Unter­su­chun­gen zur Ver­gleich­bar­keit von 3‑D-kine­ma­ti­schen und kine­ti­schen Mess­da­ten aus zwei Ganglaboren

L. Tronicke, A.-K. Hömme, J. Wühr, K. Peikenkamp
In der hier vorgestellten Pilotstudie wurde die Vergleichbarkeit 3-D-kinematischer und kinetischer Messdaten zwischen zwei Ganglaboren betrachtet. Die beteiligten Labore waren zum einen das Institut für Messtechnik und Biomechanik (IMB) an der Bundesfachschule für Orthopädietechnik (BuFa) und zum anderen das Ganganalyselabor des Sozialpädiatrischen Zentrums Westmünsterland (SPZ) in Coesfeld. In den vergleichbar ausgestatteten Laboren wurde ein und dasselbe Probandenkollektiv (2 männlich, 3 weiblich) vom jeweiligen Personal untersucht und anschließend die Messdaten auf ihre Vergleichbarkeit überprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl alle Gelenkwinkelverläufe in der Sagittalebene als auch die kinetischen Messdaten sehr gut vergleichbar waren.

Ein­lei­tung

Die 3‑D-Gang­ana­ly­se fin­det im Bereich der Bewe­gungs­ana­ly­sen als Mess­me­tho­de zur Beur­tei­lung von Bewe­gung viel­sei­ti­ge Anwen­dung. Bei der Durch­füh­rung von Stu­di­en ste­hen die Wis­sen­schaft­ler jedoch häu­fig vor dem Pro­blem, kein aus­rei­chend gro­ßes Pro­ban­den­kol­lek­tiv für sta­tis­tisch aus­sa­ge­kräf­ti­ge Stu­di­en rekru­tie­ren zu kön­nen. Koope­ra­tio­nen zwi­schen Labo­ren und das Poo­len der Daten aller betei­lig­ten Labo­re könn­ten ein Ansatz sein, um Mess­da­ten zu einem nahe­zu homo­ge­nen Pro­ban­den­kol­lek­tiv zu erhal­ten. Dem gegen­über steht jedoch das Pro­blem, dass Mes­sun­gen zwi­schen zwei Labo­ren Abwei­chun­gen auf­wei­sen kön­nen, die auf mög­li­chen Unter­schie­den im Mess­ab­lauf, bei den Tes­tern und auf unter­schied­li­chem Mes­se­quip­ment beru­hen. Ziel die­ser Stu­die war es daher, im Hin­blick auf eine Koope­ra­ti­on zu unter­su­chen, in wel­chem Aus­maß die Mes­sung des­sel­ben Pro­ban­den­kol­lek­tivs in zwei ver­gleich­bar aus­ge­stat­te­ten Labo­ren mit jeweils unter­schied­li­chem Per­so­nal abwei­chen­de Mess­ergeb­nis­se liefert.

Lite­ra­tur­über­blick

Schwartz et al. 1 haben in die­sem Kon­text bereits in der Ver­gan­gen­heit eine ähn­li­che Stu­die durch­ge­führt. Hier­bei ließ die Arbeits­grup­pe zwei gesun­de Pro­ban­den von vier Phy­sio­the­ra­peu­ten mar­kern und führ­te mit jedem Mar­kerset drei Mess­durch­läu­fe durch. Anschlie­ßend unter­such­ten die For­scher anhand die­ser Daten Fak­to­ren, die bei der Aus­wer­tung von Gang­ana­ly­sen berück­sich­tigt wer­den soll­ten. Die Ergeb­nis­se der Stu­die stell­ten her­aus, dass die Mar­keran­brin­gung durch unter­schied­li­ches Per­so­nal als haupt­säch­li­che Ursa­che für Mess­ab­wei­chun­gen anzu­se­hen ist.

