Partload für mehr Richtlinien zu Teilbelastung

Teilbelastung nach Verletzungen der unteren Extremität hat lückenhafte Richtlinien. Mit Bewegungsanalyse und OpenSim quantifizieren wir die internen Gelenkskräfte beim Gehen, um die Belastungsdosierung in der Rehabilitation zu optimieren.

Steckbrief

Beteiligte Departemente Gesundheit
Institut(e) Physiotherapie
Forschungseinheit(en) Fussbiomechanik und Technologie
Förderorganisation Andere
Laufzeit 01.11.2022 - 31.12.2024
Projektleitung Prof. Dr. Patric Eichelberger
Projektmitarbeitende Michael Streit
Philippe Bähler
Schlüsselwörter Teilbelastung, Ganganalyse, muskuloskelettale Modellierung, Gehen in der Ebene, Treppengehen

Ausgangslage

Einseitige Teilbelastung wird nach Verletzungen oder Operationen der unteren Extremität häufig verordnet, um die Knochen‑ und Weichteilheilung zu optimieren und Implantatversagen zu vermeiden. In der Rehabilitation gibt es ein breites Spektrum bezüglich Ausmass, Zeitpunkt und Dauer der Teilbelastung, jedoch keine einheitliche Empfehlung. Patient*innen lernen, das verordnete Belastungsniveau mithilfe von Körperwaagen oder fortgeschritteneren Messsystemen wie Kraft‑Messsohlen einzuhalten. Während dies bei statischen Situationen (z. B. Stehen) gut funktioniert, wird die Einhaltung einer maximalen Last bei dynamischen Aktivitäten wie Gehen deutlich schwieriger. Zudem können innere Gelenkkräfte durch Muskelkontraktionen mehr als dreimal höher sein als die äusserlich aufgebrachten Kräfte. Obwohl innere Knie‑ und Hüftgelenkkräfte mit instrumentierten Implantaten gemessen wurden, fehlen Daten zu inneren Gelenklasten unter Teilbelastungsbedingungen.

Vorgehen

Heutzutage ermöglichen muskuloskelettale Modelle die Abschätzung von Gelenk‑ und Muskelkräften aus der dreidimensionalen Bewegungsanalyse, ohne invasive instrumentierte Implantate zu benötigen. So können die Auswirkungen von Teilbelastungsbedingungen auf das muskuloskelettale System systematisch an einer grösseren Stichprobe und bei verschiedenen Bewegungsaufgaben untersucht werden. Deshalb wird eine Querschnittstudie mit gesunden Personen durchgeführt, bei denen eine Standard‑Ganganalyse unter Teilbelastungsbedingungen beim Gehen auf ebener Fläche und Treppen gemacht wird. Mithilfe der muskuloskelettalen Modellierung in OpenSim werden anschliessend die internen Gelenkkräfte der unteren Extremität geschätzt.

Ausblick

Ein vertieftes Verständnis der internen Gelenk‑ und Muskelkräfte bei Teilbelastungsszenarien unterstützt fundierte Entscheidungen bei der Entwicklung von Protokollen zur Dosierung von Belastungen in der Rehabilitation nach Verletzungen oder Operationen an der unteren Extremität.