Biomechanische Veränderungen im Zusammenhang mit Schmerzen im unteren Rückenbereich: Ein innovatives Instrument zur Beurteilung von Bewegungsmustern und zur Bewertung von Behandlungen in der Rehabilitation

Zusammenfassung

Diese Studie zeigt die Rolle eines innovativen Instruments zur Beurteilung und Behandlung biomechanischer Veränderungen bei Patienten mit Rückenschmerzen (LBP). Drei LBP-Patienten zeigten nach der Beurteilung eine verbesserte Schmerzintensität und funktionelle Unabhängigkeit. Die Technologie hilft bei maßgeschneiderten Rehabilitationsstrategien und bietet Einblicke in die Biomechanik von LBPs für personalisierte Interventionen.

Zusammenfassung

Kreuzschmerzen (LBP) sind eine weit verbreitete Erkrankung, die häufig mit biomechanischen Veränderungen zusammenhängt. Die Beurteilung von Bewegungsmustern spielt eine Rolle im Rehabilitationsmanagement von Patienten mit LBP; Eine genaue Beurteilung ist jedoch im klinischen Alltag eine Herausforderung. Daher zielt diese Studie darauf ab, die biomechanischen Veränderungen im Zusammenhang mit LBP durch die Entwicklung und Anwendung eines innovativen Bewertungsinstruments namens CameraLab zu bewerten. Patienten mit LBP wurden durch ein Videoanalysesystem untersucht. Das Tool zur Bewertung von Bewegungsmustern umfasst eine Touchscreen-Oberfläche und vier Hochgeschwindigkeitskameras, die eine Echtzeit-Datenerfassung während der Bewegungsbewertung ermöglichen. Die Kameras erfassen dynamische Bewegungen und ermöglichen so eine gründliche Untersuchung der motorischen Funktion. Eine Videoanalyse-Softwareanwendung wird für die präzise Winkelbeurteilung und Gelenkverfolgung eingesetzt. Drei Patienten mit LBP wurden untersucht, die positive Ergebnisse in Bezug auf Schmerzintensität, funktionelle Unabhängigkeit und allgemeines Wohlbefinden zeigten. Die Integration fortschrittlicher Technologie hob die Veränderungen des Bewegungsmusters hervor und trug zu maßgeschneiderten Rehabilitationsstrategien bei. Die Studie bietet einen Paradigmenwechsel hin zur Präzisionsrehabilitation. Dieser innovative Ansatz bietet wertvolle Einblicke in die biomechanischen Veränderungen im Zusammenhang mit LBP, fördert ein tieferes Verständnis für Ärzte und ebnet den Weg für effektive personalisierte Interventionen bei der Behandlung von LBP.

Einleitung

Schmerzen im unteren Rücken (LBP) sind eine komplexe und weit verbreitete Erkrankung des Bewegungsapparates, die die körperliche Funktionsfähigkeit und die gesundheitsbezogene Lebensqualität (HR-QoL) stark ^{beeinträchtigt1,2}. LBP ist ein wachsendes globales Problem der öffentlichen Gesundheit und wird immer wieder als eine der Hauptursachen für Behinderungen und Funktionseinschränkungen im täglichen Leben eingestuft. Laut der Studie Global Burden of Disease (GBD) 2021 nimmt die Prävalenz von LBP zu und schätzt die Zahl der Menschen weltweit auf fast 619 Millionen Menschen im Jahr 2020. Die Studie hebt hervor, dass LBP einen erheblichen Teil der mit Behinderung gelebten Jahre ausmacht, wobei die Prävalenz vor allem bei Personen im Alter von 45 bis 64 Jahren beobachtet wird³. Aufgrund der Alterung der Bevölkerung wird erwartet, dass ihre Prävalenz in den kommenden Jahrzehnten zunehmen wird, während sich die wachsende Forschung derzeit auf innovative Ansätze zur Verbesserung der Behandlung dieser Erkrankung konzentriert ^4,5,6. Die GBD-Analyse 2019 bestätigt diese Ergebnisse weiter und deutet darauf hin, dass LBP in mehreren Regionen der Welt nach wie vor eine vorherrschende Erkrankung ist, die sich stark auf die HR-QoL^{auswirkt 7}. Prognosen deuten darauf hin, dass ohne wirksame Interventionen die Prävalenz und Belastung durch LBP weiter zunehmen werden, was einen umfassenden globalen Ansatz für Prävention und Management erforderlich macht ^3,7.

