Advertisement

Der Orthopäde

, Volume 30, Issue 4, pp 242–250 | Cite as

Rasterstereographische Funktionsaufnahmen

Eine neue Methode zur biomechanischen Analyse der Skelettgeometrie
  • B. Drerup
  • B. Ellger
  • F. Meyer zu Bentrup
  • E. Hierholzer
Zum Thema: Technische Orthopädie

Zusammenfassung

Die Rasterstereographie ist ein optisches Verfahren zur Vermessung und Analyse der Rückenform. Sie wurde für die biomechanische Untersuchung der Wirbelsäule entwickelt und liefert als Resultat einer Einzelmessung die 3-dimensionale (3D-)Rekonstruktion der Rückenoberfläche, ein Modell der Wirbelsäulenkurve und Informationen über die Stellung des Beckens. Diese Eigenschaften machen sie in besonderer Weise geeignet für Funktionsuntersuchungen, bei denen durch quasi-stetige Haltungsänderungen funktionale Veränderungen beobachtet und analysiert werden, soweit sie sich als Formänderungen der Wirbelsäule und damit der Rückenform äußern. Dieses Verfahren wird an 2 Beispielen erläutert.

Der Schuhausgleich, der bei Beinlängendifferenz zur Prophylaxe und Korrektur einer statischen Skoliose verschrieben wird, korrigiert die Beckenschiefstellung. Rasterstereographische Funktionsuntersuchungen zeigen jedoch, dass im beidbeinigen Stand je nach Größe des Schuhausgleichs eine Verwindung in den Iliosakralgelenken auftritt, die dem Effekt des Beinlängenausgleichs teilweise entgegenwirkt. Bei 42 Skoliosepatienten wurde eine rasterstereographische Funktionsuntersuchung zur Bestimmung des Beinlängenausgleichs gemacht. Die Übereinstimmung zwischen rasterstereographischem und radiologischem Beckenschiefstand betrug 0,7±11,2 mm.

Kyphose- und Lordosewinkel sind von der Körperhaltung abhängig. Es wird gezeigt, dass sich beim Vorwärtsneigen der Rumpf streckt, Kyphose und Lordose sich also verringern, während sie sich beim Rückwärtsneigen vergrößern. Die quantitative Berücksichtigung dieses Effektes und die Definition einer standardisierten Bezugshaltung verbessern den Standardfehler (rms) des Kyphose-/Lordosewinkels von 3,10°/ 2,95° auf 1,65°/1,40°; sie erlauben damit eine zuverlässige Messung auch kleiner Veränderungen dieser Winkel.

Schlüsselwörter Rasterstereographie Funktionsuntersuchungen Beinlängendifferenz Kyphose Skoliose 

Functional examinations with rasterstereography. A new method for the biomechanical analysis of skeletal geometry

Abstract

Video rasterstereography has been developed for optical back shape measurement and for biomechanical analysis of spinal and pelvic geometry. Analysis of one single measurement permits 3-dimensional reconstruction of the back surface and calculation of shape parameters including pelvis tilt and torsion. In addition, estimates of the lateral deviation of the spinal midline and of vertebral rotation are provided. Its extended analytic potential makes rasterstereography a very appropriate tool for functional examinations. The term “functional examinations” refers in this context to biomechanical analysis of functional movements of the spine and pelvis caused by quasi-continuous changes of posture, if these can be observed as changes in back shape. Two examples are given to illustrate the aim and performance of functional examinations.

Shoe elevation is used to correct leg-length discrepancy and is therefore prescribed for prevention and correction of scoliosis produced by pelvic obliquity. In a previous study it was shown that simulating leg-length discrepancy by raising a foot causes the pelvis to perform a torsional movement about the transverse axis. In effect, this movement reduces to some extent the effect of shoe elevation; thus a larger elevation might give better results. 42 scoliotic patients underwent functional examination. Leg-length discrepancies were simulated in 7 steps, and the resulting back shape was analysed by rasterstereography. The measurements were corrected for pelvic torsion. This method provided satisfactory correspondence with radiographically recorded leg-length discrepancies, i.e. 0,7 mm±11,2 mm. One specific advantage of this procedure is that it covers aspects relating to spinal lateral deviation and vertebral rotation. It is concluded, however, that the 7 measurements used are hardly sufficient for this application and that better results are therefore to be expected from extended series.

Kyphosis and lordosis clearly depend on posture. This is confirmed in a functional examination where these angles are measured under voluntary changes of posture. In forward bending, the trunk straightens and kyphosis and lordosis angles decrease. The reverse case applies to backward bending. If this effect is taken into quantitative consideration, an improved accuracy of measurements is obtained by reference to a standardised, mathematically defined posture. The resulting rms-error of kyphosis/lordosis measurement is then reduced from 3.10°/ 2.95° to 1.65°/1.40°. These figures open up new applications in the follow-up of kyphotic and lordotic deformities.

Keywords Rasterstereography Functional examinations Leg-length discrepancy Kyphosis Skoliosis 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001

Authors and Affiliations

  • B. Drerup
    • 1
  • B. Ellger
    • 1
  • F. Meyer zu Bentrup
    • 1
  • E. Hierholzer
    • 1
  1. 1.Institut für Experimentelle Biomechanik, Universität MünsterDE

Personalised recommendations