Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual ... · Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual Fußteilentlastungsschuh 4 1 Zusammenfassung In dieser Studie wurde der DARCO

28.02.2015

[1] Korrespondenzadresse: Prof. Dr. Klaus Peikenkamp Fachhochschule Münster Fachbereich Physikalische Technik Labor für Biomechanik Bürgerkamp 3 48565 Steinfurt [email protected]

Fachhochschule Münster, Prof. Dr. Klaus Peikenkamp[1], B. Eng. Philipp Buß, B. Sc. Nicole Dirksen, M. Sc. Nora Dawin

Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual® Fußteilentlastungsschuh

DARCO (Europe) GmbH | Gewerbegebiet 18 | 82399 Raisting | Germany | Telefon +49 (0) 88 07. 92 28-0 | Fax -22 | [email protected] | www.darco.de1508

12

Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual Fußteilentlastungsschuh 2

I Inhaltsverzeichnis

I Inhaltsverzeichnis .................................................................................................. 2

II Abbildungsverzeichnis ................................................................................. 2

III Tabellenverzeichnis ......................................................................................... 3

1 Zusammenfassung ............................................................................................. 4

2 Einleitung ........................................................................................................................... 4

3 Methodik ............................................................................................................................ 5 3.1 Datenaufnahme ........................................................................................ 5 3.1.1 Untersuchte Schuhbedingungen ............. 5 3.1.2 Messsysteme .............................................................................. 5 3.1.3 Auswahl der Versuchspersonen .................. 7 3.1.4 Ablauf der Messung ....................................................... 7 3.2 Datenaufbereitung und Auswertung ................... 7 3.2.1 Betois Messung ...................................................................... 7 3.2.2 Druckmessung ........................................................................ 8

4 Ergebnisse ......................................................................................................................... 9 4.1 Betois ........................................................................................................................... 9 4.1.1 Kurvenverläufe ........................................................................ 9 4.1.2 Vergleich von Einzelparametern ........... 13 4.2 Druckdaten .................................................................................................... 15 4.3 Befragung ........................................................................................................ 15

5 Diskussion .................................................................................................................... 16

IV Literaturverzeichnis ................................................................................... 17

V Anhang ............................................................................................................................. 18

II Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Seite 5Fußteilentlastungsschuhe (oben: DARCO Relief Dual®, mittig: Mitbewer-bermodell, unten: Adidas Samba mit Höhenausgleich 30 mm).

Abbildung 2: Seite 6Funktionsmodell des Messsystems zur Bestimmung von Biege- undTorsionsmomenten im Schuh. Links der A/D-Wandler mit Bluetooth-Modul, rechts die Messsohle mit fünf Messstellen.

Abbildung 3: Seite 6Schematische Dorsalextension und dabei wirkendes Dorsalextensions-moment (Mb(MTP I)) während der terminalen Standphase am MTP I. (Dawin et al. 2013)

Abbildung 4: Seite 6Prinzipieller Vergleich des Biegebelastungsverlaufs in den Metatarsalia II von Arndt et al. (schwarze Kurve) und des Biegebelastungsverlaufs amMetartarsalköpfchen I, der mit dem „betois“-Messsystem aufgezeichnet wurde (rote Kurve), beim Gehen. (Arndt et al. 2002).

Abbildung 5: Seite 8Darstellung der analysierten Parameter anhand einer Beispielkurve.

Abbildung 6: Seite 9Gemittelter Biegemomentenverlauf an der Ferse über die Versuchs-personen (N = 22) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, Negative Werte: Plantarflexion.

Abbildung 7: Seite 9Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an der Ferse über die Versuchs-personen (N = 22) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, Negative Werte: Inversion.

Abbildung 8: Seite 10Gemittelter Biegemomentenverlauf an MTP I über die Versuchsperso - nen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, Negative Werte: Plantarflexion.

Abbildung 9: Seite 10Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an MTP I über die Versuchsper-sonen (N = 15) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, Negative Werte: Inversion.

Abbildung 10: Seite 10Gemittelter Biegemomentenverlauf an MTP V über die Versuchsperso-nen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Posi tive Werte: Dorsalextension, Negative Werte: Plantarflexion.

Abbildung 11: Seite 10Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an MTP V über die Versuchsper-sonen (N = 15) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, Negative Werte: Inversion.

Abbildung 12: Seite 11Gemittelter Biegemomentenverlauf an D I über die Versuchspersonen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Posi tive Werte: Dorsalextension, Negative Werte: Plantarflexion.


Abbildung 13: Seite 11Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an D I über die Versuchspersonen(N = 18) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem ittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, Negative Werte: Inversion.

Abbildung 14: Seite 11Gemittelter Biegemomentenverlauf an D V über die Versuchspersonen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mit-telwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Posi tive Werte: Dorsalextension, Negative Werte: Plantarflexion.

Abbildung 15: Seite 12Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an D V über die Versuchsperso-nen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, Negative Werte: Inversion.

Abbildung 16: Seite 14Vergleich des maximal aufgetretenen Plantarflexionsmoments (Nmm),gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbe-dingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p < 0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klam-mer“ markiert.

Abbildung 17: Seite 14Vergleich des maximal aufgetretenen Dorsalextensionsmoments (Nmm),gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbe-dingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p < 0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klam-mer“ markiert.

Abbildung 18: Seite 14Vergleich der Range (Nmm), gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p < 0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert.

Abbildung 19: Seite 15Vergleich der Wechselbelastung (%), gemittelt über die Versuchsper-sonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert. Für MTP V lag keine Wechselbelastung vor.

Abbildung 20: Seite 15Vergleich des Impulsbetrags (Nmm), gemittelt über die Versuchsper-sonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert.

Abbildung 21: Seite 15Gemittelter Schuh zu Fuß Kontakt während des Gangzyklus in Prozent über die Versuchspersonen (N = 22). Aufgetragen ist der Mittelwert des Kontaktgrades in Prozent für die Fußregionen: „Vorfuß“ und „Rückfuß“ der beiden Schuhbedingungen für den rechten Fuß (versorgte Seite). Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klam-mer“ markiert.

Abbildung 22: Seite 16Das Kreuz entspricht der gemittelten Bewertung der Fußteilentlastungs-schuhe durch die Versuchspersonen bzgl. der Frage: „Welchen Schuh fanden Sie angenehmer?“. Die Markierung sollte in die Richtung des bevorzugten Schuhs gesetzt werden. Insgesamt fanden 12 Versuchsper-sonen den DARCO Relief Dual® angenehmer und 10 bevorzugten das Mitbewerbermodell.

Abbildung 23: Seite 19Verwendete Probandeninformation und Einverständniserklärung.

Abbildung 24: Seite 20Erste Seite des verwendeten Fragebogens für die persönlichen Daten und die Aufnahme des Bewegungsausmaßes und der medizinischen Vorgeschichte.

Abbildung 25: Seite 21Zweite Seite des verwendeten Fragebogens für die persönlichen Daten und die Aufnahme des Bewegungsausmaßes und der medizinischen Vorgeschichte.

Abbildung 26: Seite 22Verwendetes Messprotokoll und Fragebogen zur Bevorzugung derFußteilentlastungsschuhe durch die Probanden.

III TabellenverzeichnisTabelle 1: Seite 5Fersen- und Ausgleichshöhe der untersuchten Fußteilentlastungsschuhe und resultierende Ausgleichskombination.

Tabelle 2: Seite 7Übersicht über die Altersstruktur und die Größen der verwendetenFußteilentlastungsschuhe. Das durchschnittliche Alter der Probanden beträgt 35 ± 8 Jahre.

Tabelle 3: Seite 13Übersichtstabelle für die Ergebnisse der fünf verglichenen Parameter und den T-Tests auf signifikante Unterschiede. Es sind jeweils die Mittel-werte und Standardabweichungen der Parameter über alle Versuchsper-sonen (N = 22) für den DARCO Relief Dual® und das Mitbewerbermodell für alle Messstellen dargestellt.

Tabelle 4: Seite 18Kontakt Fuß (Vorfuß und Rückfuß) zu Schuh während des Gangzyklus in Prozent für jede Versuchsperson inkl. Mittelwert und Standardabwei-chung über alle Versuchspersonen und Ergebnis des T-Tests auf signi-fikante Unterschiede zwischen den zwei Schuhbedingungen. Abkürzun-gen: DA = DARCO, MB = Mitbewerber, re = rechts, li = links, VF = Vorfuß, RF = Rückfuß. Linke Seite = Messung im Adidas Samba.


1 Zusammenfassung

In dieser Studie wurde der DARCO Relief Dual® Fußteilentlas-tungsschuh mit einem vergleichbaren, bereits zugelassenen Mitbewerbermodell (Hilfsmittelnr: 31.03.03.5055 Post-OP-Schuh) bezüglich des Grades der Funktionseinschränkung, dem Grad der Vorfußentlastung und der sicheren Fixierung am Fuß verglichen. An dieser Studie nahmen 22 gesunde Versuchspersonen (13 männlich, 9 weiblich) mit einem durchschnittlichen Alter von 35 ± 8 Jahren teil. Die Daten wurden mit dem „betois“-Messsystem der FH Münster und einem herkömmlichen Innensohlen Druckverteilungsmess-system erhoben. Die Probanden gingen bei einer selbstge-wählten Geschwindigkeit auf dem Laufband. Aufgezeichnet wurden pro Versuchsperson, Messsystem und Fußteilentlas-tungsschuh 30 Doppelschritte, die anschließend gemittelt wurden. Als Messgrößen dienten Biege- und Torsionsmo-mentenverläufe und belastungsrelevante Einzelparameter von verschiedenen Messstellen (MTP I, MTP V, D I und D V) und die Druckverteilung über den gesamten Fuß. Anhand der Momentenverläufe konnte kein Unterschied zwischen den beiden Schuhbedingungen an den Messstellen D I und D V nachgewiesen werden. An den Messstellen MTP I und MTP V konnten mit dem DARCO Relief Dual® die Dorsalex-tensionsmomente reduziert werden, was auf eine bessere Funktionseinschränkung und eine erhöhte Vorfußentlastung hindeutet.

