„HOSYcan“ – ein Prüf­ge­rät zur Mes­sung des Druck­ver­laufs von Kompressionstextilien

F. Girmond
Kompressionstextilien erfüllen eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen: Mit medizinischen Kompressionsstrümpfen für Beine und Arme können Patienten erfolgreich Thrombosen vorbeugen und Lymphödeme bekämpfen; Sportler versprechen sich von komprimierenden Shirts, Shorts und Strümpfen eine Leistungssteigerung und eine verbesserte Regeneration; Geschäftsreisende nutzen sogenannte Reisestrümpfe, um auf Langstreckenflügen „schwere Beine“ zu vermeiden. Um detaillierte und belastbare Aussagen über die tatsächliche Kompressionswirkung solcher Textilien treffen zu können, bedarf es eines adäquaten Messsystems und flexibler Messverfahren. Im Zentrum dieses Beitrags steht das Verfahren „HOSY“ („Hohenstein System“) des akkreditierten Prüflabors und Forschungsdienstleisters Hohenstein im schwäbischen Bönnigheim, das kürzlich um ein neues Prüfgerät namens „HOSYcan“ erweitert wurde. Das Gerät ist unter anderem in der Lage, natürliche Bewegungsabläufe zu simulieren. Der Beitrag zeigt die Funktionsweisen des neuen Prüfgeräts auf und führt beispielhafte Anwendungsfälle vor.

Ein­lei­tung

Als das Mess­sys­tem „HOSY“ zu Beginn der 1980er Jah­re eta­bliert wur­de, ging es im Wesent­li­chen dar­um, die Kom­pres­si­ons­wir­kung medi­zi­ni­scher Kom­pres­si­ons­strümp­fe an einem Stück zer­stö­rungs­frei und repro­du­zier­bar mes­sen zu kön­nen. Die Anfor­de­run­gen des RAL-Güte­zei­chens 387 (Beinstrümp­fe) wur­den in der Fol­ge an die neu­en tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten des „HOSY“-Prüfgeräts ange­passt. Das „HOSY“-Verfahren zur Ermitt­lung der Kom­pres­si­ons­wir­kung von Tex­ti­li­en ist bis heu­te durch die­sen Stan­dard bis ins Detail defi­niert und wird von Indus­trie, Kran­ken­kas­sen und offi­zi­el­len Stel­len als ein­zi­ges Ver­fah­ren in die­sem Zusam­men­hang anerkannt.

Anzei­ge

Das Seg­ment kom­pri­mie­ren­der Tex­ti­li­en für den medi­zi­ni­schen Bereich ist im Lau­fe der Zeit schnell ange­wach­sen: Ban­da­gen für Arme und Bei­ne sowie Beklei­dung für die post­ope­ra­ti­ve Ver­pfle­gung ergän­zen heu­te die klas­si­schen Arm- und Beinstrümp­fe. Gleich­zei­tig boomt die Nach­fra­ge in zusätz­li­chen Spar­ten wie Sport, Well­ness und der soge­nann­ten Shape­we­ar. Die­se neu­en Anwen­dun­gen stel­len gleich­zei­tig höhe­re Anfor­de­run­gen an die Mess­tech­nik – zum Bei­spiel bestehen bei den zu prü­fen­den Tex­ti­li­en wesent­lich grö­ße­re Umfän­ge, weil die Anwen­dung der Kom­pres­si­on für Kör­per­par­tien wie Ober­kör­per und Rumpf (bis hin zu Ganz­kör­per­an­zü­gen) zunimmt.

