Charakterisierung des Balanceverhaltens von Gesunden, Hüft- und Kniepatienten auf dem Posturomed

Abstract

EINLEITUNG: Das Posturomed ist ein Gerät mit instabiler Balance-Plattform, das zum Training sensomotorischer Fähigkeiten entwickelt wurde und durch Kombination mit einem Wegaufnahmesystem zur Quantifizierung des Balancevermögens eingesetzt wird. In der vorliegenden Arbeit wurden das Balanceverhalten und die Reaktion auf Störungen des Standes von Gesunden untersucht, Unterschiede zwischen jungen und älteren Probanden herausgearbeitet und mit dem Balanceverhalten von Hüft- und Kniepatienten verglichen.

METHODE: 111 Probanden wurden im Einbeinstand auf dem Posturomed getestet: 59 gesunde Probanden (38±16 Jahre, Einteilung in drei Altersklassen), 26 Hüftarthrose- und Hüftprothesepatienten (59±9 Jahre) und 26 Kniearthrose- und Knieprothesepatienten (63±8 Jahre). Gemessen wurden "Einbeinstand ohne Störung" und "Reaktion auf frontale und laterale Störung des Standes". Ausgewertet wurden der Gesamtweg der Platte, der Weg in zwei zueinander senkrechten Bewegungsrichtungen und der Anteil ungültiger Messungen.

ERGEBNISSE: Für die Posturomed-Messungen wurde gute Reproduzierbarkeit mit geringen Verbesserungen bei der Re-Test-Messung nachgewiesen. Im Mittel benötigen Gesunde 51,5 mm um den Einbeinstand über sechs Sekunden erfolgreich zu bewältigen. Das Wegsignal nimmt mit steigender sportlicher Aktivität kontinuierlich ab. Junge Probanden stehen ruhiger auf dem Posturomed und machen nur halb so viele Fehlversuche wie ältere Probanden. Kniepatienten benötigen deutlich mehr Ausgleichsbewegungen und weisen einen hohen Anteil ungültiger Messungen auf. Hüftpatienten stehen ruhiger und machen sogar weniger Fehlversuche als die altersentsprechende Normalgruppe.

DISKUSSION: Störungen sind für Ältere schwerer zu bewältigen, es werden mehr als doppelt so viele Messungen ungültig wie bei den jungen Gesunden. Kompensationsmechanismen zum Ausgleich von Störungen sind bei jungen Gesunden sehr gut ausgeprägt, mit zunehmendem Lebensalter nehmen sie ab und sind bei Patienten mit Gelenkbeschwerden deutlich beeinträchtigt. Patienten mit Gelenkbeschwerden bewältigen den Einbeinstand schlechter und reagieren weniger effektiv auf Störungen. Die in dieser Arbeit gemessenen guten Reaktionsmechanismen der Hüftpatienten führen wir auf das im Vorfeld durchgeführte Standsicherheitstraining bei guter Trainierbarkeit dieser sensomotorischen Mechanismen zurück. Unterschiede im Balanceindex weisen darauf hin, dass Hüftpatienten vermehrt Sprung- und Kniegelenk (AP-Ausgleich) zur Gleichgewichtskontrolle einsetzen, und somit das betroffene Gelenk schonen, während Kniepatienten vermehrt die Hüftgelenksstrategie (ML-Ausgleichsbewegung) benutzen. Den Nachweis könnte eine EMG-gekoppelte Messung bringen.

Defizite im Balancevermögen und in der Reaktion auf Störung des Standes weisen auf eine Erhöhung des Sturzrisikos hin. Das Posturomed könnte als Messgerät zur Früherkennung sturzgefährdeter Probanden herangezogen werden.

INTRODUCTION: Walking disabilities are a main problem for older people and patients with hip problems. Pain leads to a limitation in mobility and disrupts normal gait patterns. The one-legged standing phase of the gait cycle can be evaluated by overloading postural regulation mechanisms using the Posturomed. The purpose of this study was to characterize the balance capabilities of healthy subjects and to compare them to patients with osteoarthritis or prosthesis of the hip and knee.

METHODS: 111 subjects were separated into different groups: 59 healthy control subjects (38±16years, three age groups), 26 patients with osteoarthritis or prosthesis of the hip (59±9 years) and 26 patients with osteoarthritis or prosthesis of the knee. All subjects were tested doing an one-legged stand on the oscillatory Posturomed platform and had to compensate for gait perturbations. By recording the path of the platform during balance trials (balance recovery movements) it is possible to quantify the balance capabilities of the subjects. "One-leg static balance" and "reaction to frontal and lateral displacement" were measured. Outcome measures were the total path of the platform, the ratio of failed attempts and the relationship of lateral adjusting motions (ML) to forward-backward motions (AP).

RESULT: Good Re-test-reliability was found for the used test procedures on the Posturomed. There were only small improvements at retesting 1 month later. Healthy control subjects required 51,5 mm balance-recovery movements (BRM) to stand on the platform for 6 seconds. The more experience people had in sports, the fewer BRM were needed. Young healthy subjects stood on the Posturomed more steadily than the older subjects and required fewer BRM in reaction to a disturbance during a one-legged stand. Knee patients needed more BRM than healthy control subjects, and had a high ratio of invalid measurements. Hip patients needed fewer BRM and had a lower ratio of invalid measurements than healthy control subjects. Healthy, hip and knee patients differed in balance index. Hip patients used more adjusting motions in the AP direction, whereas knee patients used more ML motions.

DISCUSSION: The sense of balance and balance capabilities are effective means of maintaining balance. This ability to control balance decreases as age increases. Joint diseases also influence balance capabilities. The data indicate that hip patients use their ankle and knee joints (AP adjustment) to control balance, thereby sparing the afflicted joint, whereby knee patients tend to use the hip joint mechanism (ML adjustment) for balance control. More stability during one-leg static balance influences gait and the risk of falling. The good values of the hip patients in this study could be influenced by preventive sport course for osteoarthritis patients that include exercises which improve balance abilities. Examining patients at risk of injurious falls during training therapy to prevent falls using the Posturomed as measuring device would be an interesting basic for a new study.