Die Auswertung der belastungsrelevanten Einzelparameter ergab für den DARCO Relief Dual® ein signifikant (p < 0,05) reduziertes, maximales Dorsalextensionsmoment an MTP Iund MTP V. Eine signifikante (p < 0,05) Verringerung des Bewegungsausmaßes an MTP V und eine ebenfalls signi-fikante (p < 0,05) Reduzierung der Gesamtbelastung über den Gangzyklus an MTP I und MTP V. Das Mitbewerbermo-dell weist ein signifikant (p < 0,05) geringeres maximales Plantarflexionsmoment und eine signifikant (p < 0,05) reduzierte Wechselbelastung an MTP I und D I auf. Durch die deutliche Verringerung der maximalen Dorsalextensions-momente und eine Reduzierung der Gesamtbelastung über den Gangzyklus, welche eine größere Auswirkung auf die Funktionseinschränkung und die Vorfußentlastung haben als die maximale Plantarflexion und die Wechselbelastung, kann mit dem DARCO Relief Dual® ein gleicher bzw. teilwei-se höherer Grad der Vorfußentlastung gewährleistet werden. Durch die Verringerung des Bewegungsausmaßes wird eine höhere Funktionseinschränkung im DARCO Relief Dual® erreicht. Bezüglich der sicheren Fixierung an der Auftritts-fläche des Fußes konnte kein signifikanter (p < 0,05) Un-terschied zwischen den beiden Fußteilentlastungsschuhen festgestellt werden. Bei beiden Schuhbedingungen wird eine sichere Fixierung des Vor- und Rückfußbereiches (Vorfußbe-reich: ca. 100 % -, Rückfußbereich 80 % - des Gangzyklus) am Fußteilentlastungsschuh gewährleistet. Außerdem konnte keine signifikante (p < 0,05) Bevorzugung eines der beiden Fußteilentlastungsschuhe durch die Versuchspersonen nach-gewiesen werden.

2 Einleitung

In dieser Studie werden zwei Schuhbedingungen hinsicht-lich ihrer Auswirkung auf die Biege, Torsions- und Druckbe-lastung am Fuß im Schuh untersucht. Die erste Schuhbedin-gung ist der Relief Dual® Fußteilentlastungsschuh der Firma DARCO (Europe) GmbH. Als zweite Bedingung wird ein ver-gleichbares Mitbewerbermodell untersucht, das bereits auf dem Markt und mit einer Hilfsmittelnummer (31.03.03.5055 Post-OP-Schuh (Fußteilentlastungsschuh)) versehen ist. Bei dieser Untersuchung stehen besonders die Funktionsein-schränkung, der Grad der Vorfußentlastung und die sichere Fixierung des Fußteilentlastungsschuhs an der Auftrittsflä-che des Fußes im Vordergrund. Ziel ist es, herauszufinden, inwiefern sich die beiden Schuhbedingungen bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Belastungen am Fuß unterscheidenoder ob beide Schuhe eine vergleichbare Wirkung aufweisen.

Zur Untersuchung werden zwei Messsysteme verwendet. Mit dem „betois“-Messsystem (bending torsion insole system) der Fachhochschule Münster werden die Biege- und Torsionsbelastungen aufgezeichnet, mit denen Aussagen zu der Funktionseinschränkung und dem Grad der Vorfußent-lastung getroffen werden können. Zusätzlich wird noch die Druckverteilung mit einem herkömmlichen Druckmesssys-tem bestimmt, um zu untersuchen, ob es einen Unterschied bei dem Kontakt von Fuß und Schuh zwischen den beiden Fußteilentlastungsschuhen gibt.

Die Studie wird an 22 Versuchspersonen mit einem durch-schnittlichen Alter von 35 Jahren durchgeführt. Von den 22 Versuchspersonen sind neun weiblich und dreizehn männ-lich. Von diesen Probanden werden mit beiden Messsyste-men die Belastungsverläufe von 30 aufeinander folgenden Doppelschritten aufgezeichnet und gemittelt. Untersucht werden die Biegemomenten- und Torsionsmomentenverläu-fe an fünf verschiedenen Messstellen. Zusätzlich zu diesen Belastungsverläufen werden fünf weitere belastungsrele-vante Parameter statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse der Druckmessungen werden bezüglich des Kontaktes von Fuß zu Schuh untersucht und ebenfalls statistisch ausgewertet. Nach der Vorstellung der Methodik werden die Ergebnisse dargestellt und anschließend diskutiert.


3 Methodik3.1 Datenaufnahme3.1.1 Untersuchte Schuhbedingungen

In dieser Studie werden zwei unterschiedliche Schuhbedin-gungen untersucht. Bei beiden Schuhbedingungen trägt die Versuchsperson am rechten Fuß einen Fußteilentlas-tungsschuh und am linken Fuß einen neutralen Schuh des Typs Adidas Samba (adidas Ag, Deutschland). Ein speziell entwickelter Höhenausgleich bringt den Neutralschuh jeweils auf die gleiche Höhe wie der entsprechende Fußtei-lentlastungsschuh (siehe Abbildung 1, unten). Hierdurch werden ein Schiefstand der Hüfte und ein dadurch verän-dertes Gangbild, ausgelöst durch unterschiedliche Schuhhö-hen, vermieden. Für den entsprechenden Höhenausgleich wurden die Fersenhöhen der Fußteilentlastungsschuhe in allen verwendeten Schuhgrößen mit einem Tasterzirkel ge-messen und ein entsprechender Höhenausgleich angefertigt. Die verwendeten Schuhgrößen der Fußteilentlastungsschu-he, die ermittelten Fersenhöhen und die entsprechenden Ausgleichshöhen sind in Tabelle 1 dargestellt. In Tabelle 1 ist beispielhaft ein Adidas Samba mit einem Höhenausgleich (Höhe 10 mm) in Form einer Sandale und einem variabel austauschbaren Keil (Höhe 20 mm) abgebildet.

Abbildung 1:

Fußteilentlastungsschuhe (oben: DARCO Relief Dual®, mittig: Mitbewerbermodell, unten: Adidas Samba mit Höhenausgleich 30 mm).

In dieser Studie wird der Fußteilentlastungsschuh Relief Dual® (siehe Abbildung 1, oben) der Firma DARCO (Europe) GmbH mit einem Mitbewerbermodell verglichen. Bei dem Mitbewerbermodell (siehe Abbildung 1, mittig) handelt es sich um einen Fußteilentlastungsschuh der bereits auf dem Markt erhältlich und mit einer Hilfsmittelnummer entspre-chend (31.03.03.5055 Post-OP-Schuh (Fußteilentlastungs-schuh)) versehen ist. Insgesamt werden sieben Schuhgrößen des DARCO Relief Dual® mit fünf Schuhgrößen des Mitbe-werbermodells verglichen (siehe Tabelle 1).

3 Methodik 9

In dieser Studie wird der Fußteilentlastungsschuh Relief Dual (siehe Abbildung 1, oben links)

der Firma Darco (Europe GmbH) mit einem Mitbewerbermodell verglichen. Bei dem Mitbe-

werbermodell (siehe Abbildung 1, oben rechts) handelt es sich um einen Fußteilentlastungs-

schuh der bereits auf dem Markt erhältlich und mit einer Hilfsmittelnummer entsprechend

(31.03.03.5055 Post-OP-Schuh (Fußteilentlastungsschuh)) versehen ist. Insgesamt werden

sieben Schuhgrößen des Darco - Relief Dual mit fünf Schuhgrößen des Mitbewerbermodells

verglichen (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1: Fersen- und Ausgleichshöhe der untersuchten Fußteilentlastungsschuhe und resultierende Ausgleichskombination.

Modell Größe Fußteilentlas-‐tungsschuh

Fersenhöhe in mm

Ausgleichshöhe in mm

Darco – Relief D

ual WS (34 -‐ 36,5) 32 30

WM (37 -‐ 38,5) 31 30

WL (39 -‐ 41) 31 30

MS (39 -‐ 41) 33 35

MM (41,5 -‐ 43) 37 35

ML (43,5 -‐ 45) 37 35

MXL (45 -‐ 48) 39 40

Mitb

ewerber 37 / 38 32 30

39 / 40 31 30

41 / 42 30 30

43 / 44 32 30

45 / 46 31 30

3.1.2 Messsysteme

In dieser Studie werden sowohl die Druckverteilung als auch Biege- und Torsionsbelastun-

gen am Fuß in Fußteilentlastungsschuhen untersucht. Die Druckverteilungsmessung wird mit

einem herkömmlichen Innensohlendruckmesssystem der Firma Medilogic (T&T medilogic

Medizintechnik GmbH) ausgeführt (weitere Informationen: http://www.medilogic.com). Für

die Messung von Biege- und Torsionsbelastungen wird das „betois“-Messsystem der Fach-

hochschule Münster eingesetzt (siehe Abbildung 2).

Die beiden verwendeten Messsysteme arbeiten mit Einlegesohlen, die mit entsprechenden

Sensoren ausgestattet sind. Bei einer Messung werden diese Messsohlen unter den Fuß in

den Schuh gelegt. Die Messsohlen sind über Kabel mit der Messelektronik in einem Gürtel

verbunden, der dem Probanden umgelegt wird. Um eine Behinderung beim Laufen zu ver-

meiden, werden die Kabel mit ausreichend Bewegungsspielraum entlang der Beine verlegt

und mit Bändern befestigt. Die von den Messsohlen und der Messelektronik aufgezeichneten

Werte werden per Funk bzw. Bluetooth an ein Notebook übermittelt, sodass der Proband

DA

RCO

Rel

ief D

ual®

MXL (45,5 - 47)

Tabelle 1: Fersen- und Ausgleichshöhe der untersuchten Fußteilentlastungsschuhe und resultierende Ausgleichskombination.

