• Keine Ergebnisse gefunden

Kinematische Analyse des Bewegungsablaufes bei Pferden mit Gliedmaßenfehlstellungen und deren Behandlung durch Beschlagskorrekturen

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Aktie "Kinematische Analyse des Bewegungsablaufes bei Pferden mit Gliedmaßenfehlstellungen und deren Behandlung durch Beschlagskorrekturen"

Copied!
248
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

Kinematische Analyse des Bewegungsablaufes bei Pferden mit Gliedmaßenfehlstellungen und deren Behandlung

durch Beschlagskorrekturen

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von Isabelle Corbin

aus Strasbourg (Frankreich)

Hannover 2004

(2)

1. Gutachter : Univ.-Prof. Dr. P. Stadler

2. Gutachter : Univ.-Prof. Dr. Dr. Dr. h.c. F. Ellendorff

Tag der mündlichen Prüfung : 22. November 2004

(3)

Meiner Familie und

Guido

(4)
(5)

INHALTSVERZEICHNIS

1. EINLEITUNG ...11

2. LITERATUR ...13

2.1 Stellungen und Gangarten des Pferdes... 13

2.1.1 Statische Beurteilung : Stellungen der Vorderhand...13

2.1.1.1 Regelmäßige Stellung in der Frontalebene ... 14

2.1.1.2 Unregelmäßige Stellungen in der Frontalebene ... 15

2.1.2 Dynamische Beurteilung : Gliedmaßenführung der Vorderhand ...20

2.1.2.1 Parameter der Bewegung... 21

2.1.2.2 Dynamische Konsequenzen der Gliedmaßenstellung ... 26

2.1.3 Folgeerkrankungen bei Gliedmaßenfehlstellungen...30

2.2 Kinematische Untersuchungen der Gangarten... 32

2.2.1 Die Einsatzbereiche der kinematischen Untersuchungen ...32

2.2.1.1 In vitro Analyse ... 32

2.2.1.2 In vivo Analyse ... 33

2.2.2 Verschiedene kinematische Analyseverfahren...37

2.2.2.1 Videographische Systeme ... 38

2.2.2.2 Optoelektronische Systeme... 43

2.2.2.3 Elektrogoniometrische Systeme ... 44

2.2.2.4 Accelerometrische Systeme ... 44

2.2.3 Ergebnisse der Kinematik...45

2.2.3.1 Kinematischen Parameter ... 45

2.2.3.2 Kinematischen Parameter des Schrittes... 45

2.2.3.3 Einfluss des Exterieurs auf die Bewegungsparameter ... 56

2.3 Hufzubereitung und Beschlag... 59

2.3.1 Grundsätze der Hufzubereitung und des Beschlages...59

2.3.1.1 Theorien der Hufzubereitung ... 59

2.3.1.2 Theorien des Hufbeschlags ... 64

2.3.2 Schmiedemaßnahmen bei Fehlstellungen und unregelmäßigen Hufformen ...65

2.3.2.1 Bei bodeneng-zehenenger Stellung ... 65

2.3.2.2 Bei bodeneng-zehenweiter Stellung ... 66

2.3.2.3 Bei bodenweit-zehenweiter Stellung... 66

2.3.2.4 Bei bodenweit-zehenenger Stellung ... 67

2.3.2.5 Bei Valgus- bzw. Varusstellung im Karpus ... 67

2.3.3 Kinematische Untersuchungen der Schmiedemaßnahmen...67

2.3.3.1 Einfluss eines „normalen“ Beschlags auf die kinematischen Parameter 67 2.3.3.2 Einfluss der dorso-palmaren Imbalance auf die Bewegung... 69

2.3.3.3 Einfluss der medio-lateralen Imbalance auf die Bewegung ... 71

(6)

3. MATERIAL UND METHODE ...73

3.1 Material ... 73

3.1.1 Probandengut ...73

3.1.2 Laufband ...75

3.1.3 Kameras ...75

3.1.4 Hardware und Software...76

3.2 Methodik I : Untersuchungsablauf ... 76

3.2.1 Beurteilung der Stellung ...76

3.2.2 Gewöhnung an das Laufband...77

3.2.3 Videoaufnahmen...78

3.2.4 Schmiedemaßnahmen...78

3.3 Methodik II : Bewegungsanalyse... 79

3.3.1 Marker...79

3.3.2 Hochfrequenzkamera ...82

3.3.3 Beleuchtung...82

3.3.4 Videoaufnahmen...82

3.3.5 Bewegungsanalyse Software ...84

3.3.6 Excel Bearbeitung ...86

3.4 Methodik III : Besondere Computerberechnungen... 86

3.4.1 Vorbereitung der Daten...89

3.4.2 Berechnung der Fußungsart und dessen Zeitpunkt...90

3.4.3 Berechnung des Endes des Abrollens ...92

3.4.4 Darstellung der Gliedmaßenführung ...94

3.5 Methodik IV : Reproduzierbarkeit der Analyseergebnisse... 100

3.6 Methodik V : Statistische Auswertung... 100

3.6.1 Deskriptive Statistik ...100

3.6.2 Wilcoxon, Kruskal-Wallis Test...101

3.6.3 Logistische Regression ...101

3.6.4 Chi Quadrat Test...101

3.6.5 Signifikanzstufen ...102

4. ERGEBNISSE ...103

4.1 Untersuchungsprotokolle ... 103

4.1.1 Stellung der Vordergliedmaßen...103

4.1.2 Hufform...107

4.1.3 Schmiedemaßnahmen...109

(7)

4.1.4 Computergestützte Bewegungsanalyse...109

4.2 Reproduzierbarkeit der Methode... 113

4.2.1 Positionierung der Marker ...113

4.2.2 Computergestützte Berechnungen ...113

4.2.2.1 Fußungsart ... 113

4.2.2.2 Gliedmaßenführung... 115

4.3 Fußung ... 117

4.3.1 Computergestützte Berechnungen der Bodenberührung...117

4.3.2 Einfluss der Gliedmaßenstellung auf die Fußung ...118

4.3.3 Einfluss der Schmiedemaßnahmen auf die Fußung...118

4.4 Gliedmaßenführung... 120

4.4.1 Video Zeitlupenanalyse...120

4.4.2 Computergestützte Bewegungsanalyse...122

4.4.2.1 Anzahl der Bögen in der Bewegungskurve einer Hangbeinphase... 123

4.4.2.2 Richtung der Gliedmaßenführung... 125

4.4.2.3 Zeitparameter der maximalen lateralen/medialen Abweichung der Gliedmaßenführung... 128

4.4.2.4 Größe der maximalen lateralen/medialen Abweichung der Gliedmaßenführung... 129

4.4.3 Einfluss der Gliedmaßenstellung auf die Gliedmaßenführung...132

4.4.3.1 Anzahl der geführten Bögen ... 132

4.4.3.2 Richtung der maximalen lateralen/medialen Abweichung der Gliedmaßenführung... 132

4.4.3.3 Größe der maximalen lateralen/medialen Abweichung der Gliedmaßenführung... 135

4.5 Einfluss der Gliedmaßenführung auf die Fußung... 135

5. DISKUSSION ...136

6. ZUSAMMENFASSUNG ...155

7. SUMMARY ...158

8. LITERATURVERZEICHNIS ...161

9. ANHANG...194

(8)

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

∆t Zeitdifferenz 2D zwei-dimensional 3D drei-dimensional Abb. Abbildung

CODA-3 Cartesian Optoelectronic Dynamic Anthropometer evtl. eventuell

FEI Fédération Equestre Internationale FG Fesselgelenk

ggf. gegebenen Falls HG Hufgelenk

Hz Hertz

IR Infrarotlicht

Li links, bzw. Linke Gliedmaße m/s Meter pro Sekunde

MB Mega-Byte

Mc Metacarpus

NTSC National Television Standards Committee p Irrtumswahrscheinlichkeit

PAL Phase Alternating Line R2 Bestimmtheitsmaß Rad Radius

RAM Random Access Memory Re rechts, bzw. rechte Gliedmaße s.g. so genannte

SD Standardabweichung s-VHS super-Video Home System T1 erste Untersuchung

T2 zweite Untersuchung Tab. Tabelle

u.a. unter anderem

(9)

VBA visuell basic für Anwendungen z.B. zum Beispiel

z.T. zum Teil

(10)
(11)

1. EINLEITUNG

Die Lokomotion des Pferdes hat den Menschen schon seit der Antike fasziniert.

Dabei wurden bereits früher Zusammenhänge zwischen der Anatomie und den Bewegungsabläufen des Pferdes untersucht. Es hatten in früheren Zeiten, wie auch heute noch neben ästhetischen Beweggründen auch funktionelle Überlegungen für den Einsatz als Wagen-, Reit- oder Rennpferd eine Bedeutung. Heute spielt die Bewegungsanalyse in der Orthopädie des Pferdes und in der Hufbeschlagskunde weiterhin eine wichtige Rolle. Allerdings müssen sich Tierarzt und Hufschmied meistens auf die subjektive Beurteilung von Bewegungsabläufen verlassen, da die Bewegungsanalyse mit computergestützten Analyseverfahren zunächst noch auf bestimmte Forschungszentren begrenzt ist. Bei der Beurteilung der Vordergliedmaßen bei orthopädischen oder hufbeschlagstechnischen Fragestellungen ist die Betrachtung aus der Frontalebene vorrangig. Im Gegensatz zu Untersuchungen aus der seitlichen Perspektive liegen dazu jedoch wenig klinisch anwendbare Untersuchungsergebnisse vor.

