Beschrei­bung eines Sys­tems zur Mes­sung der Tra­ge­zeit ortho­pä­di­scher Hilfsmittel

M. Roller
Bei wachstumslenkenden, korrigierenden und entlastenden orthopädietechnischen Hilfsmitteln ist Therapietreue ein wichtiger Bestandteil der Behandlung. Hilfsmittelstudien vernachlässigen oft die Messung der Compliance der mitwirkenden Probanden. Durch das Fehlen dieser Daten kann die Aussagekraft der Studienergebnisse abgeschwächt werden. Der Beitrag beschreibt ein Tragezeitmesssystem, basierend auf einem kleinen Thermosensor Datenlogger in Verbindung mit einer Analysesoftware. Dieses Tragezeitmesssystem erlaubt einen Einblick in die Hilfsmittel-Tragegewohnheiten ambulanter Patienten.

Ein­lei­tung

Die gro­ße Band­brei­te von kor­ri­gie­ren­den, wachs­tums­len­ken­den bzw. ent­las­ten­den ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­teln wirft je nach spe­zi­fi­scher Ein­satz­in­di­ka­ti­on unter­schied­li­che Fra­ge­stel­lun­gen auf. Eine gute Pati­en­ten­com­pli­an­ce ist aber bei allen ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­teln Vor­aus­set­zung einer erfolg­rei­chen Behand­lung. „Nur eine getra­ge­ne Sko­lio­se­orthe­se ent­fal­tet ihre Wir­kung“ – die­se All­tags­weis­heit des Ortho­pä­die-Tech­ni­kers bringt die Pro­ble­ma­tik der Orthe­sen­be­hand­lung auf den Punkt.

Anzei­ge

Zur Doku­men­ta­ti­on bzw. Eva­lu­ie­rung von Pati­en­ten­mess­da­ten kom­men heu­te z. B. Druck­mess­sys­te­me, Video­ana­ly­sen, Ras­ter­ste­reo­gra­fie und Rönt­gen­auf­nah­men rou­ti­ne­mä­ßig zum Ein­satz. Die­se medi­zin­tech­ni­schen Hilfs­mit­tel die­nen dazu, objek­ti­ve Mess­da­ten zu erzeu­gen. Die Beur­tei­lung der Tra­ge­zeit bei Stu­di­en oder im kli­ni­schen All­tag basiert aber bis zum heu­ti­gen Tag meist auf sub­jek­ti­ver Ein­schät­zung oder auf wenig zuver­läs­si­ger Eigen­aus­kunft der Pati­en­ten 1.

Ein erfah­re­ner Ortho­pä­die-Tech­ni­ker bzw. Arzt kann zwar schnell sehen, ob ein Hilfs­mit­tel häu­fig oder kaum getra­gen wur­de. Eine unre­gel­mä­ßi­ge oder abneh­men­de Tra­ge­zeit (The­ra­pie­mü­dig­keit) ist aber mit die­ser Metho­de kaum zu erken­nen. Dadurch feh­len uns wert­vol­le Infor­ma­tio­nen, die bei der täg­li­chen Pati­en­ten­ver­sor­gung eine wesent­li­che Ver­bes­se­rung dar­stel­len würden.

Es kann ange­nom­men wer­den, dass durch das Vor­lie­gen objek­ti­ver Tra­ge­zeit­an­ga­ben ein Dia­log mit dem Pati­en­ten über even­tu­ell vor­lie­gen­de Tra­ge­hin­der­nis­se wie z. B. Druck­stel­len, man­gel­haf­te Optik oder schlech­tes Hand­ling statt­fin­den kann und Pro­ble­me schnel­ler beho­ben wer­den kön­nen 2. Ein kon­struk­ti­ves Gespräch mit dem Pati­en­ten ist weit­aus schwie­ri­ger, wenn es auf vagen Ver­mu­tun­gen basiert, als wenn kla­re Daten vor­lie­gen. Das objek­ti­ve Wis­sen um die Tra­ge­zeit soll­te aber kei­nes­falls als Druck­mit­tel gegen­über dem Pati­en­ten benutzt wer­den, son­dern viel­mehr als qua­li­täts­si­chern­de Maß­nah­me der Behand­lung und der eige­nen Arbeit betrach­tet werden.

