Umfassende Beurteilung des Bewegungsapparates (CAMS-Knee)

STUDIENFÄCHER:

4-6 Probanden mit einer instrumentierten Knie-Endoprothese, die im Rahmen der Studie „Kniemessprothese: Belastungsmessung bei Patienten mittels einer instrumentierten Knie-Endoprothese“ (EA4/069/06) genehmigt und durchgeführt an der Charité-Universitätsmedizin in Berlin, Deutschland, implantiert wurde, werden an diesem Projekt beteiligt sein. Diese instrumentierte Prothese wurde 9 Probanden mit Osteoarthritis implantiert.

DATENERFASSUNG:

Die Tests werden am Institut für Biomechanik der ETH Zürich durchgeführt. Die kinematischen und kinetischen Messungen umfassen eine videofluoroskopische tibiofemorale 3D-Implantatbewegung; Ganzbeinbewegungserfassung basierend auf Hautmarkern sowie Bodenreaktionskräften. Gleichzeitig wird die Gelenkbelastung mittels des instrumentierten TKA und einer Telemetrieeinheit zur Übertragung der DMS-Signale bewertet. Bei allen Probanden wird zusätzlich gleichzeitig die Muskelaktivität mittels Oberflächen-Elektromyographie (EMG) erfasst. Die Elektroden werden an den Stellen von acht Muskeln in den unteren Extremitäten auf die Haut gesetzt. Zu Beginn der Testsitzung wird die maximale freiwillige Kontraktion mittels der EMG-Elektroden bewertet, wobei die folgenden vier Bewegungsaufgaben durchgeführt werden:

• Einbeinig stehen und Ferse anheben, um auf Zehenspitzen zu stehen.
• Streckung des Kniegelenks gegen Belastung durch einen Riemen um den Unterschenkel knapp oberhalb des Knöchels. (Subjekt sitzt auf einer Bank, Unterschenkel hängen herunter).
• Beugung des Kniegelenks gegen eine Belastung mittels einer Schlaufe um den Unterschenkel knapp oberhalb des Sprunggelenks. (Subjekt sitzt auf einer Bank, Unterschenkel hängen herunter).
• Dorsalflexion des Sprunggelenks gegen eine manuelle Widerstandskraft des Untersuchers. (Subjekt sitzt auf einer Bank, Unterschenkel hängen herunter).

Um die Probanden mit dem dynamischen Datenerfassungsprotokoll vertraut zu machen, werden sechs Testversuche durchgeführt, die nur das Bewegungserfassungssystem beinhalten (Bewegungserfassungsversuche, jeweils zweimal durchgeführt). Darauf folgt das Haupttestverfahren, das aus zwei statischen (statischen Versuchen) und drei dynamischen Versuchen (dynamischen Versuchen) besteht, die gleichzeitig von der Video-Fluoroskopie, den Bewegungserfassungssystemen, den Kraftmessplatten sowie der instrumentierten TKA bewertet werden. Während der dynamischen Versuche bewegt sich die auf einem automatisierten Wagen montierte fluoroskopische Messeinheit entlang des Probanden und erfasst die Bewegung des betreffenden Knies.

Versuche zur Bewegungserfassung:

• Stehversuch in anatomisch aufrechter Position
• Kalibrierungsbewegung (in aufrechter Position stehend, gefolgt von freier Bewegung der Beine und Arme)
• Vier grundlegende Bewegungsaufgaben zur Definition der funktionell geschätzten Gelenkachsen bzw. -zentren: Dorsiplantarflexionsbewegung des Sprunggelenks, Inversions-/Eversionsbewegung des Sprunggelenks, Flexions-/Extensionsbewegung des Knies, Hüftzirkumduktion (List et al., 2012b)

Statische Versuche:

• Stehversuch in anatomisch aufrechter Position, aufgenommen von der Seite.
• Stehversuch in einer anatomisch aufrechten Position, aufgenommen aus einem Winkel von 45°.

Dynamische Versuche:

Für jede der folgenden Aktivitäten müssen die Probanden fünf gültige Gangzyklen bzw. Wiederholungen durchführen. Ein Versuch gilt als gültig, wenn sich das Knie während des gesamten Zyklus im Sichtfeld des Bildverstärkers befindet und die Kraftmessplatte für waagerechten Gang, Bergabgehen und Treppenabgang getroffen wurde.

• Ebener Gang
• Treppenabstieg eine zweistufige Treppe
• Abstieg über einen 10° geneigten Hang
• Setzen Sie sich hin und stehen Sie von einem Stuhl auf
• Hocken

Zur Dokumentation werden alle dynamischen Versuche zusätzlich mit zwei Videokameras aufgezeichnet. Alle anonymisierten Daten werden in einer öffentlichen Datenbank zum Download bereitgestellt.