Ent­wick­lung eines bild­ba­sier­ten Mess­sys­tems zur Bestim­mung der Fuß­geo­me­trie — Ein Sys­tem für die Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Einlagen

M. Haacke
Die sogenannten sensomotorischen Einlagen stimulieren propriozeptive Rezeptoren an Sehnen und Muskeln am Fuß, sodass sich dieser aus eigener Kraft in eine physiologische Haltung bringt. Bei der Herstellung dieser Einlagen ist neben der Fußform auch ein detailliertes Wissen über die individuelle Anatomie und Skelettstruktur des Fußes nötig. Ziel dieser Forschungsarbeit ist daher die Entwicklung eines bildbasierten Messprogramms zur Bestimmung dieser Strukturen aus Podoskopbildern.

Das Pro­gramm erkennt auto­ma­tisch ver­schie­de­ne „Land­mar­ken“ am Fuß und passt damit ein zwei­di­men­sio­na­les Ske­lett­mo­dell an das jewei­li­ge Bild an. Damit berech­net das Pro­gramm die Lage der pro­prio­zep­ti­ven Punk­te und kann so für die Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen ein­ge­setzt werden.

Ein­lei­tung

Die Füße sind maß­geb­lich an der lebens­lan­gen Mobi­li­tät des Men­schen und somit an sei­ner phy­si­schen und psy­chi­schen Gesund­heit betei­ligt. Sie unter­stüt­zen den Men­schen ent­schei­dend bei der Regu­lie­rung des Gleich­ge­wichts und bei der Aus­füh­rung viel­fäl­ti­ger Bewe­gungs­ab­läu­fe wie Gehen, Lau­fen, Sprin­gen oder Klet­tern. Sta­tisch betrach­tet fun­gie­ren sie als Stüt­ze, Aus­gleichs­hil­fe für Boden­un­eben­hei­ten und sind Über­trä­ger des Kör­per­ge­wichts auf den Boden. Das gesam­te Gewicht des Kör­pers las­tet dabei auf einer ver­gleichs­wei­se klei­nen Grund­flä­che. Bei dyna­mi­schen Bewe­gungs­ab­läu­fen wie beim Sprin­gen oder Lau­fen wir­ken zum Teil sehr hohe Beschleu­ni­gun­gen, sodass die Füße ein Viel­fa­ches des Kör­per­ge­wichts abfe­dern bzw. abfan­gen müs­sen. Auch eine Ver­klei­ne­rung der Flä­che zwi­schen Fuß und Boden, die bei­spiels­wei­se beim Sprin­ten auf­tritt, führt zu gro­ßen Belastungen.

Um die­sen hohen Belas­tungs­an­for­de­run­gen zu genü­gen und zugleich fle­xi­ble Beweg­lich­keit zu ermög­li­chen, ist ein kom­ple­xes Kon­strukt aus Mus­keln, Seh­nen, Bän­dern und Kno­chen nötig, wel­ches im Zusam­men­wir­ken zu die­ser mul­ti­funk­tio­na­len Nut­zung des Fußes befä­higt 1 2 3.

Sen­so­mo­to­rik

Vor, bei und nach jeder Bewe­gung greift das soge­nann­te sen­so­mo­to­ri­sche Sys­tem regelnd in die­ses Kon­strukt ein. Es besteht aus ver­schie­de­nen ana­to­mi­schen Struk­tu­ren sowie ver­schie­de­nen Sen­so­ren. Auf unters­ter Ebe­ne gibt es die pro­prio­zep­ti­ven Sen­so­ren. Die­se erfas­sen und kon­trol­lie­ren den Span­nungs­zu­stand von Mus­keln und Seh­nen. Über­ge­ord­net sind Sen­so­ren, die tak­ti­le Rei­ze, Schmerz sowie ther­mi­sche Rei­ze erfas­sen. Die­se kön­nen die Wei­ter­lei­tung der pro­prio­zep­ti­ven Sen­so­ren hem­men. Dem über­ge­ord­net ist das ves­ti­bu­lä­re Sys­tem, das Bewe­gun­gen in Bezug zur Schwer­kraft regelt.