Deshalb soll in der vorliegenden Arbeit das Analysesystem mit der Hochfrequenzkamera KODAK Motion Corder Analyser SR 500® (Fa. Mikromak, Erlangen, Deutschland) und der Software ProTrack® (Fa. Prophysics, Zürich – Schweiz) - ein im Vergleich zu anderen Systemen relativ kostengünstiges und anschauliches Untersuchungsverfahren - auf seine Anwendbarkeit beim Pferd überprüft werden. Gleichzeitig soll untersucht werden, ob alte Hypothesen zu Interaktionen zwischen Gliedmaßenstellung und -führung, bzw. -fußung in charakteristischer Weise zutreffen. Diese Frage hat sich aus der täglichen Zusammenarbeit zwischen Tierärzten und Hufschmieden gestellt, die oftmals eine Limitierung des menschlichen Auges zur exakten Beurteilung von Bewegungsabläufen beklagen. Da sogar Zeitlupenaufnahmen bei speziellen Problemen in der Bewegung unbefriedigende Antworten ergeben, stellte sich die Frage, ob eine computergestützte Bewegungsanalyse weitere Erkenntnisse ermöglicht. Langfristig wird von solchen Analysesystemen wie dem hier verwendeten und deren Weiterentwicklung erhofft, dass Informationen zu Bewegung gesunder und lahmer Pferde und über Einflüsse des Bodens, des Beschlages und eventuell

(12)

auch des Reiters gewonnen werden können. Ganz besonders muss der Einfluss des Hufbeschlages als unverzichtbarerer Bestandteil der Therapie von orthopädischen Erkrankungen zunächst beim gesunden Pferd mit bestimmten Gliedmaßenfehlstellungen erarbeitet werden.

Deshalb wird in der vorliegenden Arbeit mit dem Bewegungsanalyseprogramm ProTrack® (Fa. Prophysics, Zürich – Schweiz) nicht nur die Gliedmaßenführung und - fußung, sondern ein eventueller Einfluss von Hufkorrekturen und schmiedetechnischen Maßnahmen bei 28 Pferden in verschiedenen Stadien der Hufzubereitung über den Verlauf einer Beschlagsperiode untersucht.

(13)

2. LITERATUR

2.1 Stellungen und Gangarten des Pferdes

Wie bei allen Quadrupeden beteiligen sich auch beim Pferd die Vordergliedmaßen hauptsächlich bei der Steuerung, der Stütze sowie bei der Dämpfung von Erschütterungen während der Fortbewegung. Dagegen agieren die Hintergliedmaßen vorrangig beim Antrieb des Tieres (PRIETZ 1985, PORTE 1988, BARREY 1990, BACK et al. 1995a). So muss die Schultergliedmaße zwei entgegengesetzte Eigenschaften aufweisen. Zum einen muss sie eine stabile Säule sein, um den Körper ohne Müdigkeit zu stützen und zum zweiten soll sie dämpfend genug sein, um den Körper und dessen Innereien vor Erschütterungen zu schützen (PORTE 1988). Als Zehengänger ist dies Dank der Ausrichtung der proximalen und distalen Abschnitte der Gliedmaße möglich (PRIETZ 1985).

2.1.1 Statische Beurteilung : Stellungen der Vorderhand

LECOQ definierte schon 1876 die Stellung als die Richtung im Gesamten und in jeder einzelnen Region, welcher die Gliedmaßen folgen müssen, damit der Körper am kräftigsten unterstützt werden und gleichzeitig effektive Bewegungen vollbringen kann. Wenn ein Pferd eine gute Stellung hat, belastet es alle Teile seiner Gliedmaßen gleichmäßig (SCHWYTER 1928, RIEGEL u. HAKOLA 1999).

Zur Beurteilung der Stellung wird das Pferd auf einem harten ebenen Untergrund von der Ferne, von der Seite, von vorn und von hinten begutachtet. Die Untersuchung erfolgt zunächst in Ruhe bei geschlossener Stellung, danach in Bewegung. Um die Stellung beurteilen zu können, werden Hilfslinien, die senkrecht durch sichtbare anatomische Anhaltspunkte verlaufen herangezogen. Je nach Ursprung dieser Linien ändern sich die Referenzpunkte, dennoch verlaufen sie für eine Ebene alle parallel (GOUBAUX u. BARRIER 1884, STASHAK 1989, KLOTZ 1991, RUTHE et al. 1997).

Die Gliedmaßenstellung bezieht sich auf die Achse des Skeletts zwischen Buggelenk und Fesselkopf, während die Zehenstellung die Achse der Knochen zwischen

(14)

Fesselkopf und Boden definiert. Um die Hufform zu bestimmen, werden Hufwand, Trachten und Sohle beurteilt (RUTHE et al. 1997).

2.1.1.1 Regelmäßige Stellung in der Frontalebene

2.1.1.1.1 Regelmäßige Gliedmaßenstellung

Eine regelmäßige Stellung einer Vordergliedmaße liegt vor, wenn die Senkrechte, die aus dem Schultergelenk nach distal errichtet wird, die Gliedmaße in zwei gleichmäßige Partien teilt und am Boden die Mitte der Zehe trifft (ADAMS 1980). Karpus, Röhre und Fesselkopf liegen dann mittig auf dieser Linie und zeigen keine seitlichen Abweichungen der Gliedmaße. Radius und Metacarpus III stehen ebenfalls senkrecht übereinander. STASHAK (1989) ist der Ansicht, dass die Hufe nach vorne weisen müssen und dass der Abstand zwischen beiden Hufen derselbe sein sollte wie der Abstand zwischen beiden Gliedmaßen auf Höhe des Brustkorbes.

Für RUTHE et al. (1997) und PRIETZ (1985) sollte zwischen beiden Vorderhufen Platz für einen Huf derselben Größe sein. Pferde, bei denen die Senkrechte aus dem Schultergelenk die Mitte der Zehe trifft und bei denen zwischen den Hufen mehr als ein Huf der selben Größe Platz finden würde, werden als regelmäßig weit bezeichnet. Wenn weniger als ein Huf Platz hat, stehen die Pferde regelmäßig eng.

Ferner soll die axiale Ebene der Gliedmaße parallel zur medianen Ebene des Körpers verlaufen.

2.1.1.1.2 Regelmäßige Zehenstellung

Die Zehenstellung bezieht sich auf die Richtung des Fesselstandes und des Hufes. Die Beziehungen zwischen Metacarpus III und proximaler Phalanx, zwischen proximaler und mittlerer Phalanx sowie zwischen der mittleren und distalen Phalanx werden untersucht.

Bei einer regelmäßigen Zehenstellung soll der Fesselstand, von vorne gesehen, im gestreckten Verlauf der Gliedmaße stehen und nach vorne weisen. Der Huf passt zum Fesselstand, wenn die Halbierungslinie des Fesselgelenkes die Mitte der dorsalen Hufwand trifft. Diese führt palmar von der Verlängerung der Fesselachse durch die mittlere Strahlfurche bis zur dorsalen Hufwand (WOLFER 1948, RUTHE et

(15)

al. 1997). Von hinten gesehen ist die Zehenstellung regelmäßig, wenn die Linie, die auf der palmaren Seite der Oberflächlichen Beugesehne verläuft in die Ballengrube fällt und senkrecht zur Fußungsfläche liegt. Laterale und mediale Trachten sollen auf selber Höhe stehen. Die Zehe steht regelmäßig, wenn die laterale und mediale Seite des Hufes gleich hoch und symmetrisch sind (WILLIAMS und DEACON 2000) und der Huf in der axialen Ebene der Gliedmaße nach vorne zeigt.

2.1.1.1.3 Regelmäßige Hufform

Unter der Hufform versteht man den Umriss des Hufes von vorne, von der Seite und von der Sohlenfläche aus betrachtet. Sie entspricht ihrer knöchernen Grundlage, dem Hufbein (RUTHE et al. 1997).

Der Huf einer regelmäßig stehenden Vorderextremität ist niedriger und breiter als die Hinterhufe. Die Wände verlaufen gerade aber schräg zum Boden. Der Winkel des Hufes zum Boden beträgt 45° bis 50° an der Zehenspitze und streckt sich zur weitesten Stelle hin, um knapp dahinter fast 90° zu erreichen. Weiter nach palmar besteht eine geringgradige Neigung nach innen. Die laterale Seite kann etwas dicker und schräger sein als die mediale Seite (HOULIEZ 1995, RUTHE et al. 1997). Das Längenverhältnis zwischen der Zehenwand, Seitenwand und Trachtenwand soll 3:2:1 sein. Die Zehenwand und die Trachtenwand sollen parallel zueinander verlaufen (BALCH et al. 1995). Von der Seite gesehen weist der Kronsaum einen regelmäßigen Bogen von proximo-dorsal nach disto-caudal auf. Von vorne betrachtet hat der Kronsaum lateral und medial den selben Abstand zum Boden, axial ist er am höchsten. Die Sohlenfläche ist leicht konkav, bis zur weitesten Stelle rund und leicht oval zu den Trachten hin (RUTHE et al. 1997).

2.1.1.2 Unregelmäßige Stellungen in der Frontalebene

Die unregelmäßige Stellung der Gliedmaßen, auch Fehlstellung genannt, ist im ROCHE Lexikon der Medizin (2000) als eine „angeborene oder erworbene, bezüglich der Achse und / oder Konfiguration falsche Stellung (Torsion, Seiten- und Längendislokation) eines Knochen- oder Skelettabschnittes“ definiert. Die

(16)

Fehlstellung muss von einer Missbildung unterschieden werden (WIESNER u.

RIBBECK 2000).

2.1.1.2.1 Fehlstellung der Gliedmaßenachse

Die Schultergliedmaße kann vollständige oder partielle Abweichungen aufweisen.

Zu den vollständigen Deviationen gehören die bodenweite und die bodenenge Stellung. Bei der bodenweiten Stellung trifft die Senkrechte den Boden medial der Zehenspitze, die Gliedmaße ist gestreckt, divergiert aber von proximal nach distal (KLOTZ 1991, RUTHE et al. 1997). Dabei kann die Gliedmaße weiter nach vorne oder nach lateral zeigen. Im letzteren Fall liegt ab dem Schultergelenk eine Rotation nach außen vor. Bei der bodenengen Stellung sind die Verhältnisse umgekehrt.

Zu den partiellen Deviationen gehören die Valgus und Varus-Stellungen des Karpus sowie der Versatz der Metakarpalknochen nach lateral. Beim Carpus valgus oder X- Beinigkeit knickt das Vorderfußwurzelgelenk nach innen ein. Es wird oft von einer Außen-Rotation der Röhre, des Fesselgelenkes und der Zehe in verschiedenem Ausmaß begleitet. Beim Carpus varus oder der O-Beinigkeit sind die Verhältnisse umgekehrt. Beim lateralen Versatz der Metakarpalknochen ist die Röhre seitlich versetzt, so dass sie mit dem Radius keine senkrechte Linie mehr bildet (STASHAK, 1989).

2.1.1.2.2 Fehlstellung der Zehe

Es wird unterschieden, ob bei der Fehlstellung die gestreckte Zehenachse erhalten bleibt oder nicht.