Auch Gor­ton et al. 2 zeig­ten im Hin­blick auf die­sen The­men­schwer­punkt in ihrer Stu­die die Bedeu­tung eines ein­heit­li­chen Mess­pro­to­kolls auf. Sie beschränk­ten sich dabei jedoch auf einen Pro­ban­den, der in einem Zeit­raum von drei Mona­ten in zwölf unter­schied­li­chen Labo­ren von jeweils zwei Mit­ar­bei­tern mit­tels Gang­ana­ly­se unter­sucht wur­de. Die Mes­sun­gen inner­halb eines Labors fan­den an sechs auf­ein­an­der­fol­gen­den Tagen statt, wobei die Mar­ker­po­si­tio­nen von Tag zu Tag mar­kiert und über­tra­gen wur­den. Aus den Mess­da­ten wur­den anschlie­ßend u. a. die Stan­dard­ab­wei­chun­gen der aus­ge­wer­te­ten Win­kel zwi­schen 24 Unter­su­chern sowie des Gang­bil­des des Pro­ban­den an ver­schie­de­nen Tagen betrach­tet. Dar­auf­fol­gend wur­den alle Unter­su­cher auf ein „Mini­mum Stan­dar­di­zed Gait Ana­ly­sis Pro­to­col“ (MSGAP) geschult. Nach einem Jahr wur­den die Mes­sun­gen wie­der­holt – mit dem Ergeb­nis, dass sich die Stan­dard­ab­wei­chung zwi­schen den Unter­su­chern stark reduzierte.

Einen ande­ren Ansatz wähl­ten Lear­di­ni et al. 3 mit der Erpro­bung eines sich an ana­to­mi­schen Pro­mi­nen­zen ori­en­tie­ren­dem neu­en Mar­kersets. Die Mar­ker­punk­te soll­ten durch die Vor­ga­ben ein­deu­tig bestimm­bar und die Anbrin­gung zügi­ger durch­führ­bar sein. Im Rah­men der Stu­die unter­such­ten fünf erfah­re­ne Phy­sio­the­ra­peu­ten zehn gesun­de Kin­der im sel­ben Labor. Die Arbeits­grup­pe betrach­te­te hier­bei u. a. die Intra-Pro­ban­den-Varia­bi­li­tät, die Inter-Pro­ban­den-Varia­bi­li­tät sowie die Inter-Tes­terVa­ria­bi­li­tät. Anhand der Stan­dard­ab­wei­chung ließ sich u. a. eine sehr gute Inter-Tes­ter-Varia­bi­li­tät fest­stel­len. Die­se wird neben dem neu­en Mar­kerset auch auf die beruf­li­che Erfah­rung der Tes­ter mit der Durch­füh­rung von 3‑D-Gang­ana­ly­sen zurückgeführt.

Von beson­de­rem Inter­es­se für die vor­lie­gen­de Stu­die waren wei­ter­füh­rend die Ergeb­nis­se der Stu­die von Stein­wen­der et al. 4, in wel­cher die Wie­der­hol­bar­keit von Gang­pa­ra­me­tern unter­sucht wur­de, wenn die Mar­ker stets von der­sel­ben Per­son ange­bracht wer­den. Die Para­me­ter der Sagit­tal­ebe­ne wie­sen dabei eine bes­se­re Repro­du­zier­bar­keit auf als die der übri­gen Ebenen.

Mess­sys­tem

Die hier vor­lie­gen­de Stu­die wur­de im Gang­la­bor des IMB an der BuFa in Dort­mund und im Gang­la­bor des SPZ West­müns­ter­land in Coes­feld durch­ge­führt. Bei­de Labo­re sind mit inte­grier­ten AMTI-Kraft­mess­plat­ten und einem 3‑D-Mess­sys­tem der Fir­ma Vicon aus­ge­stat­tet. Die­ses Sys­tem basiert auf der Infra­rot­ka­me­ra­tech­no­lo­gie (Boni­ta).

