Projekt: Personalisierte Analysen am Bewegungsapparat - PerMotion

Wirksamkeit dynamischer Gelenkbelastungen beim Gehen zur Vorhersage des Rebound Effektes nach Wachstumslenkung bei Kindern mit Achsfehlstellungen

Motivation: Fehlstellungen der Knieachse in der Frontalebene führen zu einer übermäßigen einseitigen Belastung des Knies und stehen im Zusammenhang mit einer erhöhten Degeneration des Gelenkkompartiments. Eine effiziente Therapie ist die Wachstumslenkung bei bestehendem Restwachstum des Patienten. Allerdings tritt bei dieser Behandlung häufig ein Rebound-Effekt (Wiederauftreten der Fehlstellung) nach der Entfernung des Implantats auf. Die Ursachen dieses Effektes sind noch unzureichend erforscht. Somit existieren keine einheitlichen Vorgaben für den optimalen Zeitpunkt für das chirurgische Entfernen des Implantats. Dieser Zeitpunkt ist aber entscheidend für den langfristigen Erfolg der axialen Korrekturen. Zudem basiert die Indikation für die Implantatentfernung auf statischen Messungen im Stand, die nicht die tatsächliche Belastungssituation und die individuellen Kompensationsmechanismen während des Gehens repräsentieren.Ziel: Das Ziel der Studie ist es, den Einfluss der dynamischen Belastung beim Gehen auf den Rebound-Effekt nach einer operativen Wachstumslenkung mit Zuggurtungs-Platten zu untersuchen.Methoden: Die Ganganalyse und die Röntgenaufnahmen im Stand werden am Tag vor der Implantation und Explantation der Platten durchgeführt. Um die Rebound-Effekte zu analysieren, wird eine nicht-invasive Ganganalyse 6 und 12 Monate nach der Explantation durchgeführt. Die tägliche kumulative Last wird mit Hilfe eines Aktivitätsmessers bestimmt. Darüber hinaus werden Mehrkörpersimulationen durchgeführt, um die Kniekontaktkräfte unter Einfluss der wirkenden Beinmuskulatur zu bestimmen und um diese mit den Ergebnissen aus der Ganganalyse vergleichen zu können. Teilnehmer: 142 Kinder mit idiopathischen Varus- oder Valgus-Beinfehlstellungen und 60 normal entwickelte Kinder als Kontrollgruppe im gleichen Altersbereich. Zeitrahmen: Die voraussichtliche Dauer beträgt 3 Jahre. Innerhalb der ersten sechs Quartale werden die Patienten sowie die Kontrollgruppe rekrutiert. Die erwartete Zeit bis zur Achsenkorrektur durch Wachstumslenkung beträgt im Durchschnitt 12 Monate, das Follow-up nach der Entfernung der Platten beträgt 6 und 12 Monate.Erwartete Ergebnisse: Nach dem aktuellen Algorithmus zum Entfernen der Hardware, der bislang auf statischen Messungen basiert, werden nach der Explantation nicht alle Patienten eine natürliche Belastung im Knie zeigen. Da sich die Lastsituation auf den Knochenumbau auswirkt, könnte eine unphysiologische Belastung den Rebound-Effekt verstärken. Die Ergebnisse dieser Studie könnten erstmalig Einblicke in die mechanische Integrität von Knochen und Muskeln während und nach der Wachstumslenkung zeigen. Diese Erkenntnisse könnten zu einer Verbesserung des Behandlungsalgorithmus bei der Wachstumslenkung führen.

Die Berechnung von Spannungen in der Wachstumsfuge mit Hilfe der FEM soll im Folgeprojekt einen zusätzlichen Indikator für den idealen Zeitpunkt der Öffnung der Wachstumsfuge bei den Probanden geben, um sowohl Überkorrektur als auch Reboundeffekte zu vermeiden.

Laufzeit: 2021 – 2024

Förderung: Mittelbauprogramm der Frankfurt UAS - Qualifikationsstelle (Promotion)