Die Bewe­gung selbst wird vom extra­py­ra­mi­dal­mo­to­ri­schen Sys­tem und vom pyra­mi­dal­mo­to­ri­schen Sys­tem ein­ge­lei­tet. Das extra­py­ra­mi­dal­mo­to­ri­sche Sys­tem, zu dem das lim­bi­sche Sys­tem, der Tha­la­mus und die Basal­gan­gli­en gehö­ren, ist haupt­säch­lich an der Pla­nung und Auto­ma­ti­sie­rung von Will­kür­be­we­gun­gen betei­ligt. Das pyra­mi­dal­mo­to­ri­sche Sys­tem dage­gen ist für die Pla­nung bewuss­ter, fein­mo­to­ri­scher Bewe­gun­gen zustän­dig. Damit eine Bewe­gung har­mo­nisch aus­ge­führt wer­den kann, müs­sen die­se neu­ro­na­len Struk­tu­ren opti­mal mit­ein­an­der inter­agie­ren 4.

Wir­kung der sen­so­mo­to­ri­schen Einlage

Die Sen­so­ren haben also die Auf­ga­be, den aktu­el­len Ist-Zustand des Kör­pers zu erfas­sen, um die Aus­füh­rung auto­ma­ti­sier­ter und will­kür­li­cher Bewe­gun­gen regu­lie­rend zu unter­stüt­zen. Ver­än­der­te ana­to­mi­sche Form, Funk­ti­ons­stö­run­gen der Gelen­ke sowie Ver­let­zun­gen oder dege­ne­ra­ti­ve Erkran­kun­gen wir­ken sich ins­be­son­de­re auf die Signa­le der Rezep­to­ren aus. Durch eine ver­än­der­te, unphy­sio­lo­gi­sche Ansteue­rung der Mus­keln folgt schließ­lich durch die Fak­to­ren Zeit und Wie­der­ho­lung der Bewe­gung eine Dys­ba­lan­ce zwi­schen ago­nis­ti­scher und ant­ago­nis­ti­scher Mus­ku­la­tur. Dies kann schließ­lich zu knö­cher­nen Fehl­stel­lun­gen und in letz­ter Kon­se­quenz zu knö­cher­nen Defor­ma­tio­nen führen.

Durch geziel­te Sti­mu­la­ti­on des pro­prio­zep­ti­ven Sys­tems mit sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­gen wird die phy­sio­lo­gi­sche Geh­be­we­gung nach vie­len Wie­der­ho­lun­gen der Bewe­gung im Gehirn ver­an­kert. Die Sti­mu­lie­rung der Mus­keln mit Hil­fe sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen erfolgt durch soge­nann­te Infor­ma­ti­ons­punk­te (im Fol­gen­den als „IPs“ bezeich­net), die auf die Ein­la­ge gesetzt wer­den. Im Gegen­satz zu nor­ma­len Pelot­ten, die die knö­cher­nen Struk­tu­ren nach­for­men und unter­stüt­zen, sol­len die­se Erhö­hun­gen durch Druck auf Seh­nen­zü­ge oder ‑schei­den Mus­keln deh­nen. Durch das Reli­ef der Ein­la­ge wird der Fuß so auf­ge­rich­tet, dass Ursprung und Ansatz bestimm­ter Mus­keln näher zusam­men­ge­bracht und die Mus­keln somit ent­spannt wer­den. Die Reduk­ti­on der Span­nung wird über die pro­prio­zep­ti­ven Rezep­to­ren regis­triert und an das zen­tra­le Ner­ven­sys­tem wei­ter­ge­lei­tet. Durch einen Ist-Soll-Abgleich zwi­schen der vor­lie­gen­den Mus­kel­span­nung und dem abge­spei­cher­ten Bewe­gungs­pro­gramm wird der Mus­kel­to­nus so erhöht, dass er dem abge­spei­cher­ten Pro­gramm ent­spricht. Um den Mus­kel­to­nus zu sen­ken, wird der Mus­kel vor­ge­spannt. Die dadurch ver­ur­sach­te Mus­kel­stre­cken­ver­län­ge­rung wird eben­falls von den pro­prio­zep­ti­ven Sen­so­ren erfasst und an das zen­tra­le Ner­ven­sys­tem über­tra­gen. Da der Mus­kel bereits vor­ge­spannt ist, muss er weni­ger stark akti­viert wer­den, um die Soll­span­nung zu errei­chen. Die Vor­span­nung sorgt dadurch für eine Tonus­sen­kung. Zur Aus­übung der Sti­mu­la­ti­ons­rei­ze ist es wich­tig, dass aus­schließ­lich die Seh­nen Druck erfah­ren. Die Mus­keln müs­sen hin­ge­gen frei blei­ben, damit sie genug Platz zur Kon­trak­ti­on haben.