3.1.2 Messsysteme

In dieser Studie werden sowohl die Druckverteilung als auch Biege- und Torsionsbelastungen am Fuß in Fußteilentlas-tungsschuhen untersucht. Die Druckverteilungsmessung wird mit einem herkömmlichen Innensohlendruckmesssys-tem der Firma Medilogic (T&T medilogic Medizintechnik GmbH) ausgeführt (weitere Informationen: http://www.medilogic.com). Für die Messung von Biege- und Torsions-belastungen wird das „betois“-Messsystem der Fachhoch-schule Münster eingesetzt (siehe Abbildung 2).

Die beiden verwendeten Messsysteme arbeiten mit Einlege-sohlen, die mit entsprechenden Sensoren ausgestattet sind. Bei einer Messung werden diese Messsohlen unter den Fuß in den Schuh gelegt. Die Messsohlen sind über Kabel mit der Messelektronik in einem Gürtel verbunden, der dem Pro-banden umgelegt wird. Um eine Behinderung beim Laufen zu vermeiden, werden die Kabel mit ausreichend Bewe-gungsspielraum entlang der Beine verlegt und mit Bändern befestigt. Die von den Messsohlen und der Messelektronik aufgezeichneten Werte werden per Funk bzw. Bluetooth an ein Notebook übermittelt, sodass der Proband sich frei mit dem Messsystem bewegen kann. Das Druckmesssystem arbeitet mit 200 Einzelsensoren und einer Messfrequenz von 60 Hz.


Abbildung 2: Funktionsmodell des Messsystems zur Bestimmung von Biege- und Tor-sionsmomenten im Schuh. Links der A/D-Wandler mit Bluetooth-Modul, rechts die Messsohle mit fünf Messstellen.

Das „betois“-Messsystem (bending torsion insole system) wurde im Labor für Biomechanik an der Fachhochschule Münster entwickelt. Es handelt sich dabei um ein neues Innensohlenmesssystem, mit dem mehrdimensionale Belas-tungen (Biege- und Torsionsbelastungen) am Fuß im Schuh gemessen werden können. Die Möglichkeit, mehrdimensi-onale Belastungen messen zu können, stellt einen großen Vorteil gegenüber den herkömmlichen Druckmesssystemen dar. Mit diesen lassen sich lediglich die Auswirkungen von eindimensionalen Kräften, die senkrecht auf die Sensoren wirken, aufzeichnen und damit keine Rückschlüsse auf auf-tretende mehrdimensionale Belastungen ziehen.

Das „betois“-Messsystem besteht aus einer speziell geform-ten, elastischen Trägerschicht, auf deren Ober- und Unter-seite an verschiedenen Messstellen Dehnungsmessstreifen angebracht sind (siehe Abbildung 2). Durch die spezielle Form des Trägers können verschiedene Fußareale unabhän-gig voneinander analysiert werden. Die Sensoranordnung und Verschaltung ermöglichen eine parallele Aufnahme von Biege- und Torsionsbelastungen am Fuß im Schuh. Die Messfrequenz beträgt 125 Hz. Messstellen befinden sich proximal der Metatarsophalangeal-Gelenke I (MTP I) und V (MTP V), proximal der distalen Interphalangeal Gelenke I (DIP I) und V (DIP V) sowie distal des Procesus Calcaneus. Die Datenübertragung an ein Notebook erfolgt kabellos mittels Bluetooth. Kalibrierergebnisse mit einem Bestimmtheits-maß von 0,999 und einem Linearitätsfaktor von fast 1 zeigen, dass mit dem entwickelten Messsystem Biege- und Torsions-momente reliabel zu detektieren sind, also die festgestellten Werte zuverlässig messbar sind. (Dawin et al. 2013, Stief & Peikenkamp 2014)

Im Folgenden wird der physikalische Hintergrund bei der Messung von Biegemomenten mit dem „betois“-Messsys-tem beispielhaft erklärt. Die auftretenden Biegeverformun-gen im Schuh werden hervorgerufen durch Biegemomente, berechnet aus dem Produkt der wirkenden Kraft und dem entsprechenden Hebelarm. Wird jetzt beispielsweise der

Vorfuß zum Rückfuß beim Übergang von mittlerer zu termi-naler Standphase dorsalextendiert, muss hier ein sogenann-tes Dorsalextensionsmoment wirken (siehe Abbildung 3). Betrachtet man jetzt eine zyklische Bewegung wie z.B. das Gehen, entsteht aus dem Wechselspiel von Dorsalextension und Plantarflexion eine Wechselbelastung, die mit einem herkömmlichen Druckmesssystem nicht detektiert werden kann. (Dawin et al. 2013)

Abbildung 3: Schematische Dorsalextension und dabei wirkendes Dorsalextensions-moment (Mb(MTP I)) während der terminalen Standphase am MTP I. (Dawin et al. 2013, 1)

Erste Ergebnisse zu Biegebelastungen im Fuß wurden von Arndt et al. (2002) veröffentlicht. Die Autoren führten eine In-vivo-Studie durch, in der sie Messaufnehmer invasiv in den Metatarsalia II fixierten. In Abbildung 4 sind beispiel-haft die aufgenommenen Belastungsverläufe dieser Studie zusammen mit Belastungsverläufen, die mit dem „betois“-Messsystem aufgezeichnet wurden, abgebildet. Beide Biegebelastungen weisen einen durchaus ähnlichen Verlauf auf, was zu der Annahme führt, dass mit „betois“ erstmals eine nicht invasive Messung von Biegemomenten am Fuß möglich ist. (Arndt et al. 2002, Dawin et al. 2013)

Abbildung 4: Prinzipieller Vergleich des Biegebelastungsverlaufs in den Metatarsalia II von Arndt et al. (schwarze Kurve) und des Biegebelastungsverlaufs am Metartarsalköpfchen I, der mit dem „betois“-Messsystem aufgezeichnet wurde (rote Kurve), beim Gehen. (modifiziert nach Arndt et al. 2002, 623).


3.1.3 Auswahl der Versuchspersonen

Die auftretenden Belastungen für die verschiedenen Schuh-bedingungen wurden an 22 Versuchspersonen mit einem durchschnittlichen Alter von 35 Jahren aufgezeichnet. Von den 22 Versuchspersonen sind neun weiblich und dreizehn männlich. Bei der Auswahl der Versuchspersonen wurde sowohl auf das Alter, als auch auf ein normales, physiologi-sches Gangbild geachtet. Die Altersstruktur der Versuchsper-sonen wurde in Absprache mit dem Auftraggeber (DARCO (Europe) GmbH) festgelegt und ist in Tabelle 2 inklusive der Größen, der verwendeten Fußteilentlastungsschuhe, dargestellt.

Alle relevanten Daten zu den Probanden und der gesund-heitlichen Vorgeschichte wurden vor der Messung mit einem Fragebogen erfasst. Anschließend wurde bei jeder Versuchsperson eine Untersuchung auf Besonderheiten im Gangbild und auf Fehlstellungen der Füße, der Hüftgelenke und Kniegelenke durchgeführt. Zusätzlich wurde noch das Bewegungsausmaß nach der Neutral-Null-Methode vom oberen und unteren Sprunggelenk bestimmt. Probanden, bei denen größere Bewegungseinschränkungen oder patholo-gische Veränderungen auftraten, sind von der Messung aus-geschlossen. Der verwendete Untersuchungsbogen befindet sich im Anhang. Bis auf den DARCO Relief Dual® in der Größe WS wurde mit allen Schuhen gemessen.

3 Methodik 13

Tabelle 2: Übersicht über die Altersstruktur und die Größen der verwendeten Fußteilentlastungsschu-he. Das durchschnittliche Alter der Probanden beträgt 35 ± 8 Jahre.

Probanden ID

Alter in Jahren

Schuhgröße Darco

Schuhgröße Mitbewerber

40 26 WM 37/38 44 30 WL 39/40 220 28 MM 42/43 2201 25 MM 42/43 2202 27 MM 43/44 2203 32 ML 43/44 2204 33 WM 37/38 2205 31 WM 37/38 2206 30 MXL 45/46 2207 41 WL 39/40 2208 35 MXL 45/46 2209 52 WM 37/38 2210 54 WL 39/40 2211 31 MXL 45/46 2212 31 MXL 45/46 2213 32 MXL 45/46 2214 37 MW 41/42 2215 52 MXL 45/46 2216 31 MM 41/42 2217 40 MS 39/40 2218 35 MS 39/40 2219 44 ML 43/44

Durchschnittliches Alter: 35 ± 8

3.1.4 Ablauf der Messung

Nach der Erfassung der personenbezogenen Daten und der gesundheitlichen Vorgeschichte

und im Anschluss an die Untersuchungen zum Gangbild wurde die Messung gestartet. Die

Aufzeichnung der Messungen erfolgte auf einem Lamellen-Laufband der Firma Sprintex

(SPRINTEX Trainingsgeräte GmbH). Die Messreihenfolge von Schuhbedingung und Mess-

system wurde randomisiert, um Verfälschungen der Ergebnisse durch einen Ermüdungsef-

fekt zu vermeiden. Der Proband wurde mit dem entsprechenden Fußteilentlastungsschuh am

rechten Fuß versorgt und das Messsystem im Fußteilentlastungsschuh positioniert. In jeder

Messung wurde auf eine gleichbleibende Fußausrichtung geachtet, um eine möglichst kon-

stante Ausgangssituation zu schaffen. Der linke Fuß war bei jeder Messung wie in Kapitel

3.1.1 beschrieben mit einem Adidas Samba und einem an den jeweiligen Fußteilentlas-

tungsschuh angepassten Höhenausgleich ausgestattet. Auch in den linken Schuh wurde die

Messsohle eingelegt, um einen durch die Messsohle bedingten Höhenunterschied auszu-

schließen.

