Ziele der Pilotstudie
- Konventionelle Modellierung der Knieflexion aus in-vivo Bewegungsdaten eines gesunden Ganges auf dem Laufband.
- Darstellung der Trajektorie des virtuellen Zentrums des Tibiaplateaus zur Analyse translatorischer Bewegungsanteile.
Methode
Eine gesunde Testperson. Ganggeschwindigkeit auf dem Laufband: 5km/h. Es wurden 3 Wiederholungen einer 15 sekündigen Gangsequenz aufgenommen.
Simultane Erfassung der Bewegungsdaten mit einem optischen Bewegungsanalysesystem (OptiTrak, 100Hz)und einem Inertialmesssystem (Noraxon, 100Hz). Infrarotlicht reflektierenden Marker und IMUs wurden entsprechend der Abbildung (links) angebracht. Synchronisierung der Daten anhand der Bewegungsdaten eines markierten IMU Sensors durchgeführt.
Virtuelles Zentrum des Tibiaplateaus wurde als Zentrum der medialen und lateralen Marker berechnet. Analysiert wurde die Knieflexion und die Trajektorie des virtuellen Markers in der Sagittalebene.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigen im ersten Teil einen stark korrelierenden Verlauf der Kniegelenksbewegung. Die detektierte Überstreckung des Knies durch das Inertialmesssystems und der ca. 10° Offset ist auf einen Fehler in der Kalibrierung zurückzuführen. Die Abbildungen verdeutlichen, dass im Rahmen dieser Analyse die Flexionsbewegung nicht rotarischen und translatorische Komponenten zerlegt werden kann.
Die Darstellung der Trajektorie des virtuellen Zentrums des Tibiaplateaus (siehe unten, Achtung, Abbildungen nicht maßstabsgerecht) zeigen unterschiedliche Ausprägungen der rotatorischen und translatorischen Bewegungskomponenten.
Schlussfolgerung
Die 3D Bewegungsanalyse mittels des optischen Bewegungsanalysesystems erlaubt grundsätzlich die gewünschte Analyse der Tibiabewegung. Im folgenden sollen im 3-Schritt zunächst die Gütekriterien der Analyse am Modell quantifiziert und anschließend die Kinematik gesunder Knie erfasst werden, welche abschließend pathologischen Kniebewegungen gegenübergestellt werden.
Kiel Motion Lab 