Gangstörungen - Möglichkeiten bewegungsanalytisch gestützter Diagnostik und Therapie

Zusammenfassung

Studienziel: Die vorgestellte Studie überprüft die Anwendbarkeit kinematischer Messgrößen am Beispiel künstlich erzeugter Gangstörungen und evaluiert auf Basis dieses Maßes modellhaft Effekte von Rückmeldungen und Instruktionen wie sie bei bewegungstherapeutischen Interventionen verwendet werden. Methode: Unter Nutzung eines 3D-Topometers wurden mit einer Stichprobe von 12 Probanden (25,9 ± 2,7 Jahre) vertikale und horizontale Auslenkungen von Rumpf (Th12) und Becken (S1) beim Laufbandgehen aufgezeichnet. Im ersten Untersuchungsteil werden durch die Verwendung unilateraler Schuherhöhungen (3 cm) und das Tragen einer arretierten Knieorthese (30 °-Flexion) in ausbalancierter Reihenfolge künstlich Gangbildstörungen erzeugt, um die Anwendbarkeit eines 2D-Maßes zur Beschreibung von Rumpfbewegungen zu prüfen. Der zweite Studienabschnitt überprüft anhand zweier randomisierter Testaufgaben (mündliche Aufforderung bzw. zusätzliche optische Bewegungsrückmeldung) erzielbare Beeinflussungen von Rumpf- und Beckenbewegungen beim störungsfreien Gehen. Ergebnisse: Im Vergleich zur freien Fortbewegung zeigen die Signalverläufe unter den Einflüssen der künstlichen Störungen signifikante Vergrößerungen der medio-lateralen und kranio-kaudalen Auslenkung (p < 0,01). Die Ergebnisse der Feedback-Studie zeigen im Vergleich zum freien Gehen signifikante (p < 0,05) Auslenkungsreduktionen bei verbaler Instruktion und visuell rückgemeldeter Bewegungsinformation. Schlussfolgerung: Die Verwendung des vorgestellten Auslenkungsmaßes im Rahmen klinischer Ganganalysen kann als zulässig beurteilt werden. Kombinationen mündlicher Anweisung und optischer Rückmeldungsinformationen als Teilaspekt der bewegungstherapeutischen Rehabilitation erscheinen sinnvoll.

Abstract

Aim: The present paper validates the use of two-dimensional pelvis and thorax translation data for the assessment of gait disturbances and evaluates the effects of a real-time visual feedback system based on thoracic spine kinematics for gait rehabiliation. Methods: To validate the use of two-dimensional gait kinematics, vertical and horizontal displacements of pelvis (S1) and thorax (T12) markers of the twelve healthy individuals (25.9 ± 2.7 years) were recorded during two gait perturbations: a brace constraining the knee to 30 degrees of flexure and a shoe lift of 3 cm. To investigate the effects of verbal instructions and additional real-time visual feedback on vertical and medial-lateral pelvis and trunk movements, gait kinematics were recorded during three randomized trials (verbal instruction, real-time visual kinematic feedback, free walking). Results: Gait deviations did result in significant (p < 0.05) increases of horizontal and vertical trunk pelvis movements. Significamt (p < 0.05) reductions in oscillation amplituedes were noted when verbal cues and visual information were received. However, the major decrease occurred during real-time visual feedback. Conclusion: Asymmetric limping, similar to gait disorders of individuals with hip pathologies, could be detected and described by two-dimensional thorax and pelvis translation data. It could be speculated that gait disorders may be addressed by real-time kinematic feedback training.