Beschrei­bung des Tra­ge­zeit­mo­ni­tor­sys­tems Orthotimer®

Ziel war es, ein mög­lichst genau­es und pra­xis­na­hes Zeit­mo­ni­to­ring­sys­tem für den kli­ni­schen und wis­sen­schaft­li­chen All­tag zu ent­wi­ckeln. Es soll­te sich leicht in die unter­schied­li­chen ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­tel inte­grie­ren und sich im kli­ni­schen All­tag ein­fach hand­ha­ben lassen.

Das Tra­ge­zeit­do­ku­men­ta­ti­ons­sys­tem besteht aus drei Kom­po­nen­ten: einem Aus­le­se­ge­rät, einer Soft­ware und einem Mikro­sen­sor. Der Mikro­sen­sor misst und spei­chert im ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­tel Tem­pe­ra­tur, Uhr­zeit und Datum. Die Soft­ware wer­tet je nach der gemes­se­nen und gespei­cher­ten Tem­pe­ra­tur die Tra­ge­zeit des ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­tels aus. Mit­hil­fe der RFID-Tech­no­lo­gie (Radio Fre­quen­cy Iden­ti­fi­ca­ti­on) wird der Spei­cher des Mikro­sen­sors draht­los aus­ge­le­sen und gra­fisch am Moni­tor des Com­pu­ters dar­ge­stellt. Die gespei­cher­ten Daten ermög­li­chen eine Gegen­über­stel­lung der tat­säch­li­chen Tra­ge­dau­er mit den emp­foh­le­nen Tragezeitvorgaben.

Ther­mo­sen­sor und draht­lo­ses Auslesegerät

Der 13 × 9 × 5 mm klei­ne, staub- und was­ser­dich­te Mikro­sen­sor (Abb. 1) wird durch das Aus­le­se­ge­rät akti­viert. Sobald er akti­viert ist, wird die im Sen­sor inte­grier­te Bat­te­rie zuge­schal­tet und die Mes­sun­gen gestar­tet. Dabei misst der Sen­sor im 15-Minu­ten-Rhyth­mus rund um die Uhr die Tem­pe­ra­tur und dient somit als „time locker“. Die maxi­ma­le Spei­cher­ka­pa­zi­tät des Mikro­sen­sors beträgt 100 Tage – dann ist der Ring­spei­cher voll, und die Daten müs­sen auf den Com­pu­ter über­spielt wer­den. Sind die Daten vom Sen­sor auf den Com­pu­ter über­tra­gen, ste­hen erneut 100 Tage Spei­cher­ka­pa­zi­tät zur Ver­fü­gung. Die Bat­te­rie­l­e­bens­dau­er des Mikro­sen­sors nach der draht­lo­sen Akti­vie­rung beträgt min­des­tens 18 Monate.

Jeder Sen­sor ist mit einer welt­weit ein­zig­ar­ti­gen ID-Num­mer aus­ge­stat­tet, die sich nach der Regis­trie­rung des Sen­sors mit dem Pati­en­ten­na­men ver­bin­det. Danach kann der Pati­ent nicht mehr von der ID-Num­mer des Sen­sors getrennt wer­den. Wann immer das Aus­le­se­ge­rät an den Sen­sor gehal­ten wird, zeigt er den Pati­en­ten­na­men und die ID-Num­mer des Pati­en­ten in der Soft­ware an. Dadurch ist gewähr­leis­tet, dass beim Aus­le­se­vor­gang auto­ma­tisch der rich­ti­ge Pati­ent dem kor­rek­ten Mikro­sen­sor zuge­ord­net wird.

Das draht­lo­se Aus­le­se­ge­rät (Abb. 2) ist mit einem han­dels­üb­li­chen USB-Ste­cker aus­ge­stat­tet und dient der Über­tra­gung der Mess­da­ten vom Mikro­sen­sor zur Soft­ware. Der Über­tra­gungs­pro­zess ist in weni­gen Sekun­den abge­schlos­sen; die Tra­ge­zeit­do­ku­men­ta­ti­on kann am Com­pu­ter gemein­sam mit dem Pati­en­ten ana­ly­siert und bespro­chen werden.

