Das Ziel dieses Untersuchungsteils war es, die maximale isometrische Kraft der Knieextensoren und Knieflexoren nach den zwei Operationsverfahren der VKB-Rekonstruktion zu vergleichen.
Kniegelenk sind bislang wenig systematisch untersucht worden. Dies gilt besonders für die Funktionsfähigkeit von Gelenksystemen zu einem Zeitpunkt, an dem die ver-letzte Extremität in Alltag und Sport wieder genutzt wird.
Zur Erfassung möglicher persistenter Kraftdefizite wurden die Versuchspersonen isometrischen Maximalkraftmessungen unterzogen.
Zur isolierten Erfassung der Kraft des M.quadriceps femoris und der ischiocruralen Muskulatur wurden Messungen mittels Kraftmessaufnehmer (Universal Dynamome-ter) in der offenen kinetischen Kette durchgeführt. Um hohe Belastungen bzw. Sub-luxationstendenzen während der Kraftmessung zu verhindern, wurde eine Kniewin-kelstellung von 900 gewählt (YASUDA et al.1987, PALMITIER et al.1991). Vor den Versuchen wurden Goniometer, welche in Orthesen der Firma Donjoy integriert sind an den Kniegelenken der Extremitäten angebracht. Es erfolgte für jeden Patienten eine Justierung des Goniometers, sodass Kniewinkel und Goniometer übereinstimm-ten. Durch die Goniometer war somit die Einhaltung des 900 Winkels gewährleistet.
Einschränkungen der Aktivierbarkeit der Muskulatur sind bei dieser Winkelstellung nicht zu erwarten (HASLER et al.1994). Die Probanden befanden sich in aufrechter Sitzposition auf einer Untersuchungsliege. Die aufrechte Oberkörperhaltung mit den verschränkten Armen verhinderte Ausweichbewegungen während der Kraftmessun-gen. Die Unterschenkel der Probanden hingen in einem Winkel von 900 an der Vor-derkante der Liege herab. Zur Vermeidung von schmerzhaften Empfindungen und Druckstellen während der Kraftmessung wurde der Oberschenkel proximal mit einem Schaumstoffpolster unterlagert. Der herabhängende Unterschenkel wurde am dista-len Ende proximal der Malleodista-lengabel in einer schaumstoffgepolsterten Lederman-schette fixiert, die über ein nicht dehnbares Stahlseil mit einem auf dem Boden befe-stigtem Kraftmessaufnehmer verbunden ist. Die Positionen werden in den Abbildun-gen 28 u. 29 dargestellt.
Vor Beginn der Kraftmessungen der einzelnen Probanden wurde der Kraftmessauf-nehmer jeweils mit einem Gewicht von 20 kg geeicht. Nach Befestigung der Man-schette am Unterschenkel wurden mögliche Offsetverschiebungen durch passiv er-zeugten Druck des Unterschenkels gegen die Manschette durch Nachjustierungen am Messverstärker korrigiert.
Bestimmt wurde die statische Maximalkraft von Beugern und Streckern des Kniege-lenkes im Liegen bei definierter Winkelstellung (900), kontrolliert durch ein Goniome-ter.
Nach einer fünfminütigen Erwärmung auf einem Fahrradergometer bei einer Bela-stung von 100 Watt nahmen die Probanden die Untersuchungsposition ein und führ-ten daraufhin drei fünfsekündige maximale Kontraktionen gegen den Widerstand der Manschette durch. Zwischen den Kontraktionen lagen jeweils zwei Minuten Pause.
Das Kommando zum Beginn der Kontraktion lautet „Achtung, Fertig, Los“. Bei „Fer-tig“ wurde am PC jeweils der Messdateneinzug gestartet. Es wurde eine 10 sek.
Kraftmessung durchgeführt. Diese Messung erfolgte für jedes Bein dreimal. Die be-ste Messung wurde zur weiteren Verarbeitung ausgewählt. Aus den gemessenen Daten wurden 2 Sekunden bestimmt, in denen die höchsten Kraftwerte erreicht wur-den. Diese Kraftwerte wurden gemittelt.
Angaben zur Reliabilität von Maximalkraftmessungen in der offenen kinetischen Ket-te werden von KUES et al.1992 gemacht. Dabei wurde in einem Test-ReKet-test Design Reliabilitätskoeffizienten von .90 £ r £ .94 ermittelt.
Die bei PFEIFER et al.(1996) durchgeführten Test-Retest-Untersuchungen bei Kraftmessungen in der offenen kinetischen Kette (n=20, Abstand der Messungen =3 Tage, Durchführung der Kraftmessung wie beschrieben) ergaben Reliabilitätskoeffi-zienten von r = .96 (p< .0.001). Ferner ist das Testgerät ist von einem professionellen Hersteller und wird nur zu diagnostischen Zwecken eingesetzt. Stichproben zeigten eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, so dass auf weitere (statistische) Re-liabilitätstest verzichtet werden kann.
Neben isometrischen Kraftmessungen finden sich in der Literatur auch isokinetische Drehmomentmessungen. Um diese miteinander vergleichen zu können, muss auch bei diesen Werten ein enger korrelativer Zusammenhang vorausgesetzt werden.
Dies ist besonders deshalb zu fordern, da die entwickelten Drehmomente bei Ge-sunden auf einer gemeinsamen Basiseigenschaft „muskuläre Fähigkeiten“ beruhen.