Von den an der Decke der Mess­la­bo­re befind­li­chen Kame­ras wird Infra­rot­licht aus­ge­sandt (Abb. 1). Die­ses wird von den an den Pro­ban­den ange­brach­ten Mar­kern reflek­tiert und die Refle­xio­nen wie­der­um von den Kame­ras erfasst. Inte­grier­te Fil­ter und Rechen­chips ermög­li­chen es, von unter­schied­li­chen Kame­ras erfass­te Refle­xio­nen den jewei­li­gen Mar­kern zuzu­ord­nen. Somit kann auf die Bewe­gung eines ein­zel­nen Mar­kers zurück­ge­rech­net und die Mar­ker­be­we­gung im Raum am Rech­ner dar­ge­stellt wer­den. Durch wei­te­re soft­ware­inter­ne Bear­bei­tungs­schrit­te kön­nen wei­ter­füh­ren­de Aus­sa­gen zur drei­di­men­sio­na­len Bewe­gung der mensch­li­chen Gelen­ke getrof­fen wer­den. Ins­ge­samt kön­nen mit dem Mess­sys­tem sechs Rota­ti­ons­rich­tun­gen sowie die Win­kel­ver­läu­fe eines jeden Gelenks betrach­tet wer­den. Mit­tels zwei­er im Boden der Lauf­stre­cke inte­grier­ter Kraft­mess­plat­ten kön­nen dar­über hin­aus die Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te (BRK) und die Gelenk­dreh­mo­men­te erfasst werden.

Stu­di­en­de­sign und Methodik

Da im Fall einer koope­ra­ti­ven Stu­die die Mes­sun­gen von den Labor­mit­ar­bei­tern des jewei­li­gen Labors durch­ge­führt wer­den sol­len, wur­den sie für die­se Ver­gleichs­stu­die eben­falls vom ent­spre­chen­den Labor­per­so­nal vor Ort durch­ge­führt. Durch die­ses Vor­ge­hen ent­stan­den drei Fak­to­ren, die maß­geb­lich für Abwei­chun­gen in den Mess­ergeb­nis­sen ver­ant­wort­lich sein kön­nen und berück­sich­tigt wer­den mussten:

  1. Abwei­chun­gen bei der Mess­durch­füh­rung durch abwei­chen­de Mar­ker­po­si­tio­nie­rung auf­grund ver­schie­de­ner Tes­ter. (Die­ser Fak­tor wirkt sich aus­schließ­lich auf die kine­ma­ti­schen Mess­da­ten aus, da für die Mes­sung der Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te kei­ne Mar­ker benö­tigt werden.)
  2. Pro­ban­den­in­di­vi­du­el­le Abwei­chun­gen: Die Tages­form der Pro­ban­den kann vari­ie­ren und zu unter­schied­li­chen Gang­mus­tern führen.
  3. Tech­no­lo­gi­sche Abwei­chung der Mess­sys­te­me: Die Kali­brie­rung der Mess­sys­te­me kann vari­ie­ren. Des Wei­te­ren kön­nen sich unter­schied­li­che Raum­tem­pe­ra­tu­ren auf die Mess­ge­nau­ig­keit auswirken.

Mit­tels eines Inter-Tes­ter-Ver­gleichs (Ver­gleich zwi­schen allen Tes­tern) soll­te der ers­te Fak­tor betrach­tet wer­den. Ein Intra-Labor-Ver­gleich (Ver­gleich zwi­schen den Tes­tern eines Labors) in jedem Labor soll­te einen Anhalts­punkt dar­über geben, inwie­fern die Mess­da­ten Abwei­chun­gen auf­zei­gen, wenn zwei Tes­ter im sel­ben Labor den­sel­ben Pro­ban­den unter­su­chen. Bei die­sem Ver­gleich wur­de ange­nom­men, dass sich die Fak­to­ren 2 und 3 ver­nach­läs­sig­bar gering auf die Mess­ergeb­nis­se aus­wir­ken. Hier­zu führ­te in die­sem Kon­text neben den Labor­mit­ar­bei­tern eine wei­te­re Per­son (BuFa BA) zusätz­lich in bei­den Labo­ren mit den­sel­ben Pro­ban­den Mes­sun­gen durch, die jeweils am sel­ben Tag vor der Mes­sung der Labor­mit­ar­bei­ter statt­fan­den. Basie­rend auf der Annah­me, dass BuFa BA in bei­den Labo­ren die Mar­ker gleich plat­ziert, ist der o. g. ers­te Fak­tor als wenig beein­flus­send ein­zu­stu­fen. Ein Intra­Tes­ter-Ver­gleich (Ver­gleich der Mess­da­ten von BuFa BA) soll­te hier­bei zei­gen, ob mög­li­cher­wei­se sys­te­ma­ti­sche Abwei­chun­gen zwi­schen den Labo­ren vor­lie­gen. Wei­ter­füh­rend soll­ten durch die zusätz­li­chen Mes­sun­gen von BuFa BA Aus­sa­gen über die Tages­form der Pro­ban­den gewon­nen wer­den (Abb. 2).