Die Stär­ke der Beein­flus­sung der Mus­kel­ak­ti­vi­tät wird über die Höhe der IPs regu­liert. Wie Abbil­dung 1 zeigt, gibt es ins­ge­samt vier ver­schie­de­ne IPs, die zum Teil auf vie­len pas­si­ven Ein­la­gen zu fin­den sind, wo sie eine voll­flä­chi­ge Unter­stüt­zung bie­ten. Im Gegen­satz zu die­sen sind die Erhe­bun­gen der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­gen erheb­lich kon­ve­xer gestal­tet, da sie die Ske­lett­struk­tur auf­rich­ten, um Mus­keln vor­zu­span­nen oder zu ent­las­ten. Die Mus­kel­bäu­che müs­sen dabei genug Frei­raum haben.

Aus­schlag­ge­bend für das Anbrin­gen der IPs auf der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­ge ist die jewei­li­ge Gang­pa­tho­lo­gie oder Fuß­de­for­mi­tät des Pati­en­ten. Die Ein­la­ge erhält also nur die IPs, die der Pati­ent benö­tigt. Grund­sätz­lich blei­ben aber alle Mus­kel­bäu­che sowie die Plan­t­ar­a­po­neu­ro­se frei von Druck 5 6.

Die Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Einlagen

Bei der Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen wird häu­fig eine Auf­nah­me mit einem Podoskop vor­ge­nom­men. Dabei steht der Pati­ent auf einer Glas­plat­te, die von unten abge­scannt wird. Das auf­ge­nom­me­ne Bild wird vor­ver­ar­bei­tet und mit Hil­fe eines ent­spre­chen­den Com­pu­ter­pro­gramms in einen digi­ta­len Fuß­ab­druck umge­setzt. Die­ses digi­ta­le Farb­bild lässt sich leicht archi­vie­ren und kann im Ori­gi­nal­maß­stab aus­ge­druckt wer­den 7.

Für die Her­stel­lung einer wirk­sa­men sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­ge ist außer­dem das Wis­sen über die exak­te Lage der Ske­lett­punk­te eine wich­ti­ge Vor­aus­set­zung. Daher wird neben der Auf­nah­me der Füße mit dem Podoskop auch eine Pal­pa­ti­on der Füße durch­ge­führt. Durch das Ertas­ten erhält man neben der Beschaf­fen­heit der Füße auch Aus­kunft über das Druck­emp­fin­den des Pati­en­ten. Um die dyna­mi­schen Eigen­schaf­ten des Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes ken­nen­zu­ler­nen, wird der Pati­ent wäh­rend sei­nes nor­ma­len Gang­ver­hal­tens seit­lich, von vor­ne und von hin­ten beob­ach­tet. Das Auf­zeich­nen des Gan­ges mit Kame­ras kann spä­ter genutzt wer­den, um die Funk­ti­ons­wei­se der Ein­la­ge zu über­prü­fen. Neben die­ser Behand­lung bil­det auch das Bera­tungs­ge­spräch eine wich­ti­ge Grund­la­ge bei der Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Einlagen.

Mit den zusam­men­ge­tra­ge­nen Infor­ma­tio­nen kann schließ­lich die sen­so­mo­to­ri­sche Ein­la­ge gefer­tigt wer­den. Dies kann bei­spiels­wei­se mit Hil­fe eines Ein­la­gen­roh­lings erfol­gen. Dazu wer­den bestimm­te Ske­lett­punk­te und die dar­aus ermit­tel­ten IPs, die zuvor auf dem Podoskop­bild ein­ge­zeich­net wur­den, auf den Roh­ling über­tra­gen, der dann ent­spre­chend bear­bei­tet wird. Die Ein­la­gen kön­nen aber auch mit den zusam­men­ge­tra­ge­nen Infor­ma­tio­nen am Com­pu­ter model­liert und spä­ter aus geeig­ne­tem Mate­ri­al gefräst wer­den. Nach der Fer­tig­stel­lung erhält der Pati­ent die Ein­la­gen, deren Wir­kung durch regel­mä­ßi­ge Kon­trol­len gewähr­leis­tet wird.

