter Aufsicht
von TherapeutInnen durch. Ein Algorithmus speichert diese Daten als Referenz. Bei jeder eigenständiger
Übung zu Hause werden die aktuellen Bewegungsdaten mit den Referenzwerten abgeglichen und ein personenspezifisches Feedback erstellt. Um die Compliance der PatientInnen zu erhöhen wurde die Übung als
spielerische Anwendung mit verschiedenen Schwierigkeitsstufen gestaltet.
Ergebnisse: Das entwickelte Kinect Übungsprogramm besteht aus einer TherapeutInnen-Ansicht,
in der die Referenzdaten aufgenommen und einer
AnwenderInnen-Ansicht mit der das personalisierte
Übungsprogramm aufgerufen wird. Bei Personen
mit Amputationen berücksichtigt das Programm die
jeweilige Amputationshöhe. Beim Start des Übungsmodus folgen zunächst Abfragen, die die Sicherheit
des/der PatientIn sicherstellen sollen. Im Anschluss
werden definierte Übungen unter dem Gesichtspunkt
der Gamifizierung spielerisch durchgeführt (Abb. 1).
Durch ein visuelles und auditives Livefeedback werden Informationen über die Ausführung bereitgestellt.
Abb. 1: Übungsdurchführung mittels Kinect-System
Zusammenfassung: Die weiteren Forschungsschritte beinhalten einen Ausbau der Übungen und
eine Implementierung eines Telemonitoringsystems.
Dazu wird nach dem CDA-Standard gearbeitet, daher ist eine Integration in das ELGA-System möglich. Die ersten Ergebnisse lassen den Schluss zu,
dass das entwickelte Kinect Programm als Therapiemaßnahme für den Heimbereich geeignet ist.
In weiter Folge wird eine Studie angedacht, um diese These zu bestätigen. Langfristiges Ziel ist klinisches
Personal in dessen Tätigkeit zu unterstützen, das Training zu Hause technologieunterstützt zu begleiten und
so zu einem raschen Rehabilitationserfolg beizutragen.
Referenzen: [1] Zidén, L. et al.: Long-term effects of home rehabilitation after hip fracture, Disability and
Rehabilitation, vol. 32, pp. 18-32, 2010
56
abstracts II
Schultergürtelbewegung bei Patienten mit anatomischer
Schulter-Totalendoprothese (TEP): 5 Jahres Follow-Up
H. Bruttel, D. Spranz, J. Eckerle, O. Rettig, S. I. Wolf, M. W. Maier // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Omarthrose ist ein häufiges Krankheitsbild der Schulter im Alter. Die operative Therapie erfolgt bei intakter Rotatorenmanschette mittels Implantation einer anatomischen Schulter-Totalendoprothese
(TEP). Der Einfluss des Gelenkersatzes auf die Koordination des Schultergürtels ist bisher wenig erforscht.
Wir haben erstmals mittels optischer 3D-Bewegungsanalyse eine Gruppe von Schulter-TEP Patienten untersucht, um ein besseres Verständnis für die Schultergürtelbewegung in dieser Patientengruppe zu erlangen.
Methode und Material: Wir haben die Schultergürtelbewegung bei Abduktion und Anteversion bei 12 Patienten (Alter: 72,19±5,14; 6m; 6w) mit insgesamt 18 anatomischen Schulter-TEPs (Follow Up: 5,6±2,2; 6
links; 12 rechts) mit einem optischen System der Firma Vicon Motion Systems Ltd. (12 Kameras Modell
T40S) untersucht.
Die Berechnungen erfolgten mittels Heidelberger Upper Extremity Modell (HUX), welches zusätzlich um Thorax-, Akromion- und Humeruscluster erweitert wurde. Zusätzlich wurde eine Kontrollgruppe aus 14 ReferenzProbanden (Alter: 23,82±1,41; 6m; 8w) mit 28 gesunden Schultern gebildet. Die fünf Winkel Skapula-Lateralrotation, -Protraktion und -Kippung sowie Clavicula-Protraktion und -Elevation wurden anschließend mit der
Humerus-Elevation zwischen 30° und 90° mittels linearer Regression korreliert. Die jeweiligen Steigungen
(m) wurden mittels T-Test auf signifikante Unterschiede untersucht.
Ergebnisse: In den Winkel-Winkel-Plots (Abb. 1) ist insgesamt eine veränderte Bewegung des Schultergürtels bei beiden Bewegungen sichtbar. Insgesamt ist bei den TEP-Patienten eine verstärkte ClaviculaRetraktion und -Elevation sowie bei Anteversion eine verstärkte Skapula-Lateralrotation und bei Abduktion
eine verminderte Skapula-Retraktion sichtbar. Die Unterschiede für die Steigung m waren in Anteversion bis
auf die Skapula-Protraktion und in Abduktion bis auf die Skapula-Lateralrotation signifikant.
Bewegung Winkel
mTEP
mNorm
Δm
p-Wert
Anteversion
Skapula-Lateralrotation
0,413±0,089
0,084
0,002*
Skapula-Protraktion
0,184±0,088
0,176±0,073
0,008
0,732
Skapula-Kippung
0,047±0,080
-0,045±0,094
0,092
0,001*
Clavicula-Protraktion
-0,313±0,069
-0,169±0,051
-0,144
0,000*
Clavicula-Elevation
0,110±0,063
0,073±0,054
0,037
0,038*
Abduktion
Skapula-Lateralrotation
0,521±0,101
0,458±0,106
0,063
0,052
Skapula-Protraktion
-0,014±0,070
-0,062±0,079
0,048
0,043*
Skapula-Kippung
0,015±0,106
0,108±0,079
-0,093
0,001*
Clavicula-Protraktion
-0,287±0,066
-0,201±0,045
-0,086
0,000*
Clavicula-Elevation
0,174±0,059
0,127±0,049
0,048
0,005*
0,496±0,081
Abb. 1.1: Schultergürtelwinkel im Verhältnis zur Humeruselevation bei Abduktion
26. – 27.02.2016 // Wien
57
detailprogramm
Abb. 1.2: Schultergürtelwinkel im Verhältnis zur
Humeruselevation bei Abduktion
Zusammenfassung: Zusammenfassend haben wir ein verstärktes Ausmaß an Schultergürtelbewegung bei
Abduktion und Anteversion bei TEP-Patienten im Vergleich mit jungen Referenzprobanden gefunden. Die
verstärkte Bewegung des Schultergürtels bei den TEP-Patienten könnte eine Kompensation der Bewegungseinschränkung sein. Der Offset der Clavicula-Elevation spricht für eine Hochstand der operierten Schulter.
Quantitativer kinematischer Vergleich der oberen Extremität zwischen
Normprobanden und Prothesenträgern unter Einbeziehung verschiedener
Handprothesen
B. Pobatschnig, A. Kranzl // Wien (Österreich)
Einleitung: Quantitative Daten sind für medizinisches Personal unabdingbar um teure Verordnungen vor
dem Kostenträger rechtfertigen zu können. Da Alltagsbewegungen (ADL) Rückschlüsse auf die Selbständigkeit von Personen im Alltag ermöglichen, werden sie für die Bestimmung der Funktionalität von Prothesenmodellen herangezogen. Hauptziel dieser Arbeit ist die Quantifizierung des Bewegungsmusters bei
unilateralen und bilateralen Tätigkeiten (8 ADL) bei Personen ohne pathologische Einschränkungen und
exemplarisch bei zwei Prothesenträgern (PT). Methode und Material: 20 männliche Probanden (Alter: 26,3±2,17) und zwei PT (PT1: Michelangelo Hand
(MA), SensorHand Speed (SHS), PT2: MA, SHS und AxonHook (AH)) werden mit dem publizierten Oberkörpermodell von Japsers et al. via 3D Bewegungsanalysesystem aufgenommen. Die Teilnehmer platzieren
58
abstracts II
sich in der Mitte des Messaufbaus (17 Infrarotkameras, 150 Hz Aufnahmefrequenz) und jede ADL wird fünfmal aufgenommen. Anschließend werden die Daten in Matlab importiert, wo die weitere Berechnung (Segment, Winkel, zeitliche Normierung, Arm Profile Score, APS) stattfindet. Ergebnisse: Die Abb. zeigt eine ADL, in der die Probanden ein Tablett anheben und abstellen. Dargestellt ist
die Ellenbogen Flexion (a), Clavicula Elevation (b) und Schulter Abduktion (c) für 20 Normprobanden (grau)
und zwei PT (blau: PT1, grün: PT2) mit verschiedenen Prothesen. PT1 weist eine geringere Ellenbogenflexion und eine erhöhte Clavicula Elevation mit der SHS auf. PT2 zeigt eine geringe Limitation im Ellenbogengelenk. Im Vergleich zur Normgruppe zeigt sich auch eine erhöhte Clavicula Elevation. In der Abb. werden die
Events für die zeitliche Normierung abgebildet (schwarze, vertikale Linie: Norm, blaue Linie: MA, strichlierte
blaue Linie: SHS). Der APS der Normgruppe beträgt 6,17°. PT1 liegt mit der MA (4,85°) innerhalb und der
SHS (18,57°) außerhalb der Norm. PT2 zeigt mit der MA (1,38°) den geringsten APS verglichen mit der SHS
(12,91°) und dem AH (2,86°). Zusammenfassung:
Um Ausgleichsbewegungen eines PT interpretieren zu können, ist das Verständnis des Bewegungsmusters der Normgruppe
unerlässlich. Abb. 1b zeigt eine hohe Streuung der
Normdaten, bedingt durch die anatomische Lage der
Clavicula. Eine erhöhte Schulterabduktion (1c) und
Clavicula Elevation (1b) zeigt, dass die Prothese mit
fixiertem Handgelenk (SHS) und mit Limitationen im
Ellenbogengelenk mehr Ausgleichsbewegungen verursacht. Die längere erste Phase resultiert aus der
benötigten Zeit für die Aktivierung und Kontrolle der
Prothesen (Abb.: vertikale Linien).
