Reproduzierbarkeit thorakaler und lumbaler Wirbelsäulenbewegungen mit der 3D-Ultraschalltopometrie

Summary

Introduction: Movement analysis with external markers is a non-invasive method used for the study of human movements in sports medicine. The aim of the present study was to assess the reproducibility of ultrasonic movement analysis (Zebris CMS 50) on the kinematics of the thoracic and lumbar spine movements in the sagittal plane.

Methods: Thirty subjects performed five repeated trials of trunk movements executed on 2 consecutive days (test-retest). Three positions were studied seated in a standardized position: neutral (vertical trunk), maximal flexion and extension. Eight external ultrasonic markers were placed corresponding to the contours of the spinous processes (T1, T3, T5, T7, T9, T11, L1, L3). Pearson correlations were used to quantitate between trials and test-retest reliability. A MANOVA was applied to the measurements to reveal differences between all trials and test-retest.

Results Repeated measurements oftrunkflexion and extension on both days of testing demonstrated good to high reliability (Test I: flex. r=0.79-0.94, ext. r=0.72-0.92; p<0.05, Test II: flex. r=0.76-0.92, ext. r=0.77-0.91; p<0.05). The comparison of the test-retest data on consecutive days showed good reliability for trunk flexion (r=0.76-0.93, p<0.05) and extension (r=0.79-0.91, p<0.05) in the sagittal plane. The MANOVA revealed no significant differences (p<0.05) between trials and test-retest.

Conclusion: The study reveals high reproducibility of ultrasonic movement analysis. It is concluded that this method is effective in studying functional spine movement made by therapists trained in the correct use of the ultrasonic movement analysis. The method will assist clinicians in the objective evaluation and reassessment of functional human movements.

Kurzfassung

Ziel: Auch bei Untersuchungen des Bewegungsapparates im Bereich der Sportmedizin kommen zunehmend Methoden zur Erfassung kinematischer Parameter zum Einsatz. Dabei verlangt die Anwendung neuer Meßmethoden exakte Kenntnisse über die Gütekriterien dieser Verfahren. Ziel dieser Untersuchung war die Erfassung der Test-Retest-Reliabilität eines 3D-Echtzeit-Ultraschallgeräts (Zebris CMS 50) mit externen Körperoberflächenmarkern unter standardisierten Bedingungen.

Methodik: Zur Überprüfung der Reproduzierbarkeit führten 30 Probanden im Abstand von ca. 24 Stunden jeweils fünf standardisierte Rumpfflexionen und -extensionen im Sitzen durch. Die Wirbelsäulenmobilität wurde durch Winkelveränderungen der 8 Meßpunkte der Dornfortsätze Th1, Th3, Th5, Th7, Th9, Th11, L1 und L3 bestimmt. Zur Bestimmung der intraindividuellen Reproduzierbarkeit innerhalb eines Meßtermins sowie zur Berechnung der Test-Retest-Reliabilität wurden Pearson-Korrelations-koeffizienten berechnet. Zur Überprüfung auf Unterschiede aller Extensions- und Flexionswinkel zwischen beiden Meßterminen wurde eine zweifaktorielle Varianzanalyse mit Meßwiederholung berechnet.

Ergebnisse: Es zeigte sich eine hohe Réhabilitat der Ultraschallmessungen an den jeweiligen Meßtagen (Test I: flex. r=0,79-0,94, ext. r=0,72-0,92, p<0,05. Test II: flex. r=0,76-0,92, ext. r=0,77-0,91, p<0,05) sowie im Test-Retest zwischen beiden Meßterminen (Flexion: r=0,76-0,93, p<0,05, Extension: r=0,79-0,91, p<0,05). Die gemittelten Meßdaten des ersten und zweiten Meßtages unterscheiden sich nicht signifikant voneinander (p<0,05).

Schlußfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass die Ultraschalltopometrie in der Lage ist, bei Verwendung einer Markerklebung sowie bei erneuter Palpation und Klebung am darauffolgenden Tag unter standardisierten Bedingungen reproduzierbare Aussagen zu Flexions- und Extensionsbewegungen der Wirbelsäule zu liefern.

Key words

Ultrasonic - movement analysis - reliability - external markers - sagittal mobility - trunk function

Schlüsselwörter

Ultraschall-Bewegungsanalyse - Körperoberflächenmarker - Reliabilität - Rumpfflexion - Rumpfextension