DARCO

Tabelle 2: Übersicht über die Altersstruktur und die Größen der verwendeten Fußteilentlastungsschuhe. Das durchschnittliche Alter der Probanden beträgt 35 ± 8 Jahre.

3.1.4 Ablauf der Messung

Nach der Erfassung der personenbezogenen Daten und der gesundheitlichen Vorgeschichte und im Anschluss an die Untersuchungen zum Gangbild wurde die Messung gestar-tet. Die Aufzeichnung der Messungen erfolgte auf einem Lamellen-Laufband der Firma Sprintex (SPRINTEX Trainings-geräte GmbH). Die Messreihenfolge von Schuhbedingung und Messsystem wurde randomisiert, um Verfälschungen der Ergebnisse durch einen Ermüdungseffekt zu vermeiden. Der Proband wurde mit dem entsprechenden Fußteilentlas-tungsschuh am rechten Fuß versorgt und das Messsystem im Fußteilentlastungsschuh positioniert. In jeder Messung wurde auf eine gleichbleibende Fußausrichtung geachtet, um eine möglichst konstante Ausgangssituation zu schaffen. Der linke Fuß war bei jeder Messung wie in Kapitel 3.1.1 be-schrieben mit einem Adidas Samba und einem an den jewei-ligen Fußteilentlastungsschuh angepassten Höhenausgleich ausgestattet. Auch in den linken Schuh wurde die Messsohle eingelegt, um einen durch die Messsohle bedingten Höhen-unterschied auszuschließen.

Der so vorbereitete Proband ging zur Eingewöhnung an die jeweilige Schuhbedingung vor der Messung, bei einer von ihm frei wählbaren Geschwindigkeit (mindestens 2,5 km/h), fünf Minuten auf dem Laufband. Nach einem Wechsel der Schuhbedingung ging der Proband erneut fünf Minuten bei derselben Geschwindigkeit auf dem Laufband zur Gewöh-nung an die veränderte Schuhbedingung. Die während der Eingewöhnungsphase vom Probanden frei gewählte Ge-schwindigkeit wurde für die folgenden Messungen beibehal-ten. Die Aufzeichnung von Druck sowie Biege- und Torsions-momenten erfolgte für jede Schuhbedingung einmal, sodass mit jeder Versuchsperson insgesamt viermal gemessen wur-de. Aufgenommen wurden jeweils 30 Doppelschritte. Nach Beendigung der Messungen wurden die Versuchspersonenzu ihrem subjektiven Eindruck bezüglich des Tragekomforts der zwei Fußteilentlastungsschuhe befragt. Die Probanden sollten hierzu auf einer stufenlosen Skala eine Markierung in die Richtung des Fußteilentlastungsschuhs setzen, den sie persönlich als angenehmer empfanden und für den sie sich entscheiden würden. Der Befragungsbogen befindet sich im Anhang.

3.2 Datenaufbereitung und Auswertung3.2.1 Betois Messung

Mit dem „betois“-Messsystem werden wie in Kapitel 3.1.2 beschrieben die Biegemomenten und Torsionsmomenten-verläufe an fünf verschiedenen Messstellen aufgezeichnet. Insgesamt werden die Belastungsverläufe von 30 aufeinan-der folgenden Doppelschritten aufgezeichnet und gemittelt. Als Bezugspunkt dient dabei der Fersenaufsatz, der auto-matisch von der Software bestimmt wird. Die Daten werden vor der Auswertung noch mit einem Tiefpassfilter (10 Hz Butterworth) gefiltert.


Folgende Messkurven werden für den rechten Fuß ausge-wertet:> Biegemomentverlauf am Metatarsalköpfchen I> Biegemomentverlauf am Metatarsalköpfchen V> Biegemomentverlauf am distalen Interphalangeal gelenk I> Biegemomentverlauf am distalen Interphalangeal gelenk V> Biegemomentverlauf am Calcaneus> Torsionsmomentverlauf am Metatarsalköpfchen I> Torsionsmomentverlauf am Metatarsalköpfchen V> Torsionsmomentverlauf am distalen

Interphalangeal gelenk I> Torsionsmomentverlauf am distalen

Interphalangeal gelenk V> Torsionsmomentverlauf am Calcaneus

Zusätzlich zu diesen Belastungsverläufen werden fünf weitere Parameter statistisch ausgewertet:

> Maximal aufgetretenes Plantarflexionsmoment in Nmm> Maximal aufgetretenes Dorsalflexionsmoment in Nmm> Range (Bandbreite der Belastung) der Biegebelastung

in Nmm> Wechselbiegebelastung in Nmm> Impulsbetrag der Biegemomente in Nmm%

Die Abbildung 5 zeigt einen charakteristischen Biegemo-mentenverlauf sowie die analysierten Parameter. Mit dem Parameter Range kann auf das Bewegungsausmaß während des Gangzyklus geschlossen werden. Der Betrag des Impul-ses ist nicht dargestellt. Er berechnet sich aus der Summe der absoluten Flächen unterhalb der Kurve (Fläche Impuls Plantar + Fläche Impuls Dorsal). Wenn in dieser Studie von Impulsbetrag berichtet wird, ist der Betrag des Biegeim-pulses gemeint, dieser ist von der definierten Größe Impuls abstrahiert und mit dieser nicht gleichzusetzen. Mit dem hier verwendeten Impulsbetrag der Biegemomente kann eine Aussage zu der Belastung über den gesamten Gangzyk-lus getroffen werden. Generell gilt aber, dass die belastungs-relevanten Einzelparameter im Zusammenspiel miteinander betrachtet werden müssen.

Abbildung 5: Darstellung der analysierten Parameter anhand einer Beispielkurve.

Da nicht in jeder Messung Momente in Richtung Plantar-flexion gemessen werden, wird als plantares Maximum das Minimum der Messwerte angenommen. Tritt also keine Plantarflexion auf, entspricht das ausgegebene Plantarflexi-onsmoment dem Minimum des Dorsalextensionsmoments. Die Wechselbelastung wird über Formel (1) berechnet. Tritt kein Plantarflexionsmoment auf, liegt auch keine Wech-selbelastung vor.3 Methodik 16

200 ∗𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑑𝑑_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

𝑝𝑝_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑑𝑑_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚;

𝑝𝑝_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑝𝑝_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑑𝑑_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

(1)

Die Untersuchung, ob ein statistisch abgesicherter Unterschied zwischen den beiden

Schuhbedingungen bezüglich der fünf Parameter besteht, wird mit einem 2-seitigen, gepaar-

ten T-Test (Signifikanzniveau: p < 0,05) durchgeführt.

3.2.2 Druckmessung

Mit der Druckmessung soll untersucht werden, bei über wie viel viel Prozent des Gangzyklus

der Fuß Kontakt zum jeweiligen Fußteilentlastungsschuh hat und ob ein Unterschied zwi-

schen dem Darco – Relief Dual und dem Mitbewerbermodell besteht. Dazu werden die Fuß-

regionen des Vor- und Rückfußes getrennt voneinander betrachtet. Für die Auswertung wird

für jede Versuchsperson die Kontaktdauer zwischen Fuß und Schuh während des Gangzyk-

lus in Prozent bestimmt und anschließend über alle Versuchspersonen (N = 22) der Mittel-

wert und die Standardabweichung berechnet.

Es wird die Annahme getroffen, dass Kontakt besteht, wenn mindestens ein Drucksensor in

dem jeweiligen Bereich einen Wert größer Null anzeigt. Hat beispielsweise immer mindes-

tens ein Sensor während des gesamten Gangzyklus im Vorfuß einen Wert größer 0, so

beträgt die Kontaktzeit 100% des Gangzyklus.

Die Untersuchung, ob ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Schuhbedingungen

besteht, wird mit einem 2-seitigen, gepaarten T-Test (Signifikanzniveau: p < 0,05) durchge-

führt.

Formel (1)

Die Untersuchung, ob ein statistisch abgesicherter Unter-schied zwischen den beiden Schuhbedingungen bezüglich der fünf Parameter besteht, wird mit einem 2-seitigen, gepaarten T-Test (Signifikanzniveau: p < 0,05) durchgeführt.

3.2.2 Druckmessung

Mit der Druckmessung soll untersucht werden, bei über wie viel Prozent des Gangzyklus der Fuß Kontakt zum jewei-ligen Fußteilentlastungsschuh hat und ob ein Unterschied zwischen dem DARCO Relief Dual® und dem Mitbewerber-modell besteht. Dazu werden die Fußregionen des Vor- und Rück fußes getrennt voneinander betrachtet. Für die Auswertung wird für jede Versuchsperson die Kontakt dauer zwischen Fuß und Schuh während des Gangzyklus in Prozent bestimmt und anschließend über alle Versuchsper-sonen (N = 22) der Mittelwert und die Standardabweichung berechnet.

Es wird die Annahme getroffen, dass Kontakt besteht, wenn mindestens ein Drucksensor in dem jeweiligen Bereich einen Wert größer Null anzeigt. Hat beispielsweise immer mindestens ein Sensor während des gesamten Gangzyklus im Vorfuß einen Wert größer 0, so beträgt die Kontaktzeit 100 % des Gangzyklus.

Die Untersuchung, ob ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Schuhbedingungen besteht, wird mit einem 2-seitigen, gepaarten T-Test (Signifikanzniveau: p < 0,05) durchgeführt.


4 Ergebnisse

4.1 Betois4.1.1 Kurvenverläufe

In den folgenden Diagrammen sind die über die Versuchs-personen gemittelten Biege- und Torsionsmomentenverläu-fe dargestellt. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie entspricht der Standardabweichung. Für jede Messstelle ist ein Diagramm für den Biegemomenten-verlauf und ein Diagramm für den Torsionsmomentenver-lauf erstellt worden. Die blaue Kurve gibt die Belastungsver-läufe für den DARCO Relief Dual® an, die rote Kurve gibt die Belastungsverläufe des Mitbewerbermodells an. In jedem Diagramm ist angegeben, über wie viele Versuchspersonen (N) die Kurven gemittelt wurden.

