Biomechanik des kindlichen Kniegelenkes

Abstract

In der vorliegenden Studie wurden das Bewegungsverhalten gesunder männlicher Probanden zwischen 3 und 18 Jahren bewegungsanalytisch untersucht. Hierzu wurde das in Bonn entwickelte Verfahren der Ultraschalltopometrie verwendet, welches die Darstellung von Bewegungsspuren mit einer Punktgenauigkeit von weniger als 1mm ermöglicht. Die Analyse umfasste dabei neben der Erfassung des Gangbildes bei einer individuell wählbaren Ganggeschwindigkeit auch die Aufzeichnung der Bewegung während der Kniebeuge. Anschließend erfolgte die Auswertung der Bewegungsmuster mittels eines entsprechenden Scores. Desweiteren enthält die vorliegende Untersuchung neben einer Anamnese auch noch eine ausführliche klinische Untersuchung der unteren Extremität und der Wirbelsäule.<br /> Insgesamt nahmen 201 gesunde männliche Probanden mit einem Durchschnittsalter von 10,3 ± 3,8 Jahre, einer durchschnittlichen Körpergröße von 144,9 ± 23,7 cm und einem mittleren Körpergewicht von 38,7 ± 18,7 kg an der Untersuchung teil. Aus diesen Daten errechnete sich ein durchschnittlicher BMI von 17,2 ± 3,3 kg/m². <br /> Bei der ultraschalltopometrischen Untersuchung konnten wir signifikante Veränderungen der Bewegung beim Gang und bei der Kniebeuge mit zunehmendem Alter und den damit einhergehenden Veränderungen der Größe und des Gewichts der Probanden ausmachen. Diese altersabhängigen Veränderungen betrafen insbesondere die Regelmäßigkeit der Bewegung und in einem etwas geringerem Maße auch die Sinusform. Dieses konnte sowohl beim Gang als auch bei der Kniebeuge beobachtet werden, jedoch waren die Korrelationen beim Gang als koordinative Bewegungskomponente etwas größer als bei der Kniebeuge. Diese spiegelt eher die kräftemäßigen Anforderungen an das Kniegelenk wider. Für die Regelmäßigkeit zeigte sich zudem eine Beeinflussung durch regelmäßige körperliche Aktivität.<br /> Sowohl bei der Regelmäßigkeit als auch bei der Sinusform des Gangs und der Kniebeuge offenbarte sich die Darstellung der Winkelbeschleunigung als altersunabhängiger Parameter. Vielmehr stellt sie einen Indikator für individuelle gelenkbelastende Situationen dar.<br /> Die Analyse der Rhythmik beim koordinativ gesteuerten Gang belegte eine ausgesprochen hohe Rhythmusfähigkeit schon bei den jüngsten Probanden. Dieses und die hohe rhythmische Konstanz fast aller Probanden bestätigten Vermutungen bezüglich des Vorliegens von spinalen Rhythmusgeneratoren, welche unabhängig von der Ausreifung des zentralen Nervensystems agieren. Sie steuern sowohl die infantile als auch die adulte Gangrhythmik. <br /> Dahingegen zeigte die Rhythmik der muskulös gesteuerten Kniebeuge eine Abhängigkeit vom Alter und der damit verbunden Zunahme der Muskulatur des Kindes. Auch konnte hier eine Verbesserung der Rhythmik durch körperliche Aktivität dokumentiert werden. <br /> Für den Roll-/ Gleitmechanismus als Maß für die innere Kniegelenksfunktion ließen sich keine altersabhängigen Veränderungen feststellen. Auch ergab sich hier keine Beeinflussung durch weitere Parameter wie die körperliche Aktivität. Somit bietet sich der Roll-/ Gleitmechanismus analog zur Darstellung der Kniewinkelbeschleunigung als Indikator für gelenkbelastende Situationen an.