Christian Roggenbuck1, Jasmin El Helo1, Jörg Brinkmann2

Einleitung

Christian Larsen hat das Konzept der Spiraldynamik entwickelt. Durch intensive Beobachtung der Natur fand Larsen heraus, dass die geometrische Figur der Spirale nahezu überall gegenwärtig ist. Von den größten Spiralen im Universum, den Galaxien, die sich in Spiralform (Spiralnebel) darstellen, lässt sich die Spiralstruktur bis herunter in die molekulare Ebene, sogar bis zum Träger der Erbinformation, verfolgen (Helix-Konstruktion der DNA-Doppelhelix). Auch in der Makroanatomie des menschlichen Körpers finden sich Spiralen. Die Muskelfaser in der mechanisch hoch belasteten linken Herzkammer ist spiralig angeordnet. Die Spirale bietet 2 wesentliche Vorteile: Einerseits besitzt sie eine hohe Stabilität, und andererseits ist sie äußerst platzsparend. Neben der hohen Stabilität ist in Abhängigkeit vom Material durch die Spiralstruktur auch eine gute Flexibilität zu erreichen.

Als einziges 2– bzw. 4-beiniges Lebewesen hat der Mensch einen Fuß, der eine spiralige Verschraubung aufweist. Diese Verschraubung besteht zwischen dem senkrecht stehenden Fersenbein und dem waagerecht dem Boden aufliegenden Vorfuß. Diese 90° betragende spiralige Verschraubung sorgt unter Belastung für eine Verkeilung der Ossa cuneiformia (Keilbeine) zur Stabilität des Fußgewölbes.

Bezogen auf den Fuß bedeutet das, dass der Rückfuß gegen den Vorfuß spiralig verdreht ist, wobei sich der Rückfuß mit dem Fersenbein in Richtung Rückfußvarus und der Vorfuß sich in Richtung Eversion dreht. Dadurch kommt der Rückfuß in eine orthograde Stellung ohne Pronationstendenz und am Vorfuß wird das Großzehengrundgelenk bodenwärts gedrückt. Hierdurch wird die Gewölbekonstruktion unterstützt und die Keilbeine können sich unter Belastung verkeilen.

Auf der Basis dieses Konzepts hat die Firma Bort die „Helix S Spiraldynamik USG-Bandage“ entwickelt, bei der die Prinzipien der Spiraldynamik durch eine entsprechend wirkende Zügelkonstruktion umgesetzt werden.

Bisher ist diese Bandage bezüglich ihres Wirkmechanismus im Zuge der Anmeldung im Hilfsmittelverzeichnis der gesetzlichen Krankenkassen bereits durch entsprechende Anwendungsbeobachtungen evaluiert worden.

Zur Beurteilung der Situation des Fußes bei angelegter Bandage führten wir Untersuchungen mit einem speziellen MRT durch, mit dem die Untersuchung des Fußes im Stehen möglich ist. Es wurde bei einem Probanden der Fuß im Stehen einmal barfuß und einmal mit der BORT Helix-S Spiraldynamik USG-Bandage im MRT dargestellt. Die Aufnahmen zeigten einen deutlichen Korrektureffekt der Bandage auf die Rückfußachse und auf das mediale Längsgewölbe (Abb. 1–2).

Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die vorliegende Untersuchung konzipiert, bei der mit Hilfe eines Bewegungsanalyse-Systems die Wirkung der Bandage auf den Fuß kinematisch untersucht wird und gezeigt werden sollte, inwieweit die Bandage das Konzept der Spiraldynamik umsetzt.

Material und Methoden

Es wurden 10 Probanden/innen beiderlei Geschlechts (5 Männer, 5 Frauen im Alter von 18–23 Jahren, im Mittel 20,8, in die Studie eingeschlossen, die zum Zeitpunkt der Untersuchung und auch in der Vorgeschichte nicht über Fußbeschwerden geklagt hatten und bisher nicht mit Einlagen versorgt worden sind. Als Ausschlusskriterien galten eine periphere Polyneuropathie, eine pAVK an den unteren Extremitäten, behandlungsbedürftige Fuß- und Zehendeformitäten sowie Operationen an den Füßen in der Vorgeschichte.

Die Untersuchung der Probanden erfolgte unter 3 unterschiedlichen Bedingungen

Die erste Situation stellt den Fuß ohne jegliche Korrektur dar und wird nachfolgend mit „barfuß“ bezeichnet. Hierbei trägt der Proband nur eine schwarze Socke zur Platzierung der Marker (Abb. 3). In der zweiten Situation wird die komprimierende Bandage am Fuß getragen, die korrigierenden Zügel jedoch nicht angelegt. Diese Situation wird nachfolgend „ohne Fixierung“ genannt.

Die dritte Situation ist die bei der die Bandage getragen wird und die korrigierenden Zügel angelegt werden. Diese Situation wird nachfolgend „mit Fixierung“ genannt (Abb. 4).

Die Untersuchung und Auswertung der Ganganalyse-Parameter erfolgte mit dem Mikromak Analyse-System.

Bewegungsanalyse-System

Systeme zur Bewegungsanalyse arbeiten mit Videobildern, die entweder von einer Standardkamera und einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen werden. Die Bewegungssequenzen werden digitalisiert und im PC gespeichert. Danach kann offline die Auswertung anhand von Bildverarbeitungsverfahren erfolgen. Meistens werden vor der Aufnahme Marker angebracht. Die Bewegungen werden mit der Auswertungssoftware berechnet. Hierbei werden kinematische Parameter wie s/t-Verlauf, v (Geschwindigkeit) und a (Beschleunigung) bestimmt.

Das Bewegungsanalyse-System WINanalyze der Firma Mikromak ist eine Software zur automatischen Bewegungsanalyse von Videoaufnahmen. Es ermöglich die automatische Objektverfolgung in digitalen Bildsequenzen. Das System ermöglicht die Analyse der Objektbewegungen und anschließende Abbildung der Ergebnisse in verschiedenen grafischen Darstellungen. Es handelt sich um ein automatisches Bewegungsanalyse-System, bei dem die Möglichkeit des Tracking mit oder ohne Marker besteht. Als Objekterkennungsmethode verwendet WINanalyze die Template Matching Methode. Mit WINanalyze können die Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkel, Körperschwerpunkte und Körpermodelle berechnet und analysiert werden. Es gibt die Möglichkeit zur automatischen 2-D- oder 3-D-Bewegungsanalyse.

Kamera

Für die Fragestellung in der vorliegenden Versuchsanordnung war die Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera erforderlich. Als Kamera haben wir die Genie HM640 der Firma DALSA verwendet.

Für den Versuch wurde eine Bildaufnahmefrequenz von 100 frames/s, Graustufen in VGA-Auflösung (640*480) verwendet. Die Kamera wurde mit einem Zoomobjektiv fest installiert, um den gesamten Messbereich zu erfassen. Bei diesen technischen Voraussetzungen ist es möglich, auch bei einem hohen Bewegungstempo scharfe und auswertbare Bilder zu gewinnen.

Hilfsmittel

Die BORT Helix S Spiraldynamik USG-Bandage ist eine im Flachstrickverfahren hergestellte, geschlossene Sprunggelenk-Bandage aus zweizug-elastischem Gestrick und einem zusätzlichen Doppel-Zügel aus teilelastischem Veloursstoff (Abb. 5).