Ist ein N<22 ausgewiesen lagen bei einzelnen Probanden Messfehler vor.

100 %

Abbildung 6:

Gemittelter Biegemomentenverlauf an der Ferse über die Versuchsper-sonen (N = 22) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, negative Werte: Plantarflexion.

Das gemittelte Biegemoment an der Ferse zeigt bei beiden Schuhbedingungen einen sehr ähnlichen Verlauf mit relativ geringen Standardabweichungen. Der Verlauf beginnt mit einer Dorsalextension mit einem lokalen Maximum bei ca. 10 bis 20 %, fällt dann langsam wieder ab und ist bei 60 bis 70 % wieder auf Null. Bei der Messung mit dem DARCO Relief Dual® trat ein leicht höheres Dorsalextensi-onsmoment und eine zusätzliche Plantarflexion auf (siehe Abbildung 6).

100 %

Abbildung 7: Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an der Ferse über die Ver-suchspersonen (N = 22) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardab-weichung an. Positive Werte: Eversion, negative Werte: Inversion.

Das gemittelte Torsionsmoment an der Ferse weist für beide Schuhbedingungen einen sehr unterschiedlichen Verlauf und eine hohe Standardabweichung auf. Bei der Messung mit dem DARCO Relief Dual® tritt im Vergleich zum Mitbewerbermodell eine höhere Eversion auf. Beim Mitbewerbermodell kam es überwiegend zu einer Inversion. Die hohen Standardabweichungen deuten auf eine starke Schwankung zwischen den Kurvenverläufen der einzelnen Versuchspersonen (siehe Abbildung 7).

Die Biegemomentenverläufe an der Messstelle MTP I haben ab einem Gangzyklus von ca. 40 % einen prinzipiell ähnli-chen Verlauf mit relativ geringen Standardabweichungen, wobei die Dorsalextensionsmomente beim Mitbewerber-modell deutlich höher ausfallen. Bei dem DARCO Relief Dual® kam es nach dem Fersenaufsatz zu einem geringen Plantar-flexionsmoment bis ca. 45 % des Schrittzyklus. Beim Mitbe-werbermodell hingegen wirkte in diesem Bereich schon ein Dorsalextensionsmoment (siehe Abbildung 8).

Die gemittelten Torsionsmomente weisen einen ähnlichen Verlauf auf, haben aber im Gegensatz zum Biegemomenten-verlauf an MTP I relativ hohe Standardabweichungen. Außer-dem fällt auf, dass sowohl Eversion, als auch Inversion beim Mitbewerbermodell höher ausfallen, als bei dem DARCO Relief Dual® (siehe Abbildung 9).


100 %

Abbildung 8: Gemittelter Biegemomentenverlauf an MTP I über die Versuchspersonen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mit-telwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, negative Werte: Plantarflexion.

100 %

Abbildung 9: Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an MTP I über die Versuchsper-sonen (N = 15) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Posi tive Werte: Eversion, negative Werte: Inversion.

Die Biegemomente an der Messstelle MTP V unterscheiden sich in ihrem Verlauf nur wenig und haben relativ geringe Standardabweichungen. Nach dem Fersenaufsatz kommt es zu einem lokalen Maximum bei ca. 10 – 20 % des Gangzyklus. Bei 30 – 40 % des Gangzyklus komme es zu einem lokalen Minimum. Bei ca. 60 % tritt dann ein deutliches lokales Maxi-mum auf, das danach steil abfällt. Auch an dieser Messstelle fallen die Dorsalextensionsmomente bei dem DARCO Relief

Dual® deutlich geringer aus, als bei dem Mitbewerbermodell.Ein Plantarflexionsmoment tritt bei beiden Schuhbedingun-gen an der Messstelle MTP V nicht auf (siehe Abbildung 10).

100 %

Abbildung 10: Gemittelter Biegemomentenverlauf an MTP V über die Versuchsperso-nen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, negative Werte: Plantarflexion.

100 %

Abbildung 11: Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an MTP V über die Versuchsper-sonen (N = 15) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, negative Werte: Inversion.


Bei dem Torsionsmomentenverlauf tritt bei beiden Schuh-bedingungen an MTP V ausschließlich eine Inversion auf. Die Kurvenverläufe sind relativ ähnlich und die Standardab-weichungen gering. Bei dem Mitbewerbermodell fallen der Anstieg und das Ausmaß der Inversion deutlich höher aus, als bei dem DARCO Relief Dual® (siehe Abbildung 11).

Die beiden gemittelten Biegemomentenverläufe an der Messstelle D I haben einen fast identischen Verlauf, mit einem lokalen Maximum bei ca. 60 – 70 %, weisen aber im vorderen Bereich des Gangzyklus (bis ca. 50 %) eine relativ hohe Standardabweichung auf. Nach dem lokalen Maxi-mum fallen beide Kurven sehr steil ab. Bei beiden Schuh-bedingungen tritt an dieser Messstelle hauptsächlich eine Dorsalextension auf (siehe Abbildung 12).

Die Torsionsmomentenverläufe an D I unterscheiden sich im Gegensatz zu den Biegemomentenverläufen stärker. Bei dem DARCO Relief Dual® steigt das Torsionsmoment im vorderen Bereich des Gangzyklus stärker an und ist auch ins-gesamt deutlich höher als bei dem Mitbewerbermodell. Die Standardabweichungen bei dem Torsionsmomentenverlauf an D I sind relativ groß. Bei dem DARCO Relief Dual® waren die Schwankungen besonders groß. Bei beiden Schuhbedin-gungen trat hauptsächlich eine Eversion auf (siehe Abbil-dung 13).

100 %

Abbildung 12: Gemittelter Biegemomentenverlauf an D I über die Versuchspersonen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mit-telwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, negative Werte: Plantarflexion.

100 %

Abbildung 13: Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an D I über die Versuchspersonen (N = 18) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mit-telwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, negative Werte: Inversion.

100 %

Abbildung 14: Gemittelter Biegemomentenverlauf an D V über die Versuchspersonen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mit-telwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Dorsalextension, negative Werte: Plantarflexion.


100 %

Abbildung 15: Gemittelter Torsionsmomentenverlauf an D V über die Versuchsperso-nen (N = 19) für beide Schuhbedingungen. Die volle Linie entspricht dem Mittelwert, die gestrichelte Linie gibt die Standardabweichung an. Positive Werte: Eversion, negative Werte: Inversion.

Die Biegemomente an D V der beiden Schuhbedingungen haben einen ähnlichen Verlauf, aber auch eine relativ hohe Streuung zwischen den Versuchspersonen, was zu hohen Standardabweichungen führt. Bei dem Mitbewerbermodell kommt es früher als bei dem DARCO Relief Dual® zu einem Wechsel von Plantarflexion zu Dorsalextension (bei ca. 55 %). Die Dorsalextension fällt bei dem Mitbewerbermodell geringfügig niedriger aus als bei dem DARCO Relief Dual® (siehe Abbildung 14). Die Torsionsmomente an Messstelle D V der beiden Schuhbedingungen verlaufen vollkommen gegensätzlich. Bei dem DARCO Relief Dual® kommt es haupt-sächlich zu einer Eversion. Bei dem Mitbewerbermodell hauptsächlich zu einer Inversion. Die Inversion des Mitbe-werbermodells fällt im Verhältnis zu dem DARCO Relief Dual® deutlich höher aus (siehe Abbildung 15).


4.1.2 Vergleich von Einzelparametern

In Tabelle 3 und den folgenden Diagrammen sind die Ergeb-nisse der Einzelparameter der „betois“-Messung dargestellt. Für einen direkten Vergleich zwischen den untersuchten Schuhbedingungen wurden die Mittelwerte der Einzelpara-meter über die Versuchspersonen gebildet und gegenüber-gestellt. Signifikante Unterschiede zwischen den beiden Schuhbedingungen sind in den nachfolgenden Säulendia-grammen mit einem Sternchen markiert. Für jeden der fünf Einzelparameter wurde ein Säulendiagramm erstellt, in dem die aufgenommenen Mittelwerte für die beiden Schuh-bedingungen und für jede Messstelle dargestellt sind. Die Standardabweichungen sind als Whisker an den Säulendia-grammen aufgetragen.

4 Ergebnisse 24

Tabelle 3: Übersichtstabelle für die Ergebnisse der fünf verglichenen Parameter und den T-Test´s auf signifikante Unterschiede. Es sind jeweils die Mittelwerte und Standardabweichungen der Parameter über alle Versuchspersonen (N=22) für den Darco – Relief Dual und das Mitbewerbermodell für alle Messstellen dargestellt.

Parameter Messstellen Mittelwert Standardabw. T-‐Test (p<0,05?)

Mb max. Plantar-‐

flexion

in Nmm Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber

Ferse -‐25 -‐7 17 9 0,0003 MTPI -‐19 -‐4 25 14 0,0040 MTPV 2 1 13 16 0,4988 DI -‐2 -‐1 10 7 0,3990 DV -‐35 -‐25 43 40 0,2330

Mb max. D

orsalex-‐

tension in Nmm Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber

Ferse 195 180 61 60 0,4608 MTPI 86 115 51 46 0,0074 MTPV 71 95 38 39 0,0007 DI 160 164 78 69 0,8068 DV 44 50 39 42 0,5056

Range in Nmm Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber


Wechselbelastun

g in Nmm

Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber Ferse 24 12 17 10 0,0065

MTPI 38 15 33 22 0,0162 MTPV -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ DI 11 6 11 6 0,0443 DV 24 36 22 27 0,0932

Impu

lsbetrag in

Nmm%


MTPI 2517 3155 1452 1679 0,0170 MTPV 1969 2860 903 1294 0,0055 DI 4387 4500 2162 1928 0,7739 DV 1565 1475 984 1092 0,6799

In Abbildung 16 sind die Mittelwerte des maximal aufgetretenen Plantarflexionsmoments bei

beiden Schuhbedingungen aufgetragen. Das Plantarflexionsmoment ist an den Messstellen:

Ferse und MTPI bei dem Darco - Relief Dual signifikant höher als bei dem Mitbewerbermo-

dell. Bei den übrigen Messstellen besteht kein signifikanter Unterschied bezüglich des Plant-

arflexionsmoments zwischen den Schuhbedingungen.