Ziel­set­zung

Ziel die­ser For­schungs­ar­beit ist die Ent­wick­lung eines bild­ba­sier­ten Mess­pro­gramms zur Bestim­mung der indi­vi­du­el­len Fuß­geo­me­trie. Das Pro­gramm nutzt dafür Infor­ma­tio­nen aus den Podoskop­bil­dern, die bei der Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen von den Fuß­soh­len auf­ge­nom­men wer­den. Auf die­sen Bil­dern wer­den auto­ma­tisch bestimm­te „Land­mar­ken“ detek­tiert, mit deren Hil­fe ein seg­men­tier­tes, zwei­di­men­sio­na­les Ske­lett­mo­dell indi­vi­du­ell an jedes Bild ange­passt wird. Dane­ben erkennt das Pro­gramm bestimm­te ­Patho­lo­gien und ver­wen­det dem­entspre­chend ein dafür spe­zi­fi­sches Aus­gangs­ske­lett­mo­dell. Nach der Anpas­sung wer­den die Kon­tu­ren des gene­rier­ten Ske­letts auf die Aus­gangs­bil­der über­tra­gen, sodass die Ske­lett­in­for­ma­tio­nen aus die­sen Bil­dern bei der Her­stel­lung der Ein­la­gen genutzt wer­den können.

Das Pro­gramm und des­sen Validierung

Das Pro­gramm basiert auf der Pro­gram­mier­spra­che „Mat­lab R2010a“ der Fir­ma MathWorks. Die­se Soft­ware bie­tet sich beson­ders für nume­ri­sche Berech­nun­gen sowie zur Ent­wick­lung ver­schie­dens­ter Algo­rith­men an, um die IPs auf den Podoskop­bil­dern zu detek­tie­ren. Zusätz­lich besteht die Mög­lich­keit, ein gra­fi­sches „User-Inter­face“ zu erstel­len, wodurch eine ein­fa­che Hand­ha­bung des kom­ple­xen Pro­gramm­codes sowie die Nut­zung ver­schie­de­ner Dar­stel­lungs­mo­di ermög­licht wer­den. Der Benut­zer kann so durch Anwäh­len der dar­ge­stell­ten Funk­tio­nen die ein­zel­nen Pro­gramm­code­ab­schnit­te aus­füh­ren, die den jewei­li­gen Funk­tio­nen zugrun­de lie­gen (Abb. 2).

Nach dem Laden des gewünsch­ten Podoskop­bil­des lau­fen im Hin­ter­grund alle Berech­nun­gen für die Anpas­sung des Ske­lett­mo­dells sowie die Ermitt­lung der Infor­ma­ti­ons­punk­te aus dem Modell ab. Anschlie­ßend wird das aus­ge­wähl­te Bild ange­zeigt (Abb. 3a). Der Benut­zer kann nun durch Aus­wäh­len der ent­spre­chen­den Dar­stel­lungs­form das Ske­lett auf das Bild pro­ji­zie­ren (Abb. 3b).

Die Anzei­ge der knö­cher­nen Struk­tu­ren ver­bild­licht even­tu­ell vor­han­de­ne Ske­lett­de­for­ma­tio­nen. Hier­bei wer­den 10 Land­mar­ken am Fuß als Berech­nungs­grund­la­ge für die Aus­rich­tung der 12 Kno­chen­seg­men­te genutzt, um das Fuß­ske­lett natur­ge­treu dar­zu­stel­len. Aus dem Ske­lett­mo­dell berech­net das Pro­gramm die Lage der IPs, die eben­falls auf das Bild pro­ji­ziert wer­den kön­nen (Abb. 3c). Die­se kön­nen für die räum­li­che Loka­li­sie­rung der rele­van­ten Sti­mu­la­ti­ons­punk­te (C1–C4) bei der Her­stel­lung der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­gen genutzt wer­den. Der letz­te Dar­stel­lungs­mo­dus visua­li­siert eine Über­la­ge­rung aus der Ske­lett­gra­fik und den vier IPs, um deren Zusam­men­hang zu ver­an­schau­li­chen (Abb. 3d).