Während die optimale therapeutische Strategie in der Regel auf der genauen Pathophysiologie des LBP basiert, wurden verschiedene therapeutische Ansätze vorgeschlagen, um die vielschichtige Behandlung dieser behindernden Erkrankung zu bewältigen 8,9,10,11,12. Der WHO-Rehabilitationsleitfaden bietet einen umfassenden Rahmen für globale Rehabilitationspraktiken und unterstreicht deren entscheidende Rolle bei der Behandlung chronischer LBP¹³. Diese Leitlinien unterstreichen die Notwendigkeit eines integrierten und personalisierten Ansatzes für den Patienten, der die biopsychosozialen Aspekte der Behandlung chronischer Schmerzen berücksichtigt. Dies erfordert eine koordinierte Anstrengung von multidisziplinären Angehörigen der Gesundheitsberufe, um nicht-chirurgische Eingriffe auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse durchzuführen und auf die individuellen Bedürfnisse jedes Patienten zugeschnitten zu sein. Ein umfassender Ansatz ist unerlässlich, um die Variabilität in der Versorgung zu reduzieren, die Lebensqualität zu verbessern und die Gesamtergebnisse für Menschen mit LBP zu verbessern. In den Leitlinien wird auch die Bedeutung von Zugänglichkeit und Gerechtigkeit bei Rehabilitationsdiensten hervorgehoben, um sicherzustellen, dass Interventionen in verschiedenen Kontexten durchführbar und akzeptabel sind, wodurch eine allgemeine Gesundheitsversorgung unterstützt und die globale öffentliche Gesundheit verbessert^{wird 13}.

In diesem Zusammenhang ist es interessant festzustellen, dass Patienten mit LBP häufig durch entscheidende biomechanische Veränderungen gekennzeichnet sind, die für einen effektiven Rehabilitationsansatz genau berücksichtigt werden sollten 14,15,16. Zu diesen Veränderungen gehören Abweichungen in der Ausrichtung der Wirbelsäule¹⁷, Muskelungleichgewichte¹⁸, Gelenksteifigkeit oder Hypermobilität¹⁹, abweichende Bewegungsmuster²⁰, Asymmetrien in der Muskelaktivierung¹² und eine beeinträchtigte neuromuskuläre Kontrolle^21,22. Daher ist die Identifizierung und Behandlung dieser spezifischen biomechanischen Veränderungen von entscheidender Bedeutung, um Rehabilitationsprogramme so anzupassen, dass sie auf die zugrunde liegenden Mechanismen abzielen, die zu LBP beitragen, und optimale Genesungsergebnisse ermöglichen^23,24.

In diesem Zusammenhang könnten Bewertungsmethoden für Bewegungsmuster Bewegungsinertialsensoren, Kraftmessplatten, standardisierte Beobachtungstests und qualitative Beobachtungskriterien 25,26,27,28,29,30 umfassen. Bewegungsträgheitssensoren bieten zwar Tragbarkeit und Benutzerfreundlichkeit, weisen jedoch Einschränkungen auf, die sich vor allem auf die Datengenauigkeit und Zuverlässigkeit beziehen. Ihre Messungen können durch Sensordrift, Orientierungsfehler und Signalrauschen beeinflusst werden, was zu Ungenauigkeiten in der Bewegungsanalyse führt²⁹. Darüber hinaus können Bewegungsträgheitssensoren nur eine begrenzte Kapazität haben, komplexe Bewegungsmuster genau zu bewerten, insbesondere bei dynamischen Aktivitäten, einschließlich schneller Bewegungen oder Richtungsänderungen²⁰. Kraftmessplatten sind zwar wertvoll für die Quantifizierung von Bodenreaktionskräften und Kinetik während der Bewegung, haben aber Einschränkungen hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Auflösung³⁰. Sie liefern möglicherweise keine detaillierten Informationen über die Bewegungsqualität oder kinematische Muster und konzentrieren sich in erster Linie auf die Bewertung der auf den Boden ausgeübten Kräfte und nicht auf die Bewegungsmuster³⁰. Auf der anderen Seite sind qualitative Beobachtungskriterien zwar nützlich, um qualitative Aspekte der Bewegung zu erfassen, aber es fehlt an Standardisierung und sie können zwischen Beobachtern ohne Standardisierung und zuverlässig variieren^27,28. Interessanterweise unterstrich die kürzlich erschienene Übersichtsarbeit von van Dijk et ^al.20, dass nur bestimmte Bereiche der Bewegungsqualität (wie z.B. Bewegungsumfang (ROM) und Gate-Analyse) bei Patienten mit LBP effektiv mit objektiven Methoden bewertet wurden und sich in der Allgemeinbevölkerung signifikant unterschieden.