Aus der Abb. gehen deutliche Kompensationsbewegungen hervor, die durch eine qualitative kinematische Betrachtung veranschaulicht werden können
und Aufschluss über die Funktionalität der Prothesensysteme für den jeweiligen Nutzer geben. 26. – 27.02.2016 // Wien
59
60
Detailprogramm // Abstracts III
26. – 27.02.2016 // Wien
61
detailprogramm
Keynote
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:00-09:45
Vorsitzender: Sebastian Wolf
Von der Diagnostik zur Therapie – die Möglichkeiten von
Echtzeit-Bewegungs­feedback in der Rehabilitation von Gangstörungen
R. Rupp // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Die markerbasierte instrumentelle Bewegungsanalyse stellt den de-facto Standard zur präzisen Objektivierung von Bewegungsgrößen wie Markertrajektorien und Gelenkkinematiken und deren Abweichung von der Norm dar. Ihr Haupteinsatzgebiet besteht im Prä-Post-Vergleich von chirurgischen oder konservativen Therapien bei orthopädischen als auch neurologischen Patienten. Durch die enormen Fortschritte
im letzten Jahrzehnt hinsichtlich Computerrechenleistung und schneller Videohardware ist mittlerweile eine
Berechnung von Bewegungsgrößen wie Gelenkwinkel und Raum-Zeit-Parametern in Echtzeit möglich. Dieser Umstand eröffnet neue therapeutische Möglichkeiten, da speziell Patienten mit Sensibilitätsstörungen
eine schrittbasierte Rückmeldung über ihre Abweichung vom physiologischen Gangbild und damit eine Korrekturmöglichkeit gegeben werden kann.
Das Normabstandsmaß zur schrittphasenbasierten Bewertung der Gangqualität
Damit eine Rückmeldung unabhängig von der Gangpathologie erfolgen kann, ist ein gelenkunabhängiges,
allgemeingültiges Bewertungsmaß zur schrittphasenbezogenen Quantifizierung der Abweichung gegenüber
der Norm notwendig. In eigenen Arbeiten hat sich die Verwendung des Normabstandsmaßes bewährt, welches sich aus der betragsmäßigen Differenz eines Messwertes zum Referenzmittelwert eines Normkollektivs
dividiert durch die Standardabweichung des Normkollektivs an dieser Stelle des Gangzyklus berechnet [1].
Dieses Maß kann an einzelnen Punkten des Gangzyklus, aber auch getrennt für Stand- und Schwungphase
berechnet werden. Letztere stellen derart fundamentale Abschnitte des Ganges dar, dass nur ein stand-/
schwungphasengetrenntes Echtzeit-Feedback sinnvoll erscheint. Das Normabstandsmaß beträgt 0 bei idealer Übereinstimmung mit dem Normmittelwert, unter 1 bei einer mäßigen Gangpathologie, Werte sehr viel
größer als 1 deuten auf eine massive Abweichung von der Norm hin. Für Feedbackanwendungen, die auf der
Rückführung einer Gelenkwinkelabweichung basieren, ist die Verwendung von geschwindigkeits­gematchten
Normdaten zwingend notwendig [2].
Echtzeitbewegungsfeedback-Therapie von inkomplett Querschnittgelähmten
Eine inkomplette Querschnittlähmung (iQS) geht mit einem Verlust von motorischen, aber auch sensiblen
Funktionen einher. Selbst bei prinzipiell gehfähigen Personen kann eine eingeschränkte Propriozeption in
einem instabilen Gang und einem unphysiologischen Gangmuster resultieren, welches in der Folge zu Überlastungsphänomenen führen kann. Hier stellt sich nun die Frage, ob Menschen mit einer iQS mittels visuellem Echtzeit-Feedback ihr Gangmuster normalisieren können und ob diese Verbesserungen über die eigentliche Therapie hinaus gehalten werden können.
62
Keynote
Hierzu haben Personen mit einer chronischen iQS an 6 Tage (ein Tag pro Woche) ein Echtzeit-Feedbacktraining auf einem Laufband durchgeführt, wobei nach 3 Terminen eine 2-wöchige Pause eingefügt wurde. Jeder
Trainingstag bestand aus einer initialen Ganganalyse und zwei darauffolgenden Therapieblöcken mit / ohne
Feedback (jeweils 100 Sekunden). Als Feedbackparameter wurde nach jedem Schritt das Normabstandsmaß des Kniewinkels während der Schwungphase als Zahl auf einer Leinwand dargestellt. Dieses Setup
wurde zuerst an nicht-behinderten Probanden während einer artifiziellen Bewegungsaufgabe getestet. Die
Studienteilnehmer konnten unter Feedbackgabe ihr Gangmuster normalisieren. 4 der 5 Studienteilnehmer
profitierten von dem Feedbacktraining kurz- und mittelfristig. Die Abnahme des Normabstandsmaßes war
am höchsten während der ersten 3 Sessions. Nach der Pause blieb das Normabstandmaß auf dem gleichen
Niveau, um in den weiteren 3 Session nochmals – wenn auch langsamer – abzunehmen [3].
Zusammenfassung: Instrumentiertes Echtzeitbewegungsfeedback stellt eine aussichtsreiche Komponente
in der Gangtherapie von Patienten mit einer Afferenzstörung insbesondere nach einer inkompletten Querschnittlähmung dar. Allerdings sind weitere Studien hinsichtlich der Langzeiteffekte notwendig. Eine Übertragung auf weitere Patientengruppen mit Störungen der Propriozeption wie Patienten mit einer Knietumorendoprothese scheint aussichtsreich. Durch die enormen Zuwächse der Rechenleistung von mobilen Endgeräten
wie Mobiltelefonen oder Tablets und die Verfügbarkeit preiswerter Intertialsensorik ist eine EchtzeitfeedbackTherapie während des Alltagsgehens auch im häuslichen Umfeld inzwischen möglich. Dies wird zukünftig
neue Möglichkeiten für die Therapie und die Diagnostik eröffnen.
[1]
Wolf S., Loose T., Schablowski M., Döderlein L., Rupp R., Gerner H.J., Bretthauer G., Mikut R.: Automated feature assessment in instrumented gait analysis, Gait & Posture 23(3), 331-338, 2006
[2]
Schablowski-Trautmann M., Kögel M., Rupp R., Mikut R., Gerner H.J.: From diagnostics to therapy - conceptual basis for real-time movement feedback in rehabilitation medicine, Biomedizinische Technik
51(5-6), 299-304, 2006
[3]
Schließmann D., Schuld C., Schneiders M., Derlien S., Gladow T., Weidner N., Rupp R.: Training
effects of instrumented movement feedback therapy on the gait pattern of individuals with incomplete spinal
cord injury, Frontiers in Neuroscience 8:416. doi: 10.3389/fnhum.2014.00416, 2014
Dr. Ing. Rüdiger Rupp
Universitätsklinikum Heidelberg
Klinik für Paraplegiologie – Experimentelle Neurorehabilitation
26. – 27.02.2016 // Wien
63
detailprogramm
Rüdiger Rupp, ist seit 2008 promovierter Diplomingenieur der Elektrotechnik und hat sein Studium mit der
Vertiefungsrichtung Biomedizinische Technik an der Technischen Universität Karlsruhe 1994 abgeschlossen.