Soft­ware zur Ana­ly­se von Tra­ge­ge­wohn­heit und Tragezeit

Die Soft­ware dient einer­seits zur Steue­rung des Mikro­sen­sors, ande­rer­seits der Dar­stel­lung und Ver­wal­tung der Pati­en­ten­da­ten. Die Tra­ge­zeit wird in unter­schied­li­chen Charts dar­ge­stellt. Dabei kann zwi­schen einer Tra­ge­über­sicht in Stun­den pro Tag und einer Detail­an­sicht, bei der die genaue Tra­ge­zeit mit Datum und Uhr­zeit ange­zeigt wird, gewählt wer­den (Abb. 3 u. 4). Je nach Wunsch des Anwen­ders kann ein Gesamt-Tra­ge­zeit-Über­blick oder ein ein­zel­ner indi­vi­du­ell aus­ge­such­ter Zeit­aus­schnitt aus dem gesam­ten Moni­to­ring­zeit­raum betrach­tet werden.

Die Aus­le­se­da­ten wer­den nach jedem Aus­le­se­vor­gang inner­halb der Soft­ware naht­los mit­ein­an­der ver­knüpft, um ein lücken­lo­ses Bild der gesam­ten Tra­ge­zeit zu erhal­ten. Mit der Funk­ti­on „Roh­da­ten erstel­len“ kön­nen die Mess­da­ten in eine Excel-Datei über­tra­gen wer­den (Abb. 6) und für wis­sen­schaft­li­che Stu­di­en wei­ter­ver­ar­bei­tet wer­den. Ein­fa­cher geht es mit der für den kli­ni­schen All­tag gedach­ten Funk­ti­on „Bericht“; hier­mit lässt sich ein Über­blicks­be­richt über die Tra­ge­zeit des Pati­en­ten erstel­len (Abb. 5). Die­ser kann dann dem Pati­en­ten oder Arzt zur Ver­fü­gung gestellt werden.

Ein­bau des Sen­sors in das Hilfsmittel

Die gerin­ge Grö­ße des Sen­sors lässt einen Ein­satz in den unter­schied­lichs­ten Hilfs­mit­teln zu. Es gibt vie­le Mög­lich­kei­ten, den Sen­sor in das Hilfs­mit­tel zu inte­grie­ren. Die viel­fäl­ti­gen ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­tel ver­lan­gen unter­schied­li­che Vor­ge­hens­wei­sen wie z. B. Ein­schäu­men, Ein­kle­ben oder Ein­nä­hen (Abb. 7a, b u. Abb. 8). Der Mikro­sen­sor kann bei Bedarf auch direkt in das Hilfs­mit­tel ein­la­mi­niert wer­den. Ent­ste­hen höhe­re Tem­pe­ra­tu­ren wie beim Tief­zie­hen von Poly­ethy­len und Poly­pro­py­len, ist es rat­sam, einen Sen­s­or­dum­my zu ver­wen­den, der nach dem Tief­zieh­vor­gang gegen den Mikro­sen­sor aus­ge­tauscht und mit dem Hilfs­mit­tel ver­klebt wird (Abb. 9).

Es emp­fiehlt sich, den Ther­mo­sen­sor mög­lichst kör­per­nah ein­zu­bau­en, damit er an den Kör­per gepresst wird. Direk­ter Haut­kon­takt zwi­schen Pati­ent und Sen­sor ist nicht unbe­dingt nötig; die­ser kann ohne Wei­te­res unter einem dün­nen Pols­ter­ma­te­ri­al ein­ge­ar­bei­tet sein. Es soll­te aber dar­auf geach­tet wer­den, dass das Pols­ter­ma­te­ri­al nicht zu dick über dem Mikro­sen­sor liegt, damit kein Iso­lie­rungs­ef­fekt zwi­schen Pati­ent und Sen­sor statt­fin­det – das Mate­ri­al könn­te sonst die Mess­da­ten verfälschen.

