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Einfluss der Streckenlänge auf die Messgenauigkeit eines inertialsensorbasierten Ganganalysemesssystems
Projektbearbeiter:
René Schwesig, David Fischer, Christoph Hintze, Ahmed Al Hasan
Finanzierung:
Land (Sachsen-Anhalt) ;
Hintergrund / Fragestellung:
Die Praktikabilität von Ganganalysemesssystemen ist u.a. abhängig von der minimal notwendigen Gehstrecke. Insbesondere im ambulanten Setting limitieren bzw. verhindern die räumlichen Gegebenheiten den Einsatz der instrumentierten Ganganalyse, da vielfach keine ausreichend lange Gehstrecke vorhanden ist.
Ziel dieser experimentellen Querschnittsuntersuchung war es, zu ermitteln, ab welcher minimalen Gehstrecke ein inertialsensorbasiertes Ganganalysemesssystem hinreichend genaue räumlich-zeitliche Gangparameter und Symmetriewerte zur Verfügung stellt.
Studiendesign:
56 Probanden (Alter: 24.8 ± 5.22 Jahre; 34 (61 %) Männer) absolvierten jeweils zwei Versuche über eine Streckenlänge von 10 m, 15 m, 20 m und 25 m. Die Kadenz wurde, im Interesse der Vergleichbarkeit der Testergebnisse (Beobachtungsgleichheit), mit 110 Schritten pro Minute mittels Metronom (KORG MA-30) vorgegeben. Die Strecken wurden randomisiert in vier verschiedenen Modi (10/15/20/25 m; 15/20/25/10 m; 20/25/10/15 m; 25/10/15/20 m) zurückgelegt, so dass die Reihenfolge der Untersuchungsbedingung Streckenlänge keinen Einfluss auf die Untersuchungsergebnisse hat. Das verwendete portable, inertialsensorbasierte Ganganalysemesssystem ermöglicht mittels Accelerometern und Gyroskopen, die am lateralen Malleolus befestigt sind, die Messung der kinemetrischen Größen Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit. Die zugehörige Software analysiert die Sensorsignale und berechnet auf dieser Basis anschließend zeitliche (z. B. Schrittdauer, Gangphasen) und räumliche (z. B. Schrittlänge, Fußwinkel, Fußhöhe) Parameter.
Ergebnisse/Diskussion:
Bei sieben Parametern fanden sich signifikante und relevante Mittelwertdifferenzen, wobei sich bei den Parametern Geschwindigkeit (Eta=0.219) und Schrittdauer (Eta=0.135) die größten Differenzen zeigten. Die Mehrfachvergleiche nach Bonferroni ergaben 12 signifikante Mittelwertdifferenzen zur Streckenlänge 10 m. Für die 15 m Strecke ließen sich nur zwei signifikante Mittelwertdifferenzen bezüglich der Streckenlängen 20 und 25 m ermitteln. Zwischen den Strecken von 20 und 25 m fanden sich hingegen keine signifikanten Unterschiede. Die ICC-Analyse zeigte vor allem für die Parameter Schrittdauer, Standphase und Einbeinstand hohe Streckenabhängigkeiten. Hier fanden sich im Vergleich zur 25 m Strecke deutliche Unterschiede in den Korrelationskoeffizienten (Beispiel Standphase: ICC25 vs. 20=0.955; ICC25 vs. 15=0.935; ICC25 vs. 10=0.370). Hingegen erwiesen sich die Symmetrieindexe varianz- und korrelationsanalytisch als streckenunabhängig.
Schlussfolgerung:
Eine Streckenlänge von 10 m scheint nicht geeignet zu sein, um mit einem inertialsensorbasierten Ganganalysemesssystem verlässliche räumlich-zeitliche Gangparameter zu erheben. Ab einer Streckenlänge von 20 m ist die Messgenauigkeit unabhängig von der Streckenlänge, weshalb diese Distanz als minimale Gehstrecke für die Ganganalyse zu empfehlen ist.

Schlagworte

Ganganalyse, Inertialsensoren, Räumlich-zeitliche Gangparameter, Streckenlänge, Symmetrie

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2010
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