Nach einer Tätigkeit am Institut für Biomedizinische Technik und Biokybernetik (Prof. Dr. G. Vossius) an der
Universität Karlsruhe, arbeitete er ab 1996 an der Stiftung Orthopädische Universitätsklinik in Heidelberg, wo
er von Prof. Dr. H.J. Gerner mit dem Aufbau und der Leitung einer Forschungsabteilung im Querschnittzentrum beauftragt wurde. Seit 2009 führt er seine Forschungsaktivitäten als Leiter der Sektion Experimentelle
Neurorehabilitation an der Klinik für Paraplegiologie (Direktor: Prof. Dr. N. Weidner) des Universitätsklinikums
Heidelberg fort.
Dr. Rupps Hauptinteressensgebiete liegen in der Einführung und Etablierung von ingenieurwissenschaftlicher Kompetenz in klinische Bereiche vor allem in der funktionellen Rehabilitation von Querschnittgelähmten. Im Einzelnen entwickelt er Neuroprothesen für die obere Extremität auf der Basis der Funktionellen
Elektrostimulation und deren Benutzerschnittstellen, um eine lähmungsbedingt ausgefallene Arm- und Handfunktion wieder herzustellen. Sein weiteres Interessensgebiet ist die Entwicklung und klinische Evaluierung
von neuartigen Lokomotionstrainingsmaschinen, um das Gehvermögen von inkomplett Querschnittgelähmten zu verbessern. Neben der Nutzung der instrumentellen Ganganalyse beschäftigt er sich mit klinischen
Assessments bei Querschnittgelähmten zur standardisierten Dokumentation des Rehabilitationsoutcomes.
Dr. Rupp ist Autor von mehr als 170 Zeitschriften-, Buch- und Konferenzartikeln und Inhaber von zwei Patenten. Er wurde mehrere Male für seine wissenschaftlichen Leistungen ausgezeichnet und ist Mitglied der
IEEE, IFESS, VDE, DMGP, DGOOC, ISCoS, ASIA und der SfN.
64
Abstracts III
Haltungsanalyse
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
09:45-11:00
Vorsitzender Felix Stief, Sebastian Wolf
Auswirkung elektrischer Stimulation auf das Gleichgewicht
C. Zippenfennig, L. Niklaus, K. Karger, T. Milani // Chemnitz (Deutschland)
Einleitung: Das somatosensorische und propriozeptive Feedback stellen wichtige Faktoren zur Regulation
der posturalen Stabilität und des menschlichen Ganges dar. In den vergangenen Jahren wurden Studien mit
der Fragestellung durchgeführt, ob die Sensitivität von sensorischen Mechanorezeptoren durch unterschwelliges elektrisches Rauschen gesteigert und damit zum Beispiel die Regulation der Gleichgewichtsstabilität
beeinflusst werden kann. Es wird berichtet dass die stochastische Resonanz bei gesunden jüngeren1 und
älteren2 Erwachsenen die Gleichgewichtsfähigkeit verbessert. Bislang ist noch unklar, bei welcher Stromintensität und an welchen Körperarealen die optimale Wirkung der Stimulation erzielt werden kann. Die
vorliegende Studie untersucht daher die Wirksamkeit von stochastischer Resonanz bei unterschiedlichen
Stromintensitäten auf das quasistatische Gleichgewicht.
Methode und Material: An der Studie nahmen insgesamt 22 gesunde Erwachsene im Alter von 26,6±8,3
Jahren teil (m:w = 14:8; 177,5±9,7 cm; 71,9±16,0 kg). Die Messungen des quasistatischen Gleichgewichts
fanden nach einer 2-3 minütigen Eingewöhnungsphase im Einbeinstand auf dem Posturomed statt. Für die
Stromapplikation wurden Klebeelektroden auf den Malleolus sowie den medialen Muskelbauch und Sehnenansatz des Musculus gastrocnemius des rechten Beines appliziert. Anschließend absolvierten die Probanden
in randomisierter Reihenfolge je drei Messungen mit folgenden Stromintensitäten: 0%, 90%, 100% und 150%
der im Vorfeld ermittelten individuellen Wahrnehmungsschwelle. Mit einer auf dem Posturomed aufgebrachten
Kraftmessplatte (GK 1000) wurde die mittlere Geschwindigkeit des Centre of Pressure (meanV_CoP) und die
95%-ige Vertrauensellipse (95%_Ellipse) während der unterschiedlichen Stromapplikationen erhoben.
Ergebnisse: Beim Vergleich der vier Stromintensitäten zeigen sich nach Alpha-Fehlerkorrektur keine
signifikanten Unterschiede. Die Betrachtung der deskriptiven Werte zeigt jedoch einen nahezu systematischen Anstieg der meanV_CoP mit steigender
Stromintensität (Tabelle 1). Gleichzeitig verringern
sich die Flächen bei der 95%_Ellipse bei einer Intensität des stochastischen Stroms von 100% und
150% im Vergleich zu keinem Strom (p = 0.132).
Tabelle 1: Mittelwerte und Standardabweichungen für die
Fläche und mittlere Geschwindigkeit des CoP in Abhängigkeit von der Stromintensität.
26. – 27.02.2016 // Wien
65
detailprogramm
Zusammenfassung: Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher stochastischer
Stromintensitäten auf das quasistatische Gleichgewicht. Mit zunehmender Stromintensität erhöht sich die
meanV_CoP, während sich gleichzeitig bei 100%- und 150%-iger Stromintensität die Fläche innerhalb der
95%_Ellipse verringert. Je höher demnach die Stromintensität ist, desto schneller können die Probanden auf
einer kleineren Fläche ausgleichen. Am effektivsten scheint dies bei der individuellen Wahrnehmungsschwelle (100%) zu sein. Da der sensorische Input von verschiedenen Rezeptoren innerhalb des Körpers eng mit
der neuronalen Bewegungsschaltung verbunden ist3, könnten die erzielten Ergebnisse möglicherweise auf
den Gang übertragen werden. Durch ein verbessertes quasistatisches Gleichgewicht lässt sich eventuell die
Stabilität in der Standphase erhöhen.
Referenzen: Magalhães et al., Eur. J. Appl. Physiol., 2014; 114(6):1129-41 Gravelle et al., Neuroreport,
2002; 13(15):1853-6 Dietz et al., Gait&Posture, 2000; 11(2):102-10
Gutes Gleichgewicht trotz Juveniler Idiopathischer Arthritis – unerwartetes
Ergebnis einer Querschnittsuntersuchung von Kindern und Jugendlichen
J. Merker1, M. Hartmann2, F. Kreuzpointner1, J.-P. Haas2, A. Schwirtz1 // 1München (Deutschland), 2Garmisch-Partenkirchen (Deutschland)
Einleitung: Die Gleichgewichtsfähigkeit als Teil der komplexen koordinativen Fähigkeiten ist fundamental
für alltägliche Bewegungen des Menschen. Das Halten oder Wiederherstellen des Gleichgewichts unter verschiedensten Bedingungen kann jedoch durch Alter, Geschlecht, Verletzungen oder Erkrankungen negativ
beeinflusst werden [1].
Das Studienziel lag in der Untersuchung der Gleichgewichtsfähigkeit bei Patienten mit aktiver und inaktiver
Juveniler Idiopathischer Arthritis (JIA) im Vergleich zu gleichalten Gesunden.
Methode und Material: In die Studie wurden jeweils 36 JIA Patienten (♀= 21, ♂= 15) mit aktiv entzündeten
(JIA-P aktiv) und inaktiven (JIA-P inaktiv) Gelenken [2] der unteren Extremität eingeschlossen. Die Beurteilung der Erkrankungsaktivität erfolgte mit dem Juvenile Arthritis Disease Activity Score für 71 Gelenke
(JADAS-71) [3]. Beide Gruppen wurden mit anti-inflammatorischen Medikamenten und/oder Immunsupressiva sowie Physiotherapie über einen längeren Zeitraum behandelt. Für die Beurteilung der Gleichgewichtsfähigkeit wurde eine alters- und geschlechtsentsprechende gesunde Kontrollgruppe (KG) untersucht. Die
Gleichgewichtsfähigkeit wurde mit dem MFT S3-Check (TST, Großhöflein) überprüft. Dies ist eine runde
Messplattform mit einer Rotationsachse, die ein Kippen nach links und rechts ermöglicht.