The­ra­pie­zeit­über­wa­chung und Qualitätssicherung

Auf den ers­ten Blick könn­te man mei­nen, eine elek­tro­ni­sche Tra­ge­zeit­auf­zeich­nung die­ne haupt­säch­lich der The­ra­pie­zeit­über­wa­chung des Pati­en­ten (Abb. 10). Die­ser Aspekt ist sicher­lich ein wich­ti­ger Teil der Idee; die Tra­ge­zeit­mes­sung soll­te aber auch als Hil­fe für eine ver­bes­ser­te Qua­li­täts­si­che­rung der eige­nen Arbeit gese­hen wer­den 3. Wenn zum Bei­spiel bei guter Tra­ge­zeit das Ergeb­nis der Behand­lung nicht zufrie­den­stel­lend ist, kann der Behand­ler schnel­ler reagie­ren und gege­be­nen­falls das Behand­lungs­sche­ma oder das Hilfs­mit­tel modifizieren.

Mani­pu­la­ti­ons­mög­lich­kei­ten

Das Sys­tem unter­schei­det zwi­schen Kör­per­tem­pe­ra­tur (29,0 C° bis 38,5 C°, varia­bel ein­stell­bar) als „getra­gen“ und der Umge­bungs­tem­pe­ra­tur (< 29,0 C°, > 38,5 C°) als „nicht getra­gen“. Theo­re­tisch könn­te der Pati­ent den Ver­such unter­neh­men, die tra­ge­zeit­re­le­van­ten Tem­pe­ra­tu­ren zu simu­lie­ren. Es bedarf aber eines erheb­li­chen tech­ni­schen Auf­wan­des und hoher Krea­ti­vi­tät des Pati­en­ten, den Sen­sor über einen län­ge­ren Zeit­raum zu mani­pu­lie­ren. Um die Mani­pu­la­ti­on zu erschwe­ren, ver­wen­det der Ver­fas­ser des Arti­kels bei Stu­di­en Sie­ge­leti­ket­ten, mit denen er das Her­aus­lö­sen des Sen­sors aus dem Hilfs­mit­tel erkenn­bar macht. Aber letzt­lich ist es das Bes­te, den Pati­en­ten „mit ins Boot zu holen“.

Pati­en­ten­ak­zep­tanz der Tragezeitmessungen

In einer Fra­ge­bo­gen­stu­die von Schott/Göz 2010 wur­de ermit­telt, dass eine elek­tro­ni­sche Tra­ge­zeit­über­wa­chung bei einer her­aus­nehm­ba­ren Appa­ra­tur zur Kie­fer­kor­rek­tur­be­hand­lung von den Pati­en­ten bes­ser akzep­tiert wird, wenn die­se ver­ste­hen, dass sich dadurch die Behand­lungs­zeit opti­mie­ren oder gar redu­zie­ren lässt. Wich­tig für die Akzep­tanz war somit, dass der Pati­ent den Nut­zen der elek­tro­ni­schen Tra­ge­zeit­mes­sung erken­nen konn­te, um den gestei­ger­ten The­ra­pie­vor­teil zu nut­zen 4.

Eine gute Pati­en­ten-Behand­ler-Kom­mu­ni­ka­ti­on ist Grund­vor­aus­set­zung für eine erfolg­rei­che The­ra­pie. Die Mög­lich­keit, mit dem Pati­en­ten die Tra­ge­zeit sach­lich zu bespre­chen und nicht auf Ver­mu­tun­gen anhand von Tra­ge­spu­ren am Hilfs­mit­tel ange­wie­sen zu sein, hat sich im Dia­log mit den Pati­en­ten als posi­tiv erwie­sen. Der Ein­satz der Tra­ge­zeit­mes­sung soll­te vom gesam­ten Behand­lungs­team als Teil einer ver­bes­ser­ten The­ra­pie­be­glei­tung betrach­tet und aktiv als moti­vie­ren­der Aspekt in die The­ra­pie inte­griert werden.