Die Mittelwerte der maximal aufgetretenen Dorsalextensionsmomente an MTPI und MTPV

sind beim Mitbewerbermodell signifikant höher als bei dem Darco - Relief Dual. Bei den

restlichen Messstellen liegt kein Signifikanter Unterschied bezüglich der Dorsalextensions-

momente vor (siehe Abbildung 17).

DARCOFerseMTP IMTP V

D ID V

FerseMTP IMTP V

D ID V

FerseMTP IMTP V

D ID V

FerseMTP IMTP V

D ID V

FerseMTP IMTP V

D ID V

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

DARCO

4 Ergebnisse 24



Mb max. Plantar-‐

flexion



Mb max. D

orsalex-‐



Range in Nmm Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber Ferse 220 188 60 57 0,1053

MTPI 104 118 44 41 0,1271 MTPV 70 94 32 34 0,0003 DI 163 165 78 69 0,8805 DV 79 75 32 47 0,6605

Wechselbelastun

g in Nmm


MTPI 38 15 33 22 0,0162 MTPV -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ DI 11 6 11 6 0,0443 DV 24 36 22 27 0,0932

Impu

lsbetrag in

Nmm%


MTPI 2517 3155 1452 1679 0,0170 MTPV 1969 2860 903 1294 0,0055 DI 4387 4500 2162 1928 0,7739 DV 1565 1475 984 1092 0,6799










4 Ergebnisse 24



Mb max. Plantar-‐

flexion



Mb max. D

orsalex-‐



Range in Nmm Darco Mitbewerber Darco Mitbewerber


Wechselbelastun

g in Nmm


MTPI 38 15 33 22 0,0162 MTPV -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ DI 11 6 11 6 0,0443 DV 24 36 22 27 0,0932

Impu

lsbetrag in

Nmm%


MTPI 2517 3155 1452 1679 0,0170 MTPV 1969 2860 903 1294 0,0055 DI 4387 4500 2162 1928 0,7739 DV 1565 1475 984 1092 0,6799










Tabelle 3: Übersichtstabelle für die Ergebnisse der fünf verglichenen Parameter und den T-Tests auf signifikante Unterschiede. Es sind jeweils die Mittel-werte und Standardabweichungen der Parameter über alle Versuchsper-sonen (N = 22) für den DARCO Relief Dual® und das Mitbewerbermodell für alle Messstellen dargestellt.


In Abbildung 16 sind die Mittelwerte des maximal aufge-tretenen Plantarflexionsmoments bei beiden Schuhbedin-gungen aufgetragen. Das Plantarflexionsmoment ist an den Messstellen: Ferse und MTP I bei dem DARCO Relief Dual® signifikant höher als bei dem Mitbewerbermodell. Bei den übrigen Messstellen besteht kein signifikanter Unterschied bezüglich des Plantarflexionsmoments zwischen den Schuh-bedingungen.

Die Mittelwerte der maximal aufgetretenen Dorsalexten-sionsmomente an MTP I und MTP V sind beim Mitbewerber-modell signifikant höher als bei dem DARCO Relief Dual®. Bei den restlichen Messstellen liegt kein signifikanter Unter-schied bezüglich der Dorsalextensionsmomente vor (siehe Abbildung 17).

Abbildung 16: Vergleich des maximal aufgetretenen Plantarflexionsmoments (Nmm), gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbe-dingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p<0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klam-mer“ markiert.

Abbildung 17: Vergleich des maximal aufgetretenen Dorsalextensionsmoments (Nmm), gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbe-dingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p < 0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klam-mer“ markiert.

Abbildung 18: Vergleich der Range (Nmm), gemittelt über die Versuchspersonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante (p < 0,05) Unterscheidungen nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert.

In Abbildung 18 sind die Mittelwerte und Standardabwei-chungen der Range für die verschiedenen Schuhbedingun-gen und Messstellen aufgetragen. Lediglich an der Mess-stelle MTP V liegt ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Schuhbedingungen vor. Die Range ist hier beim Mitbewerbermodell höher als bei dem DARCO Relief Dual®. An den restlichen Messstellen konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Schuhbedingungen festgestellt werden.


In Abbildung 19 sind die Mittelwerte und Standardab-weichungen der Wechselbelastung bei beiden Schuhbe-dingungen aufgetragen. Die Wechselbelastung ist an den Messstellen Ferse, MTP I und D I bei dem DARCO Relief Dual® signifikant höher als bei dem Mitbewerbermodell. Bei der Messstelle MTP V konnte aufgrund fehlender Plantarflexion keine Wechselbelastung bestimmt werden. An der Mess-stelle D V liegt kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Schuhbedingungen vor.

Abbildung 19: Vergleich der Wechselbelastung (%), gemittelt über die Versuchsper-sonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert. Für MTP V lag keine Wechselbelastung vor.

Abbildung 20: Vergleich des Impulsbetrags (Nmm), gemittelt über die Versuchsper-sonen (N = 22) bei beiden Schuhbedingungen für die fünf Messstellen (Ferse, MTP I, MTP V, D I, D V). Die Standardabweichung ist als Whisker am Säulendiagramm aufgetragen. Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert.

In Abbildung 20 sind die Mittelwerte und Standardabwei-chungen des Impulsbetrags beider Schuhbedingungen für alle fünf Messstellen aufgetragen. An den Messstellen MTP I und MTP V ist der Impulsbetrag bei dem Mitbewerbermodell signifikant höher als bei dem DARCO Relief Dual®. An den restlichen Messstellen liegen keine signifikanten Unterschie-de vor (siehe Abbildung 20).

4.2 Druckdaten

In dem Diagramm in Abbildung 21 sind die Ergebnisse der Druckmessung dargestellt. Es sollte überprüft werden, ob die Fußteilentlastungsschuhe einen dauerhaften Kontakt zwischen Fuß und Schuh während des gesamten Gangzyk-lus gewährleisten. Dazu wurden die Fußregionen Vor- und Rückfuß getrennt voneinander betrachtet. Es wurde nur die versorgte Seite ausgewertet (rechter Fuß).

Für einen direkten Vergleich zwischen den beiden Schuhbe-dingungen sind die Mittelwerte und Standardabweichungen in einem Säulendiagramm gegenüber den Schuhbedingun-gen aufgetragen. Die Ergebnisse des T-Tests zeigen, dass zwischen den beiden Schuhbedingungen sowohl im Vorfuß- als auch im Rückfuß-Bereich kein signifikanter Unterschied bei dem Kontaktgrad Fuß zu Schuh besteht. Für weitere Informationen befinden sich im Anhang in Tabelle 4 die vollständigen Messwerte.

Abbildung 21: Kontaktzeit zwischen Fußareal (Vorfuß, Rückfuß) und Schuh auf der versorgten Seite in % Gangzyklus (N = 22). 100 % entsprechen einem Kontakt über den gesamten Gangzyklus. Signifikante Unterscheidungen (p < 0,05) nach T-Test sind mit „* - Klammer“ markiert.

4.3 Befragung

In Abbildung 22 sind die gemittelten Ergebnisse der Ver-suchspersonenbefragung in einer Skala von 0 % bis 100 % aufgetragen. Jede Versuchsperson wurde aufgefordert, am Ende der Messung auf einer Skala wie in Abbildung 22 ein Kreuz in die Richtung des Schuhs zu machen, den sie als angenehmer empfand und bevorzugen würde. Bei einer Be-wertung von 50 % wären beide Schuhe als gleich angenehm empfunden worden. Das Kreuz auf der Skala in Abbildung 22


entspricht der gemittelten Bewertung aller 22 Versuchsper-sonen und tendiert mit einer Position bei 46 % leicht zu dem DARCO Relief Dual®. Es konnte aber kein signifikanter (p < 0,05) Unterschied zwischen den beiden Fußteilentlas-tungsschuhen festgestellt werden. Insgesamt fanden 12 Versuchspersonen den Fußteilentlastungsschuh Relief Dual® von DARCO angenehmer und 10 Versuchspersonen bevor-zugten das Mitbewerbermodell. Zusammenfassend betrach-tet gibt es keine signifikante Bevorzugung eines der beiden Fußteilentlastungsschuhe durch die Versuchspersonen. Aus den Bemerkungen der Probanden ging hervor, dass ein Teil der Versuchspersonen die umschließende Eigenschaft des Mitbewerbermodells bevorzugt, der andere Teil die offene Ausführung des DARCO Relief Dual®.

DARCO Relief Dual® Mitbewerbermodell

Abbildung 22: Das Kreuz entspricht der gemittelten Bewertung der Fußteilentlastungs-schuhe durch die Versuchspersonen bzgl. der Frage: „Welchen Schuh fanden Sie angenehmer?“. Die Markierung sollte in die Richtung des bevorzugten Schuhs gesetzt werden. Insgesamt fanden 12 Versuchsper-sonen den DARCO Relief Dual® angenehmer und 10 bevorzugten das Mitbewerbermodell.

