Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Fragestellung: Die Orientierung der subtalaren Achse (STA) beeinflusst u.a. die Tibiarotation [1] und die Muskulatur der unteren Extremität [2]. Ein einfaches Messverfahren für die STA-Bestimmung wäre ein Mehrwert für die Aufklärung dieser biomechanischen Zusammenhänge. Dies soll nun unter Verwendung einer einzelnen Inertial Measurement Unit (IMU) realisiert werden.
Methode: Die IMU wird dorsal am Calcaneus angebracht. Die Abweichung des IMU-Koordinatensystems (KO) zum anatomischen KO des Fußes wird anhand der Beschleunigungs- Gyroskop- und Magnetfelddaten der IMU bestimmt. Das verwendete IMU-Modell gibt die entsprechende Orientierung bereits in Form von Quaternionen aus (Abb. 1a). Danach legt der Proband seinen Fuß so hoch, dass er frei beweglich ist und zieht ihn in maximale Dorsalflexion. Während der Versuchsleiter die Eversions-/Inversionsbewegung am Fuß ausführt, wird das Signal des IMU-Gyroskops erfasst (Abb.1b). Die Rotationsachse der Gyroskop-Daten wird über eine PCA berechnet. Daraus ergeben sich die STA-Winkel Inklination und Deviation. In einer Pilotstudie haben 3 Versuchsleiter je 10 Messungen an einem Probanden durchgeführt. Die arithmetischen Mittel (MW) und Standardabweichungen (STD) der drei Messreihen wurden miteinander verglichen.
Ergebnisse: Die Unterschiede zwischen den Versuchsleitern (VL) in Form von Range und Standardabweichung sind im Rahmen der selbst definierten Vorgaben (Abb. 2).
Diskussion: In folgenden Studien muss das Verfahren weiter auf die Gütekriterien Reliabilität und Objektivität überprüft werden. Die externe Validität wurde bereits am mechanischen Modell belegt [3].
Literatur
[1] Jones: The Anatomical record 93, S. 151-159, 1945
[2] Zuppke et al.: J. Biomech. 147, S. 111451, 2023
[3] Seeger et al.: XXIX Congress of ISB, S. 557, 2023
Abb. 1: Messablauf: a) Ausrichtung des Sensors. b) Messung der STA.
Abb. 2: Ergebnisse der Pilotmessungen: MW, STD und Range über 10 Messungen pro VL und über alle VL zusammen.