@phdthesis{Becker,
  type      = {Bachelor Thesis},
  author    = {Elena Becker},
  title     = {Vergleich der mechanischen Parameter von Unterschenkelorthesen gemessen am Menschen und auf dem Pr{\"u}fstand mittels dreidimensionalem markerbasiertem Kameramesssystem},
  address   = {Offenburg},
  pages     = {IX, 161},
  abstract  = {Patienten mit neurologischen Erkrankungen, die Auswirkungen auf die Muskelaktivit{\"a}t der unteren Extremit{\"a}ten haben, leiden oft an Gangst{\"o}rungen in der Schwung- und Standphase. Um diesen Gangst{\"o}rungen entgegenzuwirken und einzelne Muskeln zu unterst{\"u}tzen oder zu ersetzen, stellt die Versorgung mit Unterschenkelorthesen eine Behandlungsoption dar. Den {\"A}rzten steht dabei eine Vielzahl an Orthesentypen mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften zur Verf{\"u}gung. Zur Beurteilung der Wirksamkeit einer Orthesenversorgung werden dreidimensionale Ganganalysen mit und ohne Orthese durchgef{\"u}hrt. Die Entscheidungsfindung wird durch eine Simulation des Bewegungsapparates, dem muskuloskelettalen Modelling, unterst{\"u}tzt. Aus den Messdaten der Ganganalyse mit Orthese wird mittels der inversen Dynamik auf die bewegungserzeugenden Muskelkr{\"a}fte im K{\"o}rper zur{\"u}ckgerechnet. Der-zeit wird das Gesamtmoment um das Sprunggelenk in die Berechnung mit einbezogen, welches sich aus dem internen Moment, erzeugt von Muskeln, Sehnen und B{\"a}ndern der unteren Extremit{\"a}ten des Patienten und dem externen Orthesenmoment zusammensetzt. Durch eine isolierte Ermittlung des Unterst{\"u}tzungsmoments einer Unterschenkelorthese kann durch das muskuloskelettale Modelling eine genauere Aussage {\"u}ber die Auswirkungen einer Unterschenkelorthese auf die Muskelaktivit{\"a}t der unteren Extremit{\"a}ten und die Funktionalit{\"a}t des Bewegungsapparates des Patienten getroffen werden. Zur Bestimmung des Orthesenmoments wird die Rotationssteifigkeit, die wichtigste mechanische Eigenschaft einer Unterschenkelorthese mithilfe einer Testvorrichtung gemessen. Denn diese beschreibt das Widerstandsmoment der Orthese, das sie bei der Deformation in Plantar- oder Dorsalflexion er-zeugt, um eine gewisse Biegung um die Sprunggelenksachse freizugeben. Die Literaturrecherche ergibt, dass die Rotationssteifigkeit einer Unterschenkelorthese auf einem Pr{\"u}fstand mit einem physischen Ersatzbeinmodell zur Fixierung der Orthese gemessen wird. In der bestehenden Testvorrichtung am Kinderspital Basel werden die Orthesen allerdings ohne Ersatzbeinmodell untersucht. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Ermittlung der Eignung der bestehenden Vorrichtung ohne Ersatzbeinmodell zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit. Dazu werden eine steife und drei Karbonfederorthesen auf der Testvorrichtung und am Bein eines gesunden Probanden in vergleichbaren Auslenkungen gemessen. Die Bewegung der Orthese wird mittels dreidimensionalem markerbasiertem Kameramesssystem aufgenommen und die kinetischen Daten {\"u}ber dreidimensionale Kraftmessplatten erfasst. F{\"u}r den Vergleich der beiden Testkonditionen werden drei Parameter definiert. Der Erste ist das Deformationsma{\"s} der Orthese. Dieses beschreibt die Deformationslinie des Orthesenschafts in Sagittalebene. Der Vergleich zeigt, dass dieses bei allen getesteten Orthesentypen in starkem Ma{\"s} zwischen beiden Testkonditionen variiert und damit nicht vergleichbar ist. Der zweite Parameter ist die Betrachtung eines vereinfachten Modells f{\"u}r das Verhalten des Rotationspunkts in der Sagittalebene, um den der Orthesenschaft bei der Verformung rotiert. Hierzu werden Geraden durch die Marker des Schafts und des Fu{\"s}es gelegt und deren Schnittpunktverhalten bei der Deformation analysiert. Die Bewegung des Schnittpunkts variiert je nach Testkondition, jedoch wird das Ma{\"s} der Bewegung im Vergleich zu anderen Einflussfaktoren als vernachl{\"a}ssigbar eingestuft. Hier gleichen sich somit die beiden Testkonditionen. Der dritte Parameter ist die Rotationssteifigkeit der Orthese. Hierzu werden mit den Kraftmessplatten die Kr{\"a}fte gemessen und mit den Positionsdaten der Marker ein Hebelarm und der Deformationswinkel definiert. Die ermittelten Daten weichen zwischen den Testkonditionen in gro{\"s}em Ma{\"s} voneinander ab. Eine direkte Aussage {\"u}ber die Eignung der Testvorrichtung kann nicht getroffen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Messung am Bein des Probanden keine realistischen und da-mit verwertbaren Messdaten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit liefert. Schlussfolgernd sind die Messdaten beider Testkonditionen mit den angewandten Mess- und Berechnungsmethoden nicht vergleichbar. Die Eignung der Testvorrichtung l{\"a}sst sich somit nur bedingt beurteilen. Einerseits liefert der Aufbau der Vorrichtung und die Messdurchf{\"u}hrung Messda-ten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit, andererseits kann noch keine Aussage dar{\"u}ber getroffen werden, ob die Messdaten zu einer qualitativen Ermittlung der Rotationssteifigkeit der Orthese f{\"u}hren k{\"o}nnen. In zuk{\"u}nftigen Studien muss die Messung am Bein des Proban-den optimiert werden, um Referenzwerte f{\"u}r die Messung auf der Testvorrichtung bereitstellen zu k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}