Ein Inter-Labor-Ver­gleich (Ver­gleich zwi­schen bei­den Labor­sys­te­men) soll­te ergän­zend die Ver­gleich­bar­keit der Boden­re­ak­ti­ons­kraft-Daten auf­zei­gen. In bei­den Labo­ren waren die glei­che Vicon-Anla­ge und die Kraft­mess­plat­ten des­sel­ben Her­stel­lers sowie die aktu­ells­ten Genera­tio­nen der Kom­po­nen­ten instal­liert (sie­he Abb. 2).

Das metho­di­sche Vor­ge­hen wur­de so gewählt, dass im Rah­men der vor­lie­gen­den Pilot­un­ter­su­chung zu allen Ver­glei­chen ers­te Aus­sa­gen getrof­fen wer­den konn­ten. Es wur­den 5 gesun­de Pro­ban­den (2 männ­lich, 3 weib­lich) im Alter von 27 ± 2 Jah­ren, die im Durch­schnitt 175 (± 6) cm groß und 76,7 (± 18) kg schwer waren, jeweils in bei­den Labo­ren ver­mes­sen. Aus orga­ni­sa­to­ri­schen Grün­den fan­den die Mes­sun­gen nicht am sel­ben Tag statt. Für die Mes­sung wur­de das Full-BodyP­lug-in-Gait-Modell ver­wen­det. Dabei han­delt es sich um ein Mar­ker­po­si­ti­ons­mo­dell, mit dem Daten zu allen gro­ßen Gelen­ken des Kör­pers ermit­telt wer­den kön­nen (Abb. 3). Die Auf­nah­me und Auf­be­rei­tung der Mess­da­ten erfolg­te mit der Soft­ware Nexus, die Aus­ga­be der Daten mit Poly­gon an einem Auswertungsrechner.

Mess­ab­lauf

Vor Beginn der Mess­rei­he wur­de in Anleh­nung an die Ergeb­nis­se der Stu­die von Gor­ton et al. 5 ein ein­heit­li­ches Mess­pro­to­koll fest­ge­legt, das eine genaue Beschrei­bung der Posi­tio­nie­rung der Mar­ker­punk­te und das genaue Vor­ge­hen zu deren Bestim­mung beinhal­te­te. Der ers­te Mess­block wur­de stets von der labor­un­ab­hän­gi­gen Per­son BuFa BA im Labor in Dort­mund durch­ge­führt. BuFa BA brach­te das voll­stän­di­ge Full-Body-Plug-in-Gait-Modell am Pro­ban­den an, wor­auf­hin die ers­te Mes­sung erfolg­te. Für jeden Mess­block wur­den 10 gül­ti­ge Mess­durch­läu­fe (Tri­als) für die rech­te und lin­ke Sei­te auf­ge­nom­men. Dabei wur­den die Tri­als als gül­tig betrach­tet, wenn eine Kraft­mess­plat­te kom­plett von nur einem Fuß über­lau­fen wur­de. Nach Abschluss der Mes­sung ent­fern­te BuFa BA die Mar­ker der unte­ren Extre­mi­tät, um dem nach­fol­gen­den Tes­ter kei­nen Auf­schluss über die Mar­ker­po­si­tio­nen zu geben. Zu Beginn des zwei­ten Mess­blocks brach­te der Mit­ar­bei­ter des Labors in Dort­mund (DO) die Mar­ker an, und der zwei­te Mess­durch­gang erfolg­te. Die Mess­blö­cke 3 und 4 fan­den im Gang­la­bor des SPZ West­müns­ter­land statt, wobei Mess­block 3 von BuFa BA und Mess­block 4 vom Labor­per­so­nal (COE) durch­ge­führt wur­de (sie­he Abb. 3).

