Ermittlung von Hallux-Biegemomenten aus der plantaren Druckverteilungsmessung

Zusammenfassung

Fragestellung: Ziel der folgenden Studie war es, die Biegebelastung beim normalen Gehen im Bereich einer proximalen aufklappenden medialen Keilosteotomie mit lateraler Basis zur Korrektur eines Hallux valgus anhand der plantaren Druckverteilung zu ermitteln. Material und Methode: Im Ganglabor wurde mit einer Bodenmessplattform die plantare Druckverteilung unter der Fußsohle beim Abrollen des Fußes an barfußgehenden, gesunden erwachsenen Probanden gemessen. Aus der plantaren Druckverteilung wurde die Vertikalkraft für den Teilbereich Hallux Metatarsale I ausgemessen. Die anschließende Berechnung der externen Biegemomentbelastung bezüglich der hypothetischen Osteotomiestelle erfolgte durch Integration des Drucks auf die Flächensegmente mal deren Hebelabstand zur Biegeachse durch die Osteotomiestelle. Verglichen werden die Messwerte mit Zahlenwerten, die sich unter plausiblen Annahmen aus der Anatomie des Fußes ergeben. Ergebnis: Die mittleren Werte für die externe Biegemomentbelastung betrugen 15,8 ± 4,8 Nm bei den weiblichen Probanden, 21,6 ± 5,6 Nm bei den männlichen. Ihre Höhe korrelierte schwach mit dem Gewicht, sie wurde im Wesentlichen von der individuellen Gangart bestimmt. Schlussfolgerung: Diese ermittelten Werte für das Biegemoment beschreiben die maximale Größenordnung der Belastung, der die Plattenosteosynthese unter ungünstigen Umständen zu widerstehen hat, wenn z. B. die plantaren Fußmuskeln während des Schrittzyklus nicht ausreichend aktiviert werden und wenn keine zusätzliche externe Stabilisierung (Vorfußentlastungsschuh, Gips) eingesetzt wird.

Abstract

Purpose: The following study aims to demonstrate the bending stress on a hallux valgus during normal gait. The bending axis was related to the position of an open wedge osteotomy. The moments were calculated from plantar pressure measurements. Method: In the gait analysis laboratory plantar pressure distribution measurement was done with healthy adult volunteers during barefoot gait. From the plantar pressure distribution the vertical forces were derived just for the region hallux metatarsal I. The following calculation of the bending stress regarding to the hypothetic region of the osteotomy was done by integrating the pressure distribution multiplicated with the distance to the osteotomy. The measurements are compared with theoretical values derived from the anatomy of the foot under some plausible assumptions. Results: The results of the mean values of the bending stress were 15.8 ± 4.8 Nm for the female subjects and 21.6 ± 5.6 Nm for the male subjects. The amount of the bending moments depended with low significance on the weight. More important is the individual type of gait. Conclusion: The measurements show the size of bending stress the plate stabilizing the osteosynthesis has to resist under unfavorable circumstances (for example if the plantar foot muscles are not adequately activated) and if no external stabilization (for example, cast) is used.

Schlüsselwörter

Hallux valgus - plantare Druckverteilungsmessung - Open- Wedge-Osteotomie

Key words

Hallux valgus - pressure distribution measurement - open wedge osteotomy

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1 Zur Veranschaulichung: Die Sprunggelenkflexoren erzeugen mit diesen 2000 N Zugkraft und einem Hebelabstand der Achillessehne von 4 cm zum Sprunggelenk ein Drehmoment von 80 Nm auf das Sprunggelenk.