2 Zielsetzung, Methodik, Probandenkollektive

2.1 Zielsetzung dieser Studie

↓7

Bei Diabetikern gibt es eine Vielzahl von Publikationen zur Fußdruckmessung mit verschiedenen Systemen. Dagegen zeigt die Literaturrecherche, daß entsprechende Messungen bei Rheumatikern nicht vorliegen.

Die Untersuchungen beim Diabetiker haben gezeigt,, daß plantare Druckspitzen eine bedeutende Rolle bei der Ulcusbildung am Fuß spielen. Ein nomineller Schwellenwert konnte nicht beziffert werden, da die Ulcusentstehung multifaktoriell determiniert ist. So spielt, neben den trophischen Verhältnissen als ein Maß für das Fortschreiten der begleitenden arteriellen Verschlusskrankheit, das Ausmaß des Fortschreitens der begleitenden Polyneuropathie eine bedeutende Rolle. Cavernagh et al schreiben darüber hinaus auch der Aktivität des Diabetikers eine große Bedeutung zu. Die Aktivität ist hiernach durch Frequenz und Dauer der Druckbelastung definiert 1 .

↓8

Zielstellung dieser Studie ist es, die Frage zu beantworten, ob sich bei Probanden, die an Rheumatoider Arthritis erkrankt sind, Abweichungen der Druckverteilung an der Fußsohle nachweisen lassen. Hierzu werden ihre Druckverteilungsmuster denen einer Vergleichgsgruppe gegenübergestellt. Diese Gruppe weist hinsichtlich einer rheumatischen Erkrankung eine leere Anamnese auf. Darüber hinaus ist sie auch anamnestisch „fußgesund“. Das bedeutet ein völlig beschwerdefreies Gehen und in der körperlichen Untersuchung keine pathologischen Bewegungseinschränkungen. Bei der Untersuchung durften im Rahmen der physiologischen Freiheitsgrade aller Gelenke, insbesondere der unteren Extremitäten, keine Schmerzen auftreten.

2.2 Vorstellung der Probandenkollektive

Wir stellten an unsere Probanden die Anforderung, für die Dauer der Messung ohne weitere Hilfsmittel, wie z.B. Unterarmgehstützen, stehen und gehen zu können. Aus technischen Gründen war eine Beschränkung der Fußgröße von Mindestschuhgröße 37 bis maximale Schuhgröße 44 erforderlich. Diese Größen entsprachen den uns zur Verfügung stehenden Messsohlen.

Bei Alter, Körpergröße und -gewicht wurden keine Grenzwerte festgelegt (siehe auch Tabelle 6.117 im Anhang, S. 107). Eine ausführliche anamnestische Vorstellung der Probanden beider Gruppen erfolgt im Kapitel 3.1.

2.2.1 Rheumatikergruppe

↓9

Die Probanden der Rheumatikergruppe stammen aus dem Patientenpool der Rheumaklinik Berlin Buch.

Einschlusskriterien für die Gruppe der Rheumatiker waren:

↓10

Als Ausschlusskriterien für die Gruppe der Rheumatiker wurden definiert:

bekannte, nicht alterstypische Nebenerkrankungen aus dem nicht - rheumatischen Formenkreis; z.B. der Morbus Parkinson

2.2.2 Vergleichsgruppe

Die Probanden der Vergleichsgruppe wurden randomisiert rekrutiert.

↓11

Als Einschlusskriterien wurden für diese Gruppe definiert:

Als Ausschlusskriterien für diese Gruppe galten:

↓12

2.3 Das angewendete Meßsystem

Die Messungen erfolgten mit dem Parotec - System der Firma Kraemer.

Abbildung 2.31: Parotec – System

↓13

Das System besteht aus drei Teilen, aus einem transportablen PC, einem Controller und Messsohlen. Die Messungen erfolgen im sogenannten „Off - Line“ - Modus, das heißt durch Zwischenspeichern der Daten auf eine Speicherkarte. Störende Kabelverbindungen zwischen dem Probanden und einem stationären Messcontroller werden so vermieden. Den Controller trägt der Patient an einem Gürtel am Körper.

Das System basiert auf einem Hydrozellen-Sensorsystem, das als physikalisches Messprinzip die Wheatstone’sche Messbrücke verwendet.

