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Dr. med. Thomas Hartmann
Chirotherapie, Osteopathie
Naturheilverfahren, Ästhetische Medizin
Neue Sülze 4 a, 21335 Lüneburg
Tel. 04131 402223
Fax 04131 402224
Mail: mail@dr-hartmann-praxis.de

4D-Wirbelsäulenvermessung (4D Motion Lab) | Dr. med. Thomas Hartmann, Lüneburg

Informationen für das medizinische Fachpersonal

Auszüge aus dem Gutachten zur Zweckbestimmung des 4D motion Lab vom 14.05.2010, erstellt von der Universität Hamburg für das Gesamtsystem ‚DIERS FAMUS’ und die enthaltenen Einzelgeräte.

Bewertet wurden u.a.

  • Das Beinachsen-Modul
  • Körperhaltung und Statik mit Wirbelsäulenvermessung (bodyline) mit DIERS statico 3D
  • Fußdruck- und Ganganalyse (pedoline)

Das Beinachsen-Modul
Das Produkt mit der Bezeichnung Beinachsen Modul, mit der Hauptfunktion: „Untersuchung der Stellung der Beinachsen“ zur Anwendung am Menschen hat in seiner Hauptfunktion die Spezifikation: „Ermittlung der Stellung und Winkelgrade der verschiedenen Beinabschnitte und der gesamten Beine“. Es wird in der Umgebung von medizinisch ausgebildetem Personal unter Beachtung der angegebenen Sicherheitsmaßnahmen kurzzeitig eingesetzt. Die ergänzende Analyse der Beinachsengeometrie durch das Zusatzmodul Beinachsen ist hilfreich für die Ermittlung des Funktionszustandes (Einschränkung oder Abweichung von der normalen Funktion) der unteren Extremitäten. Die Stellung der Fuß- und Fersenregion, die Kniestellungen und die verbindende Position nebst Winkel der Ober- und Unterschenkel sind wichtige Parameter bei der Beschreibung der Stellung der Beinachsen. In der Literatur wird auf die Notwendigkeit reproduzierbarer, apparativer Diagnosesysteme zur Beurteilung in der Frontal- und Sagittalebene hingewiesen. Die Nachteile radiologischer Strahlenbelastung von Röntgen und CT werden diskutiert (Keppler et al., 1998; 2002; Strecker & Keppler, 2002; Westhoff et al., 2002). Das Beinachsen-Modul stellt einen non-invasiven, rückwirkungs- und strahlenfreien sowie praktikabel parametrisierenden diagnostischen Zugang dar.

Durchführung:
Für die Bestimmung der Beinachsen steht der Patient in einer habituellen Haltung vor dem Video-Aufnahmegerät formetric III 4D. Es wird in der Regel ein Foto der gesamten Beinregion von hinten angefertigt. Seitliche Aufnahmen sind bei entsprechender Positionierung des Patienten ebenfalls möglich. Die messtechnische Auswertung erfolgt über eine entsprechende Analyse-Software. Für die Winkelbestimmung ist es hilfreich, wenn an anatomischen Bezugspunkten (Ferse, Knöchel, Knie usw.) Markerpunkte manuell aufgebracht werden. Die Reproduzierbarkeit von Aufnahmen leidet jedoch bei manuell aufgebrachten Markern.

Bewertung:
Die gesamte Apparatur formetric 4D, einschließlich der optionalen Ausbaustufen I (Simulationsplattform), II (Cervical Spine Modul) und III (Beinachsen-Modul) wird als klinisch nützlich, fehlerarm und intersubjektiv reproduzierbar eingestuft. Unter Beachtung der Herstellerangaben und Nutzungseinschränkungen liegt kein Anlass für das Risiko unbedachter Fehleinschätzungen/ Fehlinterpretationen der Befunde vor.

Körperhaltung und Statik mit Wirbelsäulenvermessung (bodyline) mit DIERS statico 3D
Das Produkt mit der Bezeichnung statico 3D mit der Hauptfunktion: „Dreidimensionale Vermessung der Rückenoberfläche zur Anwendung am Menschen“, hat in seiner Hauptfunktion die Spezifikation: „Gewinnung von Formparametern zur Erfassung der körperlichen Haltung und Berechnung des Wirbelsäulenverlaufs und des Beckenstandes“. Bei dem statico 3D handelt es sich um ein Analyse-/Diagnosegerät. Aufgrund seiner Ausrichtung und Justage ist es ein ortsfestes ME-System. Mit folgenden klinischen Ausbaustufen kann das DIERS statico 3D kombiniert und erweitert werden:
- Simulationsplattform (optional I)

Durchführung:
Das statico 3D ist ein berührungsloses Messverfahren zur Erfassung der Körperstatik und soll die Röntgenbelastung senken und ein geeignetes Mittel zur Befunderhebung und Verlaufskontrolle bei Skoliosen, skoliotischen Fehlhaltungen und weiteren Fehlhaltungen der Wirbelsäule darstellen und dient als Hilfsmittel für eine Standardversorgung. Der Patient steht in einer habituellen Haltung in einem Abstand von ca. 2m vor dem statico 3D. Es wird ein Foto bei gleichzeitiger Projektion eines Lichtrasters aufgezeichnet, um den Wirbelsäulenverlauf anhand verschiedener Korrelationsmodelle zu bestimmen.