Bei gestreckter Zehenachse liegt eine Drehung der gesamten Zehe oder der gesamten Gliedmaße nach lateral oder medial vor (ADAMS 1980). Der Huf passt zum Fesselstand. Die Zehe zeigt zur Seite der Rotation hin. Zeigt sie nach lateral steht das Pferd zehenweit, nach medial zeheneng.

Wenn die Zehenachse gebrochen ist, ist die Zehe nach lateral oder medial geknickt und / oder gedreht (BAUER 1938). Der Huf passt nicht mehr zum Fesselstand und kann unterschiedliche Formen annehmen. Von vorne gesehen, fällt die Halbierungslinie des Fesselstandes bei einer Abweichung nach innen auf die laterale

(17)

Zehe. Entgegengesetzt bei einer Abweichung nach außen. Von hinten gesehen kann differenziert werden, ob der Huf um die Längsachse der Zehenknochen gedreht ist, oder ob ein Kippen des Hufes vorliegt. Bei einer Drehung der Zehe nach außen fällt die verlängerte Halbierungslinie des Mittelfußes auf den äußeren Ballen (Abb. 1). Bei einer Drehung der Zehe nach innen, sind die Verhältnisse umgekehrt.

vorne rechts vorne links vorne links vorne rechts Zehe nach außen Trachten nach innen Abb. 1: Abweichung der Hufe zum Fesselstand durch eine Drehung

(BAUER 1938)

Bei einem Knicken oder Kippen der Zehe handelt es sich um eine Abweichung, die in den distalen Gelenken (Kron- oder Hufgelenk) zustande kommt (BAUER 1938).

Bei einer Knickung des Hufes nach lateral, fällt die Halbierungslinie des Mittelfußes auf den medialen Ballen (Abb. 2). Bei einer Knickung der Zehe nach medial, sind die Verhältnisse umgekehrt.

vorne rechts vorne links vorne links vorne rechts

von vorne gesehen von hinten gesehen

Abb. 2: Abweichung der Hufe zum Fesselstand durch eine Knickung (BAUER 1938)

Bei einer Drehung oder Knickung nach lateral wird das Pferd als zehenweit Knickung nach medial liegt eine zehenenge bezeichnet. Bei einer Drehung oder

(18)

Stellung vor. Eine Drehung und eine Knickung können auch gleichzeitig vorliegen. In diesem Fall fällt die verlängerte Halbierungslinie des Mittelfußes in die Mitte der Ballengrube.

2.1.1.2.3 Unregelmäßige Hufformen

Hufformen sind das Ergebnis von Gliedmaßenbewegung und –belastung (RUTHE et al., 1997). So bestimmt bei unbeschlagenen Pferden, die Gliedmaßenstellung durch die regelmäßige Abnutzung des Hufes, gemäß der Verteilung der Körperlast, die Stellung der Zehe (PRIETZ 1985, ROY 1992). Seit der Domestizierung wurde die Bewegungsfreiheit des Pferdes eingeschränkt, die Hufe beschlagen und so die Entwicklung einer natürlichen Hufbalance verhindert. Die Zubereitung des Hufes spielt eine gravierende Rolle bei der Übertragung der Kräfte durch die Gliedmaße und beeinflusst darüber hinaus das Gleichgewicht des ganzen Körpers. Huf, Gliedmaßenstellung und Körperbau stehen in Wechselwirkung zueinander (PRIETZ 1985, WILLIAMS u. DEACON 2000). So führt eine chronische unregelmäßige Stellung der Gliedmaße oder der Zehe zu einer Umformung des Hufes. Dieser hat nämlich die Fähigkeit sich durch das Hornwachstum den

tehende Hufwandabschnitte weisen auf stärkere Belastung hin (KLOTZ 1991, RUTHE et al. 1997).

aften des Pferdes wie die Rasse, das Gewicht und das Alter aber auch gegebenen Umständen anzupassen. Ohne adäquate Hufkorrektur kann sich also eine Fehlstellung verschlimmern und sogar weiter den Huf verformen. Diese Umformung der Hornwand kann Jahre benötigen, um sich zurück zu bilden (WILLIAMS u. DEACON 2000). Steiler s

Die Hufform wird jedoch nicht nur durch die Stellung beeinflusst. Andere inhärente Eigensch

äußere Faktoren wie die Nutzung, die Bodenbeschaffenheit oder die Arbeit des Hufschmiedes wirken auf die Hufform ein.

Von vorne betrachtet kann ein Huf folgende symmetrische Unregelmäßigkeiten zeigen:

Ein weiter Huf ist symmetrisch aber etwas niedriger und breiter als ein regelmäßiger Huf : er ist am Tragerand erheblich weiter (ca. 3 cm) als an der Krone. Die Höhe und Weite des Hufes stehen im Verhältnis 1:2. Die Seitenwände sind schräger als beim

(19)

regelmäßigen Huf, der Tragerand kreisrund, die Sohle flach gewölbt und der Strahl kräftig entwickelt. Es sind hauptsächlich schwere Pferde die zum weiten Huf neigen.

Der enge Huf ist ebenfalls symmetrisch aber höher und enger als der regelmäßige e. Die Seitenwände Huf. Er ist am Tragerand kaum weiter (ca. 1 cm) als an der Kron

stehen steiler als beim regelmäßigen Huf, der Tragerand ist oval, die Sohle ist stark gewölbt und der Strahl mäßig entwickelt. Diese Hufform soll häufiger bei edleren Pferden vorkommen (RUTHE et al. 1997).

Die Hufe können folgende medio-laterale Asymmetrie aufzeigen:

Der halbeng-halbweite Huf weist auf seiner medialen Seite die Merkmale eines engen Hufes und lateral die eines weiten Hufes auf. Diese Hufform wird auch als bodenweiter Huf bezeichnet. Ist die enge Seite lateral und die weite Seite medial wird der Huf halbweit-halbeng oder bodeneng genannt. In beiden Fällen teilt der Strahl

egen die laterale Trachte und die mediale Zehe steiler. RUTHE et al. (1997)

ung der Gliedmaße oder der die Sohle in zwei ungleiche Teile. Der Tragerand ist dennoch auf jeder Seite regelmäßig rund. Der halbeng-halbweite Huf kommt eher bei bodenweiter, X-beiniger und zehenweiter Stellung vor. Der halbweit-halbenge Huf ist dagegen häufig mit bodenenger, O-beiniger und zehenenger Stellung vergesellschaftet (PRIETZ 1985, RUTHE et al. 1997).

Der diagonale Huf kann am besten von der Sohlenfläche beurteilt werden. Hierbei stehen sich die steil stehende Trachtenwand und die diagonal entgegengesetzte, steile Zehenwandhälfte diagonal gegenüber. Die beiden anderen diagonal stehenden Wandabschnitte stehen dagegen flach (PRIETZ 1985, KLOTZ 1991, RUTHE et al.

1997). Diese Hufform kommt vor, wenn eine Trachte besonders belastet wird. Für PRIETZ (1985) ist die mediale Trachte und so auch die laterale Zehe steiler bei bodenweiter, X-beiniger oder bodenweit-zehenweiter Stellung mit diagonaler Drehung der Gliedmaße nach lateral. Bei einer bodenengen, O-beinigen oder bodeneng-zehenengen Stellung mit diagonaler Drehung der Gliedmaße nach medial steht dag

sieht eine steilere laterale Trachtenwand und mediale Zehenwand bei der X-beinigen und bodenweit-zehenweiten Stellung mit diagonal nach außen gedrehter Gliedmaße.

Bei einer bodenweiten Stellung mit diagonaler Dreh

(20)

Zehe nach innen, sieht dieser Autor die mediale Trachte und die laterale Zehe steiler stehen.

Der Zwanghuf wird durch eine Verengung in einem Hufabschnitt charakterisiert. Es können die Trachten, die Krone, der Tragerand oder die Sohle betroffen sein. Der Zwanghuf kann einseitig oder beidseitig vorkommen.

Die o.g. Fehlstellungen kommen selten einzeln vor. Es besteht oft eine

lmäßig zum Verlauf der Gliedmaßenachse steht. Zeigt die Zehe nach vorne, steht sie regelmäßig, obwohl Kombination wie bodeneng-zeheneng, bodeneng-zehenweit, bodenweit-zehenweit oder bodenweit-zeheneng (STASHAK 1989, ROSS u. DYSON 2003). Häufig liegt auch eine Drehung der ganzen Gliedmaße oder nur der Röhre nach lateral vor. Folgt die Zehe dieser Rotation, zeigt sie nach außen, obwohl sie rege

sie nach innen gedreht und / oder geknickt sein kann.

Die Stellung des Pferdes bestimmt auch seine Unterstützungsfläche. Um den Schwerpunkt des Körpers in der Bewegung zu verschieben, zeigen dadurch die Pferde je nach Gliedmaßenstellung verschiedene Bewegungsabläufe (PRIETZ 1985, STASHAK 1989, NICKEL et al. 1992, RUTHE et al. 1997).

2.1.2 Dynamische Beurteilung : Gliedmaßenführung der Vorderhand

BARREY (1999) definiert die Gangarten als komplexe, koordinierte, rhythmische und automatische Bewegung der Gliedmaßen und des ganzen Körpers, die aus aufeinander folgenden progressiven Bewegungen entsteht. Man unterscheidet die Gehbewegungen wie Schritt oder Paß von den Laufbewegungen wie Trab und Galopp. Die zuletzt erwähnten weisen eine Schwingphase vor (HORN 1976). Man stellt die lateralen und diagonalen (KRÜGGER 1937) aber auch die symmetrischen und asymmetrischen Gangarten (HILDEBRANDT 1965) gegenüber (BACK u. CLAYTON 2001).