Für die Pro­jek­ti­on einer Fuß­ske­lett­kon­tur auf das Podoskop­bild wird ein stan­dar­di­sier­tes Ske­lett­mo­dell benö­tigt, mit dem sich durch ent­spre­chen­de Bear­bei­tung belie­bi­ge Fuß­ske­lett­geo­me­trien erzeu­gen las­sen. Die Aus­gangs­bil­der des Fuß­ske­letts wur­den mit Hil­fe eines vir­tu­el­len, drei­di­men­sio­na­len Ske­lett­fuß­mo­dells erstellt, das Gio­vin­co et al. 8aus CT-Daten eines ech­ten Fußes gewan­nen (Abb. 4).

Die Ver­wen­dung eines drei­di­men­sio­na­len Modells bie­tet die Mög­lich­keit, die ein­zel­nen Kno­chen so anzu­ord­nen, dass ver­schie­de­ne Defor­mi­tä­ten oder Fuß­ty­pen erzeugt wer­den kön­nen. Zuvor muss­te das Aus­gangs­mo­dell jedoch nor­miert wer­den. Dafür wur­de mit­tels CAD-Soft­ware (Geo­ma­gic Stu­dio 11) jeder Kno­chen des Modells sepa­riert. Die ein­zel­nen Kno­chen kön­nen somit durch Dre­hen und Ver­schie­ben neu jus­tiert wer­den. Hier­für muss­ten die Ergeb­nis­se aus der For­schungs­ar­beit von Tho­mas et al. 9 auf das Ske­lett­mo­dell über­tra­gen wer­den. In die­ser Arbeit wur­den 400 Rönt­gen­bil­der der belas­te­ten Füße von 100 Pro­ban­den ohne Fuß­be­schwer­den ver­mes­sen, um Win­kel­wer­te ver­schie­de­ner Fuß­kno­chen zuein­an­der zu erhe­ben. Das Modell wur­de gemäß die­sen Win­keln neu zusam­men­ge­setzt und dadurch stan­dar­di­siert (Abb. 5a). Um aus die­sem drei­di­men­sio­na­len Modell ein zwei­di­men­sio­na­les Abbild für die Pro­jek­ti­on zu erstel­len, wur­de das Modell zunächst in 12 Seg­men­te unter­teilt (Abb. 5b). Durch Screen­shots aus plan­t­arer Sicht und Bild­auf­be­rei­tung zur Extrak­ti­on der Kno­chen­kon­tu­ren (Abb. 5c) wur­den schließ­lich die Bild­seg­men­te erstellt, aus denen das Pro­gramm das Fuß­ske­lett mit Hil­fe der Podoskop­bild­in­for­ma­tio­nen rekon­stru­iert (Abb. 5d). Jedes der Ele­men­te kann um sei­nen Ansatz­punkt rotiert und frei auf der Trans­ver­sal­ebe­ne des Fußes ver­scho­ben wer­den. Somit erge­ben sich für das gesam­te Modell 12 rota­to­ri­sche und 24 trans­la­to­ri­sche Frei­heits­gra­de. Neben der Aus­rich­tung der Seg­men­te kann auch deren Grö­ße ver­än­dert wer­den, was eine uni­ver­sel­le Anpas­sung des Ske­letts an nahe­zu jede plan dar­stell­ba­re Fuß­form ermöglicht.

Die Genau­ig­keit des vom Pro­gramm gene­rier­ten Ske­letts wur­de indi­rekt über die dar­aus ermit­tel­ten Infor­ma­ti­ons­punk­te vali­diert. Dazu wur­den ins­ge­samt jeweils 66 Podoskop­bil­der von drei geschul­ten Fach­kräf­ten ana­ly­siert und aus­ge­wer­tet. Der media­le und der late­ra­le IP wer­den jeweils als Kreis auf das Podoskop­bild gezeich­net, deren Mit­tel­punk­te zum Ver­gleich mit dem Pro­gramm ver­wen­det wer­den. Der retro­ka­pi­ta­le IP sowie der Zehen­steg wer­den von den Fach­kräf­ten auf den Podoskop­bil­dern als Linie ein­ge­zeich­net. Zur Ermitt­lung einer aus­sa­ge­kräf­ti­gen Refe­renz­li­nie wer­den daher je drei Punk­te auf der Linie bestimmt, wel­che die­se cha­rak­te­ris­tisch beschrei­ben. Aus den ein­ge­zeich­ne­ten Mar­kie­run­gen für die IPs wur­den für jedes Bild deren mitt­le­re Posi­ti­on und die Streu­ung der ein­ge­zeich­ne­ten Punk­te um die­se Posi­ti­on bestimmt. Dar­aus kön­nen für den media­len und den late­ra­len IP sowie für die drei cha­rak­te­ris­ti­schen Punk­te des retro­ka­pi­ta­len IPs ellip­sen­för­mi­ge Refe­ren­z­a­rea­le berech­net werden.