Abbildung 2.32 Wheatstonsche Messbrücke (aus Handbuch)

↓14

Dieses Messprinzip hat, nach Herstellerangaben, den Vorteil, daß es thermische Störgrößen kompensiert. Der Temperatureinfluss wirkt hier gleichzeitig auf den Mess- und Referenzwiderstand und wird somit neutralisiert. Damit werden replizierbare und repräsentative Messwerte erhalten. Die Deformation der Kondensatorplatten findet nur im elastischen Bereich statt. Hierdurch liefert der Sensor ein ideales Signalverhalten und ist gegen Überlastung weitgehend geschützt.

Durch die Hydrozellen werden, neben den senkrecht wirkenden Kräften, auch die räumlich wirkenden Kräfte (Scherkräfte) erfasst. Gemeinsam werden diese als auf den Fuß einwirkende Bodenreaktionskraft registriert.

Für die Messungen wurden Messsohlen mit 24 Messpunkten bzw. Messflächen verwendet. Sie erfassen 46% der Gesamtfläche der Fußsohle. Nach Herstellerangaben sind diese Messflächen an Stellen angeordnet, die aufgrund biomechanischer Überlegungen Maximaldrücke erwarten lassen.

↓15

Abbildung 2.33: Sensorlokalisation auf den Messsohlen

Grundlage der Meßflächenanordnung und -Verteilung ist eine Studie am Institut BASiS (Biomechanische Analysen im Sport und interdisziplinäre Studien) der TÜV Product Service GmbH2. Hier wurden an 350 Probanden Druckverteilungsmessungen mit einem hochauflösenden System vorgenommen. Sie wurden dahingehend ausgewertet, inwieweit eine kosten- und materialsensitive Meßstellenreduktion vorgenommen werden kann, ohne daß es zu einer überproportionalen Einbuße der Aussagequalität kommt.

Die Sohlen sind jeweils für zwei Schuhgrößen (37/38, 39/40 usw.) konzipiert. Gemessen wurde von Größe 37 bis Größe 44. Um die Messungen auch hinsichtlich des Schuhwerks zu standardisieren, verwendeten wir handelsübliche Gymnastikschuhe. Das Obermaterial besteht hier aus ca. 1 mm dickem Leder, die Kunststoffsohle ist ca. 2 mm dick und rutschfest.

↓16

Als Messuntergrund diente ein planer Betonfußboden mit einer ca. 2 mm dicken Linoleumauflage.

2.3.1 Meßprozedere:

Es wurden zwei Messmodi, die statische und die dynamische Messung unterschieden. Sie wurden direkt nacheinander sequentiell durchgeführt. Der chronologische und automatische Wechsel in den folgenden Modus wurde durch akustische Signale (Piepton) signalisiert:

Abbildung 2.34: chronologischer Messablauf (incl. akustische Kontrollsignale; aus Handbuch)

↓17

a =

Einschalten des Controllers: kurzer Piepton

b =

Wartezeit: 3 sec (Standard)

c =

Durchführung der Initialisierung: Dauerton 0,5 sec,

d =

Wartezeit: 10 sec (Stand.)

e =

statische Messung: 50 Töne mit einer Frequenz von 10 Hz

f=

Wartezeit: 0,5 sec (Stand.)

g =

Abschluss der Verzögerungszeit von statischer zu dynamischer Messung: Dauerton 0,5 sec

h =

dynamische Messung: zunächst ein Doppelschritt ohne Wertung (Beschleunigungsschritt),

 

dann 5 Doppelschritte, wobei jeder Schritt wird mit einem kurzen Ton bestätigt wird

Nach dem Anlegen der Schuhe mit den Messsohlen wurde am sitzenden Probanden der Controller eingeschaltet. Zuvor hob dieser die Füße vom Fußboden ab, da sofort nach dem Einschalten automatisch eine Nullwertkalibrierung mit Registrierung des Schuhbinnendruckes erfolgte. Anschließend wurde der Proband gebeten, mit in die Ferne gerichtetem Blick, die Neutral Null Stellung als Grundstellung einzunehmen. In den folgenden 5 Sekunden wurden, mit einer Frequenz von 10 Hz, alle Sensoren abgetastet und somit die statischen Druckwerte erhoben.

Bei der sich anschließenden dynamischen Messung wurden 6 Doppelschritte mit einer individuell vom Probanden bestimmten Geschwindigkeit ausgeführt. Der erste Doppelschritt wurde als Beschleunigungsschritt nicht ausgewertet. Während der folgenden 5 Doppelschritte wurden die Druckwerte aller Sensoren mit einer Frequenz von 100 Hz gemessen.. Schließlich wurde jeder der Probanden nach dem 5.Doppelschritt aufgefordert, mit einem Schlussschritt die Gangprozedur zu beenden. Hierzu erfolgte die Wiedereinnahme der Neutral Null Stellung durch das Setzen des Spielbeines neben das Standbein.