(21)

2.1.2.1 Parameter der Bewegung

2.1.2.1.1 Der Bewegungszyklus

Die Fortbewegung wird durch die Zusammensetzung von zyklischen Ereignissen, die gangartspezifisch sind, ermöglicht. Eine „Bewegungseinheit“ oder

„Bewegungsfolge“ beinhaltet alle Bewegungen der Gliedmaßen die sich zwischen einer bestimmten Stellung einer Gliedmaße und der Wiederkehr dieser Gliedmaße zur initialen Stellung ereignen (SCHMALZ 1922, KRÜGGER 1937). In der moderneren Literatur wird dafür der Begriff „Bewegungszyklus“ angewendet (KNEZEVIC et al. 1987). Beim Menschen werden die aufeinander folgenden Fußungen des rechten und linken Beines als Einzelschritt benannt. Ein Doppelschritt definiert die Ereignisse zwischen dem Auftreten desselben Fußes und wird auch als Gangzyklus bezeichnet. Der Bewegungszyklus der Tetrapoden entspricht demnach dem Gangzyklus der Bipeden (GIRTLER 1987). Unabhängig von der Gangart kann der Bewegungszyklus mit linearen (Distanz-), temporalen (Zeit-) und angulären (Winkel-) Parametern definiert werden (BARREY 1999).

Die Dauer der Stützbeinphase ist die Zeit zwischen dem ersten Kontakt mit dem Boden beim Auffußen und dem Ende des Abrollens. Je nach Gangart schwankt dieser Abschnitt zwischen 0,7 Sekunden im langsamen Schritt und 0,1 Sekunden im Renngalopp. Diese Phase wird auch als Fußungsphase (MAENICKE 1961), Stützperiode (NICKEL et al. 1992) oder Säulenphase bezeichnet.

Die Dauer der Hangbeinphase ist die Zeit, die zwischen dem Ende des Stützens (Abrollen) und dem Anfang des nächsten Stützens (Fußen) liegt. Dabei handelt es sich um die pendelnde Bewegung der Gliedmaße, die von hinten nach vorne schwingt. Vom Schritt über den Trab bis zum Galopp wird diese Bewegung immer raumgreifender, dennoch ändert sich die Dauer kaum (PRATT u. O’CONNOR, 1978).

Diese Phase wird auch als Schwingphase (MAENICKE 1961), Hangbeinperiode /- phase (NICKEL et al. 1992) oder Pendelphase (RICHTER 1932) bezeichnet.

Die Dauer des Bewegungszyklus ist die Summe aus der Dauer der Stützbeinphase und der Hangbeinphase. Es handelt sich also um die Umlaufzeit eines Bewegungszyklus die von 1 Sekunde im Schritt bis 0,4 Sekunde im Renngalopp

(22)

dauern kann. Es wird auch der Begriff Schrittdauer eingesetzt (KRONACHER u.

OGRIZEK 1931), obwohl SCHMALTZ schon 1922 auf die Verwirrungen hinwies, die der Begriff Schritt mit sich bringt (z.B. bei Galoppschritt).

Die Frequenz des Bewegungszyklus bezeichnet die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit und wird in Hertz ausgedrückt. Die Frequenz schwankt zwischen 1 und 2,5 Hz. Der reiterliche Begriff dafür ist der Takt.

Die Länge des Bewegungszyklus ist die Distanz, die zwei aufeinander folgende Hufspuren derselben Extremität trennt. Sie charakterisiert die Weite der Fortbewegung und beträgt, je nach Gangart und Geschwindigkeit, 1,5 bis 6 Meter.

Die Begriffe Schrittlänge (KRONACHER u. OGRIZEK 1931) und Teilstrecke (MAENNICKE 1961) im Allgemeinen, Trittlänge für den Trab (SCHWARZ 1971 u.

BAYER 1973) und Raumgriff für den Galopp (DUSEK et al. 1970) wurden nicht einheitlich angewendet.

Die Geschwindigkeit der Gangart gibt die gelaufene Distanz pro Zeiteinheit wieder.

Im deutschsprachigen Raum bezeichnet der Begriff Phasenverschiebung, den zeitlichen Unterschied zwischen dem Auffußen zweier bestimmter Gliedmaßen (FALATURI, 2001). MAENNICKE (1961) und HORN (1976) trennen die laterale von der diagonalen Phasenverschiebung. GIRTLER (1987) nennt dies gleichseitige und contralaterale Phasenverschiebung. Die Phasenverschiebung zwischen zwei benachbarten Extremitäten bezeichnet AYSAN (1964) als gleichnamige Phasenverschiebung.

2.1.2.1.2 Die Phasen des Bewegungszyklus

Stütz- und Hangbeinphase werden von SCHMALZ (1922) in Beugung und Streckung unterteilt. Er bezeichnet die Strecke vom Anfang der Stütz- bzw.

Hangbeinphase bis zum Erreichen der Senkrechten (Stützmitte bzw. Hangmitte) als Stütz- bzw. Hangbeuge und den Verlauf danach als Stütz- bzw. Hangstreckung.

1925 unterteilt WALTER die Stützbeinphase in Durchtreten, Stützen, Stemmen und Ablösen; die Hangbeinphase in Beugung, Vorführen, Strecken und Fußung.

KADLETZ (1933) unterteilt den Bewegungszyklus in vier sehr kurze Stadien (Momentstadien : Fußung, Stützmitte, Abstemmen, Hangmitte) und vier zeitlich längere Phasen (Temporärstadien : Stützbeuge, Stützstreckung, Hangbeugung und

(23)

Hangstreckung). HORN (1976) gliederte die Stützbeinphase in Auffußen, Stützen, Stemmen und Abfußen. FALATURI (2001) nannte die verschiedenen Perioden eines Bewegungszyklus Aufsetzen, Einfedern, Nachfedern, Abstützen, Abdrücken, Abheben und Vorschwingen.

Unterteilung der Stützbeinphase nach DENOIX (1987 ; Abb. 3) :

Dämpfen : die Dämpfung beginnt vom ersten Kontakt des Hufes mit dem Boden an (Auffußen) und dauert bis zum Stützen. Die Bodenberührung (Auftritt) kann plan auf der ganzen Tragefläche des Hufes erfolgen, auf der Zehenspitze, der Seitenwand oder auf den Trachten.

Stützen : das Stützen entspricht der senkrechten Position der Gliedmaße und bestimmt die Mitte der Stützbeinphase.

Abstemmen : das Abstemmen geht vom Stützen bis zum Abfußen und wird im französischen und im englischen Sprachraum auch als Antrieb bezeichnet. Beim Abrollen des Hufes um die Zehenspitze erhebt sich das Fesselgelenk und alle Zehengelenke sind gebeugt. Der Huf wird allmählich hochgenommen, beginnend mit den Trachten, der weitesten Stelle des Hufes und letztendlich der Zehenspitze. Das Abrollen kann mittig an der Zehenspitze erfolgen, aber auch seitlich davon, medial oder lateral (PRIETZ, 1985 ; RUTHE et al., 1997).

Unterteilung der Hangbeinphase nach DENOIX (1987 ; Abb. 4 ):

Hangbeuge : die Hangbeuge wird von DENOIX als Zurückziehen bezeichnet. Dabei handelt es sich um die erste Hälfte der Pendelphase, die die Gliedmaße beschreibt.

Sie geht vom Abrollen bis zum Moment, in dem das Fesselgelenk senkrecht unter den Ellbogen liegt. Die Beugung der Gliedmaße ist in diesem Stadium passiv, dank der elastischen Energie, die in den Sehnen während der Stützbeinphase gespeichert wurde (WILLIAMS und DEACON, 2000).

Schweben : das Schweben beschränkt sich nach DENOIX (1987) auf die Mitte der Hangbeinphase, wenn die Gliedmaße ihre maximale Beugung erreicht hat. Diese Position wird meistens beim Passieren der contralateralen Gliedmaße erlangt (STASHAK,1989). Dagegen wurde bei den Untersuchungen von BARREY (1988)

(24)

und GIRTLER et al. (1995) nachgewiesen, dass der höchste Punkt des Vorführungsbogen immer im ersten Drittel der Hangbeinphase erreicht wird.

Hangstreckung : Die Gliedmaße wird im zweiten Teil der Hangbeinphase zwischen der maximalen Beugung und dem Auffußen gestreckt. Diese Phase wird auch Vorführen genannt. Zusätzlich wird kurz vor dem Aufschlag eine gering ausgeprägte Rückwärtsbewegung beobachtet.

(25)

Abstemmen Stützen / Dämpfen / Stemmen Vorstützen Abb. 3: Unterteilung der Stützbeinphase nach DENOIX (1987)

Vorführen / Schweben Zurückziehen /

Hangstreckung Hangbeugung

Abb. 4 : Unterteilung der Hangbeinphase nach DENOIX (1987)

(26)

2.1.2.2 Dynamische Konsequenzen der Gliedmaßenstellung

2.1.2.2.1 Die regelmäßigen Gangarten

Die Bewegungen der Gliedmaßen bei der Fortbewegung scheinen von der Gliedmaßenstellung abhängig zu sein (RUTHE et al., 1997).

Das natürliche Fußen, wie es EMERY et al. (1977) bei Wildpferden oder ROONEY (1969), FREDRICSON u. DREVEMO (1971, 1972), STASHAK (1989) bei korrekt beschlagenen Pferden beschrieben, beginnt auf den Trachten. Dagegen sehen SNOW u. BIRDSALL (1990) und WILLIAMS u. DEACON (2000) bei einem gut ausbalancierten Huf eine plane Fußung, also einen gleichzeitigen Auftritt mit dem gesamten Tragrand. BARREY (1990) sieht im Schritt eine plane Fußung, in den schnelleren Gangarten dagegen eine Trachtenfußung (die Fußung beginnt mit den Trachten). HUGELSHOFER (1982) hat bei zehn gesunden Pferden mit Hilfe eines Kraftmessschuhs gezeigt, dass es im Schritt auch möglich ist, eine Zehenfußung zu beobachten. Die Zeitdifferenz zwischen dem Aufsetzen der Zehe und der Trachten war jedoch sehr gering und überschritt nie drei Hundertstelsekunden.

Das Abrollen soll beim regelmäßig gestellten Pferd mittig erfolgen (RUTHE et al.

1997, WILLIAMS u. DEACON 2000).

Im Schritt wird der Huf bis auf Höhe des Kronsaumes der contralateralen Gliedmaße geführt ; im Trab bis zum Fesselgelenk und im Galopp noch höher (BACK u.