Die Zusammenhänge zwischen dynamischen und statischen Kraftmessungen sind laut HOLLMANN / HETTINGER mit ca. r=0,80 eng. Daher kann eine Grobbeurteilung der dynamischen Kraft aufgrund der leichteren Messung der maximalen statischer Kraft derselben vorgenommen werden.
Zusätzlich zu den Kraftwerten wurden zur Erfassung neuromuskulärer Parameter die Oberflächenelektromyogramme des M.rectus femoris, M.vastus lateralis, M.vastus medialis und der Hamstrings abgeleitet. Anschließend wurde die mittlere Amplitude des ausgewählten Einzelversuches ermittelt und über die Anzahl der Kontraktionen gemittelt. Der so erhaltene Mittelwert bildete den 100%-Wert der als Referenz zur Amplitudennormalisierung herangezogen wurde. Für die gesamte Untersuchung wurde der gemeinsame Muskelbauch als Platzierungsstelle für die Hamstringelektro-de gewählt. VerschieHamstringelektro-dene Studien (BRASK et al.1984, COOK et al.1992, GRYZLO et al.1994) stellten fest, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen medialem und lateralem Hamstring gibt. Demzufolge wurde auf eine separate EMG-Evaluation dieser beiden Anteile verzichtet.
Abb. 28 u. 29 : Darstellung der Kraftmessungen ( Knieflexoren und Knieextensoren) und der MVC- Messungen. Die Kniegelenkposition (900) wird durch das Goniometer gewährleistet.
1988,1989) bzw. der Standards der ISEK (WINTER et al.1980) wurden nach Entfet-tung der Haut und Entfernen bzw. Aufrauhen der Hornschicht mit Sandpapier bipola-re, selbstklebende Ag-AgCL Oberflächenelektroden in Verlaufsrichtung der Muskula-tur angebracht in einem Abstand von 2 cm angebracht (BASMAJIAN / DE LUCA 1985). Die Elektrodenlokalisation erfolgte in Anlehnung an ZIPP (1982) und GRE-GOIRE et al. (1984).
Tabelle 7 : Position der Oberflächenelektroden
Muskel Position der Elektroden
M. rectus femoris auf der Verbindungslinie zwischen Tro-chanter Major und Patella, bei ca. 1/3 der Gesamtstrecke unterhalb der Trochanter Major
M. vastus medialis auf der Verbindungslinie zwischen dem Articulatio genus (medial) und Spina ilia-ca anterior superior, bei ilia-ca. 1/5 der Ge-samtstrecke oberhalb des Articulatio ge-nus
M. vastus lateralis lateral der Verbindungslinie zwischen Ar-ticulatio genus (lateral) und Spina iliaca anterior superior, bei ca. 2/5 der Ge-samtstrecke oberhalb des Articulatio ge-nus
Hamstrings In der Mitte der Verbindungslinie
zwi-schen Epicondylus med./lat. und Tuber ischiadicum
Alle Potentialschwankungen, die von den Elektroden registriert werden, werden über eine Referenzelektrode verglichen. Sie wurde an der Tibiakante angebracht, an der keine oder nur wenig muskuläre Aktivität erwartet wird. Um unnötiges Wackeln oder Schlagen von Kabeln zu vermeiden, wurde auf eine gute Fixierung mit Tape und Bandagen geachtet. Bei den Bewegungsstudien war gewährleistet, das natürliche Bewegungsmuster nicht beeinflusst oder behindert wurden. Des weiteren wurde vor den Testausführungen die Signalgüte überprüft. Durch Muskelfunktionstests (VON OW 1987) wurde getestet, ob sich die angebrachten Elektroden an Orten befinden, die für die Aufnahme von EMG-Signalen geeignet sind. Auch kann dadurch getestet werden, in welchem Mass Signale benachbarter Muskeln („Cross talk“) mit aufge-zeichnet werden (WINTER). Die Artefakt-Empfänglichkeitsstabilität der Signale in Hinblick auf Bewegungsartefakte wurde durch passives Bewegen der Extremitäten kontrolliert. Ferner wurde überprüft, inwiefern Kabelbewegungen Störungen bedin-gen. In beiden Fällen wurde auf eine synchrone Nulllinienschwankung im Roh-EMG geachtet (ZIPP 1989).
Die in dieser Untersuchung bei den statischen Testverfahren erhobenen Signalen wurden mit Hilfe der Software SolEasy gleichgerichtet und anschließend über einen definierten Zeitraum gemittelt. So erhält man für diesen Zeitraum einen Wert für die
„mittlere Amplitude“ des Signals (LAURIG1983) oder „mean EMG“ (WINTER 1980) oder ARV („averaged rectified voltage“) (KNAFLITZ 1992) mit der Einheit Volt. Dieser
Wert repräsentiert das mittlere Erregungsausmass über den betrachteten Zeitraum.
Der so erhaltene Mittelwert bildet den 100%-Wert der als Referenz zur Amplituden-normalisierung herangezogen wird.
Alle Messgeräte (Goniometer, Elektroden) wurden für den ersten Test (Maximal-kraftmessung) sorgfältig angebracht und ausreichend fixiert. Alle weiteren folgenden Tests erfolgten mit den gleichen Einstellungen (Goniometer – Nullstellung, Elektro-denplazierung).