5 DiskussionDas Ziel dieser Studie ist, die Auswirkungen des Fußteilent-lastungsschuhs „Relief Dual®“ der Firma DARCO (Europe) GmbH auf die Belastungen, die am Fuß beim Gehen auftre-ten, zu untersuchen. Als Referenz dient ein vergleichbares Mitbewerbermodell, das bereits eine Hilfsmittelnummer entsprechend (31.03.03.5055 Post-OP-Schuh (Fußteilent-lastungsschuh)) besitzt. Bei dieser Untersuchung stehen besonders die Funktionseinschränkung und der Grad der Vorfußentlastung im Mittelpunkt. Um eine Aussage zu den besprochenen Punkten machen zu können wurden die Biege- und Torsionsbelastungen mit einem „betois“-Messsystem aufgezeichnet. Zusätzlich ist die sichere Fixierung des Fuß-teilentlastungsschuhs an der Auftrittsfläche des Fußes von besonderer Bedeutung. Dazu wurde eine Druckverteilungs-messung an dem versorgten Fuß durchgeführt.

Die Ergebnisse der „betois“-Messung zeigen, dass die Belastungen bei den beiden untersuchten Schuhbedingun-gen ähnlich sind, der DARCO Relief Dual® aber einen Vorteil durch ein reduziertes Dorsalextensionsmoment an MTP I und MTP V aufweist. Besonders aussagekräftig sind hier die Verläufe der Biegemomente an den verschiedenen Mess-stellen, die im Folgenden diskutiert werden. Unterschiede zwischen den beiden Schuhbedingungen treten vornehm-lich an der Ferse und den Messstellen MTP I und MTP V auf, an den Messstellen D I und D V sind die Belastungsverläufe

bei beiden Schuhen vergleichbar. An der Ferse tritt bei dem DARCO Relief Dual® ein zusätzliches, wenn auch eher gerin-ges Plantarflexionsmoment auf. Außerdem fällt an dieser Messstelle das Dorsalextensionsmoment leicht höher aus. Für die generelle Fragestellung zur Funktionseinschränkung und dem Grad der Vorfußentlastung spielt die Biegebelas-tung an der Ferse aber eine untergeordnete Rolle. Bedeu-tender ist hierfür der Verlauf der Biegebelastung an den Messstellen MTP I und MTP V. Bei beiden Messstellen fällt das Dorsalextensionsmoment bei dem DARCO Relief Dual® deutlich geringer als bei dem Mitbewerbermodell aus, was auf eine bessere Funktionseinschränkung und eine erhöhte Vorfußentlastung schließen lässt. Das an MTP I verstärkt auftretende Plantarflexionsmoment spielt im Vergleich zum reduzierten Dorsalextensionsmoment eine eher untergeord-nete Rolle, da der höchste Grad der Belastung im Vorfuß-stand während der terminalen Standphase, widergespiegelt durch die Dorsalextension, auftritt. Der positive Effekt eines reduzierten Dorsalextensionsmomentes an dieser Stelle hebt also den negativen Effekt durch ein zusätzlich auftre-tendes Plantarflexionsmoment deutlich auf. An der Mess-stelle MTP V kann lediglich ein verringertes Dorsalextensi-onsmoment und kein zusätzliches Plantarflexionsmoment verzeichnet werden, was auf eine bessere Vorfußentlastung bei dem DARCO Relief Dual® schließen lässt.

Die Interpretation der Torsionsmomentenverläufe lässt vor allem Schlüsse über das Gangbild der jeweiligen Versuchs-person zu, die Aussagekraft zu der Auswirkung der beiden Schuhbedingungen ist relativ gering. Das wird auch durch die hohen Standardabweichungen deutlich, die eine Inter-pretation bezüglich der auftretenden Belastungen erschwe-ren.

Die in Kapitel 3.2.1 vorgestellten Einzelparameter werden im Folgenden für jede Messstelle zusammengefasst interpre-tiert. Die Einzelparameter an der Ferse sind für die Fragestel-lung, die den Vorfuß betrifft, nicht relevant und werden hier nicht näher diskutiert. Bei den Messstellen MTP I und MTP V unterscheiden sich die belastungsrelevanten Einzelparame-ter in sieben von neun Fällen signifikant. Der DARCO Relief Dual® weist bei fünf Einzelparametern einen erhöhten Grad der Vorfußentlastung beim Gehen auf, das Mitbewerber-modell führt bei zwei Einzelparametern zu einer geringeren Vorfußbelastung. Ein Einzelparameter (Wechselbelastung) konnte aufgrund von fehlender Plantarflexion nicht berech-net werden (siehe Kapitel 4.1.2). Bei dem DARCO Relief Dual® sind die maximalen Dorsalextensionsmomente an MTP I und MTP V, die Range an MTP V und der Impulsbetrag an MTP I und MTP V signifikant geringer als bei dem Mitbewer-bermodell. Das Mitbewerbermodell weist eine geringere ma-ximale Plantarflexion und Wechselbelastung an MTP I auf.

Bei den Messstellen D I und D V gibt es nur in einem von zehn Fällen eine höhere Vorfußentlastung bei der Wech-selbelastung an D I für das Mitbewerbermodell. Bei den restlichen belastungsrelevanten Einzelparametern an diesen Messstellen führen beide Fußteilentlastungsschuhe zu der


gleichen Funktionseinschränkung und Vorfußentlastung. Die leicht reduzierte Vorfußentlastung durch geringere Wech-selbelastungen bei dem Mitbewerbermodell sind auf die zusätzlich auftretende Plantarflexion am DARCO Relief Dual® zurückzuführen. Da aber die maximale Dorsalextension und der Impulsbetrag bei dem DARCO Relief Dual® signifikant geringer ausfallen als beim Mitbewerbermodell kann davon ausgegangen werden, dass der DARCO Relief Dual® einen gleichen bzw. teilweise höheren Grad der Vorfußentlastung gewährleistet.

Die Ergebnisse der Druckverteilungsmessung zur Ermittlung des Kontaktgrades zwischen Fuß und Schuh zeigen keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Schuhbe-dingungen. Im Vorfußbereich gewähren beide Fußteilent-lastungsschuhe einen Kontakt zwischen Fuß und Schuh über nahezu 100 % des Gangzyklus mit nur sehr geringen Varianzen zwischen den Probanden. Im Rückfußbereich ist der Kontaktgrad zwischen Fuß und Schuh mit über 80 % auch relativ groß. Für diesen Bereich liegen aber höhere Standardabweichungen vor, die auf eine große Streuung der Messwerte hindeuten. Aufgrund des hohen Kontaktgrades, wird bei beiden Schuhbedingungen eine sichere Fixierung des Fußes an der Auftrittsfläche des Schuhs gewährleistet.

Bei der Befragung der Versuchspersonen hinsichtlich des Komforts gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Schuhbedingungen. Am häufigsten wurde beim DARCO Relief Dual® die offene Ausführung positiv erwähnt. Das Mitbewerbermodell wurde teilweise als stickig und zu warm empfunden aber teilweise wurde dessen geschlos-sene Form positiv gewertet.

IV Literaturverzeichnis

Arndt, A., Ekenman, I., Westblad, P., Lundberg, A. (2002): Effects of fatigue and load variation on metatarsal deformation measured in vivo during barefoot walking. Journal of Biomechanics. 2002, 35, S. 621–628.

Dawin, N., Stief, T., Peikenkamp, K. (2013): Innensohlenmesssystem zur Bestimmung von Biege- und Torsionsmomenten im Schuh. Orthopädie-schuhtechnik - Medizin und Technik, 2013.

Stief, T., Peikenkamp, K. (2014): A new measurement system for determi-ning bending moments at the human foot during footwear conditions. Biomechanics Research Laboratory, University of Applied Science, Müns-ter, Germany.


V Anhang

V Anhang 34

V Anhang

Tabelle 4: Kontakt Fuß (Vorfuß und Rückfuß) zu Schuh während des Gangzyklus in Prozent für jede Versuchsperson inkl. Mittelwert und Standardabweichung über alle Versuchspersonen und Ergebnis des T-Tests auf signifikante Unterschiede zwischen den zwei Schuhbedingungen. Abkürzungen: DA = Darco, MB = Mitbewerber, re = rechts, li = links, VF = Vorfuß, RF = Rückfuß. Linke Seite = Messung im Adidas Samba.

Versuchsperson DA_li_t_VF MB_li_t_VF DA_re_t_VF MB_re_t_VF DA_li_t_RF MB_li_t_RF DA_re_t_RF MB_re_t_RF

40 99% 100% 100% 100% 100% 100% 88% 52% 44 100% 100% 100% 100% 100% 100% 88% 97% 220 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 2201 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 2202 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 2203 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 2204 100% 100% 100% 100% 100% 100% 88% 82% 2205 100% 100% 100% 100% 100% 100% 89% 100% 2206 100% 100% 100% 100% 81% 98% 70% 96% 2207 73% 68% 92% 95% 57% 100% 63% 57% 2208 100% 100% 100% 100% 100% 100% 53% 77% 2209 100% 100% 100% 100% 100% 100% 72% 98% 2210 100% 100% 100% 100% 69% 67% 55% 91% 2211 100% 100% 100% 100% 99% 100% 83% 94% 2212 100% 100% 100% 100% 100% 100% 72% 100% 2213 100% 100% 100% 100% 99% 99% 100% 100% 2214 99% 100% 100% 100% 96% 89% 81% 80% 2215 100% 100% 100% 100% 83% 92% 85% 96% 2216 90% 77% 100% 100% 100% 100% 51% 54% 2217 100% 100% 100% 100% 99% 92% 83% 56% 2218 100% 100% 100% 100% 100% 100% 74% 74% 2219 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Mittelwert 98% 98% 100% 100% 95% 97% 82% 87% Standardabw. 6% 8% 2% 1% 12% 7% 16% 17%

T-‐Test, p-‐Wert 0,264 0,307 0,272 0,165

Tabelle 4: Kontakt Fuß (Vorfuß und Rückfuß) zu Schuh während des Gangzyklus in Prozent für jede Versuchsperson inkl. Mittelwert und Standardabwei-chung über alle Versuchspersonen und Ergebnis des T-Tests auf signi-fikante Unterschiede zwischen den zwei Schuhbedingungen. Abkürzun-gen: DA = DARCO, MB = Mitbewerber, re = rechts, li = links, VF = Vorfuß, RF = Rückfuß. Linke Seite = Messung im Adidas Samba.