Neben der Erfül­lung von Stan­dards geht es bei der Mes­sung der Kom­pres­si­ons­wir­kung heu­te zuneh­mend um detail­lier­te Erkennt­nis­se über die geprüf­ten Tex­ti­li­en und Mate­ria­li­en, um Pro­dukt­ent­wick­lun­gen ziel­ge­rich­tet vor­an­trei­ben zu kön­nen: Fra­gen zu Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten wie Lang- oder Kurz­zü­gig­keit, eine mög­li­che Mate­ri­al­er­mü­dung durch kon­stan­te oder wech­seln­de Bean­spru­chung, der Ein­fluss des Rela­xa­ti­ons­gra­des bei zykli­schen Belas­tun­gen sowie das Kom­pres­si­ons­ver­hal­ten wäh­rend der Bewe­gung sind nur eini­ge Bei­spie­le aus der Pra­xis. Das Bele­gen eige­ner oder das Wider­le­gen von Wer­be­aus­sa­gen der Wett­be­wer­ber ist aus Mar­ke­ting­sicht eben­falls ein Aspekt von wach­sen­der Bedeu­tung– dies trifft vor allem auf den nicht­re­gu­lier­ten Bereich der Sport- und Well­ness­tex­ti­li­en zu.

Das neue Prüf­ge­rät „HOSYcan“ – hard- und soft­ware­sei­ti­ge Charakteristika

Die obers­te Prä­mis­se bei der Wei­ter­ent­wick­lung des „HOSY“-Prüfgeräts lau­te­te, dass das bewähr­te Mess­prin­zip nicht ver­än­dert wer­den soll­te. Dar­über hin­aus war­tet das neue „HOSYcan“-Prüfgerät aus tech­ni­scher Sicht jedoch mit vie­len zusätz­li­chen Funk­tio­nen auf: Wesent­li­che Modi­fi­ka­tio­nen bei der Hard­ware sind eine digi­ta­le Mess- und Antriebs­tech­nik in Ver­bin­dung mit ­einer CAN-Bus-Tech­no­lo­gie sowie die Ver­grö­ße­rung des maxi­mal prüf­ba­ren Umfangs eines Tex­tils. Vor­teil der digi­ta­len Tech­nik ist eine akti­ve und pas­si­ve Stör­un­emp­find­lich­keit, aber vor allem die Mög­lich­keit, gro­ße Daten­men­gen zu ver­wal­ten und zu ver­ar­bei­ten. Dadurch sind auch kom­ple­xe Abläu­fe und die Gene­rie­rung von Mess­wer­ten in dicht gestaf­fel­ter Rei­hen­fol­ge mög­lich. Die Erwei­te­rung des maxi­ma­len Prüf­um­fangs ermög­licht nun die Mes­sung der zu prü­fen­den Tex­ti­li­en („Prüf­lin­ge“) mit Umfän­gen zwi­schen 12 und 150 cm (Abb. 1).

Die neue Soft­ware „Com­pres­Su­re Pro“ erlaubt neue Frei­heits­gra­de bei der Gestal­tung der Prüf­pro­zes­se. So lässt sich die Geschwin­dig­keit für Be- und Ent­las­tungs­pha­sen unter­schied­lich aus­wäh­len. Die Ach­sen­ge­schwin­dig­keit der Klemm­vor­rich­tung beträgt dabei maxi­mal 1.500 mm/min, was einer Umfangs­än­de­rung von rund 3.000 mm/min ent­spricht. Der Grad der Ent­las­tung bzw. Rela­xa­ti­on kann frei und auf unter­schied­li­cher Grund­la­ge, z. B. abso­lut in Zen­ti­me­tern oder pro­zen­tu­al zu Umfang oder prak­ti­scher Deh­nung, gewählt wer­den. Anstel­le der Rela­xa­ti­on las­sen sich auch wei­te­re belie­bi­ge Grö­ßen­ma­ße prü­fen. Die Mess­wer­te las­sen sich zudem zeit­lich ver­zö­gert – wie nach einer Ruhe­pha­se – erfas­sen (Abb. 2).