Aus­wer­tung der Kinematik

Auf­grund der gerin­gen Pro­ban­den­zahl wur­de in die­ser Stu­die eine beschrei­ben­de Sta­tis­tik unter Betrach­tung der Mit­tel­wert­da­ten­sät­ze ange­wandt. Jeweils 20 Daten­sät­ze eines Mess­blocks (10 BRK rechts/10 BRK links) wur­den zu einem gemit­tel­ten Daten­satz zusam­men­ge­fasst. Für jeden Pro­ban­den erga­ben sich somit vier Daten­sät­ze. Für die anschlie­ßen­de Aus­wer­tung wur­den die Win­kel­ver­laufs­kur­ven der Sagit­tal­ebe­ne von Hüf­te, Knie, obe­rem Sprung­ge­lenk (OSG), Tho­rax und Schul­ter her­an­ge­zo­gen und mit­tels Poly­gon aus­ge­ge­ben. Jeweils der ers­te Mess­block aller Pro­ban­den, der die Mes­sung in Dort­mund nach der ers­ten Mar­keran­brin­gung bil­de­te, wur­de als Refe­renz­da­ten­satz her­an­ge­zo­gen. Die Mit­tel­wert­kur­ven von Mess­block 1 wur­den für jeden betrach­te­ten Para­me­ter zusam­men mit der obe­ren und unte­ren Stan­dard­ab­wei­chung die­ses Mess­blocks als Streu­ungs­band abge­bil­det. Anschlie­ßend wur­den die zuge­hö­ri­gen Mit­tel­wert­kur­ven der Mess­blö­cke 2 bis 4 des­sel­ben Pro­ban­den im glei­chen Dia­gramm dar­ge­stellt (Abb. 4). Alle Win­kel­ver­laufs­kur­ven wur­den auf 100 % Gang­zy­klus (GZ) nor­miert und sind in abso­lu­ten Win­kel­ma­ßen abgebildet.

Ergeb­nis­se der Kinematik

Intra-Labor-Ver­gleich

Beim Ver­gleich der Tes­ter inner­halb eines Labors zeig­te sich ein par­al­le­ler Ver­lauf der Hüft­win­kel­kur­ven und des OSG. Bei jeweils zwei Pro­ban­den wie­sen die Mess­kur­ven zwi­schen Mess­block 3 und 4 Shifts auf (vgl. den Abschnitt „Beob­ach­te­te Abwei­chun­gen“ unten). Die Mess­kur­ven des Knie­ge­lenks zeig­ten sowohl zwi­schen den Mess­blö­cken 1 und 2 als auch zwi­schen den Mess­blö­cken 3 und 4 sehr gute Über­ein­stim­mun­gen. Bei Betrach­tung der Schul­ter­win­kel­ver­läu­fe war mit Aus­nah­me eines Pro­ban­den eben­falls eine Par­al­le­li­tät der Kur­ven und des Ver­laufs inner­halb der Streu­ungs­bän­der zu erken­nen (Abb. 5a–d).

Inter-Tes­ter-Ver­gleich

Die Win­kel­ver­laufs­kur­ven der Hüf­te zeig­ten bei drei von fünf Pro­ban­den über alle Tes­ter gute Über­ein­stim­mun­gen. Die Mit­tel­wert­kur­ven des Knie­ge­lenks wie­sen bei vier von fünf Pro­ban­den annä­hernd deckungs­glei­che Ver­läu­fe auf und lie­gen bei allen Pro­ban­den inner­halb der Streu­ungs­bän­der 6. Die Mit­tel­wert­kur­ven des OSG ver­lau­fen bei drei von fünf Pro­ban­den inner­halb des Streu­ungs­ban­des. Ver­gli­chen mit Hüft- und Knie­ge­lenk stel­len sich die Streu­ungs­bän­der des OSG zum Zeit­punkt der ter­mi­na­len Stand­pha­se und der Vor­schwung­pha­se brei­ter dar.