↓18

Abschließend wurden die Messwerte über Datenkabel vom Controller zum PC übertragen.

2.4 Ausgewertete Parameter, Datenaufbereitung, Darstellung und Präsentation der Messergebnisse durch die Software „PSW 3.2“

Nach Übertragung der gewonnen Daten von der Speicherkarte auf den PC erfolgte die Datenaufbereitung mit Hilfe der vom Hersteller mitgelieferten Software. Hiermit sind die in diesem Kapitel beschriebenen grafischen und tabellarischen Darstellungen möglich. Um die Ergebnisse nachvollziehbar zu machen, sind im Kapitel 0 im Anhang für jeden Messaspekt die gruppenspezifischen Mittelwerte, Standardabweichungen, sowie Maxima und Minima tabellarisch aufgelistet.

Bei den statischen und dynamischen Messungen sind bei insgesamt 64 Probanden über 1,5 Millionen Datenpunkte angefallen. Wegen der großen Anzahl der erhobenen Parameter wurden empirisch festgelegte Parameternomenklaturen geschaffen. Nur so ist eine übersichtliche tabellarische und grafische Darstellung zur Visualisierung gruppenspezifischer Unterschiede möglich. Die Abkürzungen sind in den folgenden Kapiteln erläutert und zusätzlich im Abkürzungsverzeichnis auf Seite 109 im Anhang aufzufinden.

2.4.1 Die statische Messung

↓19

Sie entspricht Messphase -e- in Abbildung 2.34 auf Seite 9.

Hier werden mit einer Frequenz von 10 Hz die Druckwerte aller Sensoren erhoben. Die Software lässt Auswertungen zur sensorspezifischen Druckverteilung, farbcodiert und in tabellarischer Form mit absoluten Zahlenwerten, zu. Desweiteren zeigt sie die Druckverteilungen zwischen rechtem und linkem Fuß, sowie zwischen Vor- und Rückfuß an. Diese Angaben erfolgen in Prozent.

Abbildung 2.41: Darstellung der Ergebnisse der statischen Messung durch die Software „PSW 3.2“

↓20

Durch Punkt- und Pfeildarstellung wird zudem die Projektion des Körperschwerpunktes, sowohl auf den jeweiligen Fuß, als auch in seiner beidbeinigen Wirkung ausgewiesen.

2.4.1.1 Durch die Studie erfasste Parameter der statischen Messung und Untersuchungsziel

Um mit den verhältnismäßig großen Datenmengen in übersichtlicher tabellarischer Form arbeiten zu können, wurden folgende Parameternomenklaturen und Abkürzungen gewählt:

↓21

Tabelle 2.41: Beispiele für die Nomenklatur der Parameter für die Auswertung der statischen Messung

Abkürzung

Deutung

1. SDL19

z.B. Statisch , Druck, Links, Sensor Nr. (für alle 24 Sensoren des linken und rechten Fußes; hier Sensor 19 links); Angabe in N/ cm

2. SGIL (SGIR)

Statisch - Gesamt- Impuls Links (Rechts); bezogen auf alle Sensoren des entsprechenden Fußes (in Ns)

3. SPL (SPR)

Statisch - Partielle (Gesamt-) Druckverteilung Links (Rechts); bezogen auf alle Sensoren des entsprechenden Fußes (in Prozent)

4. SPVR (SPHR)

Statisch - Partielle Druckverteilung Vorne ( bzw. Hinten) Rechts bezogen auf die Vorfuß - / Rückfußverteilung des entsprechenden Fußes (in Prozent)

Weitere Erläuterungen zu den Parameternomenklaturen befinden sich im Abkürzungsverzeichnis im Anhang
( Kapitel 0, Seite 109).

Die erhobenen Parameter wurden nach Mittelwert, Standardabweichung, Maximum und Minimum statistisch ausgewertet.

↓22

Die tabellarische Auflistung der Ergebnisse befindet sich im Anhang (Tabelle 6.11 und Tabelle 6.12 ab Seite 91).

Diese Untersuchung soll klären, ob es bei unseren Messungen am stehenden Probanden einen gruppen- und somit für die Rheumatoide Arthritis krankheitsspezifischen Unterschied der Druckverteilungsmuster gegenüber der „fußgesunden“ Vergleichsgruppe gibt.

