Ganganalytische Bewertung der Eigenschaften von Orthesen für Kinder mit Spina bifida

Gait analysis evaluation of the properties of orthoses for children with spina bifida

  • Meningomyelocele oder Spina bifida ist eine angeborene Rückenmarkmißbildung, die bei den betroffenen Kindern u.a. zu Muskellähmungen am Bewegungsapparat führt. Zum aufrechten Gehen und Stehen sowohl hinsichtlich der Autonomie des Kindes als auch der Vorbeugung von sekundären Fehlstellungen an der unteren Extremität werden diese Kinder gewöhnlich mit speziellen, unterstützenden Orthesen versorgt. Es gab jedoch bisher nur wenige quantitative Informationen über die Funktionalität und die EigenschafMeningomyelocele oder Spina bifida ist eine angeborene Rückenmarkmißbildung, die bei den betroffenen Kindern u.a. zu Muskellähmungen am Bewegungsapparat führt. Zum aufrechten Gehen und Stehen sowohl hinsichtlich der Autonomie des Kindes als auch der Vorbeugung von sekundären Fehlstellungen an der unteren Extremität werden diese Kinder gewöhnlich mit speziellen, unterstützenden Orthesen versorgt. Es gab jedoch bisher nur wenige quantitative Informationen über die Funktionalität und die Eigenschaften der verschiedenen Unterschenkel-Orthesen bei Kindern mit lumbosakralen und sakralen Lähmungen. Um diese Orthesen beurteilen und verbessern zu können, wurde in dieser Arbeit eine umfangreiche ganganalytische Untersuchung (Erfassung kinematischer und kinetischer Daten auf einem Laufbandergometer) von 18 Spina-bifida-Kindern durchgeführt. Außerdem wurden Messungen zur Bewertung des Stillstehens (Posturografien), der mechanischen Ortheseneigenschaften sowie der Belastung der Orthesen beim Gehen durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde ein integriertes Hard- und Softwaresystem zur Datenerfassung, -aufbereitung und -bewertung entwickelt. Erstmals konnte die Belastung der Orthesen beim Gehen anhand von mit Dehnungsmeßstreifen versehenen Orthesen erfaßt werden. Anhand der ermittelten charakteristischen Gangbilder und Ortheseneigenschaften wurden verschiedene Untergruppen verglichen, u.a. (mit den wichtigsten signifikanten Unterschieden): Spina-bifida-Kinder vs. gesunde Kinder (Unterschiede in Hüft-, Knie- und Fußwinkelbereich beim Gehen, weniger Bewegung beim Stehen); das Gehen ohne vs. mit Orthesen (langsamer, kürzere Schritte, mehr Fuß-Dorsalflexion); hoher vs. niedriger Lähmungsgrad (mehr laterale Schulter- und Hüftbewegung, früheres Abrollen auf den Vorfuß beim Gehen, deutlich steifere Orthesen); Gelenkorthesen vs. andere Typen (einteilige Federorthesen sind wesentlich weicher); und der Einfluß der Alterung der Orthesen (größerer Winkelbereich am Orthesengelenk durch Verschleiß). Die Orthese trägt mindestens 21% des gesamten Fußgelenkmoments bei der Fersenbelastung und 55% beim Zehenabstoßen. Die Ergebnisse dienen als Basis für eine verbesserte orthetische Versorgung der Kinder mit Spina bifida.show moreshow less
  • Meningomyelocele or spina bifida is a spinal cord defect that leads to muscle paralysis affecting the mobility of the afflicted child. These children are usually supplied with special, supportive orthoses to allow upright walking and standing, both for the autonomy of the child and to prevent secondary postural defects in the lower extremity. To date there has been little quantitative information about the function and properties of the various ankle-foot orthoses for children with lumbosacral aMeningomyelocele or spina bifida is a spinal cord defect that leads to muscle paralysis affecting the mobility of the afflicted child. These children are usually supplied with special, supportive orthoses to allow upright walking and standing, both for the autonomy of the child and to prevent secondary postural defects in the lower extremity. To date there has been little quantitative information about the function and properties of the various ankle-foot orthoses for children with lumbosacral and sacral lesions. In this study, an extensive gait analysis investigation (measurement of kinematic and kinetic data on a treadmill) of 18 spina bifida children was performed in order to evaluate and improve these orthoses. Additional measurements were carried out to assess standing still (posturography), mechanical orthosis properties, and the loading of the orthoses during gait. An integrated hardware and software system for data acquisition, processing and evaluation was developed for this purpose. The loading of these orthoses during gait was measured for the first time using orthoses instrumented with strain gages. Based on the characteristic gait patterns and orthosis properties, various subgroups were compared, including (with the most important significant differences): spina bifida children vs. healthy children (differences in hip, knee, and ankle joint ranges during gait, less motion while standing); walking without vs. with orthoses (slower, shorter steps, more foot dorsiflexion); higher vs. lower lesion level (more lateral motion at shoulder and hip, earlier roll-off onto forefoot, considerably stiffer orthoses); articulated orthoses with ankle joint vs. other types (one-piece leaf-spring orthoses are much softer); and the effect of aging of the orthoses (greater angle range of orthosis joint due to wear). The orthosis carries at least 21% of the total ankle moment load during heel loading and 55% during toe-off. These results serve as a basis for the improved orthotic management of children with spina bifida.show moreshow less

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Metadaten
Author: Michael Friedrich
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-2762
Advisor:Prof. Dr.-Ing. Ulrich Boenick
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2001/10/02
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Date of final exam:2001/03/28
Release Date:2001/10/02
Tag:Ganganalyse - Orthesen - Kinder - Spina bifida - Meningomyelocele - Belastung - Kinematik - Kinetik - Posturografie
gait analysis - orthoses - children - spina bifida - meningomyelocele - loading - kinematics - kinetics - posturography
Institutes:Fachbereich 11 - Maschinenbau und Produktionstechnik -ohne Zuordnung zu einem Institut-
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Technologie
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