Folgende Anwendungeinschränkungen sind zu beachten:

  • Skoliosen mit einem Cobb-Winkel größer 52° können mit diesem Messsystem nicht mit ausreichend hohen Genauigkeit bestimmt werden.
  • Patienten mit Operationsnarben im Bereich der Wirbelsäule können unter Umständen mit diesem Messsystem nicht vermessen werden.
  • Patienten mit Übergewicht können unter Umständen mit diesem Messsystem nicht vermessen werden.
  • Patienten mit extremer Rückenbehaarung können mit diesem Messsystem nicht vermessen werden.

Bewertung:
Die Rückenoberflächenrekonstruktion setzt mathematische Algorithmen voraus, die eine automatische Erkennung der Oberflächeneigenschaften ermöglichen (Validität). Diese grundlegenden Voraussetzungen sind gegeben (Literaturbefunde der Arbeitsgruppe an der Universität Münster: Frobin, Drerup & Hierholzer) und genügen wissenschaftlichen Kriterien. Die Ergebnisse sind in hochrangigen Zeitschriften und Publikationen veröffentlicht und durch das unabhängige Peer-Review-Verfahren geprüft.

Die Rückenoberflächenrekonstruktion nimmt für sich in Anspruch, die Formparameter der knöchernen Strukturen (Wirbelsäulenform und Beckenstellung) valide abzubilden. Eine Fehlerabschätzung wurde - nach wissenschaftlichen Kriterien abgesichert - durchgeführt. Beispielsweise gab es keine falsch-negativen Ergebnisse durch die videorasterstereographische Diagnostik für die Identifikation struktureller Skoliosen oder skoliotischer Fehlhaltungen. Abweichungen zum radiologisch ermittelten Wirbelsäulenverlauf betrugen vertretbare 7° bis 8° (Liljenqvist et al., 1998). Auf Anwendungseinschränkungen für COBB-Winkel größer 52° wird vom Hersteller hingewiesen.

Der Einfluss von Variationen im freien, bipedalen habituellen Stand auf die Ergebnisse der technisch hochauflösenden und mit geringsten Messfehlern behafteten Datenerhebung ist bekannt und die Reproduzierbarkeit der Datenerhebung kann vor dem Hintergrund wissenschaftlicher Gütekriterien bei Einhaltung der vom Hersteller beschriebenen Anwendungsvoraussetzungen gesichert werden. Die Reproduzierbarkeit der durch das statico 3D erhobenen Kennziffern überschreitet in der Regel Reliabilitätskoeffizienten von rtt > 0,80 (Schröder, Reer & Mattes, 2009).

Die Nützlichkeit der non-invasiven Haltungsdiagnostik mittels videorasterstereographischer Oberflächenrekonstruktion des Rückens wurde für den klinisch-orthopädischen Anwendungszusammenhang und für den Zusammenhang einer Sreening-Diagnostik (Schulärztlicher Dienst, medizinische Trainingstherapie) durch empirische Arbeiten belegt.

Fußdruck- und Ganganalyse (pedoline)
Das Produkt mit der Bezeichnung pedoscan, mit der Hauptfunktion: „Fußdruck- und Ganganalyse zur Anwendung am Menschen“, hat in seiner Hauptfunktion die Spezifikation: „Erfassung der statischen (im Stehen) und dynamischen (im Gehen) Druckverhältnisse an der Fußsohle und des Körperschwerpunktes“. Es wird in der Umgebung von medizinisch ausgebildetem Personal unter Beachtung der angegebenen Sicherheitsmaßnahmen kurzzeitig eingesetzt. Das pedoscan erfasst präzise die Fußstellung und die eingeleiteten Druckkräfte sowohl bei statischen als auch bei dynamischen Abläufen. Somit ist eine exakte Erfassung der Fußreaktionskräfte im Stehen und Gehen möglich. Ebenso ist die Gleichgewichts- bzw. Schwerpunktermittlung für jeden einzelnen Fuß und den gesamten Körper möglich. Hierdurch können Haltungsmerkmale erfasst werden.

Durchführung:
Der zu untersuchende Patient steht während der statischen Messung mit beiden Füßen in natürlicher Haltung auf der pedoscan-Plattform. Bei der dynamischen Messung geht der Patient mehrmals über das Messfeld. Bei wiederholter Durchführung der dynamischen Schrittaufnahme wird mittels Durchschnittsbildung die Trittschwankung/-varianz reduziert.

