Ganganalytische Bewertung der Eigenschaften von Orthesen für ...

2. Material und Methode - 36 –
Vergleichstabelle; 4: Eigenschaftenbewertungsliste; 5: T-Tests mit signifikanten Parametern). Um
eine bessere Vergleichbarkeit und dadurch bessere Mittelwertbildung der Kurven mehrerer Orthesen
zu gewährleisten, führt die Orthesen-Software eine zeitliche Normierung der Kurven durch, indem
jeweils 50 Zeitpunkte für die Be- und Entlastungsphase des Tests belegt werden. Dennoch sollte bei
Gruppenvergleichen mit den Orthesentests hauptsächlich auf die gemittelten Parameter geachtet
werden, und nicht auf die gemittelten Kurven, da die Kurvenform konstruktiv bedingt von Orthese
zu Orthese recht unterschiedlich ist und deshalb durch die Mittelwertbildung „verwischt“ werden
kann.
2.3.7 Instrumentierte Orthesen
Durch die Ganganalyse kann das gesamte sagittale Biegemoment (Fußgelenkmoment) ermittelt
werden, jedoch ist dadurch nicht ersichtlich, wie diese Belastung zwischen Orthese und Bein
aufgeteilt wird. Solche Informationen wären äußerst hilfreich bei der Konstruktion der Orthesen.
Dazu ist eine direkte Belastungsmessung an der Orthese erforderlich. Zu diesem Zweck wurden bei
drei Kindern eine ihrer Orthesen mit mehreren Dehnungsmeßstreifen bestückt, um die Biegebelastung
in verschiedenen Richtungen messen zu können. Nach einer Kalibrierung der Instrumente wurden
Ganganalysen durchgeführt und die Orthesenbelastungen ermittelt. Hierdurch entstanden die ersten
bekannten Messungen der Orthesenbelastungen beim Gehen von Spina-bifida-Kindern.
2.3.7.1 Instrumente
Um die Belastung in der Orthese zu messen, ohne die mechanischen Eigenschaften dieser zu
beeinflussen, wurde eine Technik mit Dehnungsmeßstreifen (DMS) gewählt. Die DMS werden an
bestimmten Stellen auf die Oberfläche des Prüflings (in diesem Fall die Orthese) geklebt und die von
der Belastung verursachten Oberflächendehnungen führen dann zu Widerstandsänderungen in den
DMS, die durch eine sog. Wheatstone-Brückenschaltung elektrisch gemessen werden können.
Durch eine Kalibrierung wird das Verhältnis zwischen der mechanischen Belastung der Orthese und
den Widerstandsänderungen der DMS bestimmt; danach können damit Messungen durchgeführt
werden.
Bei den instrumentierten Orthesen können sagittale und frontale Biegemomente sowie das
Torsionsmoment gemessen werden. Die DMS werden am Unterschenkelteil auf das stangenartige
Verbindungsstück zwischen dem Orthesengelenk und der Unterschenkelhülse geklebt. Hier bietet
sich eine relativ glatte Oberfläche aus Epoxidharz an; es gab keine Haftprobleme bei der Beklebung.
Die Stange hat einen ungefähr trapezförmigen Querschnitt, jedoch am unteren (distalen) Ende ist sie
fast viereckig und hat Flächen, die fast parallel zur frontalen Ebene sind und dadurch zur Beklebung
von DMS für die Messung des sagittalen Biegemoments geeignet sind. Die 350-Ohm DMS der
Firma Micro Measurements Group sind in fünf Meßbrücken geschaltet:
1. Sagittales Biegemoment unten: Halbbrücke mit DMS auf anteriorer und posteriorer Fläche der
Stange, auf Längsachse des Orthesen-Unterschenkelteils ausgerichtet, 40 mm proximal zum
Orthesengelenkzentrum
2. Sagittales Biegemoment oben: Halbbrücke; DMS auf anteriorer und posteriorer Fläche, axial
ausgerichtet, 70 mm proximal
3. Frontales Biegemoment unten: Halbbrücke; DMS auf medialer und lateraler Fläche, axial
ausgerichtet, 70 mm proximal
4. Frontales Biegemoment oben: Halbbrücke; DMS auf medialer und lateraler Fläche, axial
ausgerichtet, 100 mm proximal (Teil von Rosetten mit Torsions-DMS)
5. Torsionsmoment: Vollbrücke; DMS auf medialer und lateraler Fläche, zwei Rosetten mit
jeweils zwei DMS mit –45 Grad und +45 Grad zur Längsachse, 100 mm proximal.