V Anhang 35

Abbildung 23: Verwendete Probandeninformation und Einverständniserklärung.

!

Betois! ! !1!

Probandeninformation--und-Einverständniserklärung!-

Sehr!geehrte!Probandin,!sehr!geehrter!Proband,!

!

im! Folgenden!möchte! ich! Sie! über! den! Ablauf! der!Messungen! im! Rahmen! unserer! Studie! zum!Vergleich!von!Fußteilentlastungsschuhen!informieren.!Im!Anschluss!haben!Sie!die!Möglichkeit!sich!für!oder!gegen!eine!freiwillige!Teilnahme!an!der!Studie!zu!entscheiden.!

!

In! dieser! Studie! sollen! die! Effekte! von! zwei! verschiedenen! Fußteilentlastungsschuhen! auf! die!Belastungen,! die! beim! Gehen! am! Fuß! auftreten,! verglichen! werden.! Dazu! werden! mit! zwei!unterschiedlichen! Messsystemen! Daten! über! die! Druckverteilung,! BiegeK! und!Torsionsbelastungen!am!Fuß!beim!Gehen!mit!dem!jeweiligen!Fußteilentlastungsschuh!erfasst.!!Bei!den!Messungen!werden!die!Messsohlen!nacheinander!in!die!Fußteilentlastungsschuhe!eingelegt,!um!die!Belastungen!direkt!am!Fuß!abgreifen!zu!können.!Sie!als!Proband!werden!gebeten,!mit!den!verschiedenen! Schuhen! in! einer! angenehmen! Geschwindigkeit! eine! gewisse! Strecke! auf! einem!Laufband!zu!gehen.!Die!Messsohlen!zeichnen!hierbei!die!relevanten!Daten!auf.!Zu!Beginn!werden!sie! jeweils!eine!gewisse!Einlaufzeit!haben,!um!sich!an!Schuh!und!Messsohle!zu!gewöhnen.!Bitte!beachten! Sie,! dass! bei! der! Messung! nicht! Sie! und! Ihre! Bewegungsabläufe! beurteilt! werden,!sondern! die! Eigenschaften! der! verschiedenen! Schuhe! aufgezeichnet! werden! sollen.! Sollten! die!Schuhe! Schmerzen! oder! Probleme! verursachen! (z.B.! durch! zu! enges! Anliegen),! äußern! Sie! dies!bitte.!Die!Messung!kann!zu!jeder!Zeit!von!ihrer!Seite!aus!abgebrochen!werden.!

!

Alle! beim!Test! erhobenen!Daten!werden! gespeichert! und! sind!dem!Labor! für!Biomechanik! und!dem! BetoisKTeam! zugänglich.! Für! eventuelle! Veröffentlichungen! oder! die! Weitergabe! an! den!Auftraggeber! der! Studie! werden! die! Daten! anonymisiert.! Die! Daten! können! Ihnen! dann! also!keinesfalls!zugeordnet!werden.!Alle!Messungen!finden!im!Labor!für!Biomechanik!am!Bürgerkamp!3!in!Steinfurt!statt.!

!

Durch! Ihre! Unterschrift! bestätigen! Sie,! dass! Sie! über! den! Verlauf! der! Messungen! informiert!worden!sind!und!dass!Sie!freiwillig!an!der!Studie!teilnehmen!möchten.!Darüber!hinaus!bestätigen!Sie,!dass!Sie!mit!einer!anonymisierten!Veröffentlichung!und!Weitergabe!der!Messergebnisse!an!den! Auftraggeber! der! Studie! einverstanden! sind.! Diese! Einverständnisse! können! Sie! jederzeit!widerrufen.!

Des!Weiteren!bestätigen!Sie,!dass! Sie! keine! Informationen!über!den!Verlauf!der!Messungen!an!Dritte!weitergeben.!

!

!

!Name,!Vorname! Ort,!Datum! Unterschrift!

Abbildung 23: Verwendete Probandeninformation und Einverständniserklärung.


V Anhang 36

Abbildung 24: Erste Seite des verwendeten Fragebogens für die Persönlichen Daten und die Auf-nahme des Bewegungsausmaßes und der Medizinischen Vorgeschichte.

!

Betois! ! ! !1!

!

Fragebogen!Proband!

!

Probanden/Nr.:_____!

A)!Persönliche!Angaben:!

Name:! !

Vorname:! !

Anschrift:! !

Geburtstag:! !

Geschlecht:! männlich!!!!!!!!!!!!!!!weiblich!!

Größe![cm]:! ! Gewicht![kg]:! ! Schuhgröße:! !

Telefon:! !

Beruf:! !

Kontoverbindung:!!

!

B)!Vorgeschichte:!

Hatten!Sie!bereits!Verletzungen!oder!eine!Operation!an!den!unteren!Extremitäten!(Hüfte,!Knie,!insbesondere!Fuß)?!!!

!Haben!Sie!aktuell!Beschwerden!bzw.!Schmerzen!(Einschränkungen,!Druckstellen,…)?!Wenn!ja,!wo?!Haben!Sie!aktuell!Beschwerden!beim!Gehen?!!!

!Haben!Sie!orthopädische!Vorerkrankungen!bzw.!chronische!Erkrankungen!des!Bewegungsapparates!(z.B.!Arthrose,!Bandscheibenvorfall,!Bewegungseinschränkungen)?!!!!

!! !

Abbildung 24: Erste Seite des verwendeten Fragebogens für die persönlichen Daten und die Aufnahme des Bewegungsausmaßes und der medizinischen Vorgeschichte.


V Anhang 37

Abbildung 25: Zweite Seite des verwendeten Fragebogens für die Persönlichen Daten und die Auf-nahme des Bewegungsausmaßes und der Medizinischen Vorgeschichte.

!

Betois! ! ! !2!

!

!

Haben!Sie!Herz0Kreislauf0Erkrankungen?!Wenn!ja,!welche?!!!

!

Haben!Sie!Einschränkungen!in!der!Beweglichkeit!Ihres!Fußgelenkes?!!!!

!

C)!Sichtbefund!/!Bewegungsausmaße:!

Inspektion:!Sichtbare!Fehlstellung!der!Kniegelenkes!oder!der!Hüften?!!!

!

Inspektion:!Sichtbare!Anomalien!der!Füße!(Achsabweichungen,!Fußform…)?!!!!

Inspektion:!Größere!Auffälligkeiten!im!Gangbild?!!!!

Bewegungsausmaß!nach!Neutral0Null0Methode:!

Bewegung! rechts! links!OSG:!!Dorsalextension!/!Plantarflexion!!

! !

USG:!Inversion!/!!Eversion!!

! !

Fußbereich:!Supination!/!Pronation!

! !

normale!Beweglichkeit:!MTP!I0V!PIP!I0V!DIP!I0V!

! !

!

Sonstige!Auffälligkeiten:!!!!

!

V Anhang 37

Abbildung 25: Zweite Seite des verwendeten Fragebogens für die Persönlichen Daten und die Auf-nahme des Bewegungsausmaßes und der Medizinischen Vorgeschichte.

!

Betois! ! ! !2!

!

!

Haben!Sie!Herz0Kreislauf0Erkrankungen?!Wenn!ja,!welche?!!!

!

Haben!Sie!Einschränkungen!in!der!Beweglichkeit!Ihres!Fußgelenkes?!!!!

!

C)!Sichtbefund!/!Bewegungsausmaße:!

Inspektion:!Sichtbare!Fehlstellung!der!Kniegelenkes!oder!der!Hüften?!!!

!

Inspektion:!Sichtbare!Anomalien!der!Füße!(Achsabweichungen,!Fußform…)?!!!!

Inspektion:!Größere!Auffälligkeiten!im!Gangbild?!!!!

Bewegungsausmaß!nach!Neutral0Null0Methode:!

Bewegung! rechts! links!OSG:!!Dorsalextension!/!Plantarflexion!!

! !

USG:!Inversion!/!!Eversion!!

! !

Fußbereich:!Supination!/!Pronation!

! !

normale!Beweglichkeit:!MTP!I0V!PIP!I0V!DIP!I0V!

! !

!

Sonstige!Auffälligkeiten:!!!!

!

Abbildung 25: Zweite Seite des verwendeten Fragebogens für die persönlichen Daten und die Aufnahme des Bewegungsausmaßes und der medizinischen Vorgeschichte.


V Anhang 38

Abbildung 26: Verwendetes Messprotokoll und Fragebogen zur Bevorzugung der Fußteilentlas-tungsschuhe durch die Probanden.

Messprotokoll

Name: Probandenkürzel:

gewählte Geschwindigkeit: Messdatum:

Fußteilent-lastungsschuh

Messsystem, B/D

Geschwindigkeit Dateiname Besonderheiten / Bemerkung

Anmerkungen:

Zusätzliche Fragen, zum subjektiven Empfinden:

Grauer&Schuh&angenehmer&

Schwarzer&Schuh&angenehmer&

In&welchem&Schuh&fanden&Sie&es&angenehmer&zu&laufen?&Bitte&machen&Sie&eine&Markierung&auf&der&Skala&in&die&Richtung&des&Schuhs,&mit&dem&Sie&angenehmer&laufen&konnten.

Grauer&Schuh

Wenn&Sie&wählen&müssten,&für&welchen&Schuh&würden&Sie&sich&entscheiden?

Schwarzer&Schuh

Abbildung 26: Verwendetes Messprotokoll und Fragebogen zur Bevorzugung der Fußteilentlastungsschuhe durch die Probanden.

Documents

Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual ... · Biomechanische Vergleichsstudie zum Relief Dual Fußteilentlastungsschuh 4 1 Zusammenfassung In dieser Studie wurde der DARCO