Intra-Tes­ter-Ver­gleich

Zwi­schen den Mess­blö­cken 1 und 3, die stets von BuFa BA durch­ge­führt wur­den, zei­gen sich bei drei von fünf Pro­ban­den sehr gute Über­ein­stim­mun­gen in den Hüft­win­kel­ver­läu­fen und gerin­ge Shifts der Mess­kur­ven bei den bereits erwähn­ten zwei Pro­ban­den. Die Knie­win­kel­ver­läu­fe ver­lau­fen bei allen fünf Pro­ban­den annä­hernd deckungs­gleich und inner­halb der Streu­ungs­bän­der. Bei den Mess­kur­ven des OSG zei­gen sich bei drei Pro­ban­den klei­ne Shifts. Den­noch ver­lau­fen alle Kur­ven inner­halb des Streuungsbandes.

Tho­rax

Die Mit­tel­wert­kur­ven der Tho­rax­be­we­gung ver­lie­fen inner­halb des Streu­ungs­ban­des. Das Aus­maß der Tho­rax­be­we­gung fiel in die­ser Stu­die sehr gering aus (< 2°). Auf­grund des gerin­gen Bewe­gungs­aus­ma­ßes wur­de von einer Aus­wer­tung inner­halb der Ver­glei­che abgesehen.

Aus­wer­tung und Ergeb­nis­se der Kinetik

Da die kine­ti­schen Ergeb­nis­se mar­kerun­ab­hän­gig sind, wur­den die Mess­da­ten inner­halb eines Inter-Labor­Ver­gleichs betrach­tet. Hier­zu wur­den die gesam­ten kine­ti­schen Ergeb­nis­se eines Labors zu einem Mit­tel­wert zusam­men­ge­fasst. Des Wei­te­ren gel­ten die Boden­re­ak­ti­ons­kraft­da­ten als sehr gut repro­du­zier­bar 7 8 9. Aus die­sen Grün­den wur­den in die­ser Stu­die aus­schließ­lich die Kraft­mess­sys­te­me mit­ein­an­der verglichen.

Inter-Labor-Ver­gleich

Die Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te ver­lie­fen in allen drei Ebe­nen über­wie­gend inner­halb des Streu­ungs­ban­des (Abb. 6a–c) und waren sehr gut reproduzierbar.

Dis­kus­si­on

Kine­ma­tik

All­le erho­be­nen Win­kel­ver­laufs­kur­ven wie­sen einen phy­sio­lo­gi­schen Ver­lauf auf. Die Win­kel­aus­ma­ße und ermit­tel­ten Stan­dard­ab­wei­chun­gen von Hüft‑, Knie- und obe­rem Sprung­ge­lenk waren mit denen der Lite­ra­tur sehr gut ver­gleich­bar 10 11 12 13.

Die Mess­kur­ven der Kine­ma­tik wie­sen bei allen Ver­glei­chen sehr gute Über­ein­stim­mun­gen unter­ein­an­der und mit den Streu­ungs­bän­dern auf. Beson­ders gute Ergeb­nis­se konn­ten beim Knie­ge­lenk beob­ach­tet wer­den. Die Kur­ven ver­lie­fen inner­halb der Streu­ungs­bän­der, die sich beson­ders schmal dar­stell­ten 14. Die­se Ergeb­nis­se wur­den im Vor­feld nicht erwar­tet, da die Bestim­mung der Posi­ti­on des Knie­mar­kers sich als rela­tiv kom­plex erweist. Die­se rich­tet sich nach dem Kom­pro­miss­dreh­punkt nach Niet­ert: Zur Bestim­mung des Kom­pro­miss­dreh­punkts muss­te zunächst late­ral der Knie­ge­lenk­spalt pal­piert wer­den. Anschlie­ßend wur­de aus­ge­hend vom Knie­ge­lenk­spalt 15 mm wei­ter pro­xi­mal die Höhe des Kom­pro­miss­dreh­punkts fest­ge­legt. Schließ­lich wur­de das Ante­rior-pos­te­rior-Maß auf die­ser Höhe bestimmt und im Ver­hält­nis 60:40 geteilt. Der sich erge­ben­de Punkt ist der Kom­pro­miss­dreh­punkt nach Niet­ert. Die Posi­tio­nie­rung der übri­gen Mar­ker rich­tet sich über­wie­gend nach knö­cher­nen Prominenzen.