CLAYTON 2001). Die Bahnkurve, die der Huf in der Hangbeinphase zeichnet, wird als Vorführbogen oder Schwingbogen bezeichnet. Viele Autoren (HABACHER 1948, HICKMANN 1983, PRIETZ 1985 , STASHAK 1989, RUTHE et al. 1997) bezeichnen den Vorführbogen eines regelmäßig gestellten Pferdes mit gut ausbalanciertem Huf - von der Seite gesehen - als Kreisbogen. Das Maximum der Kurve wird so beim Passieren der stützenden contralateralen Gliedmaße erreicht. KÄMMERER (1960) widerspricht dieser Ansicht nach Lichtspurenuntersuchungen. Er zeigte, dass der Schwingbogen kein Kreisbogen ist, sondern eine komplizierte Zykloide. Von vorne gesehen, soll die Gliedmaße sich gerade, in der Längsachse des Körpers, nach vorne bewegen.

(27)

2.1.2.2.2 Die unregelmäßigen Gangarten

Eine unregelmäßige Gangart kann durch Schmerzen, oder durch Fehlstellungen verursacht werden. Es werden Veränderungen in verschiedenen Phasen des Bewegungszyklus, wie beim Auffußen, dem Abrollen und dem Vorführen beobachtet (PRIETZ 1985, STASHAK 1989, RUTHE et al. 1997, POLLITT 1999).

Die Fußung

Mit Hilfe der kinetischen Messmethoden konnte in den letzten Jahren viel über die Verteilung der Kräfte im Huf herausgefunden werden. Der Einfluss von Fehlstellungen auf die Fußung wurde jedoch wenig untersucht. STASHAK (1989) sieht die Fußung abhängig von der Gliedmaßenstellung und unabhängig von der Zehenstellung. So Fußen bodeneng gestellte Pferde auf der lateralen Hufwand, während bodenweite mit der medialen Hufwand zuerst den Boden berühren. GANN (1990) beschreibt die Fußung bei kombinierter Fehlstellung. Pferde die bodeneng- zeheneng stehen, fußen meistens auf der lateralen Hufwand, dennoch können gelegentlich eine plane und sogar eine mediale Fußung vorkommen. Bei einer bodenengen-zehenweiten Stellung sollen die Pferde vorrangig auf der äußeren Hufhälfte Fußen. Bei der bodenweit-zehenweiten Stellung fußen die Hufe dagegen zunächst auf der lateralen Hufwand, kippen aber danach nach medial (KLOTZ 1991).

Für RUTHE et al. (1997) ist „die Stelle der Tragefläche des Hufes, die zuerst den Erdboden berührt, von der Gliedmaßenstellung bzw. –führung abhängig“. Dieser Autor ordnet jedoch den meisten Fehlstellungen nicht ausdrücklich reproduzierbare Fußungen zu. Die kinematische Untersuchung von 188 Fußungsphasen von Pferden mit unterschiedlichen Fehlstellungen ergab, dass bei jeder Stellung jede Fußungsart möglich ist (HOPPE 2002).

Das Abrollen

Für das Abrollen sind keine eindeutigen Angaben in der Literatur zu finden. Es wurde beobachtet, dass die Pferde nicht immer über die Mitte der Zehe abrollen. Die Bedeutung dieser Erkenntnis ist umstritten (CLAYTON 1990, GANN 1990).

STASHAK (1989) sieht den Schwingbogen um die stützende Gliedmaße, wenn das Pferd um die laterale Zehe abrollt. Wenn dagegen der Bogen nach medial geführt

(28)

wird, soll das Pferd medial abrollen. POLLITT (1999) stellt fest, dass ein zehenweit gestelltes Pferd medial abrollt.

Der Vorführbogen

Von vorne betrachtet weicht die Laufbahn der Gliedmaße in der Schwebe je nach Fehlstellung von der Grundlinie ab. STASHAK (1989) ist der Ansicht, dass sie nur von der Zehenstellung beeinflusst aber unabhängig von der Gliedmaßenstellung sei.

So soll der Huf bei zehenenger Stellung nach außen, um die stehende Gliedmaße, und bei zehenweiter Stellung nach innen, gegen die contralaterale Gliedmaße geführt werden. RUTHE et al. (1997) vertritt dagegen die Meinung, dass die Gliedmaßenstellung den Bogen bestimmt. So soll ein bodenenges Pferd, das eine verhältnismäßig schmale Unterstützungsfläche hat, den Huf und die Zehe um die stehende Gliedmaße schwingen. Diese Art der Gliedmaßenführung wird auch als Paddeln bezeichnet (HICKMAN, 1983). Ein bodenweites Pferd, das eine größere Unterstützungsfläche besitzt, soll demnach Huf und Zehe gegen die stehende Gliedmaße führen. Bei Pferden die im Karpus fehlgestellt sind, kompliziert sich das Bewegungsmuster, da das Vorderfußwurzelgelenk eine andere Bewegungskurve wie der Huf und die Zehe ausführt. Die O-beinige Stellung ist oft mit einer diagonal nach innen gedrehten Gliedmaße vergesellschaftet. Der Huf und die Zehe werden wie bei einem bodenengem Pferd kreisförmig um die contralaterale Gliedmaße geführt.

Dagegen beschreibt das Vorderfußwurzelgelenk eine spitz nach medial gewinkelte Kurve. Bei der diagonal nach außen gedrehten und X-beinigen Stellung ist das umgekehrt. Huf und Zehe verlaufen rund gegen die stehende Gliedmaße, während das Vorderfußwurzelgelenk sich eckig nach lateral bewegt (Abb. 5).

(29)

Abb. 5 : Bewegungsablauf der Vordergliedmaße bei X-beiniger und diagonal nach außen gedrehter Stellung, von vorn betrachtet

(RUTHE et al., 1997)

a. im Stande der Ruhe

b. Vorwärtsschwingen der linken Vordergliedmaße in der ersten Schritthälfte, c. Ausschwingen derselben in die Ausgangslage

während der zweiten Schritthälfte,

d. Auftritte der Hufe und Bewegungslinien der Vorderfußwurzelgelenke (______) und der Hufe (- - - - )

Außerdem beschreibt RUTHE et al. (1997) den bügelnden Gang, ohne diesen jedoch einer bestimmten Gliedmaßenstellung zuzuordnen. Dabei handelt es sich um einen etwa S-förmigen Bogen, bei dem die Gliedmaße zunächst um und dann gegen die stützende Gliedmaße (oder auch umgekehrt) geführt wird (Abb. 6). Der so genannte

„Tanzmeisterschritt“ ist eine stärkere Ausprägung des bügelnden Ganges, bei dem die schwingende Gliedmaße unmittelbar vor der contralateralen auftritt, so dass die Fußspuren auf einer geraden Linie liegen. Der Tanzmeisterschritt tritt besonders bei Zugpferden auf (KLOTZ 1991, RUTHE et al. 1997).

Abb. 6 : Bügelnder Gang der Vordergliedmaße, von vorn betrachtet (RUTHE et al., 1997)

a. im Stande der Ruhe

b. Vorwärtsschwingen der linken Vordergliedmaße, c. Auftritte und Bewegungslinien der Hufe

(30)

2.1.3 Folgeerkrankungen bei Gliedmaßenfehlstellungen

Durch eine Gliedmaßenfehlstellung ändern sich die Unterstützung des Pferdes und das Bewegungsmuster. Folgen sind Erkrankungen im Bereich des Bewegungsapparates, die wegen unregelmäßiger Belastung der Knochen, Gelenke, Sehnen und Bänder aber auch durch Traumata zu Stande kommen (KOBLUK et al., 1990). Eine sportliche Nutzung des Pferdes kann dennoch gegeben sein. So stellen Gliedmaßenfehlstellungen in sich keine Krankheit dar, prädisponieren jedoch langfristig zu degenerativen Erkrankungen der Gliedmaßen (SNOW und BIRDSALL 1990, KLOTZ 1991, CAUDRON et al. 1995). Die andauernde asymmetrische Belastung der Gelenke sowohl in der Ruhe als auch bei der Fußung und beim Stützen führen zu degenerativen Gelenkserkrankungen im Bereich der Fessel-, Karpal-, und Tarsalgelenke.

Die Untersuchungen von PORTE (1988) bei 31 französischen Sattelpferden ergaben, dass eine deutliche Korrelation zwischen bestimmten Gliedmaßenfehlstellungen und dem Auftreten von Gallen (Synovialitis) besteht. So sollen zeheneng gestellte Pferde häufiger (76%) Sehnenscheidengallen bekommen als andere Pferde. Dazu wiesen ein Drittel dieser Tiere untergeschobene Trachten auf. PORTE beobachtete auch, dass im Bereich der Fessel die Sehnen vor dem Gelenk erkranken. So füllt sich die Beugesehnenscheide vor der Fesselgelenkskapsel. Umgekehrt verhält es sich im Bereich des Karpus und des Sprunggelenkes. Weiter schließt er einen Zusammenhang zwischen vermehrt gefüllten Gelenken und Sehnenscheiden (Gallen) und der Hufform nicht aus. Diese treten an der Schultergliedmaße häufiger auf, wenn der Huf länger ist, und an der Beckengliedmaße, wenn der Huf runder ist. ROONEY (1969) ist der Auffassung, dass das Fesselgelenk das meist erkrankte Gelenk des Pferdes ist, da es unter Belastung extremen Bewegungen unterzogen wird (Hyperextension). Auch für STASHAK (1989) sind Fesselgelenksynovialitiden bei bodenengen und bodenweiten Stellungen besonders ausgeprägt.

Bei bodenenger und -weiter, zehenenger und –weiter Stellung sind die Pferde auch für Erkrankungen anfällig, die in Verbindung mit der Überbelastung bestimmter Segmente stehen (KLOTZ, 1991). So wird bei bodeneng-zehenger Stellung, ab dem Unterarm die laterale Seite der Gliedmaße mehr belastet und gedehnt. Bei der

(31)

bodenweit-zehenweiten Stellung ist es die mediale Seite. Ein Pferd das bodenweit- zeheneng steht, belastet ab dem Vorderfußwurzelgelenk sowohl die mediale als auch die laterale Seite deutlich stärker als ein regelmäßig gestelltes Pferd. Bei bodeneng-zehenweiter Stellung ist dies erst ab Mitte der Röhre der Fall (RIEGEL u.