Die Kom­bi­na­ti­on der neu­en Frei­heits­gra­de von Hard- und Soft­ware ermög­licht die Gestal­tung von Prüf­pro­zes­sen, die es in die­ser Form bis­her nicht gab, und damit die Gewin­nung neu­er Erkennt­nis­se, z. B. über bestimm­te Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten – und zwar nun auch für Klei­dungs­stü­cke, die auf­grund ihrer Grö­ße bis dato nicht oder nur bedingt prüf­bar waren. Mit „HOSYcan“ las­sen sich nun indi­vi­du­el­le, auf Prüf­ling, Mate­ri­al und Fra­ge­stel­lung zuge­schnit­te­ne Prüf­pro­zes­se rea­li­sie­ren. Die Per­for­mance von Kom­pres­si­ons­tex­ti­li­en lässt sich somit nun unter pra­xis­re­le­van­ten Bedin­gun­gen mes­sen, natür­li­che Bewe­gungs­ab­läu­fe simu­lie­ren und mög­li­che Ver­än­de­run­gen der Kom­pres­si­on in Ruhe­pha­sen bestimmen.

Pra­xis­bei­spie­le

Bestim­mung von Lang- bzw. Kurzzügigkeit

„Wie viel Wider­stand bie­tet das Kom­pres­si­ons­tex­til gegen Quer­ver­deh­nung auf?“

Der Begriff „Lang- bzw. Kurz­zü­gig­keit“ bezieht sich auf die Kraft, die dazu benö­tigt wird, Tex­ti­li­en um ein bestimm­tes Maß wei­ter zu deh­nen. Je grö­ßer die dazu benö­tig­te Kraft ist, umso stär­ker erhöht sich der auf den Kör­per oder die Glied­ma­ße aus­ge­üb­te Druck bei Umfangs­zu­nah­me. Je höher der Wert, umso kurz­zü­gi­ger – je nied­ri­ger, umso lang- oder weich­zü­gi­ger ist das Tex­til. Übli­che Ein­hei­ten in die­sem Zusam­men­hang sind kPa/cm, hPa/cm oder mmHg/cm.

Medi­zi­ni­sche Tex­ti­li­en sol­len je nach Zweck, Indi­ka­ti­on und auch indi­vi­du­el­ler Ein­schät­zung der ver­ord­nen­den Stel­le eher kurz- oder eher lang­zü­gig sein. Anders als für Bandagen­material für Wickel­the­ra­pien gibt es für kom­ple­xe­re Tex­ti­li­en kei­ne ent­spre­chen­den Anga­ben zu Grö­ßen­ord­nun­gen oder gar Soll-Wer­te zur Klas­si­fi­zie­rung. Das heißt, anhand eines Zah­len­wer­tes kann kein medi­zi­ni­sches Tex­til ein­deu­tig einer Kate­go­rie „lang­zü­gig“ oder „kurz­zü­gig“ zuge­ord­net wer­den. Eben­so wenig ist es mög­lich, die­se Wer­te als Nach­weis für eine bestimm­te Funk­ti­on oder Wirk­sam­keit zu ver­wen­den. Aber zumin­dest ist es mög­lich, Mus­ter auf objek­ti­ver Basis zu ver­glei­chen (sie­he Abb. 3 u. 4).

Bei Tex­ti­li­en für Sport, Shape­we­ar und Well­ness kann der Wert für die Kurz- oder Lang­zü­gig­keit als Ver­gleichs­grö­ße, bei­spiels­wei­se für den Kom­fort wäh­rend des Tra­gens der Klei­dung, inter­pre­tiert wer­den. Dabei steht, zumin­dest auf den ers­ten Blick, ein nied­ri­ger Wert für einen geringeren­ „Wider­stand“ des Tex­tils wäh­rend einer Bewe­gung und damit für einen höhe­ren Komfort.

Unab­hän­gig vom spä­te­ren Ver­wen­dungs­zweck eines Tex­tils ist die Kennt­nis des Mate­ri­al­pa­ra­me­ters „Lang- bzw. Kurz­zü­gig­keit“ jedoch für Design und Pro­dukt­ent­wick­lung hilf­reich, etwa hin­sicht­lich der Mate­ri­al­aus­wahl und damit der Cha­rak­te­ris­tik des Tex­tils oder der Ent­wick­lung von Größensystemen.