Der Zehen­steg wur­de wie der retro­ka­pi­ta­le IP in drei Punk­te über­führt. Die­se lie­gen im unte­ren Drit­tel der Zehen­bee­ren des zwei­ten, drit­ten und vier­ten Strahls. Da die Posi­ti­on der Punk­te in medi­al-late­ra­ler Rich­tung durch die Mit­te der Zehen­bee­ren fest­ge­legt ist, wur­de nur die Streu­ung in ante­rior-pos­te­rio­rer Rich­tung zum Ver­gleich herangezogen.

Wie Tabel­le 1 zeigt, lie­gen infor­ma­ti­ons­punkt­spe­zi­fisch zwi­schen 32,8 und 59,1 % der vom Pro­gramm berech­ne­ten IPs inner­halb der Refe­ren­z­a­rea­le der fach­män­nisch ermit­tel­ten Infor­ma­ti­ons­punk­te. Betrach­tet man die Ent­fer­nung der gene­rier­ten Punk­te zur jewei­li­gen Gren­ze des zuge­hö­ri­gen Bereichs, so zeigt sich, dass sich vie­le der errech­ne­ten Punk­te am Rand der Area­le befin­den. Da aus ana­to­mi­scher Sicht eine Ver­grö­ße­rung der Area­le in bestimm­te Rich­tun­gen mög­lich ist, kön­nen auch eini­ge der am Rand der Area­le befind­li­chen Punk­te für die Her­stel­lung funk­tio­nie­ren­der sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen ver­wen­det werden.

Auch wenn das Pro­gramm vie­le Podoskop­auf­nah­men genau­so aus­wer­tet wie die geschul­ten Fach­kräf­te, arbei­tet es jedoch noch nicht zuver­läs­sig genug, um im All­tag für die Vor­la­gen­ge­ne­rie­rung für Ein­la­gen ver­wen­det zu wer­den. Dazu müs­sen die Algo­rith­men zur Erken­nung der Land­mar­ken wei­ter ver­bes­sert wer­den. Ein mög­li­cher Ansatz dafür ist die Ana­ly­se der Far­ben auf den Podoskop­auf­nah­men. Dies ermög­licht bei­spiels­wei­se die auto­ma­ti­sche Erken­nung der Druck­be­rei­che unter der Fußsohle.

Aus­blick

Wenn das Pro­gramm auf zwei­di­men­sio­na­ler Ebe­ne hin­rei­chend genau funk­tio­niert, ist eine Erwei­te­rung des Pro­gramms zur drei­di­men­sio­na­len Fuß­geo­me­trie­ana­ly­se vor­ge­se­hen (Abb. 6). Dadurch kön­nen auch Defor­ma­tio­nen wie ein Hohl- oder Spitz­fuß dar­ge­stellt wer­den, die aus plan­t­arer Sicht allein aus dem Ske­lett kaum zu erken­nen sind. Eine frei wähl­ba­re Sicht auf das Ske­lett ermög­licht auch eine genaue Ana­ly­se der Fuß­ge­wöl­be. Dadurch könn­te man die Aus­prä­gung der ein­zel­nen Erhö­hun­gen auf der Ein­la­ge auch nach­träg­lich exakt bestim­men. Momen­tan wer­den die­se Infor­ma­tio­nen durch Pal­pa­ti­on der Fuß­soh­le gewon­nen. Für die kor­rek­te Anpas­sung der Fuß­ge­wöl­be müss­te die­se erfühl­te Form in das Pro­gramm über­führt wer­den. Für die Rea­li­sie­rung der drei­di­men­sio­na­len Rekon­struk­ti­on des Fuß­ske­letts ist es jedoch not­wen­dig, noch mehr Infor­ma­tio­nen über die Kno­chen­stel­lun­gen aus den Podoskop­auf­nah­men zu ermit­teln. Die Prä­zi­si­on des adap­tier­ten Modells könn­te bei­spiels­wei­se durch die Inte­gra­ti­on wei­te­rer Mess­sys­te­me wie Druck­mess­plat­ten oder 3‑D-Scan­ner ver­bes­sert wer­den. Als Nächs­tes muss das Pro­gramm jedoch ein­ge­hend getes­tet wer­den, um even­tu­el­le Schwach­stel­len der zugrun­de lie­gen­den Algo­rith­men oder der Benut­zer­freund­lich­keit erken­nen und behe­ben zu kön­nen. Dann zeigt sich auch, inwie­weit sich der Arbeits­auf­wand und die Qua­li­tät der Ein­la­gen­ver­sor­gung durch die Ver­wen­dung des Pro­gramms ver­bes­sern lassen.