Infolgedessen fehlen objektive und quantifizierbare Methoden zur Bewegungsbewertung, und mehrere Herausforderungen betreffen nach wie vor sowohl die Interventions- als auch die Überwachungsprozesse für Patienten mit LBP²⁰. Darüber hinaus verschärfen die Hindernisse für die effektive Integration dieser Instrumente in die klinische Routine die Herausforderungen, die mit der effektiven Behandlung von LBP-Erkrankungen verbunden sind.

Zusammengenommen deuten diese Erkenntnisse darauf hin, dass es nach wie vor eine erhebliche Wissenslücke in Bezug auf digitale Instrumente zur Bewertung der Bewegungsqualität bei funktionellen Übungen gibt. Darüber hinaus müssen die Auswirkungen der Integration präziser Bewegungsbewertungsanalysen in den Rehabilitationsprozess noch vollständig charakterisiert werden.

Aus diesem Grund stellen wir Ihnen hier eine Fallserie vor, in der das CameraLab-System vorgestellt wird, eine innovative digitale Lösung, die objektive Daten zur Bewegungsmusteranalyse bei Patienten mit LBP liefert. In einigen Fällen haben instrumentelle Untersuchungen mit Röntgenstrahlen wenig Aufschluss über die Auswirkungen auf die Rehabilitation bei Patienten mit LBP. In diesem Fall könnte die Funktionsbewertung mit Motion Capture diese Lücke schließen und Antworten auf den Rehabilitationsbedarf geben³¹. In dieser Fallserie haben wir die effektive Integration des innovativen Bewertungsinstruments in das umfassende Rehabilitationsmanagement von Patienten mit LBP gezeigt und die funktionellen und objektiven Daten hervorgehoben, die mit dieser technologischen Lösung erzielt wurden, um die Präzision und Effektivität der klinischen Rehabilitationspraxis bei Menschen mit LBP zu verbessern.

Protokoll

Vor der Datenerhebung erhielten alle eingeschlossenen Patienten eine Einwilligungserklärung zur Überprüfung und Unterschrift, um sicherzustellen, dass sie die Teilnahme an der Studie verstanden und akzeptiert haben. Die Forscher gewährten den Patienten während aller Studienverfahren die Privatsphäre und hielten sich an die ethischen Grundsätze, die in der Deklaration von Helsinki³² dargelegt sind.

1. Organisation der CameraLab-Einstellung

1. Schalten Sie den Touchscreen des interaktiven Monitors, die zentrale Steuerzentrale des Videoanalysesystems (siehe Abbildung 1 für weitere Details), ein und drücken Sie die Ein-/Aus-Taste.
2. Position der vier Hochgeschwindigkeitskameras entsprechend den in Abbildung 2 angegebenen Abständen.
3. Verbinden Sie die vier Kameras mit dem interaktiven Monitor: Stecken Sie die Netzwerkkabel in die entsprechenden Türen.
4. Starten Sie die Kameraschnittstelle, um Bilder in Echtzeit anzuzeigen. Klicken Sie auf das Symbol Videoanalysesystem, um die Software zu öffnen.

2. Erstgespräch mit dem Patienten

1. Stellen Sie die Einwilligungserklärung zur Überprüfung und Unterschrift bereit.
2. Sammeln und notieren Sie agrafische und anthropometrische Daten.
3. Positionieren Sie den Patienten in der Mitte des Videoanalysesystems mit vier Hochgeschwindigkeitskameras in einem Abstand von jeweils 3 m zum Patienten gemäß den in Abbildung 2 angegebenen Abständen.