Lang- bzw. Kurz­zü­gig­keit wird über die Druck­dif­fe­renz zwei­er nahe neben­ein­an­der­lie­gen­der Umfän­ge bestimmt, meist im Bereich dekla­rier­ter Grö­ßen­an­ga­ben. Das heißt, dass man die Kom­pres­si­on bei Umfang a sowie a + x misst, wobei x in der Regel 1 bis 2 cm nicht über­schrei­tet. Vor der eigent­li­chen Mes­sung pen­delt der Prüf­ling zwi­schen den Umfangs­ma­ßen mehr­mals hin und her (Abb. 5). Auf die­se Wei­se wer­den die wech­seln­den Bean­spru­chun­gen des Tex­tils wäh­rend aus­ge­üb­ter Bewe­gungs­ab­läu­fe simu­liert und mög­li­che Ermü­dungs­er­schei­nun­gen oder typi­sche Ver­än­de­run­gen des Druck­ver­hal­tens bei Be- und Ent­las­tungs­ab­läu­fen mitberücksichtigt.

Dyna­mi­sche Prü­fun­gen – Simu­la­ti­on von Bewegungsabläufen

Mes­sung der Kom­pres­si­on, die das Tex­til wäh­rend des Tra­gens auf den Kör­per ausübt

Völ­lig neue Mög­lich­kei­ten bie­tet die modi­fi­zier­te „HOSYcan“-Messtechnik im Bereich dyna­mi­scher Prü­fun­gen: Neben einer gleich­mä­ßi­gen zykli­schen Belas­tung las­sen sich auch kom­ple­xe­re Bewe­gungs­ab­läu­fe wie die Beu­gung eines Arms oder Beins simu­lie­ren. Führt man den gewünsch­ten Bewe­gungs­ab­lauf mehr­fach nach­ein­an­der durch, wer­den die Kom­pres­si­ons­wer­te unter gebrauchs­re­le­van­ten Bedin­gun­gen ermit­telt. Abbil­dung 6 visua­li­siert den Bewe­gungs­ab­lauf einer Arm­beu­gung mit aus­ge­präg­ter Mus­kel­an­span­nung in ins­ge­samt vier Abschnit­ten (die ent­spre­chen­den Mess­wer­te gibt Tabel­le 1 wie­der). Die­se sind für die Bestim­mung der Kom­pres­si­on so ange­ord­net, dass das Beu­gen und Stre­cken des Arms in kor­rek­ter Abfol­ge wie­der­holt simu­liert wird. Die Hal­te­po­si­tio­nen (Abschnit­te) wie­der­um die­nen dazu, die Maße an rele­van­ten Stel­len (Mess­stel­len) zu ermit­teln (hier mit­tels 3D-Scan­ner) und mit die­sen Umfangs­da­ten die Bewe­gung in ein­zel­ne Abschnit­te zu unterteilen.

Die gene­rel­le Idee hin­ter einer sol­chen Mess­rei­he besteht dar­in, das Kom­pres­si­ons­ver­hal­ten eines Klei­dungs­stücks wäh­rend des Gebrauchs und so nah wie mög­lich an der Rea­li­tät zu ermit­teln, z. B. bei sport­li­cher Akti­vi­tät. Dabei sol­len auch Effek­te berück­sich­tigt wer­den, die durch wie­der­holt auf­tre­ten­de Be- und Ent­las­tun­gen des Tex­tils ent­ste­hen. Das kann z. B. ein aus­ge­präg­te­rer Druck­ab­fall in Sequen­zen mit grö­ße­ren Dimen­si­ons­än­de­run­gen sein, aber auch gegen­sei­ti­ge Beein­flus­sun­gen neben­ein­an­der­lie­gen­der Mes­s­positionen durch sich ver­än­dern­de Umfangs­dif­fe­ren­zen- Das Rela­xa­ti­ons­ver­hal­ten ver­schie­de­ner Mate­ria­li­en und Kon­struk­tio­nen kann eben­falls bestimmt wer­den. Nut­zen las­sen sich sol­che Resul­ta­te etwa dazu, ange­streb­te Min­dest­druck­wer­te sicher­zu­stel­len, Maxi­mal­wer­te nicht zu über­schrei­ten oder den Tra­ge­kom­fort für den Nut­zer im All­tag zu optimieren.