2.4.2 Die dynamische Messung

Sie entspricht Messphase -h- in Abbildung 2.34 auf Seite 9.

↓23

Nach einem initialen Beschleunigungsschritt werden mit einer Frequenz von 100 Hz über 5 Doppelschritte, die Druckwerte aller Sensoren erhoben.

Die Software gibt, wie bei der Auswertung der statischen Messung, die sensorspezifische Druckverteilung in Farbcodierung und in Tabellenform in absoluten Werten an. Die Anzeige kann für jeden einzelnen der 5 Schritte und als ihr Mittelwert erfolgen. In einem anderen Menü werden in gleicher Darstellungsart statt der Druck- die Impulswerte angegeben. Der Körperschwerpunkt projiziert sich in Bewegung als Schwerpunktverlaufslinie. Diese, wie auch die Druck- und Impulswerte, können auch in animierter Form, in frei wählbaren Zeitintervallen wiedergegeben werden.

Abbildung 2.42: Menü zur Auswertung der dynamischen Druckwerte und Schwerpunktverlaufslinien.

↓24

Zusätzlich sind, jeweils unterteilt für den rechten und linken Fuß, Angaben über Anzahl der Schritte, Bodenkontaktzeit und Fußgesamtimpuls dargestellt.

2.4.2.1 Die Druck- und Impulswerte der dynamischen Messung, Untersuchungsziel

Die erhobenen Parameter der dynamischen Messung sind:

↓25

Analog zur Parameternomenklatur bei den statischen Messungen wurden folgende Abkürzungen eingeführt:

Tabelle 2.42: Beispiele für die Nomenklatur der Parameter für die Auswertung der dynamischen Messung

Abkürzung

Deutung

1. DDL19

z.B. Dynamisch , Druck, Links, Sensor Nr. (hier Sensor 19); Angabe in N/ cm

2. DIR03

z.B. Dynamisch , Impuls, Rechts, Sensor Nr. (hier Sensor 3); Angabe in Ns

3. DKZL (DKZR)

Dynamisch - Kontaktzeit Links (Rechts);

4. DGIL (DGIR)

Dynamisch, GesamtImpuls Links (Rechts); Angabe in Ns

Im Unterschied zur statischen Messung wird hier nicht der mittlere Plantardruck an den jeweiligen Sensoren berücksichtigt. Vielmehr werden die während des einzelnen Schrittes maximal aufgetretenen Druckwerte (Amplituden) je Sensor registriert. Unter dynamischen Bedingungen werden von der Schrittphase und der Bodenkontaktzeit abhängige Plantardrücke gemessen, die über eine Durchschnittsbildung über die gesamte Schrittphase nicht beurteilbar sind. Ein Beispiel: Erfolgt beim Abrollvorgang eine isolierte Fersenbelastung mit einem konstanten Druck von 5 N/cm über zehn Millisekunden und im Anschluss eine Vorfußbelastung über zwanzig Millisekunden, fällt der Druckmittelwert über diesen Zeitraum bei konstanten Einzeldruckwerten im Vorfußbereich doppelt so hoch aus wie im Fersenbereich. Dies gilt bei konstanten Einzeldruckwerten. Hierdurch wird eine Druckmehrbelastung im Vorfußbereich vorgetäuscht. Eine weitere Rolle spielt die Tatsache, daß es beim Seitenwechsel von Stand- und Spielbein zu einer Überlappungsphase kommt. In dieser Phase wird zum Zeitpunkt t = n ein Teil des Plantardruckes der Metatarsalköpfchen des Standbeines auf die Ferse des werdenden Standbeines zum Zeitpunkt t = n+1 übertragen. Es erfolgen also in diesem Bereich Druckwerterhebungen im Wechsel belasteter und unbelasteter Zustände. Einen genaueren Aufschluss über den räumlichen und zeitlichen Verlauf des Plantardruckes am jeweiligen Messort geben die dynamischen Impulsmessung (durch Drucksummation), sowie die Bodenkontaktphasen im Kapitel 3.2.2.5 auf Seite 74.

↓26

Auch hier werden die erhobenen Parameter hinsichtlich Mittelwert, Standardabweichung, Maximum und Minimum statistisch ausgewertet.

Die tabellarische Auflistung der Ergebnisse befindet sich im Anhang (Tabelle 6.13 bis

Tabelle 6.16, ab Seite 93).

↓27

Ziel dieser Untersuchung ist es, die Frage zu beantworten, ob es in diesen Messungen am gehenden Probanden einen gruppen - und somit für die Rheumatoide Arthritis krankheitsspezifischen Unterschied des Druck- bzw. Impulsverteilungsmusters gegenüber der Vergleichsgruppe gibt.

