Outcome-Analyse der Kniefunktion nach Kniegelenkersatz in Alltags- und Grenzbelastungen mit Hilfe eines neuen mobilen Ganganalysesystems
Calliess T, Schulze M, Bocklage R, Ettinger M, Marschollek M, Windhagen H
Fragestellung: Die individuelle Aktivität und Sportfähigkeit von Patienten nach endoprothetischem Ersatz des Kniegelenks nimmt einen zunehmend hohen Stellenwert in der Versorgung ein. Aktuelle Studien hierzu basieren allerdings meist auf Patientenfragebögen, standardisierten Outcome-Scores oder der stationäre Ganganalyse und werden wegen eines möglichen Bias oder des artifiziellen Settings oft kritisiert. Insbesondere Alltagssituationen oder genannte Grenzbelastungen (Sport) können nicht adäquat dargestellt werden.
Das Ziel der hier vorliegenden Studie war es, ein neues mobiles Ganganalysesystem zu entwickeln, dass erlaubt, wichtige Funktionsparameter des Kniegelenkes nach endoprothetischem Ersatz in Alltagssituationen und Grenzbelastungen darzustellen.
Methodik: Das verwendete mobile Ganganalysesystem setzt sich aus drei Messeinheiten zusammen, jeweils bestehend aus einem tri-axialen Accelerometer, einem Gyroskop und einem Magnetometer. Diese Sensoren werden mit Kinesiotape an definierten Stellen des Probanden angebracht werden (Siehe Abb. 1). Nach initialer Kalibrierung erfolgt die Datenübertragung per Bluetooth an eine Rechnereinheit.
Die Validierung des Messsystems und der Rechenalgorithmen erfolgt zunächst in einer vergleichenden Studie mit 5 gesunden Probanden und 5 Patienten. Ausgestattet mit dem mobilen Ganganalysesystem werden im stationären Ganglabor (Vicon Motion Capturing System) Bewegungsanalysen für Gehen in der Ebene, sehr langsames Gehen, schnelles Laufen und Kniebeugen durchgeführt.
Anschließend werden 6 Patienten mit primärer Gonarthrose und einem UCLA Aktivitätslevel von mindestens 6, präoperativ und 12 Monate nach Kniegelenksersatz mit dem System untersucht. Die Probanden durchlaufen dabei einen definierten Parcours mit Alltags- und Sportübungen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die ermittelten Parameter der Ganganalyse, wie Ganggeschwindigkeit, -symmetrie oder die Knieflexionskurve zeigen eine sehr gute Korrelation zum VICON System (r=0.98). Auch im klinischen Einsatz war es möglich Parameter wie Geschwindigkeit, Schrittfrequenz, Symmetrie, Knieflexion und Beschleunigungen in den unterschiedlichen Testsituationen wie Gehen, Laufen, Rennen und Treppe steigen darzustellen. Dabei zeigten alle Patienten eine Verbesserung dieser Parameter postoperativ im Vergleich zu prä-OP. Außerdem lassen sich wichtige Outcomeparameter wie Ermüdungserscheinungen oder auch Instabilitäten des Kniegelenkes (z.B. prä-OP) an einzelnen Patienten darstellen.
Das vorgestellte System ermöglicht die Darstellung von wesentlichen Funktionsparametern des Kniegelenkes bis in die Grenzbelastung von sportlicher Aktivität. Die ermittelte Messgenauigkeit zeigt sich im Vergleich zum bestehenden Goldstandard der stationären Ganganalyse als ausreichend, um objektive Parameter zur Funktionsfähigkeit des Kniegelenkes zu erheben. Es stellt eine Weiterentwicklung zu bestehenden Systemen der mobilen Ganganalyse dar und damit eine interessante Technologie für vergleichende Studien zu OP-Methoden oder Prothesenmodellen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI48-492
doi: 10.3205/14dkou332, urn:nbn:de:0183-14dkou3321
Published: October 13, 2014
© 2014 Calliess et al.
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