Die Messung wurde barfuß, viermal 30 Sekunden lang, mit dem Ziel durchgeführt, die Plattform möglichst
horizontal auszurichten. In die statistische Berechnung flossen jeweils die besten Werte des Stabilitäts-Index
(STI) und des Sensomotorik-Index (SMI) aus den vier Versuchen. Niedrige Indexwerte stehen für eine bessere Gleichgewichtsfähigkeit. Unterschiede in STI und SMI wurden mithilfe der einfaktoriellen ANOVA und
dem Bonferroni Post-hoc-Test beurteilt und ein Vergleich zwischen den JIA Erkrankungsparametern wurde
mithilfe des gepaarten t-Tests durchgeführt (p<0,05).
66
Abstracts III
Ergebnisse: Es ergaben sich keine Unterschiede zwischen den Gruppen in den anthropometrischen Daten (p>0,05) (Tab.1). STI und SMI waren bei beiden JIA Patientengruppen niedriger als bei den Gesunden
(p<0,05). Es konnten keine Unterschiede in STI und SMI zwischen der aktiven und inaktiven JIA Gruppe
gefunden werden (p>0,05), obwohl die Erkrankungsaktivität bei den aktiven Patienten signifikant höher war
(p<0,05).
Zusammenfassung: Unerwartet haben JIA Patienten unabhängig von der Erkrankungsaktivität eine bessere Gleichgewichtsfähigkeit als gleichalte Gesunde. Mögliche Erklärungen können eine verbesserte Körperwahrnehmung durch die langjährige Physiotherapie oder ein unbeabsichtigtes „Koordinationstraining“
aufgrund entzündungsbedingter Ausgleichsbewegungen sein. Die Ergebnisse ermöglichen es bei der Konzeption funktioneller Therapien für den Alltag und bei Beratungen für sicheres Sporttreiben, den JIA Patienten bessere Empfehlungen geben zu können.
Wir danken Pfizer Inc, der „Deutschen Kinderrheuma-Stiftung“ und der „Ironman-Hilfe Kinderrheuma“ für
die finanzielle Unterstützung.
Referenzen:
[1] Ekdahl, C. et al. (1989). Scand J Rheumatol, 18, 33-42.
[2] Wallace, C.A. et al. (2004). J Rheumatol 31, 2290-2294.
[3] Consolaro, A. et al. (2009). Arthritis & Rheumatism, 61, 658-666.
26. – 27.02.2016 // Wien
67
detailprogramm
Die Auswirkung der sturzassozierten Selbstwirksamkeit auf das komplexe
Gleichgewichtsvermögen
T. Wolfsegger, B. Pischinger // Linz (Österreich)
Einleitung: Eine Sturzangst führt allzu oft zu einem Rückgang der Aktivität des täglichen Lebens, psychosoziale Vereinsamung und Rückgang der Lebensqualität (1). Im Rahmen der Sturzproblematik erscheint
neben der Sturzangst die sturzassoziierte Selbstwirksamkeit (SSW) (= antizipierte Fähigkeit einer Person,
Aktivitäten des täglichen Lebens durchführen zu können ohne zu stürzen (2)) einen wesentlichen Einfluss auf
die funktionelle Leistungsfähigkeit (Gang- und Gleichgewichtsvermögen) zu besitzt.
Ziel der vorliegenden Untersuchung war, welche Auswirkungen eine SSW (Fragebogen: short Falls Efficacy
Scale (short FES-I) (3) in Bezug auf das Gleichgewichtsvermögen hat. Der short FES-I misst indirekt auch
die Sturzangst (= hoher short FES-I Score, hohe Sturzangst)
Methode und Material: Wir untersuchten das Gleichgewichtsvermögen von 25 stationären geriatrischen Patienten (mw ± sd: 76 Jahre ± 9; Mini-Mental State Examination: 28.4/30, Uhrentest 6.4/7) mit einem erhöhten
short FES-I Score (18.0 ± 5.0; Cut-off ≥10/28 Punkte). Zur Objektivierung des komplexen Gleichgewichtsvermögens wurde eine Testbatterie bestehend aus 7 Standaufgaben und 7 Gangaufgaben (Sway StarTM balance standard deficit programm) (4) verwendet. Die Gleichgewichtsparameter wurden mit einer alters- und
geschlechtsspezifischen Kontrollgruppe verglichen (Body Balance Score, BCS). Korrelationen zwischen den
metrischen und ordinalskalierte Daten wurden mit Hilfe von SPSS 18.0 berechnet.
Ergebnisse: (1) 38% der PatientenInnen hatten einen Normwert im komplexen Gleichgewichtssummenscore (BCS) im Vergleich zur Alters- und Geschlechtsnormgruppe
(2) Es besteht keine Korrelation zwischen der komplexen Gleichgewichtsleistung (BCS) und dem short
FES-I.
(3) Es besteht kein Zusammenhang zwischen den quantifizierten Rumpfinstabilitätswerten (Rumpf-°;
Rumpf-°/s) und dem erhöhten short FES-I Score.
(4) Je niedriger die sturzassoziierende Selbstwirksamkeit (vice versa hoher short FES-I Score), desto langsamer die Ganggeschwindigkeit in den unterschiedlichen Gangaufgaben.
Zusammenfassung: Eine niedrige sturzassoziierende Selbstwirksamkeit ist nicht unbedingt mit einer erhöhten posturalen Instabilität in unterschiedlichen Stand- und Gangaufgaben gekoppelt. Hingegen wird die
Gangstrategie signifikant verlangsamt, wenn die Fähigkeit zur Sturzvermeidung nachlässt und die Sturzangst dadurch zunimmt.
Für die therapeutische Strategie bei Patienten mit reduzierter sturzassoziierender Selbstwirksamkeit sind
neben dem klassischen Gangsicherheitstraining auch psychologisch-psychotherapeutischer Methoden zu
integrieren, die auf die Stärkung der sturzassoziierten Selbstwirksamkeit fokussieren. Verfahren wie die Behandlung von Angststörungen (z.B. kognitive Verhaltenstherapie) könnten sich als Hilfreich erweisen. Derzeit
wurden noch keine spezifische kognitive Sturzangstintervention entwickelt (5).
(Literatur beim Erstautor)
68
Abstracts III
Mechanische Belastungsverteilung im bipedalen Stand bei Patienten
mit unilateraler Hüftgelenksarthrose
A. Schmidt1, K. Lenarz2, D. Froemel2, J. Barker2, A. Meurer2, F. Stief2 // 1Kreischa, 2Frankfurt am Main (Deutschland)
Einleitung: Die schmerzbedingte Schonhaltung beim Gehen führt bei Patienten mit unilateraler Hüftgelenksarthrose zu einer ungleichmäßigen Beanspruchung der unteren Extremitäten [1]. Während das Hüftgelenk
der betroffenen Extremität entlastet wird [2], ist die Belastung im Kniegelenk der nicht betroffenen Extremität
erhöht [3]. Obwohl auch der Zweibeinstand eine bedeutende Aufgabe des täglichen Lebens einnimmt, gibt es
bisher allerdings kaum Informationen über die mechanische Belastungsverteilung im Zweibeinstand. In der
vorliegenden Studie soll geprüft werden, ob es im Vergleich zu einer orthopädisch gesunden Kontrollgruppe
zu einer pathologisch veränderten Hüft- und Kniegelenksbelastung im Zweibeinstand bei Patienten mit unilateraler Hüftgelenksarthrose kommt.
Methode und Material: An dieser prospektiven Querschnittsstudie nahmen 18 Patienten mit unilateraler
Hüftgelenksarthrose (64,3±7,6 Jahre) teil. Jedem Patient wurde ein orthopädisch gesunder Kontrollproband
gleichen Alters und gleicher Größe zugewiesen. Die kinematischen und kinetischen Daten der ZweibeinStandmessung wurden mit einem Infrarotkamerasystem (VICON, 200 Hz) und zwei Kraftmessplatten (AMTI,
1000 Hz) aufgenommen. Die Belastungsverteilung zwischen beiden Extremitäten hinsichtlich der externen
Adduktionsmomente im Knie- und Hüftgelenk (betroffen vs. nicht betroffen bzw. links vs. rechts) wurde mit
Hilfe des Symmetriewinkels erfasst [4].