Die Zunah­me der Streu­ungs­band­brei­te des OSG wäh­rend der ter­mi­na­len Stand­pha­se wur­de von Oun­puu et al. 15 und Schwartz et al. 16 eben­falls beob­ach­tet. Schwartz et al. sehen die Ursa­che dafür in der insta­bi­ler wer­den­den Posi­ti­on des Fußes wäh­rend der ter­mi­na­len Standphase.

Die Tho­rax­be­we­gung ver­lief inner­halb des für die 3‑D-Gang­ana­ly­se beschrie­be­nen sys­te­ma­ti­schen Mess­feh­lers von 2° 17. Ver­gleichs­da­ten aus der Lite­ra­tur zu der hier betrach­te­ten Tho­rax­fle­xi­on/-exten­si­on sind sehr rar, da vie­le Stu­di­en bereits ver­al­tet sind und mit nicht ver­gleich­ba­ren Mess­ver­fah­ren durch­ge­führt wur­den. Die hier vor­lie­gen­den Kur­ven sind in Bezug auf das Bewe­gungs­aus­maß mit den Kur­ven von Mur­ray et al. 18 sowie von Vogt und Ban­zer 19 ver­gleich­bar. Auf­grund der oben genann­ten Grün­de soll­te jedoch von einem Ver­gleich der abso­lu­ten Wer­te abge­se­hen wer­den. Die Tho­rax­be­we­gung scheint somit kein vali­der Para­me­ter zur Bestim­mung der Tages­form der Pro­ban­den zu sein.

Die Schul­ter­fle­xi­on/-exten­si­on wird in der Lite­ra­tur als sehr unre­gel­mä­ßig beschrie­ben 20, da der phy­sio­lo­gi­sche Arm­schwung unab­hän­gig von der Bewe­gung der Bei­ne ist und auf viel­fäl­ti­ge Wei­se aus­ge­führt wer­den kann 21. Die Kur­ven zei­gen jedoch eine gute Über­ein­stim­mung beim Intra-Tes­ter-Ver­gleich und ver­lau­fen inner­halb des Streu­ungs­ban­des. Die Anbrin­gung der benö­tig­ten Mar­ker zur Mes­sung der Schul­ter­be­we­gung stellt sich dem­zu­fol­ge als gut repro­du­zier­bar dar. Die Betrach­tung der Schul­ter­fle­xi­on/-exten­si­on gibt in die­ser Stu­die eben­falls kei­nen Auf­schluss über die Tages­form der Probanden.

Die Mit­tel­wert­kur­ven der Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te zeig­ten in allen Ebe­nen mit den in der Lite­ra­tur beschrie­be­nen Kur­ven ver­gleich­ba­re Wer­te. Die z‑Komponente stell­te sich als repro­du­zier­bars­te Kom­po­nen­te dar, wodurch sich die­se Beob­ach­tung mit denen der Lite­ra­tur deckt 22 23 24. Ähn­lich repro­du­zier­bar stell­te sich auch die x‑Komponente (Ante­rior-pos­te­rior-Kom­po­nen­te) dar. Die y‑Komponente (medi­o­la­te­ra­le Kraft­kom­po­nen­te) zeig­te wie auch bei Fer­ra­ri et al. 25 die größ­te Varia­bi­li­tät. Nach den hier vor­lie­gen­den Ergeb­nis­sen konn­te ange­nom­men wer­den, dass die Kraft­mess­plat­ten zwi­schen den Labo­ren kei­ne sys­te­ma­ti­schen Unter­schie­de auf­wie­sen und mit­ein­an­der ver­gleich­bar waren.