2.4.2.2 Schwerpunktverlaufslinien

2.4.2.2.1 Die physikalischen Grundlagen

Bei den Schwerpunktverlaufslinien handelt es sich um die grafische Darstellung der einzelnen Schwerpunkte im Verlauf eines Schrittes (Lastlinie). Die räumliche Bezugsgröße hierbei ist die Sensormatrix der Fußsohlen; der Schwerpunkt ist der Angriffspunkt der Resultierenden.

Zur Berechnung der Lage des Schwerpunktes werden die Gleichungen des Momentsatzes verwendet. 3

↓28

Hierbei werden die Einzelmomente addiert und deren Summe durch die Gesamtkraft dividiert:

Abbildung 2.43: Formel zur Berechnung der Schwerpunktverlaufslinien 4

2.4.2.2.2 Procedere der Auswertung der Schwerpunktverlaufslinien

Die Auswertung der Schwerpunktverlaufslinien wird durch die Tatsache erschwert, daß eine entsprechende Datenaufbereitung im Sinne einer probandenübergreifenden statistischen Auswertung durch die Software nicht vorgesehen ist. So musste eine Möglichkeit gefunden werden, den Verlauf der Linien entsprechend zu beschreiben. Wir fertigten zu diesem Zwecke eine transparente Folienschablone an, die es dennoch ermöglicht, eine entsprechende Datenerhebung vorzunehmen (siehe Abbildung 2.44). Zur Replikation unserer Ergebnisse befindet sich eine Kopie der Schablone im Maßstab 1:1 im Anhang B. Diese muss vor dem Einsatz jedoch im Maßstab 1:1 auf Transparentfolie kopiert werden.

↓29

Abbildung 2.44: Schablone zurAuswertung der Schwerpunktverlaufslinien (Maßstab ca. 1:3)

Die Schablone enthält die Konturen der beiden Fußsohlen mit einem Messraster in millimetergenauer Auflösung und vier Eichstriche zur Platzierung auf der Monitoroberfläche. Das Messraster der Fußsohlenfläche entspricht einem kartografischen Koordinatensystem von 40 mm mediolateraler und 110 mm proximal – distaler Ausdehnung je Fuß. Der Nullpunkt des Koordinatensystems jedes Fußes liegt im Schnittpunkt der Tangenten der medialen und proximalen Sohlenbegrenzung. Diese Ausdehnung resultiert aus der optimalen Darstellung der Linien auf dem Computermonitor.

Zum Ablesen der Parameter wurde ein 15 Zoll Monitor mit einer Auflösung von 640 x 480 Bildpunkten verwendet. Das Ansichtsfenster der Software sollte „maximiert“ sein. Die Größe der „Bildschirmsohlen“ kann mit den Reglern der Bildentzerrung den Eichstrichen und Sohlenkonturen der Schablone angepasst werden. Bei handelsüblichen Computermonitoren der Mittelklasse sind diese Regler vorhanden. Konstruktionsbedingt kann der Abstand zwischen der auf der Bildschirmoberfläche befestigten Schablone und der Lumineszensschicht der Monitorbildröhre bis zu 3 Millimeter betragen. Dadurch können projektionsbedingte Messfehler durch Schrägablesen auftreten. Um dem vorzubeugen empfiehlt es sich, die Ableseprozedur wie folgt zu standardisieren:

↓30

2.4.2.2.3 Die untersuchten Parameter der Schwerpunktverlaufslinien, Untersuchungsziel

Die Schwerpunktverlaufslinien (Abkürzung: SVL)wurden auf folgende Parameter untersucht:

  1. Die Koordinaten des proximalen Anfangs (Abkürzung 1. bis 4. in Tabelle 2.43) und des
  2. distalen Endes der SVL, gemittelt über 5 Schritte (Abkürzungen 5.-8. in Tabelle 2.43).
  3. Die Koordinaten des Verlaufes bei Ordinatenabschnitt 01-11 cm proximal - distal, gemittelt über 5 Schritte (Abkürzungen 9. und 10. in Tabelle 2.43)
  4. Den Betrag der maximalen Streuung und
  5. Die Koordinaten der maximalen Streuung der SVL (Abkürzungen 11.-16. in Tabelle 2.43.
  6. Den Betrag der Streuung bei Ordinatenabschnitt Zentimeter 01-11 proximal - distal, gemittelt über 5 Schritte (Abkürzungen 17 und 18 in Tabelle 2.43).

