Entwicklung eines sensorbasierten Messsystems zur Durchführung des Square Hop Tests: eine Machbarkeitsstudie

Abstract

Zusammenfassung Hintergrund Knie- und Sprunggelenksverletzungen gehören im Fußball, Basketball und Handball zu den häufigsten Verletzungen. Nach einer Verletzung müssen bewegungsbezogene Funktionen und Strukturen untersucht und Abweichungen von der Norm identifiziert werden. Hierzu werden zunehmend funktionale Testverfahren eingesetzt. Anhand der Testergebnisse kann der Rehabilitationsprozess dann systematisch gesteuert und individuell angepasst werden. Die Sprungfähigkeit in multidirektionaler Bewegungsrichtung kann mit dem Square Hop Test (SHT) gemessen werden. Üblicherweise werden Sprungtests unter Sichtkontrolle durchgeführt. Dieses Vorgehen ist aufgrund seiner Subjektivität allerdings möglicherweise fehleranfällig. Um die Nachteile der konventionellen Datenerhebung auszugleichen und die Datenerhebung zu objektivieren, bestand das Ziel dieser Arbeit in der Konstruktion eines Prototyps, der die Datenerhebung und Datenauswertung des SHT mithilfe eines sensorbasierten Verfahrens automatisiert. Methode Die Entwicklung von Medizinprodukten sieht in der frühen Phase der klinischen Prüfung zunächst Machbarkeitsstudien (Proof of Concept) vor. Proof of Concepts (PoC) dienen zur Überprüfung der Anforderungen der Anwendung und zur ersten initialen Sammlung von Daten. Mithilfe der PoC wurde ein Werkstoff ermittelt, überprüft und angepasst. Darüber hinaus erfolgte eine Erprobung der Datenerhebung und Datenauswertung mithilfe eines Mikrocontrollers. Hierfür wurden Testsprünge durchgeführt. Eine Patentrecherche erfolgte nicht. Ergebnisse Der/die Tester*in kann mit jedem internetfähigen Endgerät auf ein Testprotokoll zugreifen. Der finale Prototyp hat eine Größe von 22x22 leitenden Kupferbahnen und damit 484 Messpunkte. Das Messsystem misst gültige und fehlerhafte Sprünge und quantifiziert Seitenunterschiede der Extremitäten anhand des Leg Symmetry Index. Die Dauer des Tests beträgt 30 Sekunden, wobei jede Überquerung der Linien als gültiger Sprung zählt und eine Berührung der Linien als Fehler gewertet wird. Diskussion Der Einsatz von sensorbasierten Messsystemen kann dazu beitragen, die klinische Datenerhebung durch eine automatisierte Messung von gültigen und fehlerhaften Sprüngen zu objektivieren und damit Diagnosen zu präzisieren. Schwächen der manuellen Testdurchführung sollen mit dem sensorbasierten SHT überwunden werden. Zudem ermöglicht so ein Messsystem die Kombination von qualitativen und quantitativen Beurteilungskriterien wie beispielsweise durch die Darstellung eines Sprungbildes. In weiteren Studien müssen Testgütekriterien wie Validität und Reliabilität des sensorbasierten SHT ermittelt werden. Fazit für die Praxis Mithilfe eines sensorbasierten Messystems kann die Datenerhebung und Datenauswertung des SHT automatisiert werden. Der sensorbasierte SHT kann möglicherweise dazu beitragen, die Sicherheit von wichtigen Entscheidungen im Rehabilitationsprozess bei Verletzungen der unteren Extremitäten zur Belastungsfähigkeit oder Sportfähigkeit zu erhöhen. Dies könnte sich vorteilhaft auf den weiteren Rehabilitationsverlauf auswirken.