Folgende Anwendungseinschränkungen sind zu beachten:
Patienten, die ohne Gehhilfe nicht selbstständig laufen können, sollten mit diesem ME-System nicht vermessen werden. Das System DIERS pedoscan erfasst hochauflösend die Druckkräfte während der statischen oder dynamischen Testprozeduren, wie sie unter den Fußsohlen während der konkreten Testaufgaben auftreten. Problematisch ist bei einer Analyse der Testgütekriterien, dass wiederholte Testungen (statisch) im freien bipedalen Stand nie eine exakte Reproduktion der Druckverhältnisse unter den Sohlen aufgrund der Patientenvarianz erlauben. Auch die sehr hohe zeitliche Auflösung der Druckverhältnisse (Abtastrate wahlweise 100 bis 300 Hz), die geringe Größe der Sensoren (0,7 x 0,5 cm) sowie die Anzahl der Sensoren (4096) vermögen die Patientenvarianzen nicht zu eliminieren.

Die grober auflösenden Parameter „durchschnittlicher Druck“ (linker und rechter Fuß) und „maximaler Druck“ (linker und rechter Fuß) sind gut bis sehr gut reproduzierbar (rtt 0,84 bis 0,93), je differenzierter die Parametrisierungen Teildruckbelastungen unter den Füßen objektivieren, desto größer ist die Abhängigkeit von der annähernd identischen Reproduktion des freien bipedalen Stehens, so dass die Reliabilität der Objektivierung der Druckverhältnisse der Quadranten links-vorne, rechts-vorne, links- hinten und rechts-hinten zwar noch akzeptabel, jedoch deutlich geringer ausfällt (rtt 0,63 bis 0,69), wobei sich die Druckverhältnisse wiederholter Testungen qualitativ sehr ähneln – die Ähnlichkeit lässt sich lediglich nicht in statistischen Kennziffern erfassen (Schröder et al., 2008).

Noch deutlicher sind die beschriebenen Einflüsse des wiederholten, freien, bipedalen Stands auf die Reproduzierbarkeit der biomechanischen Parametrisierungen in der Fußachsenobjektivierung und in der Stabilometrie. Die Reliabilität der Schwankungs- und Achsenkennziffern sinkt unter rtt kleiner 0,50 (Schröder et al., 2007a, 2007b). Intra- und intersubjektive Vergleiche müssen vor diesem Hintergrund bewertet werden. Die eingeschränkte Reliabilität darf jedoch nicht als mangelnde Validität fehlinterpretiert werden. Das System pedoscan objektiviert hochauflösend die Druckverhältnisse unter den Fußsohlen und quantifiziert die Schwankungen des Körperschwerpunkts wie vergleichbare Systeme, die den Kraftangriffspunkt analysieren (z.B. Schröder et al., 2006). Die Problematik der Reproduzierbarkeit gilt für die klinisch erprobten und anerkannten Systeme (z.B. Kistler®- Kraftmessplattformen) in gleichem Maße. Die qualitative Ähnlichkeit der Druckverhältnisse unter den Fußsohlen bei wiederholten Testungen unterstreicht die valide Abbildung der Druckverhältnisse und stellt keine Einschränkung bei der Verwendung des Systems zur diagnostischen Auswertung dar. Zur quantitativen Objektivierung der komplexen Ähnlichkeitsmuster der Druckverhältnisse unter den Fußsohlen stehen jedoch keine statistischen Kennziffern zur Verfügung.

Für die dynamische Testung des Abrollverhaltens gelten die oben skizzierten Überlegungen in gleichem Maße. Bei der Testung des Abrollverhaltens ist zu beachten, dass die Linie des maximalen Druckverlaufs eine Interpretationshilfe bei der Erkennung von Senkfüßen darstellt. Eine Medialisierung des maximalen Druckverlaufs kann als Hinweis für ein eingesunkenes Fußlängsgewölbe herangezogen werden und ergänzt den klinischen Eindruck des breiteren Mittelfußgewölbes im Standtest. Allerdings muss ein eventuell gegenläufiger Effekt der verstärkten Suppination (Kleinzehenabroller) berücksichtigt werden, was sich in einer Lateralisierung des maximalen Druckverlaufs abbilden kann; eine Überpronation (verstärktes Großzehenabrollen) führt zu einer vermehrten Medialisierung der Linie des maximalen Druckverlaufs (Schröder et al., 2007a; 2007b).

Das System pedoscan beansprucht jedoch auch keine automatisierte Fußformvariantendiagnose, sondern lediglich die Abbildung der Momentaufnahme der Druckverhältnisse unter den Fußsohlen.

Bewertung:
Die Apparatur DIERS pedoscan wird als klinisch nützlich und fehlerarm eingestuft. Unter Beachtung der Herstellerangaben und Nutzungseinschränkungen liegt kein Anlass für das Risiko unbedachter Fehleinschätzungen/ Fehlinterpretationen der Befunde vor, insbesondere wenn bei der klinischen Fußformvariantenbestimmung auch auf die in-vivo Situation des lebenden Patienten zurückgegriffen werden kann.

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