Ergebnisse: Während des Zweibeinstandes weisen Patienten mit unilateraler Hüftgelenksarthrose im Vergleich
zur Kontrollgruppe sowohl für die mittlere vertikale Bodenreaktionskraft (p=0,003) als auch für das mittlere externe Hüftgelenksmoment (p=0,031) und Kniegelenksmoment (p=0,024) in der Frontalebene eine vermehrte
Asymmetrie zwischen beiden Extremitäten auf. Die nicht betroffene Extremität trägt proportional mehr Körpergewicht (+ 14%) als die betroffene Extremität (p=0,001) (Tabelle 1). Die mittleren externen Hüftgelenksmomente
in der Frontalebene der nicht betroffenen Extremität sind im Vergleich zur betroffenen Extremität (p=0.001) und
zur Kontrollgruppe (p=0.002) um das 3-fache erhöht (Tabelle 1). Die mittleren externen Kniegelenksmomente
in der Frontalebene der betroffenen Extremität sind im Vergleich zur betroffenen Extremität (p=0.011) und zur
Kontrollgruppe (p=0.004) deutlich reduziert (Lateralisierung der Gelenksbelastung) (Tabelle 1).
Tabelle 1: Kinetische Parameter (Mittelwerte mit Standardabweichung) bei Patienten mit unilateraler Hüftgelenksarthrose und gesunden Kontrollprobanden während des Zweibeinstandes.
Kontrollprobanden
Patienten
Links
Rechts
Betroffen
Nicht-Betroffen
mittlere vertikale Bodenreaktionskraft
(%Körpergewicht)
mittleres externes Hüftadduktionsmoment (Nm/kg*m)
49,3±3,3
50,7±3,3
43,9±6,2
56,1±6,2
0,12±0,16
0,15±0,20
0,14±0,19
0,41±0,29
mittleres externes Knieadduktionsmoment (Nm/kg*m)
0,08±0,09
0,09±0,09
-0,01±0,09
0,12±0,16
26. – 27.02.2016 // Wien
69
detailprogramm
Zusammenfassung: Wie beim Gehen zeigt sich auch im Zweibeinstand eine asymmetrische mechanische
Belastungsverteilung bei Patienten mit unilateraler Hüftgelenksarthrose. Insbesondere das um das 3-fache
erhöhte externe Adduktionsmoment deutet auf eine pathologische Mehrbelastung des nicht betroffenen
Hüftgelenks hin.
Referenzen:
[1] Watelain et al. (2001) Arch Phys Med Rehabil 82:1705-11
[2] Hurwitz et al. (1997) J Orthop Res 15:629-35
[3] Shakoor et al. (2011) Arthritis Rheum 63:3853-58
[4] Zifchock et al. (2004) Gait Posture 27:622-7
Entwicklung eines Simulationsgeräts zur Nachbildung der
Körperschwankungen im aufrechten Stand
P. Kafka, P. Breyer, O. Hofstätter // Wien (Österreich)
Einleitung: Kraft- und Drucksensoren werden häufig in Systemen zur Messung der Balance und der posturalen Stabilität eingesetzt. Die Messergebnisse derartiger Systeme werden von TrainerInnen und TherapeutInnen als Grundlage zur Erstellung einer speziellen Rehabilitationstherapie oder eines leistungssteigernden
Trainings herangezogen. Um die Verlässlichkeit und Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Messsysteme zu
ermöglichen, wurde ein Gerät (PHSS - programmable human sway simulator) zur Simulation des humanen
Schwingens zur Gleichgewichtserhaltung im aufrechten Stand (human sway) entwickelt. Das PHSS ermöglicht den Test von klinischen Posturographie-Systemen, instrumentierten Balance-Trainingsgeräten, sowie
jeglicher Kraft- oder Druck-Sensorik welche den humanen aufrechten Stand messen kann. Mit dem PHSS
sind damit objektive Vergleiche der unterschiedlichen Messsysteme möglich. Für derartige Vergleiche werden humane Bewegungsmuster (sway patterns) als Prozeduren vordefiniert. Diese ausführbaren Prozeduren ermöglichen durch unterschiedliche Lasten Simulationsanwendungen vom Kind bis zum Erwachsenen,
wobei die Last entsprechend dem menschlichen Fuß über Vorfuß- und Fersenbereich auf das zu testende
Messsystem aufgebracht werden.
Methode und Material: Das Design der PHSS erfolgte auf Basis von bewährten Standardkomponenten
um eine einfache und rasche Fertigung zu ermöglichen. Der Betrieb der PHSS zur Simulation der humanen
Bewegungsmuster erfolgt mittels vier Gleichstrommotoren.
Ergebnisse: Dies ermöglicht unter anderem die Aufzeichnung von Druckmittelwertsverläufen (COP – center
of pressure), Bewegungsumfang (ROM – range of motion), oder der aufgebrachten Frequenz. Zusätzlich wurde ein Motor-Monitoring implementiert um einen PHSS Selbsttest und Kalibrationsvorgänge zu ermöglichen.
Zusammenfassung: Das PHSS eignet sich zum direkten Vergleichstest unterschiedlicher Messsysteme,
oder zur Qualitätssicherung der Messgenauigkeit eines Systems im Langzeiteinsatz. Damit wird höhere
Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Aussage über die humane Balancefähigkeit ermöglicht und damit in
Folge fundierte und zielgerichtete Trainings- und Therapieprogramme.
70
Abstracts III
Klinische Ganganalyse bei neurologischen Patienten
27. 2. 2016 Prof.-Spitzy-Auditorium
11:30-13:00
Vorsitzende: Klaus Widhalm, Martin Aimet
Motorische Regeneration nach Schlaganfall: Einfluss der ambulanten Therapie
D. Raab1, P. Ferreira2, A. Kecskemethy1, M. Siebler3 // 1Duisburg (Deutschland), 2Neukirchen-Vluyn
(Deutschland), 3Essen (Deutschland)
Einleitung: Bei der Regeneration nach einem Schlaganfall unterliegen die Veränderungen der motorischen
Muster sowohl zeitlichen als auch somatotopischen Abhängigkeiten. Die Rehabilitation zielt auf die Rückgewinnung motorischer Funktionen ab, jedoch sind die dafür erforderlichen Therapiemaßnahmen und deren
Zeitpunkt im Behandlungsplan in Diskussion. Im Rahmen dieses Beitrages wurde die Regeneration motorischer Funktionen von akuten ischämischen Schlaganfallpatienten nach Ende der stationären Rehabilitation
untersucht, um Aufschluss über den Effekt von ambulanter Physiotherapie zu liefern. Besonderer Fokus
wurde dabei auf eine differenzierte Betrachtung der Gangfähigkeit gelegt.
Methode und Material: 32 Patienten (m26, w6, Alter 56+/-11) erhielten eine vier- bis sechswöchige stationäre Rehabilitation mit anschließender ambulanter Physiotherapie (2-3 Therapieeinheiten pro Woche). Um
den Effekt der ambulanten Physiotherapie auf die einzelnen Patienten zu bewerten, wurde deren motorische Funktionen während der stationären Rehabilitation verglichen mit dem Zustand zwei bis vier Monate
nach Entlassung. Zu diesem Zweck erfolgte eine instrumentelle Ganganalyse nach dem Plug-in Gait Modell
und eine Auswertung der Weg-Zeit-Parameter. Zudem erfolgte eine klinische Bewertung durch fünf unabhängige medizinische Experten anhand unterschiedlicher klinischer Scores: Eine differenzierte Beurteilung
der Gangfähigkeit wurde anhand der sieben Kriterien des ReHabX-Scores vorgenommen [1], während die
allgemeinen motorischen Funktionen durch folgende klinische Scores bewertet wurden: 10 Meter Gehtest,
Timed up and go Test, Berg-Balance-Skala, Barthel-Index, NIH-Stroke-Scale, modifizierte Rankin-Skala. Als
statistische Auswertung wurden die intraindividuellen Veränderungen des Patientenkollektives anhand des
Differenzmaßes Reliable Change Index (RCI) [2] evaluiert. Dabei kennzeichnet |RCI| ≥ 1.96 eine signifikante
Veränderung des Scorewertes mit einer Irrtumswahr­scheinlichkeit von α = 0.05 [2]. Ergebnisse: 20 Patienten zeigen keine signifikanten Veränderungen, 10 Patienten weisen in vereinzelten
Kenngrößen singuläre Veränderungen auf, während lediglich bei 2 Patienten auf eine signifikante Verbesserung geschlossen werden kann. Die Auswertung dokumentiert somit, dass die meisten Patienten während
der ambulanten Physiotherapie sowohl die Gangfähigkeit als auch die allgemeinen motorischen Fähigkeiten
lediglich auf dem Niveau der stationären Rehabilitation halten.
