Daniela L. Wellner (Berlin), Jinsoo Kim (Boston, MA / US), Jörn Dymke (Berlin), Connor Walsh (Boston, MA / US), Prof. Dr.-Ing. Georg N. Duda (Berlin), PD Dr.-Ing. Philipp Damm (Berlin)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Die Implantation einer Endoprothese verbessert die Lebensqualität der Patienten häufig bereits unmittelbar nach der Operation. Bei Betrachtung der individuellen postoperativen (pOP) Kinematik zeigen sich jedoch auch negative Folgen, die primär auf das intraoperativ verursachte Muskeltrauma zurückzuführen sind. Frühere in vivo Belastungsstudien konnten bereits zeigen, dass eine intraoperative Schädigung der Gelenkmuskulatur pOP zu einer Mehrbelastung führt. Diese erhöhten Belastungen lassen sich mit kompensatorischen Ko-Kontraktionen der umgebenden Muskulatur erklären. Bislang gibt es jedoch keinen Beweis dafür, dass dies die Belastung tatsächlich direkt beeinflusst. Ziel des Projekts war, den Effekt einer externen Unterstützung auf die individuelle Muskelaktivierung und eine damit einhergehende Änderung der Belastung in vivo zu analysieren.
Die Gelenkkraft (F) sowie das Torsionsmoment im Femur (Mtors) wurden bei 3 Patienten mit instrumentiertem Hüftimplantat gemessen. Für die Untersuchungen wurden sie mit einem Soft-Exosuit (Kim et al. 2019) ausgestattet, welches die Hüftstrecker beim Gehen in der Extensionsphase mit 300N Zugkraft unterstützt. Synchron dazu wurde die Aktivierung der Glutealmuskulatur sowie die Kinematik von Becken und Hüfte aufgezeichnet.
Die Verwendung des Soft-Exosuit führte im Vergleich zum Gehen ohne aktive Unterstützung zu einer signifikanten Reduktion der Gl. Maximus Aktivierung im Mittel um 23% bzw. des Gl. Medius um 20%. Zeitgleich konnte eine signifikante Zunahme der Beckenkippung nach posterior (+11°) sowie Hüftextension um +16° beobachtet werden. F und Mtors wurden ebenfalls um 6% bzw. 18% reduziert (Abb.1). Eine Zunahme der Hüftextension sowie posterioren Beckenkippung waren mit einer Reduktion (R²=-0,68*; R2=-0,68*) der Hüftbelastung verbunden. Es konnte auch gezeigt werden, dass die Abnahme der in vivo Belastung mit dem reduzierten Muskelmoment korrelierte (R²=0,72*), was die Hypothese der kompensatorischen Ko-Kontraktion stützt.