Beschreibung
Kniegelenksarthrose ist eine sehr häufig auftretende fortschreitende Erkrankung des Bewegungsapparats, die durch Abnutzung des Gelenkknorpels und Schädigung darunter liegender Strukturen gekennzeichnet ist. Symptome sind unter anderem Schmerzen, funktionelle Einschränkungen und insbesondere Gangstörungen, die die Lebensqualität stark beeinträchtigen. Um die Ursachen und Auswirkungen dieser Gangstörungen zu verstehen, sind akkurate Methoden zur Gangbeurteilung notwendig. In der Regel werden objektive funktionelle Gangmessungen in der klinischen Praxis allerdings nicht eingesetzt, sondern es kommen eher subjektive, vom Patienten berichtete, Ergebnisparameter zum Einsatz.
Bezüglich objektiver Ganganalyse war das erste Ziel dieser Arbeit die Anwendung von Infrarotkinematographie auf die folgenden Fragestellungen. Die Extraktion von Subphasen des Gangzyklus wurde bereits in der Literatur vorgeschlagen, da sie relevante biomechanische Informationen enthalten. Das bisher statische Phasenmodell berücksichtigte jedoch nicht die Ganggeschwindigkeit. Das Modell wurde zur besseren Interpretierbarkeit in Bezug auf variable Geschwindigkeiten erweitert. Das erweiterte Modell wurde auf Arthrosepatienten vor und nach einer Totalendoprothesen-Operation angewendet und mit dem Gang gesunder Probanden verglichen. Darüber hinaus wurde eine biomechanische Analyse durchgeführt, um konfundierende Variablen bei lateral erhöhten Einlagen, die in frühen Arthrosestadien eingesetzt werden können, zu identifizieren. Obwohl die Infrarotkinematographie ein Referenzsystem in der Bewegungsanalyse ist, wird sie in klinischen Routinen aufgrund der hohen Kosten und des hohen Aufwands nur wenig eingesetzt. Mobile sensorgestützte Systeme dagegen werden als vielversprechende Instrumente zur effizienten Erfassung von Bewegung und Gangeinschränkungen angesehen und könnten in der klinischen Routine potentiell besser eingesetzt werden. Das zweite Ziel dieser Arbeit war daher die Validierung und klinische Anwendung eines solchen sensorgestützten Systems. Zunächst wurde die Validität und Test-Retest-Reliabilität bezüglich der extrahierten Gangparameter bewertet. Dann wurde das System bei Totalendoprothesen-Patienten evaluiert. Das sensorgestützte System unterschied gesunde und pathologische Gangmuster mit vergleichbarer Genauigkeit wie laborbasierte Systeme. Aufgrund der unterschiedlichen interindividuellen Ergebnisparameter nach der Operation waren jedoch keine globalen Unterschiede zu präoperativem Gang messbar. Basierend auf präoperativen Gangparametern wurde dagegen sehr präzise vorhergesagt, ob sich die Gangparameter von Patienten nach der Operation verbessern oder verschlechtern würden. Dies zeigt, dass mobile, am Körper getragene Systeme ausreichend empfindlich sind auch kleine Behandlungseffekte ohne den Einsatz komplexer Laborsysteme zu erfassen.
Zusammenfassend sind die Beiträge dieser Arbeit die Erweiterung des biomechanischen Gangphasenmodells, die Analyse nicht-invasiver Interventionen hinsichtlich konfundierender Faktoren sowie die Validierung und klinische Anwendung eines mobilen Ganganalysesystems. Die Ergebnisse sind für den Bereich der Interventionsforschung bei Arthrose und für die Integration einer objektiven und ambulanten Ganganalyse in die klinische Praxis von Bedeutung
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