Kinematik - Gangstörungen - Klinische Ganganalyse - Optisches Feedback

Gait disorder - kinematic - clinical gait analysis - visual feedback

Literatur

• 1 Schumpe G, Meßler H. Biomechanischer Vergleich des Bewegungsablaufes zwischen dem gesunden und dem endoprothetisch versorgten Kniegelenk.  Orthop Praxis. 1987;  4 (23) 290-300
• 2 Schreiber U. Computerisiertes Meßsystem (Zebris CMS 50) zur Bewegungsanalyse bei Patienten mit low back pain. Motodiagnostik-Therapie. Jena; Scholl 1994
• 3 Dvir Z, Prushansky T. Reproducicility and instrument validity of a new ultrasonography-based system for measuring cervical spine kinematics.  Clin Biomech. 2000;  15 658-664
• 4 Vogt L, Pfeifer K, Portscher M, Banzer W. Lumbar corests: their effect on threedimensional kinematics of the pelvis.  J Rehab Res Dev. 2000;  37 (5) 495-499
• 5 Vogt L, Pfeifer K, Portscher M, Banzer W. Influences of chronic low back pain on 3-D lumbar spine kinematics in locomotion.  Spine. 2001;  26 (17) 1910-1919
• 6 Arnold W, Schliebe G. Ganganalysen an Patienten mit Hüfttotalendoprothese.  Z ges Inn Med. 1992;  47 15-20
• 7 Hoster M. Biomechanische Aspekte der Steh-, Geh- und Laufbelastung des Hüftgelenks - Bewegungs- bzw. sporttherapeutische Konsequenzen. In: Binkowski H, Huberg G (Hrsg) Stehen - Gehen - Laufen/Sporttherapeutische Aspekte. Kleine Schriftenreihe des DVGS Bd. 3. Waldenburg; Sport Consult 1992: 16-27
• 8 Ajemian S, Thon D, Kaul L, Clare P, Hughes G, Zernicke R. Gait changes following total hip replacement.  Gait Posture. 1997;  5 (2) 146-147
• 9 Vogt L, Banzer W. Reproduzierbarkeit von Wirbelsäulenbewegungen mit der 3D-Ultraschalltopometrie.  Phys Rehab Kur Med. 1997;  7 21-25
• 10 Himmelreich H, Stefanicki E, Banzer W. Die Ultraschallgesteuerte Anthropometrie (UGA) - Zur Entwicklung eines neuen Verfahrens in der Asymmetriediagnostik.  Sportverl Sportschad. 1998;  2 60-65
• 11 Bernhardt M, Banzer W. Beurteilung der klinischen Einsetzbarkeit der Ultraschalloptometrie.  Dtsch Z Sportmed Suppl. 1998;  1 (49) 199-202
• 12 Portscher M, Vogt L, Pfeifer K, Banzer W. Reproduzierbarkeit kinemetrischer Messungen der Lumbalregion in der klinischen Ganganalyse.  Sportverl Sportschad. 2000;  14 50-54
• 13 Gard S A, Knox E H, Childress D S. Two-dimensional representation of thee-dimensional pelvic motion during human walking: an example of how projections can be misleading.  Biomech. 1996;  29 (10) 1387-1391
• 14 Glazier V, Miller A, Schutte L. Gait deviations in the presence of artificial pathologies.  Gait Posture. 1997;  5 (2) 174
• 15 DVGS-Verbandsmitteilungen . Positionspapier - Qualitätssicherung in der Sporttherapie.  Gesundheitssport und Sporttherapie. 1997;  13 (5) 150-154
• 16 Huber G, Baldus A. Qualitätssicherung in Bewegungsprogrammen.  Gesundheitssport und Sporttherapie. 1997;  13 (1) 4-9
• 17 Schüle K, Huber G. Grundlagen der Sporttherapie. München, Jena; Urban u. Fischer 2000
• 18 Winter D A, MacKinnon C D, Ruder G K, Wieman C. An integrated EMG/biomechanical model of upper body balance and posture during human gait.  Prog Brain Res. 1993;  97 359-367
• 19 Dodd K J, Morris M E, Matyas T A, Wrigley T V, Goldie P A. Lateral pelvic displacement during walking: retest reliability of a new method of measurement.  Gait Posture. 1998;  7 243-250
• 20 Dodd K J, Wrigley T V, Goldie P A, Morris M E, Grant C D. Quantifying lateral pelvic displacement during walking.  Clin Biomech. 1998;  13 371-373
• 21 Thurston A. Spinal and pelvic kinematics in osteoarthrosis of the hip joint.  Spine. 1985;  10 (5) 467-471
• 22 Perron M, Maouin F, Moffet H, McFadyen B. Three-dimensional gait analysis in women with total hip arthroplasty.  Clin Biomech. 2000;  15 504-515
• 23 Horstmann T, Martini F, Mayer F, Sell S, Knak J, Zacher J. Kraftverhalten der hüftumgreifenden Muskulatur und Gehfähigkeit bei Patienten nach Implantation einer zementfreien Hüftendoprothese.  Z Orthop. 1995;  133 562-567
• 24 White S, Tucker C, Lifeso R. Verbal feedback cues for altering vertical ground reaction forces patterns in gait re-education training.  Gait Posture. 1996;  4 206
• 25 White S, Klavoon W, Lifeso R. Real-time dynamic visual feedback for altering gait of individuals after hip replacement.  Gait Posture. 1997;  5 (2) 174-175
• 26 Loosch E. Allgemeine Bewegungslehre. Wiebelsheim; Limpert 1999