Zusammenfassung: Die Regeneration der motorischen Funktionen von Schlaganfallpatienten ist in den
ersten Monaten nach der stationären Rehabilitation geringfügig. Die Untersuchung bietet somit Grundlage
zur Erforschung effektiver Therapiemethoden im ambulanten Setting.
26. – 27.02.2016 // Wien
71
detailprogramm
Gefördert aus dem EFRE kofinanzierten operationellen Programm für NRW im Ziel2 „Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung“ 2007-2013
Referenzen:
[1] Lerant et.al. Entwicklung eines neuen Schlaganfallbewegungsscores (ReHabX-Score), Neurologie &
Rehabilitation 6/2014
[2] Nachtigall et.al. Warum kompliziert, wenn es auch einfach geht? Teil 1: Zur Analyse intraindividueller
Veränderung, methevalreport 4(3) 2002
Instrumentierter Timed-up-and-Go Test bei Schlaganfallpatientinnen und -patienten: Detektion von Bewegungsphasen mit dem eSHOE System
V. David, H. Jagos, S. Kotzian, P. Kafka // Wien (Österreich)
Einleitung: Die Mobilität von rund 75% aller SchlaganfallpatientInnen ist aufgrund von motorischen Defiziten
eingeschränkt und bedarf rehabilitativer Maßnahmen [1]. Zur Dokumentation und Bewertung des Rehabilitationsfortschrittes werden neben instrumentierten Bewegungsanalysen häufig Assessments wie der Timedup-and-Go (TUG) Test herangezogen. Dieses klinische Assessment befasst sich mit der Bewertung der Balance und Mobilitäts-Performance. [2,3] Mithilfe des im Forschungsprojekt MISTRAAL (Mobile Instrumented
Stroke Rehabilitation in Ambient Assisted Living) weiterentwickelten Ganganalysesystems eSHOE soll der
Rehabilitationsprozess von SchlaganfallpatientInnen unterstützt werden. Das eSHOE System besteht aus
instrumentierten Einlegesohlen, die pro Sohle mit vier Drucksensoren, einem 3D Accelerometer und einem
3D Gyroskop ausgestattet sind. [4] Ziel der vorliegenden Arbeit ist die automatische Detektion der verschiedenen Phasen des TUG-Tests aus den mit dem eSHOE System aufgezeichneten Daten.
Methode und Material: In einer klinischen Pilotstudie wurden Bewegungsparameter von 35 SchlaganfallpatientInnen (22 m., 13 w., Alter: 65 ± 13 J.) während der Ausführung des TUG-Tests zu Beginn und Ende
ihres Rehabilitationsaufenthaltes mit dem eSHOE-System akquiriert. Zur Durchführung des Assessments
wurden die PatientInnen angewiesen, auf einem Stuhl zu sitzen, bei einem Startsignal aufzustehen, drei Meter zu einer Markierung zu gehen, bei dieser Markierung umzudrehen, danach wieder zurück zu dem Stuhl
zu gehen und sich hinzusetzen. Währenddessen trugen die PatientInnen Verbandsschuhe, in welche die
instrumentierten Sohlen gelegt wurden. Durch die Verarbeitung der unterschiedlichen Sensordaten werden
verschiedene Phasen des Assessments wie Gehens zum Wendepunkt, Umkehren oder Zurückgehen zum
Stuhl automatisch detektiert.
Ergebnisse: Die Beginn- und Endzeiten des TUG-Tests konnten aus den Daten der 35 SchlaganfallpatientInnen automatisch extrahiert werden. Die SchlaganfallpatientInnen benötigten für die Durchführung des
72
Abstracts III
TUG-Tests im Durchschnitt 16,73±10,34s zu Beginn und 15,77±10,25s am Ende ihres Rehabilitationsaufenthaltes. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass eine automatische Detektion der Umkehrphasen (Umkehren
bei 3m Markierung, Umdrehen vor dem Hinsetzen) über die Analyse der Winkelgeschwindigkeiten um die
longitudinale Achse und der Beschleunigung in der sagittalen Achse, möglich ist.
Zusammenfassung: Zur Instrumentierung des TUG Assessments ist essentiell, unterschiedliche Bewegungsphasen detektieren zu können. Die automatische Detektion der Beginn- und Endzeiten konnte erfolgreich umgesetzt werden. Aufgrund von breit gesetzten Einschlusskriterien weisen die Gesamtzeiten, die die
SchlaganfallpatientInnen für die Durchführung des TUG-Tests benötigen, hohe Standardabweichungen auf.
Des Weiteren zeigen vorläufige Ergebnisse, dass unterschiedliche Bewegungsphasen wie Umdrehen bei der
3m Markierung oder Umdrehen zum Stuhl automatisch detektierbar sind. Die Instrumentierung des TUG-Test
mit dem eSHOE Systems hat den Vorteil, dass es neben der automatischen Zeitmessung auch die Analyse
von Bewegungsparametern wie den Verlauf des „Center of Pressure“ oder den Beschleunigungsdaten in
allen drei Achsen, erlaubt.
Untersuchung der Muskelarchitektur während des Gehens nach
inkompletter traumatischer Querschnittsverletzung – Eine Einzelfallstudie.
A. Brand, P. Augat // Murnau am Staffelsee (Deutschland)
Einleitung: Patienten mit inkompletter traumatischer Rückenmarksverletzung (RMV) zeigen deutliche Abweichungen in der Bewegungskinematik und -kinetik des Sprunggelenks während des Gehens. Als Ursachen
wird neben der veränderten motorischen Kontrolle in erster Linie auch eine Schwäche der Wadenmuskulatur
genannt.1 Inwiefern mögliche strukturelle Veränderungen der Muskulatur einen Einfluss auf die muskuläre
Schwäche und das Gangbild haben, wurde bisher noch nicht untersucht.
Ziel dieser Einzelfallstudie ist es, das Bewegungsverhalten der Muskelfasern bei einem Patienten mit inkompletter RMV zu untersuchen und mit einem Normkollektiv zu vergleichen. Methode und Material: Insgesamt wurde das Gangbild (Sprunggelenkkinematik und Abdruckleistung) von
einem Patienten (♂, 20 Jahre) mit traumatisch bedingter RMV (Fraktur C6, ASIA D) mit Hilfe der markerbasierten Ganganalyse (Vicon, Oxford, UK) untersucht. Zur Beurteilung des Muskelstrukturverhaltens während
des Gehens wurde zusätzlich eine Ultraschallmessung (Siemens, GER) des medialen Gastrocnemius (MG)
auf einem Laufband (v = 2,5 km/h) durchgeführt. Die Muskelstrukturen wurden im Ultraschallbild mit Hilfe
einer graphischen Benutzeroberfläche (MatLab, USA) manuell digitalisiert und der Faszikelwinkel (FW) und
die Faszikellänge (FL) berechnet. Um Abweichungen zu identifizieren, wurden die Daten aus der Ganganalyse und den Ultraschallmessungen anschließend mit einem Normkollektiv (N = 15, 27±7 Jahre) verglichen. Ergebnisse: Im Vergleich zum Normkollektiv zeigten sich sowohl in der Sprunggelenkkinematik (maximale
Plantarflexion) als auch in der normierten Abdruckleistung, Abweichungen von bis zu 12° bzw. 2,06 W/Kg.
In der Muskelstruktur konnte eine insgesamt kürzere FL und ein reduzierter FW von bis zu 13mm bzw. 3°
nachgewiesen werden. Hinsichtlich des Faszikelverhaltens zeigte sich eine insgesamt reduzierte Längenund Winkeländerung über den gesamten Gangzyklus. 26. – 27.02.2016 // Wien
73
detailprogramm
Zusammenfassung: Insgesamt konnten Unterschiede sowohl in den ganganalytischen als auch in den muskelstrukturellen Parametern zwischen dem Patienten mit inkompletter RMV und dem Normkollektiv gefunden werden. Insbesondere der reduzierte FW kann als Erklärung für die verminderte Kraftfähigkeit des MG
bei inkompletter RMV gesehen werden. Die verringerte Längen- und Winkeländerung des Muskelfaszikels
könnte auf eine erhöhte Steifigkeit im Muskel-Sehnen Komplex zusammen mit der verringerten Sprunggelenkkinematik zurückgeführt werden, welche die Funktion des MG aus seinem optimalen Bereich verschiebt.