↓31

Analog der Parameternomenklatur bei den vorab beschriebenen Messungen wurden folgende Abkürzungen eingeführt:

Tabelle 2.43: Nomenklatur der Parameter für die Auswertung der Schwerpunktverlaufslinien

Abkürzung

Deutung

(Koordinatenangabe und Beträge in cm)

1 SVLXAL

Schwerpunktverlaufslinie X- Koordinate (medio - lateral), Anfang, Links

2. SVLYAL

Schwerpunktverlaufslinie Y- Koordinate (proximal - distal), Anfang, Links

3. SVLXAR

Schwerpunktverlaufslinie X- Koordinate (medio - lateral), Anfang, Rechts

4. SVLYAR

Schwerpunktverlaufslinie Y- Koordinate (proximal - distal), Anfang, Rechts

5. SVLXEL

Schwerpunktverlaufslinie X- Koordinate (medio - lateral), Ende, Links

6. SVLYEL

Schwerpunktverlaufslinie Y- Koordinate (proximal - distal), Ende, Links

7. SVLXER

Schwerpunktverlaufslinie X- Koordinate (medio - lateral), Ende, Rechts

8. SVLYER

Schwerpunktverlaufslinie Y- Koordinate (proximal - distal), Ende, Rechts

9. SVLXL02*

Schwerpunktverlaufslinie, entspr. Abszissenwert X Links bei Y = 02cm

10. SVLXR09*

Schwerpunktverlaufslinie, entspr. Abszissenwert X Links bei Y = 09cm

Koordinatenerhebung im Abstand von einem Zentimeter bei Y= 01 bis 11 cm

11. MAXSL

Wert (Betrag) der maximalen Streuung der SVL, Links

12. MAXSR

Wert (Betrag) der maximalen Streuung der SVL, Rechts

13. MAXSXL

maximalen Streuung der SVL , X- Koordinate (medio - lateral), Links

14. MAXSYL

maximalen Streuung der SVL ,Y- Koordinate (proximal - distal), Links

15. MAXSXR

maximalen Streuung der SVL , X- Koordinate (medio - lateral), Rechts

16. MAXSYR

maximalen Streuung der SVL ,Y- Koordinate (proximal - distal), Rechts

17. SVSXL02*

Schwerpunktverlaufslinie, Streuung, entspr. Abszissenwert X Links bei Y = 02cm

18. SVSXR09*

Schwerpunktverlaufslinie, Streuung, entspr. Abszissenwert X Rechts bei Y = 09cm

Koordinatenerhebung im Abstand von einem Zentimeter bei Y= 01 bis 11 cm

Neben der Auswertung von Mittelwert, Standardabweichung, Maximum und Minimum wird bei den Schwerpunktverlaufslinien auch die Anzahl der jeweils erhebbaren Messwerte statistisch ausgewertet.

↓32

Diese Notwendigkeit ergab sich aus der Tatsache, daß an einigen Messorten vereinzelt oder regulär keine korrespondierenden Messwerte zu erheben waren. Grund dafür war die spezifische Elongation bzw. Amplitude der Schwerpunktverlaufslinien an den empirisch vorgegebenen Messorten.

So kann zum Beispiel naturgemäß keine Schwerpunktsverlaufslinie die Fußspitze, Ordinate Y= 11 cm, erreichen. Das Erreichen dieses Ordinatenpunktes würde vielmehr einem Sturz über die Fußspitze entsprechen und hätte ein Abbruchkriterium dargestellt. Die tabellarische Auflistung der Ergebnisse befindet sich im Anhang (Tabelle 6.17 bis Tabelle 6.110, ab Seite 97).

Diese Untersuchung soll die Frage beantworten, ob es in unseren Messungen am gehenden Probanden ein gruppen - und somit für die Rheumatoide Arthritis krankheitsspezifischen Unterschied der Schwerpunktverlaufslinien zu denen der Vergleichsgruppe gibt.

2.4.2.3 Darstellung der Druckwerte als „Druckgebirge“

↓33

In einem weiteren Untermenü kann der Druckverlauf als Druckgebirge dargestellt werden. Diese Darstellung ist möglich als Standbild oder als Animation des zeitlichen Druckverlaufes mit frei festzulegenden Intervallen. Hierbei kann der virtuelle Standpunkt des Betrachters geändert werden (vorn, hinten, links und rechts).