HAKOLA, 1999). Man findet bei solchen Pferden häufig Hufknorpelverknöcherungen (SCHULTZ, 1928, SILBERSIEPE u. BERGE, 1986), aufgrund ungleichmäßiger Hufbelastungen. Insbesondere wenn der Huf nicht zum Fesselstand passt (RICHTER 1932, BAUER 1938), oder bei ausgeprägter diagonaler Drehung der Gliedmaße (RUTHE et al., 1997). Diese unregelmäßigen Gliedmaßenstellungen sind prädisponierend für die Krongelenkschale (Arthrose), als Folge von Bänderzerrungen. So kommen Krongelenkschale, Hufknorpelverknöcherung und Fesselgelenksgallen lateral häufig bei bodenenger Stellung und medial bei bodenweiter Stellung vor. Bänderdehnungen sind oftmals auch die Folge von X- und O-beinigen Stellungen.

(32)

2.2 Kinematische Untersuchungen der Gangarten

Schon vor zwanzig Jahren haben LEACH et al. (1983a,b) den damaligen Wissensstand der Biomechanik des Pferdes dokumentiert, bedauerten jedoch fehlende Grundkenntnisse (LEACH 1983a). Mit Hilfe des technischen Fortschrittes konnten zahlreiche Wissenschaftler dem vorgegebenen Weg folgen, um die Kenntnisse über die normalen Gangarten, dessen Einflussfaktoren, die Epidemiologie und Diagnostik von Lahmheiten zu erweitern.

2.2.1 Die Einsatzbereiche der kinematischen Untersuchungen

2.2.1.1 In vitro Analyse

In vitro Analysen stellen die Basis für die Untersuchung von Krafteinwirkungen an der Gliedmaße und am Huf dar. Die Gliedmaßen werden nach der Euthanasie des Pferdes, in der Mitte des Unterarmes abgetrennt. Damit bleiben Gelenke, Sehnen und Bänder des Fußes vollständig erhalten. Die funktionelle Anatomie dieser Region erlaubt eine Untersuchung des Stützens, ohne vollständige Berücksichtigung der muskulösen Aktivität (DENOIX, 1993). An Präparaten können Marker direkt auf den Knochen angebracht und somit die Verschiebung auf der Haut verhindert werden. Dadurch sind exakte Messungen möglich (DEGUEURCE et al. 1999). Die Gliedmaßen werden z.B. auf eine hydraulische Presse gestellt, welche die Kraftanstrengung in der Ruhe so wie in verschiedenen Gangarten simulieren kann (DEGUEURCE et al. 1999).

Diese Untersuchungsmethode ist jedoch auf die Mitte der Stützbeinphase beschränkt und liefert keine Möglichkeit den gesamten Bewegungszyklus zu analysieren.

Dennoch können die Konsequenzen einer asymmetrischen Fußung (DEGUEURCE et al. 1999, CHATEAU 2000), die Milderung des beim Auffußen entstehenden Schocks durch die Zehe (WILLEMEN, 1997), die dämpfende Wirkung bestimmter Beschläge so wie die kinematisch erfassbaren Folgen eines Sehnenschadens untersucht werden (ESTEVES, 2000).

(33)

2.2.1.2 In vivo Analyse

2.2.1.2.1 Kinematische Untersuchung im Sport

Wenn kein Laufband zur Verfügung steht, können kinematische Untersuchungen im Training, auf der Rennbahn, in der Reithalle oder zur Lahmheitsuntersuchung auf einer Vorführstrecke eingesetzt werden. Unter diesen Untersuchungsverhältnissen ist die Distanz zwischen Pferd und Aufnahmegeräten jedoch relativ groß (BACK u. CLAYTON, 2001).

FREDRICSON und DREVEMO (1971, 1972) führten die ersten kinematographischen Analysen beim Traber auf der Rennbahn durch. Um das Pferd in der schnellen Gangart filmen zu können, wurde die Kamera, an einem PkW befestigt und mit gleicher Geschwindigkeit im 15 Meter Abstand neben dem trabenden Pferd bewegt.

Die Untersuchungen ergaben, dass die Messfehler, die aus den vertikalen Bewegungen der Kamera (Bodenunebenheiten, Schwanken des Autos) resultierten, unbedeutender waren als die der lateralen Abweichungen. Deshalb musste die Parallelität der Laufbahnen gewährleistet sein oder ggf. Korrekturen errechnet werden. Mit dieser Methode ermittelte die schwedische Forschungsgruppe die ersten Zeit-, Distanz- und Winkeldaten des Renntrabes. In den folgenden Jahren konnten aufgrund der Entwicklung von tragbarer Technik die Kenntnisse über das Springen der Pferde ebenfalls erweitert werden (LEACH 1983b, CLAYTON 1991a, THOULON 1991, BARREY u. GALLOUX 1997, BACK u. CLAYTON 2001).

Neben der Hardware haben sich auch die Analyse-Programme verbessert. Sie sind einfacher und schneller geworden. Diese Methode, die lange nur der Forschung vorbehalten war, wird inzwischen auch in der Routinediagnostik eingesetzt (POURCELOT et al. 1996).

Dennoch wird das Pferd unter diesen Bedingungen von dem Reiter, dem Fahrer oder der führenden Person beeinflusst. Zusätzlich kann die Arbeit stark von äußeren Faktoren wie z.B. der Beschaffenheit des Bodens oder dem Wetter beeinflusst werden (SLOET u. CLAYTON, 1999).

(34)

2.2.1.2.2 Kinematische Untersuchung auf dem Laufband

Heutzutage werden viele Studien auf dem Laufband durchgeführt. Das erste

„Pferde-Laufband“ wurde 1960 in Stockholm gebaut. Zunächst stand die Untersuchung metabolischer Parameter im Vordergrund (SLOET u. CLAYTON, 1999). Erst 1983 untersuchten FREDRICSON et al. die Lokomotion. Diese neue Methode brachte den Vorteil, Pferde unter standardisierten Bedingungen bei konstanter Geschwindigkeit untersuchen zu können und keine tragbare Ausrüstung zu benötigen. Auch auf dem Laufband wurde die kinematische Bewegungsanalyse eingesetzt, um die Bewegungen der Gliedmaßen zu untersuchen (BACK et al.

1995b,c), den Einfluss des Trainings (van WEEREN et al. 1993), die Aufzeichnung von Gangasymmetrien (DREVEMO et al. 1987) sowie die Kompensationsmechanismen des lahmen Pferdes (BUCHNER 1995, UHLIR et al.

1997) zu ermitteln.

Die Pferde müssen sich an die Untersuchungsbedingungen auf dem Laufband gewöhnen. Eine schnellere Gewöhnung tritt bei schnelleren Gangarten ein (BUCHNER et al. 1994a). Die ersten Schritte sind eher kurz und überstürzt, die Stützbeinphase ist verlängert, Widerrist und Kruppe sinken ein. Die Gliedmaßen werden breiter geführt, um eine bessere Unterstützung des Körpers und eine Senkung des Schwerpunktes zu erreichen, was einen Sturz vermeiden kann (ORANGE 1995). Es handelt sich also zunächst um Schritte verängstigter Tiere, die nicht zur Bewegungsanalyse geeignet sind. Deshalb wurde untersucht, ab wann ein Pferd regelmäßig auf dem Laufband geht (FREDRICSON et al. 1983, BUCHNER et al. 1994a, ORANGE 1995). Daraus resultierten Trainingsprotokolle mit denen repräsentative und reproduzierbare Parameter erarbeitet werden können. So haben sich mindestens drei Trainingszeiten von jeweils fünf Minuten als notwendig erwiesen (BUCHNER et al. 1994a). Dennoch benötigen sogar erfahrene Pferde bei jedem neuen Start eine gewisse Zeit, um ihre Bewegung zu stabilisieren (BACK u.

CLAYTON, 2001). FREDRICSON et al. (1983) vertreten die Auffassung, dass im Trab die Pferde schon nach zwei Minuten einen ruhigen Gang erreichen und nach fünf Minuten ein Bewegungsmuster aufzeigen, dass eine klinische Untersuchung ermöglicht. Bei quantitativen Untersuchungen sollten dennoch keine Messungen

(35)

innerhalb der ersten Minute auf dem Laufband durchgeführt werden (BUCHNER et al., 1994a). Im Schritt scheint die Gewöhnung schwieriger als im Trab zu sein, da sogar nach neun Untersuchungen Bewegungsparameter noch instabil sind (BARREY, 2001). Dagegen sind schnellere Gangarten anspruchsvoller und weisen weniger Variationen auf (MERKENS et al., 1993). Die Adaptationsperiode ist insbesondere für die Hinterhand länger als für die Vorderhand. Dies könnte an der größeren Bewegungsfreiheit der weniger Last tragenden Hintergliedmaße liegen.

Obwohl die Bewegung durch das Laufband und die Vorführbahnen mit unterschiedlichen Bodenverhältnissen geprägt wird (FREDRICSON et al. 1983, BUCHNER et al., 1994a) besitzt jedes Pferd einen „kinematic fingerprint“, also eine typische Körperbewegung (Gelenke und Kopf), die man auch unter verschiedenen Umständen nicht verändern kann (SLOET et al., 1996).

Theoretisch sollte die Biomechanik, bei gleicher Geschwindigkeit auf dem Laufband und auf normalem Boden identisch sein (INGEN SCHENAU, 1980). Viele Autoren beschreiben jedoch neben metabolischen Unterschieden auch Variationen der kinematische Parameter (u.a. BARREY et al. 1993, COUROUCE et al. 1999).

BARREY et al. (1993), COUROUCE et al. (1999) und SLOET u. CLAYTON (1999) fanden im Gegensatz zu FREDRICSON et al. (1983) und TOKURIKI et al. (1996), dass der Bewegungszyklus auf dem Laufband länger ist als auf natürlichem Boden.

BARREY et al. (1993) und FREDRICSON et al. (1983) beobachteten, dass die Schrittfrequenz erhöht war. Da BARREY et al. (1993) bei 3,5% Steigung des Laufbandes keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Frequenz und der Schrittlänge zum natürlichen Boden feststellten, postulierten sie, dass diese Einstellung des Laufbandes der Anstrengung auf natürlichem Boden entspricht.

ORANGE (1995) zeigte, dass auf dem Laufband die Stützbeinphase im Trab bei 3 m/s und 3,5% Steigung um 6% für die Vordergliedmaßen und 12% für die Hintergliedmaßen verlängert ist. Die Hangbeinphase ist dagegen bei einer Steigung von 6% verhältnismäßig kurz (SLOET et al. 1997). Die Gliedmaßen werden weiter nach hinten geführt und somit die Führungshöhe der Hufe und die Amplitude der Bewegungskurve des Widerristes vermindert (BUCHNER et al., 1994b). So soll insbesondere das Ende der Stützbeinphase auf dem Laufband verändert werden.