In min­des­tens zwei­er­lei Hin­sicht sind die in Abbil­dung 5 und Tabel­le 1 gezeig­ten Ergeb­nis­se bemer­kens­wert: Zum einen ver­deut­li­chen sie, dass auch rela­tiv gerin­ge Ver­än­de­run­gen von Umfangs­ma­ßen gut mess­ba­re Unter­schie­de hin­sicht­lich der Kom­pres­si­on bedeu­ten kön­nen. Zum ande­ren legen sie nahe, dass eine Ver­än­de­rung des Umfangs an einer Posi­ti­on auch einen mess­ba­ren Ein­fluss auf die benach­bar­ten Berei­che haben kann (sie­he die Mess­stel­len C1 und D in den Posi­tio­nen 3 und 4).

Fazit

Die umfang­rei­chen Modi­fi­ka­tio­nen des „HOSYcan“-Systems eröff­nen sowohl hard­ware- als auch soft­ware­sei­tig neue Mög­lich­kei­ten und Erkennt­nis­se im Bereich der Kom­pres­si­ons­prü­fung an Tex­ti­li­en. Neben gro­ßen Umfän­gen kön­nen indi­vi­du­ell zuge­schnit­te­ne Prüf­pro­zes­se frei gestal­tet und damit z. B. Bewe­gun­gen simu­liert und neue Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten geprüft wer­den. Die zahl­rei­chen Frei­heits­gra­de der Soft­ware sowie die hard­ware­tech­ni­schen Modi­fi­ka­tio­nen stel­len die Zukunfts­fä­hig­keit des Mess­sys­tems sicher. Beson­ders die ein­fach zu hand­ha­ben­de Soft­ware bie­tet die Mög­lich­keit, bestehen­de Prüf­pro­zes­se mit mini­ma­lem Auf­wand mög­li­chen zukünf­ti­gen Anfor­de­run­gen in Stan­dards anzu­pas­sen. Dies ist auch und beson­ders im Bereich der medi­zi­ni­schen Kom­pres­si­ons­tex­ti­li­en von gro­ßer Bedeutung.

Der Autor:
Flo­ri­an Girmond
Geschäfts­füh­rer
Hohen­stein Labo­ra­to­ries GmbH & Co. KG
Schloss­stei­ge 1
74357 Boen­nig­heim
f.girmond@hohenstein.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Gir­mond F. „HOSYcan“ – ein Prüf­ge­rät zur Mes­sung des Druck­ver­laufs von Kom­pres­si­ons­tex­ti­li­en. Ortho­pä­die Tech­nik. 2018; 69 (12): 54–57
 
Posi­ti­on 1
 
Posi­ti­on 2
 
Posi­ti­on 3
 
Posi­ti­on 4
 
Posi­ti­onUmfang (cm)Druck (kPa)Umfang (cm)Druck (kPa)Umfang (cm)Druck (kPa)Umfang (cm)Druck (kPa)
C124,20,7724,80,8825,20,9624,30,96
D30,20,8630,40,9930,91,1433,21,36
E31,40,8232,20,9335,11,1739,51,50
F40,30,8940,71,0542,01,2242,31,38
G40,10,6241,90,7840,90,7143,80,87
Tab. 1 Kom­pres­si­on wäh­rend der Beu­gung des Armes (Tabel­le mit Kör­per­ma­ßen und Druckwerten).

 

 

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