Eine wei­te­re Stu­die von Miller/Franzone konn­te einen posi­ti­ven Effekt der Tra­ge­zeit­mes­sung auf die Pati­en­ten­com­pli­an­ce bei Sko­lio­se­pa­ti­en­ten nach­wei­sen, die mit Orthe­sen ver­sorgt wur­den. Dabei schnitt die Grup­pe, die wuss­te, dass die Tra­ge­zeit gemes­sen wur­de, signi­fi­kant bes­ser ab als die Kon­troll­grup­pe, die nicht über die Tra­ge­zeit­mes­sung infor­miert wur­de 5.

Aus­blick

Stu­di­en, bei denen Hilfs­mit­tel invol­viert sind, wird häu­fig vor­ge­wor­fen, dass die nicht nach­ge­wie­se­ne The­ra­pie­treue der Pro­ban­den die Aus­sa­ge­kraft der Stu­die ein­schränkt. Durch ein kon­se­quen­tes Tra­ge­zeit­mo­ni­to­ring bei Hilfs­mit­tel­stu­di­en könn­te die­ser Kri­tik­punkt ent­kräf­tet und den Stu­di­en eine deut­li­che Auf­wer­tung beschert wer­den. Aber auch im kli­ni­schen Ein­satz kann eine Tra­ge­zeit­mes­sung bei soge­nann­ten zeit­kri­ti­schen Orthe­sen­ver­sor­gun­gen, wie sie bei Dia­be­tes, Sko­lio­se, Hüft­dys­pla­sie, Plagio­ce­pha­lie und Frak­tu­ren vor­kom­men, sinn­voll sein. Eine Tra­ge­zeit­auf­zeich­nung könn­te bei den oben genann­ten Indi­ka­tio­nen das Pati­en­ten­ma­nage­ment wesent­lich ver­bes­sern. Es wäre daher wün­schens­wert, wenn die Tra­ge­zeit­mes­sung, wie es in den letz­ten Jah­ren mit Druck­mes­sung und Gang­ana­ly­se gesche­hen ist, Ein­gang in den kli­ni­schen All­tag fin­den würde.

Der Autor:
Mat­thi­as Rol­ler OTM, MSc
Roll­er­werk-Medi­cal
Tro­gen­stra­ße 6
72336 Balin­gen
matthias.roller@rollerwerk-medical.eu

Begut­ach­te­ter Beitrag/Reviewed paper

Zita­ti­on
Rol­ler M. Beschrei­bung eines Sys­tems zur Mes­sung der Tra­ge­zeit ortho­pä­di­scher Hilfs­mit­tel. Ortho­pä­die Tech­nik, 2013; 64 (12): 22–27
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  2. Dan­nehl D. (Un-)geliebte Orthe­sen. Unter­su­chun­gen des The­ra­pie­ver­hal­tens bei Knie- und Sprung­ge­lenk­orthe­sen. MTDia­log 2012; 38 (5): 56–58
  3. Mil­ler DJ, Fran­zo­ne JM, Mats­u­m­o­to H, Gomez JA, Aven­da­ño J, Hyman JE, Roye DP Jr, Vita­le MG. Elec­tro­nic moni­to­ring impro­ves brace-wea­ring com­pli­an­ce in pati­ents with ado­lescent idio­pa­thic sco­lio­sis. A Ran­do­mi­zed Cli­ni­cal Tri­al. Spi­ne 2012; 37 (9): 717–721
  4. Schott TC, Göz G. Anwen­dungs­ori­en­tier­te Cha­rak­te­ris­ti­ka der neu­en mikro­elek­tro­ni­schen Sen­so­ren Smart Retai­ner® und Ther­a­Mon® für die Tra­ge­zeit­mes­sung in der Kie­fer­or­tho­pä­die. J Oro­fac Orthop 2010; 71 (5): 339–347
  5. Mil­ler DJ, Fran­zo­ne JM, Mats­u­m­o­to H, Gomez JA, Aven­da­ño J, Hyman JE, Roye DP Jr, Vita­le MG. Elec­tro­nic moni­to­ring impro­ves brace-wea­ring com­pli­an­ce in pati­ents with ado­lescent idio­pa­thic sco­lio­sis. A Ran­do­mi­zed Cli­ni­cal Tri­al. Spi­ne 2012; 37 (9): 717–721
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