Ganglabor

Labor für Gang- und Bewegungsanalyse

„Gehen auf 2 Beinen ist das stete Vermeiden des Umfallens“

Der menschliche Gang ist ein sehr komplizierter Bewegungsablauf, weswegen die Ursachenforschung bei Gangstörungen eine große Herausforderung für den Arzt oder Krankengymnasten darstellt.

Präziser als das menschliche Auge
Faktoren wie Schmerz, Muskelschwäche, spastische Erkrankungen und angeborene bzw. erworbene Deformitäten oder Verletzungen erhöhen die Schwierigkeit der Analyse, weil oft an mehreren Stellen gleichzeitig Veränderungen des Gangbilds auftreten und oft nur schwer zu erkennen sind. Dem erfahrenen Ganganalytiker liefert eine visuelle Beobachtung des Patienten manchmal schon erste Anhaltspunkte über das zugrundeliegende Krankheitsbild. Für eine detaillierte Befunderhebung und Therapieplanung ist das menschliche Auge allerdings meist nicht genau genug. Die instrumentierte Ganganalyse bietet hier eine sehr gute Ergänzung, um den menschlichen Gang quantitativ zu vermessen.

Verfeinerte Diagnostik ermöglicht zielgenaue Therapie

Das Labor für Gang- und Bewegungsanalyse in der Orthopädischen Klinik für die Universität Regensburg existiert inzwischen seit 12 Jahren und besitzt eine umfangreiche Ausstattung:

Bewegungsanalyse
Für die Bewegungsanalyse selbst steht das dreidimensionale computergestützte, videobasierte Bewegungsanalyse-System „Motion“ der Firma Simi (Unterschleißheim) mit 6 simultan aufzeichnenden digitalen Basler-Kameras (70Hz) zur Verfügung. Die Analysen können sowohl auf einer 10 Meter langen Gehstrecke als auch auf einem Woodway-Laufband durchgeführt werden. Parallel dazu können 16 Kanäle Oberflächen-Elektromyografie (zur Registrierung von Muskelaktivitäten) und die Bodenreaktionskräfte mit 2 Kistler Kraftmessplatten registriert werden.
Mit Hilfe der Ganganalyse kann der Bewegungsablauf genauer betrachtet werden und mit Normdaten verglichen werden. Hierzu werden kleine reflektierende Marker auf bestimmte Knochenpunkte an Füßen, Beinen, Hüfte und unterem Rücken geklebt. Anschließend wird der Gang des Patienten mit den 6 Videokameras aufgenommen und digitalisiert, so dass ein 3D-Modell des Patienten erstellt wird, aus dem die auftretenden Gelenkkräfte, -momente und -winkel berechnet werden. Damit ist eine genaue Analyse von überbelasteten Gelenken, fehlerhaften Bewegungsabläufen, Bewegungseinschränkungen und Gangasymmetrien möglich. Darauf basierend können Rückschlüsse auf krankhafte Ursachen gezogen werden und es kann eine für den Patienten optimierte Schienenversorgung, Operationsplanung oder andere Maßnahmen erfolgen.

Funktionelle Wirbelsäulen und Haltungsanalyse
Für Fragestellungen der Haltungsvermessung oder Beinlängendifferenz wird der 3D-Oberflächenscanner der Firma Diers eingesetzt (Formetric 4D). Sie ermöglicht eine schnelle, berührungslose und hochauflösende optische Vermessung des menschlichen Rückens. Bei der Messung selbst wird ein Linienraster auf den Rücken projiziert. Über ein Kamerasystem wird das Muster aufgezeichnet, mittels moderner Computersoftware analysiert und ein dreidimensionales Abbild berechnet. Die Technik wird regelhaft anstatt von Röntgenuntersuchungen bei der Versorgung von Skoliosepatienten eingesetzt.

Test- und Trainingssystem für das Gleichgewichtsvermögen
Zur Messung der Gleichgewichtsfähigkeit steht das Balance System der Firma Biodex zur Verfügung. Das System bietet verschiedene Testverfahren zur Bestimmung des statischen und dynamischen Gleichgewichts. Auf dieser Basis können Balancedefizite erkannt und entsprechende Therapieschritte geplant werden.

Pedobarographie
Mit dem FastScan-System der Firma Tekscan kann die Druckverteilung unter der Fußsohle mit Hilfe einer dünnen Mess-Sohle, die in den Schuh oder in den Socken eingelegt wird (Pedobarografie) dargestellt werden. So lassen sich krankhafte Belastungsmuster erkennen, und es können mit einer Einlagenversorgung überlastete Strukturen entlastet oder mit diversen konservativen oder chirurgischen Therapieoptionen eine Schmerzlinderung für den Patienten erreicht werden.

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Forschung und Kooperationen

Neben der klinischen Patientenversorgung liegt ein weiterer Schwerpunkt des Labors auf der biomechanischen Forschung und Evaluation von Operationsmethoden. In enger Zusammenarbeit mit dem Biomechanik-Labor der Hochschule Regensburg laufen derzeit zahlreiche Studien- und Abschlussarbeiten – wie z.B. Bachelor-, Diplom- und Doktorarbeiten.