Beob­ach­te­te Abweichungen

Die bereits beim Intra-Labor-Ver­gleich beschrie­be­nen Shifts beim Hüft­ge­lenk konn­ten auch beim Inter­Tes­ter-Ver­gleich bei den­sel­ben zwei Pro­ban­den beob­ach­tet wer­den. Shifts ent­lang der y‑Achse bei ansons­ten par­al­le­lem Kur­ven­ver­lauf zu den ande­ren Mess­kur­ven sind auf eine leicht abwei­chen­de Mar­ker­po­si­ti­on zwi­schen den Mess­blö­cken zurück­zu­füh­ren 26 (Abb. 7). Die­se Shifts tra­ten bei Betrach­tung der Hüf­te aus­schließ­lich bei den männ­li­chen Pro­ban­den auf. Es wur­de ver­mu­tet, dass die Spi­nen bei Män­nern auf­grund weni­ger pro­mi­nen­ter Aus­bil­dung schwie­ri­ger zu pal­pie­ren und somit feh­ler­an­fäl­li­ger sind. Des Wei­te­ren waren bei­de männ­li­chen Pro­ban­den kräf­tig und muskulös.

Wei­ter­hin wur­den Shifts bei den Mess­kur­ven des OSG beob­ach­tet. Da der Knö­chel­mar­ker ein­deu­tig auf den Knö­chel und der Zehen­mar­ker pro­xi­mal des Zehen­grund­ge­lenks der 2. Zehe plat­ziert wur­de, wur­de ver­mu­tet, dass die Plat­zie­rung des Fer­sen­mar­kers Ursa­che für die Shifts gewe­sen sein könn­te. Die­ser soll­te sich auf einer Höhe mit dem Zehen­mar­ker befinden.

Fazit

Die in die­ser Stu­die erho­be­nen Daten zeig­ten eine sehr gute Ver­gleich­bar­keit der Mess­ergeb­nis­se zwi­schen den betei­lig­ten Labo­ren und Unter­su­chern. Die Mar­keran­brin­gung basie­rend auf einem ein­heit­li­chen Mess­pro­to­koll zeig­te eine sehr gute Repro­du­zier­bar­keit. Die Plat­zie­rung des Knie­mar­kers ent­spre­chend dem Knie­kom­pro­miss­dreh­punkt nach Niet­ert erwies sich dabei als beson­ders gut repro­du­zier­bar. Zudem stell­te sich her­aus, dass die Fle­xi­ons- und Exten­si­ons­win­kel­ver­läu­fe des Tho­rax und der Schul­ter sich nicht als Para­me­ter zur Beur­tei­lung der Tages­form bei gesun­den Pro­ban­den zu eig­nen schei­nen. Basie­rend auf den hier erho­be­nen Ergeb­nis­sen ist eine Koope­ra­ti­on zwi­schen zwei Mess­la­bo­ren mit ver­gleich­ba­rer Aus­stat­tung also pro­blem­los durchführbar.

Aus­blick

Fol­ge­stu­di­en soll­ten mit einem grö­ße­ren Pro­ban­den­kol­lek­tiv durch­ge­führt wer­den. Eine Unter­tei­lung in rech­te und lin­ke Sei­te inner­halb der Aus­wer­tung zukünf­ti­ger Stu­di­en erscheint sinn­voll, ins­be­son­de­re bei der Unter­su­chung patho­lo­gi­scher Gang­bil­der. Zu beden­ken ist auch, dass die­se Stu­die auf die als gut repro­du­zier­bar dar­ge­stell­te Sagit­tal­ebe­ne beschränkt wur­de. Wei­ter­füh­rend soll­te daher auch die Unter­su­chung der Ver­gleich­bar­keit der Fron­tal- und Trans­ver­sal­ebe­ne unter Ein­be­zie­hung der Dreh­mo­men­te von eben­so gro­ßem Inter­es­se sein 2728.

Für die Autoren:
Lisa Tro­ni­cke
FH Münster/Steinfurt in Zusam­men­ar­beit mit der Bun­des­fach­schu­le für Orthopädie-Technik
Schliepstr. 6–8, 44135 Dortmund
Lisa.tronicke@yahoo.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Tro­ni­cke L, Höm­me A‑K, Wühr J, Pei­ken­kamp K. Unter­su­chun­gen zur Ver­gleich­bar­keit von 3‑D-kine­ma­ti­schen und kine­ti­schen Mess­da­ten aus zwei Gang­la­bo­ren. Ortho­pä­die Tech­nik, 2015; 66 (12): 38–44
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