Entwicklung eines mobilen und kostengünstigen Sensorsystems zur Ganganalyse

Bei Operationen in der totalen Kniearthroplastik wird oft ein Tourniquet zur Unterbre-
chung des Blutflusses eingesetzt. Zum einen soll dadurch der intraoperative Blutverlust sinken und zum anderen bleibt das Operationsgebiet blutleer, wodurch sich die Zementierung und andere chirurgische Methoden theoretisch vereinfachen. Risiken bestehen durch erhöhte Spannung der Weichteile und Schwellungen, hervorgerufen durch die Hyperfusion nach dem Öffnen des Tourniquets. Die Abbindung übt direkten Druck auf Nerven und lokale Weichteile aus und resultiert deshalb möglicherweise in Oberschenkelschmerzen.
Die Studienlage zur Abwägung der Vor- und Nachteile der Verwendung eines Tourniquets ist derzeit noch unzureichend. Zur Unterstützung einer Studie des Kepler Universitätsklinikums zu diesem Thema soll im Zuge dieser Arbeit ein Werkzeug zur Ganganalyseentwickelt werden. Präoperativ und in verschiedenen Abständen auch postoperativ sollen objektive Daten durch das Messsystem aufgezeichnet werden, die den Rehabilitationsverlauf erfassen.
Die Anforderungen des orthopädischen Fachpersonals bestehen aus einer gleichzeitigen Messung mehrerer Gangparameter, einem günstigen Preis-Leistungsverhältnis und einer einfachen Anwendbarkeit. Momentan erfüllt noch kein am Markt verfügbares System diese Kriterien. Aus diesem Grund wurden drei unabhängige Geräte zur Messung der Muskelaktivität, der Kinematik und der Druckverteilung des Fußes entwickelt. Diese können über ein Funknetzwerk mit der eigens programmierten Messsoftware kommunizieren, welche die Messwerte auch speichert. Gespeicherte Messdaten werden dann überein entwickeltes Visualisierungsprogramm dargestellt.
Durch die simultan aufgezeichneten Messwerte und deren gemeinsame Betrachtung
ergeben sich für das orthopädische Fachpersonal neue Informationen zur Bewertung des Rehabilitationsprozesses.

Tourniquets are tools often used in total knee arthroplasty to interrupt blood flow. It
should control the intraoperative blood loss and create a bloodless operation field. This theoretically should simplify the cementing process and other surgical procedures. The risks involve increased soft tissue tension and limb swelling caused by reactive hyperfusion due to removing the tourniquet. Direct pressure of the tourniquet on the nerves and soft tissue potentially results in thigh pain.
Up until now, research on benefits and disadvantages of using tourniquets has been scarce.
Thus, the present paper aims to assist a study from the Kepler Universitätsklinikum on
this topic by developing a tool for gait analysis. With the help of this tool, objective
measurement data should be gathered preoperatively and postoperatively at different points to monitor rehabilitation.
The orthopedists’ requirements comprise simultaneous measurement of several gait parameters, an attractive price-performance ratio and ease of use. Currently, no system available on the market meets these criteria. For this reason, three independent devices were developed that measure muscle activity, kinematics and pressure distribution of the foot.
These devices can communicate via a wireless network with the specially programmed measurement software, which also stores the measured values. Stored measurement data is then displayed through a developed visualization program.
The simultaneously recorded measured values and their joint observation provide orthopedists with new information for evaluating the rehabilitation process.