Derzeit laufende Studien untersuchen die Gangcharakteristik von Patienten mit Versteifungen bzw. Endoprothesen im Sprunggelenk, evaluieren ein Sturzprophylaxe-Training, erfassen die Balancefähigkeit von Patienten mit Sprunggelenks-Innenband-Rupturen und messen die Fußdruckverteilung nach versorgter Peronealsehnen-Split-Läsion.

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Publikationsliste

Grifka, Joachim; Dullien, Silvia (2009): Knie und Sport. Empfehlungen von Sportarten aus orthopädischer und sportwissenschaftlicher Sicht. Unter Mitarbeit von Klaus Eder. Köln: Deutscher Ärzte-Verlag.

Weber, Tim; Dendorfer, Sebastian; Dullien, Silvia; Grifka, Joachim; Verkerke, Gijsbertus Jacob; Renkawitz, Tobias (2012): Measuring functional outcome after total hip replacement with subject-specific hip joint loading. In: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part H, Journal of engineering in medicine 226 (12), S. 939–946. DOI: 10.1177/0954411912447728.

Goetz, Jürgen; Beckmann, Johannes; Koeck, Franz; Grifka, Joachim; Dullien, Silvia; Heers, Guido (2013): Gait analysis after tibialis anterior tendon rupture repair using Z-plasty. In: The Journal of foot and ankle surgery : official publication of the American College of Foot and Ankle Surgeons 52 (5), S. 598–601. DOI: 10.1053/j.jfas.2013.01.007.

Weber, Tim; Al-Munajjed, Amir A.; Verkerke, Gijsbertus J.; Dendorfer, Sebastian; Renkawitz, Tobias (2014): Influence of minimally invasive total hip replacement on hip reaction forces and their orientations. In: Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society 32 (12), S. 1680–1687. DOI: 10.1002/jor.22710.

Weber, Markus; Weber, Tim; Woerner, Michael; Craiovan, Benjamin; Worlicek, Michael; Winkler, Sebastian et al. (2015a): The impact of standard combined anteversion definitions on gait and clinical outcome within one year after total hip arthroplasty. In: International orthopaedics 39 (12), S. 2323–2333. DOI: 10.1007/s00264-015-2777-8.

Weber, Tim A.; Dendorfer, Sebastian; Grifka, Joachim; Verkerke, Gijsbertus J.; Renkawitz, Tobias (2015b): Does Computer-Assisted Femur First THR Improve Musculoskeletal Loading Conditions? In: BioMed research international 2015, S. 625317. DOI: 10.1155/2015/625317.

Götz, Juergen; Beckmann, Johannes; Sperrer, Ingo; Baier, Clemens; Dullien, Silvia; Grifka, Joachim; Koeck, Franz (2016): Retrospective comparative study shows no significant difference in postural stability between cruciate-retaining (CR) and cruciate-substituting (PS) total knee implant systems. In: International orthopaedics 40 (7), S. 1441–1446. DOI: 10.1007/s00264-015-3067-1.

Renkawitz, Tobias; Weber, Tim; Dullien, Silvia; Woerner, Michael; Dendorfer, Sebastian; Grifka, Joachim; Weber, Markus (2016): Leg length and offset differences above 5mm after total hip arthroplasty are associated with altered gait kinematics. In: Gait & posture 49, S. 196–201. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2016.07.011.

Weber, Tim; Dendorfer, Sebastian; Bulstra, Sjoerd K.; Grifka, Joachim; Verkerke, Gijsbertus J.; Renkawitz, Tobias (2016): Gait six month and one-year after computer assisted Femur First THR vs. conventional THR. Results of a patient- and observer- blinded randomized controlled trial. In: Gait & posture 49, S. 418–425. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2016.06.035.

Götz, Jürgen; Lange, Mario; Dullien, Silvia; Grifka, Joachim; Hertel, Gernot; Baier, Clemens; Koeck, Franz (2017): Off-loading strategies in diabetic foot syndrome - evaluation of different devices. In: International orthopaedics 41 (2), S. 239–246. DOI: 10.1007/s00264-016-3358-1.

Goetz, J.; Baeurle, M.; Dullien, S.; Grifka, J.; Koeck, F.; Baier, C. (2017a): Postural Stability after Unicondylar Knee Arthroplasty and Patient-Specific Interpositional Knee Spacer. In: BioMed research international 2017, S. 5836025. DOI: 10.1155/2017/5836025.

Goetz, Juergen; Schiessl, Susanne; Baier, Clemens; Dullien, Silvia; Mueller, Karolina; Grifka, Joachim; Koeck, Franz (2017b): Postural stability after patient-specific interpositional knee spacer or total knee arthroplasty. A comparative study. In: International orthopaedics 41 (1), S. 67–73. DOI: 10.1007/s00264-016-3266-4.

Ansprechpartner

Dr. med. Dipl.-Ing. Florian Völlner (Ärztlicher Leiter des Ganglabors)
E-Mail: florian.voellner[at]ukr.de

Diplom-Sportwiss. S. Dullien
E-Mail: silvia.dullien[at]ukr.de

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