Abbildung 2.45: Druckgebirge

Diese Darstellung demonstriert grafisch zwar sehr gut den Druckverlauf an der Fußsohle beim Gehen, sie ist jedoch wegen der komplexen Darstellung der Messwerte nur bedingt für quantitative Auswertungen zu verwenden. Das Menü der dynamischen Druckwertdarstellung (Abbildung 2.42, Seite 12) ermöglicht hierüber hinaus einen leichteren Zugang zu den entsprechenden Druckwerten.

2.4.2.4 Bodenkontaktphasen

↓34

In der Messphase -h- ( Abbildung 2.34, Seite 9) werden neben der Druck- und Impulsermittlung auch die Schrittphasenparameter durch die Software aufbereitet. Im Menü Phasen \ Tabellarisch wird tabellarisch und als Balkendiagramm die Zeitdauer der Druckeinwirkung dargestellt. Die Angaben erfolgen in Millisekunden und Prozent. Die Bodenkontaktphasen werden in Auftritt - (Rückfuß), Abstütz- (Mittelfuß) und Abstoßphase (Vorfuß) unterteilt.

Abbildung 2.46: Bodenkontaktphasen

Den einzelnen Phasen sind folgende der 24 Sensoren zugeordnet (zur Lokalisation der einzelnen Sensoren siehe auch Abbildung 2.33, Seite 8):

↓35

Abbildung 2.47: Zuordnung der Sensoren zu den Schrittphasen

Auftrittphase (rot)

Sensor-Nr. 1-6

Abstützphase (grün)

Sensor-Nr. 7-20

Abstoßphase (blau)

Sensor-Nr. 21-24

Diese Farbcodierung findet sich auch in der Balkendiagramm - Darstellung in Abbildung 2.46 wieder:

↓36

Auftrittphase

roter Balken

Abstützphase

grüner Balken

Abstoßphase

blauer Balken

Überlappungsphase

schwarzer Balken

Die Überlappungsphase ist die Phase des gemeinsamen Bodenkontaktes beider Füße (Seitenwechsel von Stand- und Spielbein).

2.4.2.4.1 Durch die Studie erfasste Parameter der Bodenkontaktphasen, Untersuchungsziel

↓37

Hier gelten folgende Abkürzungen:

Tabelle 2.44: Nomenklatur der Parameter für die Auswertung der Bodenkontaktphasen

Abkürzung

Deutung

(Zeitangaben in ms)

1. BPtrotL

Bodenkontaktphase: Zeit [t], rot (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

2. BPtgrünL

Bodenkontaktphase: Zeit [t], grün (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

3. BPtblauL

Bodenkontaktphase: Zeit [t], blau (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

4. BPtrotR

Bodenkontaktphase: Zeit [t], rot (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

5. BPtgrünR

Bodenkontaktphase: Zeit [t], grün (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

6. BPtblauR

Bodenkontaktphase: Zeit [t], blau (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

7. BP%rotL

Bodenkontaktphase: in %, rot (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

8. BP%grünL

Bodenkontaktphase: in %, grün (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

9. BP%blauL

Bodenkontaktphase: in %, blau (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), links

10. BP%rotR

Bodenkontaktphase: in %, rot (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

11. BP%grünR

Bodenkontaktphase: in %, grün (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

12. BP%blauR

Bodenkontaktphase: in %, blau (Auftrittphase, nach obiger Farbcodierung), rechts

die Prozente entsprechen dem zeitlichen prozentualen Anteil der einzelnen Phasen an der

13. BPBkzL (R )

Bodenkontaktphase: Bodenkontaktzeit links (bzw. rechts) in ms

Die erhobenen Parameter werden statistisch nach Mittelwert, Standardabweichung, Maximum und Minimum ausgewertet.

↓38

Die tabellarische Auflistung der Ergebnisse befindet sich im Anhang (Tabelle 6.1-11 und Tabelle 6.1-12 ab Seite 101).

Es soll die Frage beantwortet werden, ob bei den Bodenkontaktphasen Unterschiede zwischen den Rheumatikern und den Probanden der Vergleichsgruppe bestehen.

2.4.2.5 Der Kraftverlauf

Unter dem Menüpunkt „Phasen \ Gesamtbild - Kraftverlauf“(Abbildung 2.48) der Software ist die Kraftsummenkurve für alle 5 Doppelschritte zu finden. Die Kraftsummenkurve resultiert aus der Summe der auftretenden Kräfte in der Auftritt-, Abstütz- und Abrollphase in ihren zeitlichen Verläufen. Die Darstellung beginnt mit dem Fuß, der die dynamische Messung eingeleitet hat. Dabei wird auf der Abszisse die Messzeit (Beginn der dynamischen Messung zur Zeit t=0) in [ms]) und auf der Ordinate die Bodenreaktionskraft in [N] dargestellt. Diese Übersichtsdarstellung soll eine schnelle Orientierung über alle 5 Schritte ermöglichen. Durch entsprechendes Hineinzoomen in einen bestimmten Zeitabschnitt sind isolierte Untersuchungen über frei zu wählende Zeitintervalle möglich.