Der Autor:
Dipl.-Ing. Mar­tin Haa­cke, M. Sc.
Bio­me­cha­nik – Moto­rik – Bewegungsanalyse
Zwei­brü­cker Stra­ße 91
66424 Hom­burg
martin.haacke@gmx.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Haa­cke M. Ent­wick­lung eines bild­ba­sier­ten Mess­sys­tems zur Bestim­mung der Fuß­geo­me­trie — Ein Sys­tem für die Her­stel­lung sen­so­mo­to­ri­scher Ein­la­gen. Ortho­pä­die Tech­nik, 2016; 67 (8): 34–37
Area­le der Infor­ma­ti­ons­punk­teAnzahl der Tref­fer der Referenzareale
abso­lutrela­tiv in %
media­ler IP3857,6
late­ra­ler IP3959,1
retro­ka­pi­ta­ler IP (medi­al)2132,8
retro­ka­pi­ta­ler IP (zen­tral)2639,4
retro­ka­pi­ta­ler IP (late­ral)3350,0
Zehen­steg 2. Strahl3857,6
Zehen­steg 3. Strahl3553,0
Zehen­steg 4. Strahl3553,0
Tab. 1 Ergeb­nis­se der Validierung.
  1. Hoh­mann D, Uhlig R. Ortho­pä­di­sche Tech­nik. 9. Auf­la­ge. Stutt­gart: Georg Thie­me Ver­lag, 2005: 503
  2. Stre­eck U, Focke J, Kim­pel LD, Noack D‑W. Manu­el­le The­ra­pie und kom­ple­xe Reha­bi­li­ta­ti­on. Band 2: Unte­re Kör­per­re­gi­on. Hei­del­berg: Sprin­ger Medi­zin Ver­lag, 2007: 281–282
  3. Baum­gart­ner R, Sti­nus H. Die ortho­pä­di­sche Ver­sor­gung des Fußes. 3. Auf­la­ge. Stutt­gart: Georg Thie­me Ver­lag, 2001: 2–3
  4. Haus K‑M et al. Neu­ro­phy­sio­lo­gi­sche Behand­lung bei Erwach­se­nen: Grund­la­gen der Neu­ro­lo­gie, Behand­lungs­kon­zep­te, All­tags­ori­en­tier­te The­ra­pie­an­sät­ze. 2. Auf­la­ge. Ber­lin: Sprin­ger Medi­zin Ver­lag, 2010: 54–84
  5. Brink­mann F. Gang­ana­ly­ti­sche Unter­su­chung zur the­ra­peu­ti­schen Effi­zi­enz der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­la­gen nach Jahr­ling bei zen­tral­ner­vö­sen Erkran­kun­gen. Diplom­ar­beit, Fach­hoch­schu­le Gie­ßen-Fried­berg, 2005: 31–32
  6. Fal­ken­stei­ner M. Die Sen­so­mo­to­ri­sche Schu­hein­la­ge bei Hemi­pa­re­se­pa­ti­en­ten. Diplom­ar­beit, Aka­de­mie für den phy­sio­the­ra­peu­ti­schen Dienst am Lan­des­kran­ken­haus Steyr, 2005: 40–43
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