Insgesamt müssen diese Abweichungen an einem größerem Patientenkollektiv noch bestätigt werden. Referenzen:
[1] Kim, C. M., Eng, J. J., & Whittaker, M. W. (2004). Level walking and ambulatory capacity in persons with
incomplete spinal cord injury: relationship with muscle strength. Spinal Cord, 42(3), 156–62. Charakterisierung individueller Gangstörungen bei Patienten mit
Multipler Sklerose mittels detaillierter kinematischer Gangprofile
L. Filli, B. Zörner, T. Sutter, S. Kapitza, L. Lörincz, K. Reuter, M. Linnebank // Zürich (Schweiz)
Einleitung: Multiple Sklerose (MS) ist eine häufige chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Etwa 75% aller Patienten mit MS (PmMS) leiden unter einer eingeschränkten Mobilität
(Sutliff et al., 2010). Die Gehfunktion hat höchste Priorität für PmMS (Heesen et al. 2008). Durch die unterschiedliche Lokalisation und Grösse der entzündlichen Läsionen im ZNS zeigen sich verschiedene Gangstörungen. Das Ziel dieses Projektes ist die genaue Charakterisierung der verschiedenen MS-induzierten GangPhänotypen zum besseren Verständnis der MS-Pathophysiologie und zur Optimierung der Therapie durch
gezielte, Patienten-spezifische Rehabilitationsprogramme.
Methode und Material: Die Gehfunktion von 37 PmMS (23 Frauen, 14 Männer; Alter: 48.2±10.2 Jahre;
EDSS: 4.5±1.0) und 20 gesunden Probanden (12 Frauen, 8 Männer; Alter: 48.8±10.1 Jahre) wurden mittels
state-of-the-art 3-D kinematischer, Laufband-basierter Ganganalyse untersucht. Aus verschiedenen Gangparametern der Beweglichkeit, Stabilität, Koordination und Variabilität wurden Subjekt-spezifische Gangprofile generiert und mit dem gesunden Gang verglichen. Die verwendete Analyse ermöglicht eine Geschwindigkeits-unabhängige Charakterisierung der spezifischen Gangdefizite auf Subjekt-spezifischer Ebene.
Ergebnisse: Es zeigten sich gemeinsame Charakteristika des MS-Ganges im Vergleich zum gesunden
Referenzgang. Die Knieexkursion in PmMS war stark reduziert (weniger betroffene Seite: -16.3%, stärker
betroffene Seite: -31.1%), während hingegen der Bewegungsradius im Hüftgelenk nicht eingeschränkt war
im Vergleich zu den gesunden Probanden (weniger betroffene Seite: +1.4%, stärker betroffene Seite: -3.5%).
Die dynamische Stabilität (z.B. Schrittbreite: +48.9%) und die Variabilität des Ganges (z.B. Variabilitätskoeffizient der Schrittlänge: +111.2%) waren in PmMS deutlich erhöht.
Auf der Subjekt-spezifischen Ebene zeigten sich allerdings deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Gangprofilen der Patienten. Dies äusserte sich in den spezifischen Gangdefiziten in Patienten mit vorwiegend pyramidalen und zerebellären Symptomen (definiert nach EDSS). Während zerebelläre Patienten
74
Abstracts III
(n=10) gegenüber pyramidalen Patienten (n=8) eine tendenziell verminderte Gangstabilität aufwiesen, zeigte
sich die Knieexkursion signifikant reduziert in pyramidalen Patienten. Der alternierende Rechts-Links-SchrittRhythmus war in zerebellären Patienten unbeeinträchtigt, während pyramidale Patienten ein hinkendes
Gangmuster mit signifikant gestörter Rechts-Links-Koordination aufwiesen.
Zusammenfassung: Die detaillierten Gangprofile der PmMS zeigten allgemeine MS-assoziierte Gangstörungen, wobei vornehmlich die Bewegung in den distalen und weniger in den proximalen Gelenken eingeschränkt war. Dies könnte pathophysiologisch mit den Prädilektionsstellen der MS-Läsionen im ZNS mit häufiger Beeinträchtigung der absteigenden langen Bahnen (z.B. Pyramidenbahn) erklärt werden. Des Weiteren
zeigten die Gangprofile aber auch Subjekt-spezifische Defizite, welche teilweise stark zwischen den einzelnen Patienten variierten. Das Erstellen von detaillierten Gangprofilen ermöglicht die Identifizierung der spezifischen, individuellen Gangdefizite, welche zukünftig für die Optimierung der Rehabilitation durch individuell
zugeschnittene Trainingsprogramme in Patienten mit Gangstörungen genutzt werden könnte. Longitudinal
verlaufende Gangprofile könnten für das Monitoring von Rehabilitationsfortschritten und der zugrundeliegenden Mechanismen eingesetzt werden. Der Einfluss einer kognitiven Beeinträchtigung auf das gangmotorische Outcome des Spinal tap Test im Rahmen der Normaldruckhydrozephalus Therapie
T. Wolfsegger, C. Pschaid // Linz (Österreich)
Einleitung: Der Liquorablassversuch durch eine Lumbalpunktion (Spinal tap test (TT)) ist ein diagnostisches
Tool, um bei Patienten mit einem idiopathischen Normaldruckhydrozepahlus (iNPH) einen möglichen zerebralen Shunt-Effekt zu simulieren. Die relativ rasch nach lumbaler Liquorentnahme (30 – 50 ml) eintretende Besserung der klinischen Symptomatik, insbesondere der Gangstörung, gilt neben der Klinik und der Bildgebung
als wesentlichstes klinisches Kriterium zur Shuntversorgung (Regulation der Liquorzirkulation durch Implantation eines Shunts Ventil mit dem Ziel des Druckausgleichs zwischen Liquorräumen und Hirnparenchym) [2].
Es ergeben sich aber Hinweise, dass neurologische Komorbiditäten im Rahmen des iNPH (z.B. Alzheimer Demenz) das Outcome (i.e. Gangfunktion) durch die Shuntversorgung nicht verbessern [4,5]. Das Ziel
der Untersuchung war die Evaluierung des Einflusses von kognitiven Defiziten auf die Responsiveness der
Gangfunktion im TT.
Methode und Material: Bei 22 Patienten wurde mit dem Verdacht eines iNPH eine Ganganalyse (Medilogic
mobil foot insole measurement) durchgeführt. Alle Patienten zeigten einen bildgebenden Hinweis (CT, MRT)
für ein erweitertes Ventrikelsystem mit klinischem Verdacht eines iNPH (Gangstörung, frontales demenzielles Symptom, Harninkontinenz). Zusätzlich wurde ein Mini-Mental State Examination (MMSE) zum Schnellscreening für Demenz durchgeführt [1].
Alle Patienten wurden vor und nach der therapeutischen Lumbalpunktion (LP) (2 - 4 Stunden post LP [3])
einer Ganganalyse unterzogen. Bei selbstgewählter Ganggeschwindigkeit (Gangstrecke: 7 Meter) erfolgte
die Auswertung von spatio-temporalen Parametern. Der Benefit auf die Gangfunktion nach der LP wurden
mittels ANOVA with repeated measures geprüft (SPSS 18.0).
26. – 27.02.2016 // Wien
75
detailprogramm
Ergebnisse:
(1) Die gangmotorische Baseline unterscheidet sich nicht zwischen iNPH Patienten mit und ohne
demenzieller Symptomatik.
(2) iNPH Patienten mit demenzieller Symptomatik profitieren nicht in der Gangfunktion im Spinal tap test.
(3) iNPH Patienten ohne Hinweise für eine Demenz verbessern sich in der Gangfunktion signifikant.
Zusammenfassung: Unsere Daten zeigen, dass bereits in der frühklinischen Entscheidungsfindung über
eine mögliche Shunt Operation (OP) bei iNPH Patienten mit einer erhöhten kognitiven Einschränkung, welche nicht im Rahmen des iNPH auftritt (i.e. frontale Demenz), möglicherweise auch von einer anschließenden cerebralen Shuntversorgung gangmotorisch nicht profitieren könnten. Diese Ergebnisse bestätigt auch
die fehlende Responsiveness nach Shunt OP bei Patienten mit typischer Alzheimer Demenz Pathologie
(amyloid β (Aβ) plaques und tau neurofibrillary tangles) post OP und im Follow-up nach 4 Monaten [4].
