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GMDS 2012: 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

16. - 20.09.2012, Braunschweig

Untersuchung des Einflusses von stabilen und instabilen Unterlagen auf die muskuläre Stabilisation der unteren Extremität mittels drahtloser Sensornetze

Meeting Abstract

  • Angelina Thiers - FH Brandenburg, Deutschland
  • Leonie Meffofok - FH Brandenburg, Deutschland
  • Katja Orlowski - FH Brandenburg, Deutschland
  • Kerstin Schrader - SAfP – Spektrum Akademie für Physiotherapie, Berlin, Deutschland
  • B. Titze - Städtisches Klinikum Brandenburg GmbH Akademisches Lehrkrankenhaus der Charité, Abteilung Medizinische Schule, Brandenburg, Deutschland
  • A. l'Orteye - Städtisches Klinikum Brandenburg GmbH Akademisches Lehrkrankenhaus der Charité, Abteilung Medizinische Schule, Brandenburg, Deutschland
  • Thomas Schrader - FH Brandenburg, Deutschland

GMDS 2012. 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS). Braunschweig, 16.-20.09.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12gmds010

DOI: 10.3205/12gmds010, URN: urn:nbn:de:0183-12gmds0104

Published: September 13, 2012

© 2012 Thiers et al.
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Outline

Text

Einleitung: Das propriozeptive Training unter Zuhilfenahme verschiedener stabiler und instabiler Unterlagen, z.B. Therapiekreisel oder Weichbodenmatte, stellt einen wesentlichen Therapieansatz bei der Behandlung von Instabilitäten in den Gelenken der unteren Extremität dar [1]. Für das Training stehen u.a. verschiedene Kreiseltypen zur Verfügung. Sie unterscheiden sich bezüglich Durchmesser, Gewicht sowie Materialbeschaffenheit, woraus unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der Beweglichkeit resultieren [2]. PatientInnen beurteilen die Anstrengung, auf den Kreiseln das Gleichgewicht zu halten, unterschiedlich. Für die PhysiotherapeutInnen besteht damit die Schwierigkeit, die Anforderungen an die PatientInnen richtig beurteilen zu können.

Für die Evaluation von physiotherapeutischen Interventionen bietet sich die Messung von Biosignalen an [3]. Um den therapeutischen Prozess nicht zu beeinträchtigen, werden für die Erfassung von Muskelaktivitäten und Bewegung drahtlose Sensoren verwendet, die den Bewegungsspielraum von PatientIn und TherapeutIn nicht einschränken.

Material und Methoden: Für die Evaluation verschiedener Trainingsgeräte wurden Bewegungs-, Elektromyogramm (EMG)- und Elektrokardiogramm (EKG)- Daten mit den drahtlosen Sensoren der Firma Shimmer Research™ aufgezeichnet. In einer Versuchsreihe wurden von zehn gesunden ProbandInnen EMGs von der Unterschenkel- sowie der Gesäßmuskulatur abgeleitet. Die Probanden hatten die Aufgabe, drei Minuten auf jedem Trainingsgerät zu stehen. Diese Zeit teilte sich in vier Phasen in denen jeweils verschiedene Übungen zu absolvieren waren. Nach einer Pause von fünf Minuten wurde das Therapiegerät gewechselt. Die Zuteilung der Geräte erfolgte randomisiert. Insgesamt wurden zwei unterschiedliche Kreisel und eine Weichbodenmatte für den Versuch verwendet. Auf dem Kreisel wurde in der Mitte ein Bewegungssensor angebracht, der die Winkelbeschleunigung erfasste. Die EMG-Daten wurden jeweils am rechten sowie linken M. tibialis anterior und M. gluteus maximus aufgezeichnet. Alle Daten wurden an zwei Rechner via Bluetooth übertragen und gespeichert. Die anschließende Analyse der aufgezeichneten Signale erfolgte mittels MATLAB™. Mit Hilfe der gespeicherten Zeitstempel konnten die Daten der sechs verwendeten Sensoren synchronisiert werden.

Ergebnisse: Die Auswertung der vier EMGs erfolgte hinsichtlich der Kriterien Dauer und Intensität der Muskelaktivität sowie der muskulären Ermüdung. Die Analyse der Daten umfasste sowohl die Betrachtung der einzelnen Phasen innerhalb eines Trainingsgerätes als auch die Evaluation der Daten in Bezug auf die unterschiedlichen Therapiegeräte. Weiterhin wurde der Zusammenhang zwischen den Bewegungsdaten sowie den EMG- Daten untersucht. Diese Betrachtung der Daten erfolgt hinsichtlich des Verhaltens der Muskelaktivität zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes auf dem Therapiegerät während der Ausgleichsbewegungen. Die während des Trainings aufgezeichneten EKG-Daten wurden mit den subjektiven Eindrücken der PatientIn bezüglich ihrer empfundenen Anstrengung korreliert. Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass die jeweiligen Trainingsgeräte unterschiedliche Ansprüche an die PatientIn stellen und somit der Einsatz spezifisch bestimmt werden sollte.

Diskussion: Die Anwendung der Sensoren kann dabei helfen, dass für die PatientInnen geeignetste Gerät bei der Therapie zur muskulären Stabilisierung der unteren Extremitäten zu finden. Die Ableitung von Biosignalen und Bewegungsdaten ohne eine Einschränkung der Trainingseinheiten kann den erzielten Erfolg über den subjektiven Eindruck des Therapeuten hinaus dokumentieren und dadurch die weitere Therapieplanung auf den Messergebnissen aufgebaut werden. Mit Hilfe von drahtlosen Sensoren können somit im medizinisch-therapeutischen Bereich individuelle Analysen bzw. Evaluationen von physiotherapeutischen Interventionen einfach durchgeführt werden. Eine umfassende Dokumentation von Therapieeinheiten und eine daraus ableitbare geeignete und patientenorientierte Therapieplanung bilden den Mehrwert beim Einsatz drahtloser Sensoren.


Literatur

1.
Häflinger U, Schuba V. Koordinationstherapie: Propriozeptives Training. Aachen: Meyer&Meyer Verlag; 2010.
2.
Bertram AM, Laube W. Sensomotorische Koordination: Gleichgewichtstraining auf dem Kreisel. Stuttgart: Thieme Verlag; 2008.
3.
Dohm-Acker M, Spitzenpfeil P, Hartmann U. Auswirkung propriozeptiver Trainingsgeräte auf beteiligte Muskulatur im Einbeinstand. Sportverletzung Sportschaden. 2008;22(1):52-7. DOI: 10.1055/s-2007-963614 External link