Die Abweichungen des Bewegungsbildes auf dem Laufband, im Vergleich zu den auf

(36)

natürlichem Boden, resultieren bei den Vorderextremitäten aus einem erhöhtem Antrieb und bei den Hinterextremitäten sowohl aus einer stärkeren Dämpfung, als auch aus einem verstärktem Antrieb auf dem Laufband (ORANGE 1995). Die Verkürzung der Hangbeinphase ergibt sich vorne durch eine kürzere Hangbeuge und hinten sowohl durch eine kürzere Hangbeuge als durch eine kürzere Hangstreckung (ORANGE 1995). Dadurch wird die Belastung des Sehnenapparates verändert. Beim Abrollen wird zum Beispiel die Dehnung der Beugesehnen durch die weit nach hinten gerichtete Gliedmaße erhöht. Dies ist sowohl bei Untersuchungen der Sehnen wie auch der orthopädischen Beschläge zu berücksichtigen (JANSEN et al. 1993, BUCHNER et al. 1994b).

Obwohl die Geschwindigkeit des Laufbandes als konstant gilt, kommt es am Anfang jeder Stützbeinphase zu einer Verlangsamung des Bandes von 9% (BACK und CLAYTON 2001). Dabei richten sich die vertikale Kraftkomponente des Körpergewichts, die Reibungen erzeugt und die longitudinale Kraftkomponente (von der Geschwindigkeit), die Verlangsamung erzeugt gegen die Bewegung des Bandes.

Dies geschieht durch das physiologische caudo-craniale Gleiten des Hufes auf dem Laufband. Im späteren Teil der Stützbeinphase verringern sich die Reibungseffekte, die longitudinale Kraftkomponente erzeugt Antrieb und das Laufband wird beschleunigt (BACK und CLAYTON 2001). Diese Veränderungen sind umso deutlicher, je schwächer der Motor des Laufbandes ist. Dennoch ist die Geschwindigkeit des Laufbandes deutlich konstanter und vor allem reproduzierbarer als die eines Pferdes auf der Vorführbahn. Die intra-individuelle Variation der Zyklusdauer ist auf dem Laufband halb so groß wie auf Gummiböden oder Asphalt (BUCHNER et al. 1994b). In diesen Untersuchungen bestimmt der Mensch die Geschwindigkeit des Bandes. Um inter-individuell vergleichen zu können haben PEHAM et al. (1996) ein Protokoll vorgeschlagen, um die individuelle optimale Geschwindigkeit im Trab zu bestimmen. Sie vergleichen dazu die der senkrechten Bewegungen des Kopfes und die waagerechten Bewegungen eines Fußes bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

Der Energieverbrauch ist für eine vergleichbare Leistung auf dem Laufband etwas geringer als auf normalen Trainingsgeläuf. Es scheint, als würde das Pferd einen Teil der mechanischen Energie des Bandes umsetzen, da die Herzfrequenz und die

(37)

Laktat-Konzentration auf dem Laufband niedriger als auf der Rennbahn sind (VALETTE et al., 1992). Eine Steigung des Laufbandes zwischen 3 und 3,7% erhöht den Energieverbrauch- und die Herzfrequenz des Pferdes auf dem Laufband im Vergleich zu der Arbeit auf normalem Trainingsgeläuf (BARREY et al. , 1993).

Die Bewegungen auf dem Laufband weichen sowohl energetisch als auch biomechanisch nur geringgradig von der Bewegung auf natürlichem Boden ab (BARREY et al. 1993, BUCHNER et al. 1994b, ORANGE 1995). Dagegen sind die intra- und inter-individuellen Variationen der Gelenkswinkelung besonders für die distalen Gelenke und die Vorderhand auf dem Laufband deutlich geringer als auf dem Trainingsgeläuf (ORANGE 1995). Somit wird in der Forschung wie auch im klinischen Bereich die standardisierbare Methode der Laufbandarbeit angewendet, da die videographische Analyse eines Pferdes, das sich auf der Stelle bewegt, nicht nur einfacher durchzuführen ist, sondern die Möglichkeit neuer Perspektiven bietet (HOPPE et al. 2001).

2.2.2 Verschiedene kinematische Analyseverfahren

Mit kinematischen Analysen lassen sich die Bewegungsmerkmale, die qualitativ während einer visuellen Untersuchung erfasst werden quantifizieren. Es werden Raum-, Zeit- und Winkelparameter ohne Berücksichtigung der verursachenden Kräfte erstellt. Die Wiedergabe der Daten als Tabelle, Kurve oder

„stick figure“ (Abb. 14) erlaubt die Objektivierung der Gangarten und deren Fehler, die für das menschliche Auge oft unauffällig sind.

Grundsätzlich wird zwischen zweidimensionalen und dreidimensionalen Darstellungen unterschieden. Die zweidimensionale Bearbeitung ist weniger aufwendig, dafür sind die Ergebnisse weniger exakt als bei dreidimensionalen Untersuchungen. Das resultiert aus unvermeidlichen Verzerrungen, die durch die Bewegungen außerhalb der gemessenen Ebene entstehen (CLAYTON und SCHAMHARDT, 2001). Solange die Bewegungen in dieser dritten Ebene vernachlässigt werden können z.B. bei Untersuchungen aus der lateralen Perspektive, sind 2D Analysen ausreichend (CLAYTON, 1991a). Da die Scharniergelenke (z.B. das Fesselgelenk) nur wenig Rotation, Ab- und Adduktion

(38)

erlauben, fallen solche Approximationen nicht nachteilig aus. Die 3D Bewegungsaufzeichnung ist zwar komplizierter, liefert jedoch insbesondere bei Lahmheitsuntersuchungen präzisere Informationen (CLAYTON und SCHAMHARDT, 2001).

2.2.2.1 Videographische Systeme

Die modernen videographischen Analyseverfahren haben sich nicht zuletzt auch durch ihren didaktischen Aspekt zu beliebten Bewegungsanalyseverfahren entwickelt. Da ein Film oder eine Videosequenz aufgezeichnet wird, kann neben der Darstellung der kinematischen Parameter, die Bewegung des Tieres auch in Zeitlupe z.T. simultan betrachtet werden (GIRTLER, 1988 a,b,c,d ; HOPPE, 2002). Es werden dazu sowohl herkömmliche Videokameras wie auch Hochfrequenzkameras eingesetzt. Dabei unterscheidet sich die Anzahl der Bilder, die die Kamera pro Sekunde aufnehmen kann (CLAYTON 1991b). Die Aufnahmen werden entweder direkt aus dem Filmmaterial oder durch Bewegungsanalyse mittels Computerprogrammen ausgewertet (SCHMALTZ 1922, KRÜGGER 1937, AYSAN 1964 und KOGLER 1982). In der modernen Bewegungsanalyse werden mit Hilfe der elektronischen Datenverarbeitung hoch spezialisierte Programme eingesetzt (KNEZEVIC 1962 ; FREDRICSON und DREVEMO 1971,1972 ; DREVEMO et al.

1980a, b, c ; FREDRICSON et al. 1980 ; GIRTLER 1988 a,b,c,d ; HOPPE 2002).

2.2.2.1.1 Die Markierungen

In den meisten kinematographischen Studien werden Messmarker auf die Haut aufgeklebt, um ausgewählte anatomische Lokalisationen zu kennzeichnen, die vom Untersucher bzw. vom Computerprogramm erkannt werden können.

Eigenschaften der Marker

Es werden meistens 1 - 2 cm große Marker benutzt. Je größer die Auflösung des Systems ist, desto kleiner können diese Marker sein. Bei zweidimensionalen (2D) Untersuchungen können die Marker flach sein, bei dreidimensionalen (3D) Untersuchungen ist es empfehlenswert Kugeln oder Halbkugeln zu benutzen, denn sie müssen unter jedem Winkel sichtbar sein. Wenn das Pferd an den untersuchten

(39)

Körperteilen schwitzt, sollten die Marker mit Spezialkleber befestigt werden.

Ansonsten ist ein doppeltseitiges Klebeband (z.B. TESA®) ausreichend (CLAYTON und SCHARMHARDT 2001, HOPPE 2002). Außerdem sollten die Marker Licht reflektieren, damit sie im Film als leuchtende Punkte gut erkennbar sind. Dafür können im Handel spezifische reflektierende Produkte gekauft werden (Scotchlite®, 3M®, MN®…). Auch Aluminiumfolie, die um Holz-, Kunstoff- oder Wachskugeln gespannt wird, kann ausreichend sein (HOPPE, 2002). Solche Marker werden als passiv bezeichnet, weil sie selbst kein Licht produzieren.

Positionierung der Marker

Abbildung 7 zeigt die herkömmlichen Positionierungen der kinematographischen Marker am Pferdekörper (ORANGE 1995, BACK et al. 1995b,c, HOPPE 2002, HALVORSEN 2003, u.a.). Die Markierung der Gelenkspalten der Extremitäten erlaubt eine 2D Analyse in der sagittalen Ebene. Marker, die auf der medianen Rückenlinie angebracht werden, erlauben eine Aufzeichnung der Rückenbewegung.

Mit der Markierung von Kopf, Widerrist und Kruppe können Gangasymmetrien festgestellt werden (DEGEURCE et al. 1993). Die Marker sollten erst angebracht werden, wenn das Pferd geschlossen steht, um signifikante Fehlpositionierungen zu vermeiden. AUDIGIE et al. (1996, 1998) untersuchten die Konsequenzen von Markierungsabweichungen zwischen der rechten und der linken Seite des Pferdes.