Vergleich sagittaler Fußwinkel der 3D-Fußanalyse mit radiologischen Winkeln
während des Stehens bei Hereditärer Motorisch-Sensorischer Neuropathie (HMSN)
A. Wallroth, B. K. Krautwurst, S. I. Wolf, T. Dreher, N. A. Beckmann // Heidelberg (Deutschland)
Einleitung: Radiologische Diagnostik gehört präoperativ zum klinischen Standard bei der Planung operativer Eingriffe. Viele Fußmodelle der 3D-Fußanalyse beruhen auf der Einteilung der knöchernen Anatomie in
Segmente[1]. Die Heidelberger Foot Measurement Method (HFMM)[2] zielt darauf ab, anatomische Gelenkachsen abzubilden. Bis dato berichtete nur Lee et al. [3] über den Vergleich radiologischer und 3D-fußanalytischer Winkel auf Grundlage eines segmentbasierten Modells und zeigte Korrelationen im Vorfußbereich.
Die in der vorliegenden Studie verwendete HFMM positioniert drei zusätzliche Marker (medial, lateral des
Calcaneus, Os Naviculare) und erlaubt die detaillierte Bestimmung der Rückfußkinematik. Trotz einer standardisierten Positionierung stellt die veränderte Anatomie der Ballenhohlfüße von Patienten mit HMSN eine
Herausforderung bei der Markerpositionierung dar. Ziel der Studie war es, die Übereinstimmung zwischen
Winkeln der sagittalen Kinematik der 3D-Fußanalyse und radiologisch gemessenen Winkeln zu evaluieren. Methode und Material: Retrospektiv konnten 66 vollständige Datensätze (66 Füße) von 36 Patienten mit
HMSN (32,8 ±15,1 Jahre) ausgewertet werden. Es wurde präoperativ radiologisch eine laterale Standaufnahme des Fußes, sowie eine Standaufnahme im Rahmen der 3D-Fußanalyse durchgeführt. Radiologisch
wurden zwei Winkel gemessen (Calcaneal Pitch, Medialer Bogen). Aus der 3D-Fußanalyse wurden zwei
Winkel der sagittalen Ebene bestimmt (medialer Bogen, Winkel zwischen subtalarer Achse und der Horizontalen (beides Winkel der HFMM)). Die Evaluation des Zusammenhangs zwischen den Untersuchungsmethoden erfolgte mittels deskriptiver Statistik und Pearson-Korrelation. Mit dem gepaarten T-Test wurde auf
Unterschiede getestet.
Ergebnisse: Zwischen dem medialen Bogen der 3D-Fußanalyse (107,7°(±11,2°)) und dem radiologischen
medialen Bogen (108,1°(±8,6°)) zeigte sich bei hochsignifikanter mittelstarker Korrelation (R=0,564, p=0,000)
kein signifikanter Unterschied im T-Test (p=0,748, Mittelwertdifferenz=-0,38°). Der Winkel zwischen subtala-
76
Abstracts III
rer Achse und der Horizontalen ergab 29,5°(±7,8°), der radiologische Calcaneal Pitch 27,0°(±8,1°). Für diese
zwei Winkel konnte ein schwacher Zusammenhang (R=0,236, p=0,056), sowie ein Unterschied (p=0,038) mit
einer Mittelwertdifferenz von 2,57° gezeigt werden.
Zusammenfassung: Dies ist die erste Studie, die den Vergleich sagittaler Fußwinkel der 3D-Fußanalyse
mit radiologischen Winkeln im Stand von Patienten mit Ballenhohlfüßen bei HMSN anstellt. Zwischen den
radiologisch gemessenen Winkeln und denen der 3D-Fußanalyse besteht nur ein geringer Unterschied. Im
Rahmen größerer Patientenkollektive, anderer Grunderkrankungen und auch bei Normprobanden sollte
untersucht werden, ob die Unterschiede von klinischer Relevanz sind und gegebenenfalls von anatomischen
Korrekturwinkeln ausgegangen werden muss. Referenzen:
1. Novak et al. Foot Ankle Int, 2014. 35(2): p. 178-91.
2. Simon et al. Gait Posture, 2006. 23(4): p. 411-24.
3. Lee et al. Foot Ankle Int, 2015. 36(1): p. 1-10.
26. – 27.02.2016 // Wien
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78
autoren-index
Alimusaj M. P5
Arampatzis A. V14
Attwenger B. V01, V06
Augat P. V30
Barker J. V26
Becker L. P9
Beckmann N. A. V33
Benz R. P3
Block J. P5
Böhm H. V16, V14
Bracht-Schweizer K. V12
Brand A. V30
Braunstein B. V09
Breyer P. P7, V27
Brüggemann G.-P. V09
Bruttel H. V21
Burger K. V05
David V. V29
DeMonte G. P3
Döderlein L. V14, V16
Dreher T. P5, V02, V13, V33
Durstberger S. V11
Eckardt F. P6
Eckelt M. P3
Eckerle J. V21
Edelmann-Nusser J. P6
Erdrich S. V08, V10
Farr S. V06
Ferreira P. V28
Filli L. V31
Fischer Th. P1
Froemel D. V26
Ganger R. V05, V06
Gassen M. P3
Gföhler M. V15
Gregg R. V08
Greisberger, MSc A. P4
Haas J.-P. V24
Hahne J. V06
Hainisch R. V15
26. – 27.02.2016 // Wien
Handlbauer A. V05
Hartmann M. V24
Heitzmann D. W. W. P5
Hirschmann V. P9
Hofstätter O. V27
Horisberger M. V07
Horsak B. V01
Hösl M. G. V16, V14
Hurkmans, PhD E. V17, P4
Jagos H. V29
Kafka P. V27, V29, V20, P7
Kapitza S. V31
Karger K. V18, V23
Kecskemethy A. V28
Keymer A. V14
Kotzian S. V29
Kranzl A. V06, V15, V11, V05, V22, V01
Krautwurst B. K. V02, V33
Kreuzpointner F. V24
Kuni B. V10, V08
Lammer F. V10
Layher F. V04
Lenarz K. V26
Linnebank M. V31
Litzenberger S. V09
Lörincz L. V31
Maier M. W. V21
Mally F. V09
Merker J. V24
Meurer A. V26
Milani T. V23, V18
Mohr S. P7
Mündermann A. K1, V07
Nagl U. V03
Niklaus L. V18, V23
North D. V01
Nüesch C. V07
Orlowski K. P6
Pandy M. V15
Paterno D. V19
Peham C. V01
Pischinger B. V25
Pobatschnig B. V22
Pschaid C. V32
Raab D. V28
Radler C. V05
Rettig O. V13, V21
Reuter K. V31
Romkes J. V12
Roth A. V04
Roth K. V10, V08
Rupp R. K2
Russ P. P9
Sabo A. V09
Sander K. V04
Scherer M. V20
Schmidt A. V26
Schmitt H. V08, V10
Schwab C. P2
Schwirtz A. V24
Siebler M. V28
Siebold R. V10, V08
Spranz D. V21
Stief F. V26
Strobl W. P9
Sutter T. V31
Unterbrunner A. V20
Völkel C. V02
Wallroth A. V33
Wanner P. V16
Widhalm K. V17
Willwacher S. V09
Witte K. P6
Wolf B. P4
Wolf S. V08, P5
Wolf S. I. V21, V33, V02, V10, V13
Wolfsegger T. V32, V25
Wondrasch B. V03, V19
Zippenfennig C. V18, V23
Zörner B. V31
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Impressum:
Veranstalter: Gesellschaft für die Analyse Menschlicher Motorik in ihrer klinischen Anwendung (GAMMA), www.g-a-m-ma.org // Dr. Andreas Kranzl, Gang- und Bewegungsanalyselabor Orthopädisches Spital Speising, Speisinger Straße 109,
1130 Wien, www.oss.at // Redaktion: Ing. Mag. Dr. Andreas Kranzl; Layout: Christina Herrmann, MSc; Bildmaterial:
Orthopädisches Spital Speising, GAMMA, Bildmaterial der Vorträge sind beim jeweiligen Referenten zu erfragen. E-Mail:
[email protected]; Tel.: +43 1 80182-1122; Druck: druck.at, Leobersdorf
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