↓39

Abbildung 2.48: Phasen \ Gesamtbild - Kraftverlauf

Die isolierte Doppelschrittauflösung dieser Darstellung (Menü „Phasen\ Einzelschritt - Kraftverlauf“) reflektiert jeweils nur einen Doppelschritt pro Bildschirmanzeige. Jeder der fünf Doppelschritte kann hier angewählt und hinsichtlich seines Zeit- / Kraftverlaufes untersucht werden. Im Unterschied zur oben beschriebenen Darstellung kann mit dieser Option der Kraftverlauf des linken mit dem des rechten Fußes bei einem Doppelschritt direkt verglichen werden. Hierbei wird der Kraftverlauf während der Abrollbewegung für die einzelnen Phasen und als Summenbild dargestellt.

Abbildung 2.49 Einzelschritt - Kraftverlauf

2.4.2.5.1 Die untersuchten Parameter des Kraftverlaufes, Untersuchungsziel

↓40

Es gelten hier die selben Farb- und Sensorkodierungen wie bei den Bodenkontaktphasen (s.a Abbildung 2.47 ):

Auftrittphase (rot)

Sensor-Nr. 01-06

Abstützphase (grün)

Sensor-Nr. 07-20

Abstoßphase (blau)

Sensor-Nr. 21-24

Die schwarze Kurve gibt die Summation der sich addiere n den Kräfte wieder.

↓41

Die Kraftverläufe während des 3. Doppelschrittes wurden auf folgende Parameter hin untersucht:

Analog zur Parameternomenklatur bei den vorab beschriebenen Messungen wurden folgende Abkürzungen eingeführt:

↓42

Tabelle 2.45: Beispiele zur Nomenklatur der Parameter für die Auswertung der Kraftverläufe

Abkürzung

Deutung

1. KA-Grau(t)-l

Kurvenanfang, grau (Summationskurve), Zeit [t] / Abszisse, links; in ms

2. KA-Grau(F)-l

Kurvenanfang, grau (Summationskurve), Kraft [F] / Ordinate, links; in N

usw.

3. KE-Grün(F)-r

Kurvenende, grün (Abstützphase) Kraft [F] / Abszisse, rechts; in N

4. KE-Blau(t)-l

Kurvenende, blau (Abstoßphase) Zeit [t] / Ordinate, links; in ms

usw.

5. SP(t)Rot/Grün-l

Schnittpunkt, Zeit [t] / Abszisse, rot/grün - links

6. SP(F)Rot/Grün-r

Schnittpunkt, Kraft [F] / Ordinate, rot/grün - rechts

usw.

7. SF-l

Abweichung von der Sattelform der Kraftsummationskurve, links

8. SF-r

Abweichung von der Sattelform der Kraftsummationskurve, rechts

Die erhobenen Parameter wurden zu Mittelwert, Standardabweichung, Maximum und Minimum statistisch ausgewertet.

Die tabellarische Auflistung der Ergebnisse befindet sich im Anhang (Tabelle 6.1-13 bis Tabelle 6.116, ab Seite 103).

↓43

Ziel dieser Untersuchung ist es, zu klären, ob die Messungen der Kraftverläufe der Rheumatiker und der Vergleichsgruppe Unterschiede zeigen.


Fußnoten und Endnoten

1  Cavanagh, P.R.; Ulbrecht, J.s; Caputo, G.M.: Schuhe für Diabetiker: Biomechanische Aspekte der Versorgung, in: Orthopädieschuhtechnik Sondertheft Diabetes, 1996, S.68 - 77

2  Abschlussbericht „Überprüfung der messtechnischen Eigenschaften des PAROTEC- Druckverteilungsmeßsystems“, Oktober 1995; Projekt Nr. 0895-0308, TÜV Product Service, Ridler Str. 31 80339 München

3  Parotec- Diagnosesoftware: Informationsblatt für den Vertrieb (Hersteller - Info), 1996

4  Parotec- Diagnosesoftware: Informationsblatt für den Vertrieb (Hersteller - Info), 1996



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