Die Positionsunterschiede betrugen dabei ca. 10 mm im distalen Bereich und 10 bis 20 mm für die proximalen Marker. Nach einer 3D Videoanalyse im Trab ergaben sich bei homologen Winkelmessungen deutliche quantitative Unterschiede zwischen rechts und links. Die Bewegungskurve und die Bewegungsasymmetrie, die durch Bestimmungskoeffizienten der Kurven dargestellt werden konnten, wurde nur wenig betroffen und blieb proportional zur asymmetrischen Platzierung der Marker. Die Autoren folgerten daraus, dass die Interpretation der Winkel-Zeit Diagramme zwar kritisch beurteilt werden muss, dass aber die Beurteilung der Gliedmaßenführung und der Gangsymmetrie unter Berücksichtigung der Bestimmungskoeffizienten realistische Ergebnisse liefert. Bei Analysen mit Hautmarkierungen, werden primär die Hautbewegungen und sekundär die Bewegung der darunter liegenden Skelettanteile gemessen. Dies wurde sowohl in der human- sowie in der equinen

(40)

Biomechanik bemängelt. Schon in den siebziger Jahren wies FREDRICSON (1972) auf dieses Problem hin. VAN WEEREN et al. (1988) waren die ersten, die die Hautverschiebung über den knochigen Strukturen beim Pferd quantitativ analysierten. Distal ist diese geringer als proximal. Dort sind Verschiebungen bis zu 2 mm (im Bereich des Fesselgelenkes) möglich. Im Bereich der distalen Tibia liegt die Abweichung bei ca. 2 cm. Proximal des Karpalgelenkes ist die Hautverschiebung erheblich. In der modernen Bewegungsanalyse, bei der eine Genauigkeit unter 1 mm erwünscht wird, reichen solche Artefakte aus, um Fehlmessungen zu verursachen.

Deshalb entwickelten VAN WEEREN (1989) und VAN WEEREN et al. (1992) für das holländische Warmblut Korrekturgleichungen.

Abb. 7 : Darstellung der Markierungen für kinematographische Genick

Widerrist

Sattellage

Thoraco- Lombal

Tuber Sacral

Mitte d. Kruppe

Tuber coxae

Schulter Trochanter major

Knie

Tarsus

Fesselgelen Fesselgelenk

Kronsaum

Untersuchungen, nach ORANGE (1995) und CLAYTON und SCHAMHARDT (2001)

k Kronsaum Huf Huf

Karpus Ellbogen

(41)

2.2.2.1.2 Die Aufnahmetechnik Kameratechnik

Je nachdem, ob die Analyse zwei- oder dreidimensional sein soll, benötigt man ein bis mindestens zwei Kameras. Bei 3D Datenverarbeitung muss jeder Marker ständig von mindestens zwei Kameras aufgenommen werden, welche nicht exakt orthogonal u einander stehen müssen (DEGUEURCE et al. 1994). Dafür werden in der Regel 1995, POURCELOT et al. 1996) oder

den.

Eine Standardkamera nimmt 30 Bilder/s im NTSC Format (30 Hz) und 25 Bilder/s im r/s aufnehmen. In der Industrie werden sogar

er sehr kurzer Sequenzen benötigt (CLAYTON

wischen Marker und Hintergrund wird ein deutlicher Kontrast angestrebt (HOPPE neller die Bildaufnahme und damit die Frequenz der Kamera wird, z

drei, vier (DEGUEURCE et al. 1994, ORANGE

sechs (FRUEHWIRTH et al. 2002) Kameras benötigt. Bei einer 2D Analyse muss die Kamera orthogonal zur untersuchten Ebene gestellt werden. Das Bildfeld sollte etwas größer als die Amplitude der Bewegung sein, damit Messfehler durch Verzerrungen in der Peripherie der Linse vermieden werden. Die heutzutage zu Verfügung stehenden Kameras sind analog oder digital, Standard- oder Hochfrequenzkameras.

Zur indirekten Bewegungsanalyse (elektronische Datenverarbeitung) sollte die digitale Kameratechnik verwendet wer

PAL Format (25 Hz) auf. Eine Hochfrequenzkamera kann, je nach Produkt, zwischen 50 Bilder/s (50 Hz) bis zu 2000 Bilde

Kameras mit einer Aufnahmekapazität von bis zu 6000 Bilder/s eingesetzt (VOSSKÜHLER, 2003). Hochfrequenzkameras werden vor allem bei der Untersuchung sehr schneller und/od

1991a, VAN WEEREN 2002).

Die Beleuchtung des Untersuchungsfeldes Z

2002). Je sch

desto niedriger wird die Beleuchtungszeit. Daraus ergeben sich Schwellenwerte für eine ausreichende Reflexion der Marker. Zu viel Licht kann dagegen zu Rückstrahlungen führen („blooming effect“), welche die Marker überdecken und die Auswertungen erschweren. Um Schattierungen zu vermeiden, werden meistens künstliche Lichtquellen (300 bis 500 W Halogenlampen) in direkter Nähe der Kamera und senkrecht zum Sichtfeld gestellt.

(42)

2.2.2.1.3 Die Datenverarbeitung Markerverfolgung (Digitalisierung)

In der modernen Bewegungsanalyse werden die Marker Bild für Bild verfolgt und ihre er Bewegungsanalyse ist bei den meisten Verfahren

alibrierung

uchungsfeldes wird mit Hilfe eines Gegenstandes

. Dagegen kann bei 2D Analysen darauf verzichten werden, da das Fehlen der dritten

ühren muss. Wenn das Pferd aus dem Position analysiert. Dieser Teil d

sehr zeitaufwendig (HOPPE 2002).

Mit hochwertigen Programmen können inzwischen bestimmte Punkte sogar ohne Marker digitalisiert werden. Diese automatische Bearbeitung ist exakter als eine manuelle Digitalisierung (CLAYTON und SCHARMHARDT 2001).

K

Die Kalibrierung des Unters

durchgeführt dessen Abmessungen in zwei oder drei Dimensionen bekannt sind. Die Koordinaten des aufgenommenen Gegenstandes werden in Bezug zu seiner tatsächlichen Größe gesetzt. Bei 3D Analysen ist die Kalibrierung notwendig Ebene immer zu Bildverzerrungen f

kalibrierten Feld läuft, muss mit Korrekturgleichungen die Abweichung zum normalen Verlauf quantifiziert werden (CLAYTON und SCHAMHARDT 2001, HOPPE 2002).

Mathematische Verarbeitung

Unter Verarbeitung oder „transformation“ versteht man die Zuordnung der errechneten Markerkoordinaten im kalibrierten Bereich zu realen Koordinaten. Im dreidimensionalen Verfahren kann mit der so genannte „Direct Linear Transformation“ (D.L.T.) (ABDEL-AZIZ und KARARA, 1971) ein Gegenstand durch mindestens zwei orthogonale Projektionen dreidimensional dargestellt werden.

Glättung und Normalisation

Die letzten mathematischen Schritte der Auswertung sind die Glättung und Normalisation, um das Bildrauschen, das während der Aufnahmen und der Digitalisierung entstanden ist, zu entfernen (CLAYTON und SCHAMHARDT 2001).

(43)

2.2.2.2 Optoelektronische Systeme

Eine weitere kinematische Untersuchungsmethode ist die so genannte ptoelektronik. Sie beruht ebenfalls auf einem videographischen System mit dem lediglic

n. Da im Voraus immer eine Kalibrierung stattfindet, können die markierten Punkte in ein Koordinatensystem

um Computer weitergeleitet werden. Es

optoelektronischen Messmethoden sind in der Datenverarbeitung von

opometer“) und eine herkömmliche Computergestützte Videoanalyse. Sie erkannten keine deutlichen

kamen zu dem Schluss, dass die Compu

O

h die Marker, nicht jedoch das ganze Pferd aufgenommen wird (BUCHNER, 1995). Es entstehen Aufzeichnungen von hellen Punkten auf dunklen Hintergrund.

Das Prinzip der Markierung anatomischer Punkte entspricht der der videographischen Analyse. In den meisten Untersuchungen wird Infrarotlicht (IR) verwendet. Es wird entweder direkt durch aktive Marker produziert, so genannte

„Light Emitting Diodes“ (z.B. Selspot II Motion Measurement System®) oder durch externe Quellen ausgesandt und von passiven Markern reflektiert (ProReflex®). Auch dieses System ist gegenüber Tageslicht sehr empfindlich (KÜBBER, 1992).

Die Lichtimpulse bestimmter Frequenz (z.B. 300 Flash/s) werden im dreidimensionalen Verfahren durch Fotodetektoren von mindestens zwei elektronischen Kameras aufgefangen. Es erfolgen Spannungsänderungen auf der Detektorplatte, die auf den Ort des Lichtimpulses hindeute

übertragen werden und in digitaler Form z

folgt eine schnelle und automatisierte Analyse, die mit wenig Verzögerung zwei- oder dreidimensionale Daten liefert (FABER, 2001).

Diese

Vorteil, da nur die Markierungen aufgenommen werden. Somit werden weniger Daten gespeichert (nur die leuchtenden Marker und nicht das Pferd) und eine schnellere Bearbeitung wird ermöglicht. Das Systems arbeitet bei einer Entfernung von 8 Metern mit Messfehlern, die 0,3 mm nicht überschreiten (CLAYTON und SCHAMHARDT 2001, FABER 2001). Die optoelektronischen Analyseverfahren sind jedoch nicht so anschaulich wie die Kinematographie. SZALAY et al. verglichen 1996 das CODA-3 System („Cartesian Optoelectronic Dynamic Anthr

Unterschiede der Ergebnisse und

tergestützte Videoanalyse (VHS - Macintosh System) als einfaches System für die Bewegungsanalyse in der Pferdepraxis geeignet ist.

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

Erdäquators einen Himmelsäquator AA’, und ebenso, wie man auf der Erde einen Punkt durch Länge und Breite bestimmt, bestimmt man nun am Himmel einen Punkt S durch die Rectascension

Seite 161 zeigt das neuere, von berliner Mechanikern zu be- ziehende Bogenstativ, welches erstens Drehung um eine

c) Zeigen Sie, dass dieser Ring genau dann ein K¨ orper ist, wenn X genau ein Element enth¨ alt.

[r]

Es unterscheidet sich von dem der optisch einachsigen Kristalle senkrecht zur op- tischen Achse sehr wesentlich schon durch das Vorhandensein nur einer dunklen Barre (Isogyre), die

Selbst der grundlegende Begriff der „Stabilität“, das ist die Fähigkeit einer Gleichgewichtslage, sich nach einer kleinen Störung aus eigenem Wieder herzustellen, kann in

Bestimme das Bild der vorgegebenen Figuren.. Wähle falsche B's und bestimme die falschen C's dazu. Für B mache die Drehung rückwärts. Wenn man auf die andere Seite dreht,

Resultat: weniger ausgeprägte Drehung im Uhrzeigersinn, da (+)Glucose Lösung in die Flasche