3. Bewertung mit funktionellem Bewegungsbildschirm (FMS) gemäß den aktuellen Richtlinien^33,34

1. Bitten Sie den Patienten, ein Aufwärmen durchzuführen.
   1. Radfahren mit geringer Intensität: Bitten Sie den Patienten, unter Beibehaltung der Sitzhöhe in die Pedale zu treten, um eine einfache Kniestreckung von 0° zu ermöglichen. Passen Sie den Widerstand an, um Ermüdung während der gesamten Dauer von 12 Minuten zu vermeiden.
   2. Übung zur Dehnung der unteren Gliedmaßen: Bitten Sie den Patienten, in Rückenlage zu liegen. Bitten Sie den Patienten, einen Oberschenkel nach dem anderen an seine Brust zu drücken und die Hände dahinter zu verschränken. Führen Sie dann 3 Sätze mit 10 Wiederholungen der Kniestreckung an jedem Bein durch.
   3. Aktivierung der Körpermitte: Weisen Sie den Patienten an, mit gebeugten Hüften und flachen Füßen auf dem Boden aus der Rückenlage zu starten. Bitten Sie den Patienten, 15 Hüftstreckungen durchzuführen und die Brückenposition für 3 Sätze zu erreichen, mit einer 15-stündigen Pause zwischen den Sätzen.
2. Verabreichen Sie dem Patienten den FMS-Test (Kameras aus), einschließlich tiefer Kniebeugen, Hürdenschritte, Inline-Ausfallschritte, Schulterbeweglichkeit, aktives Heben mit geradem Bein, Liegestütze für die Rumpfstabilität und Rotationsstabilität gemäß den FMS-Richtlinien^33,34.

4. Anschaffung des Systems

1. Bitten Sie den Patienten, zwei verschiedene Wiederholungen der Bewegungen durchzuführen, um Vertrauen in das motorische Muster des Tests zu gewinnen. Bitten Sie den Patienten anschließend, 2 Versuche durchzuführen, die mit dem innovativen Bewertungstool aufgezeichnet wurden. Beziehen Sie die unten genannten Bewegungen ein.
   1. Kniebeuge vorne, keine Hand: Bitten Sie den Patienten, die Ausgangsposition einzunehmen, indem er die Füße etwa schulterbreit auseinander und auf der Sagittalebene ausgerichtet positioniert. Halten Sie die Arme des Patienten nach vorne gestreckt, wobei eine Stange auf den Armen ruht. Bitten Sie dann den Patienten, so weit wie möglich in die Hocke zu gehen, während Sie den Oberkörper aufrecht halten und die Fersen und die Stange an Ort und Stelle halten. Halten Sie die Abwärtsposition für eine Zählung von eins gedrückt und kehren Sie dann in die Ausgangsposition zurück.
   2. Lower Body Motor Control Screen (LB-MCS) (für jede Seite): Bitten Sie den Patienten, die Position einzunehmen, die Arme nach vorne gestreckt und nur auf dem Fuß der zu beurteilenden Seite stehend, die kontralaterale untere Extremität wird mit dem Knie gestreckt gehalten und der Fuß ruht nicht auf dem Boden. Bitten Sie dann den Patienten, so weit wie möglich in die Hocke zu sinken, während der Oberkörper aufrecht und der Fuß in Position bleibt. Halten Sie die Position bis eins gedrückt und kehren Sie dann in die Ausgangsposition zurück.
2. Drücken Sie die Start-Taste, um die Aufnahme zu starten. Das System startet die Datenerfassung bis zum Ende der Übung.
3. Drücken Sie Stopp , um die Datenerfassung zu stoppen. Das System stellte eine Videodatei zur Verfügung, die in einem bestimmten Ordner gespeichert war.

5. Datenanalyse auf interaktivem Monitor

1. Erstellen Sie den Patientenordner auf dem interaktiven Monitor mit den aufgezeichneten Videos: Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Desktop, um das Desktop-Menü zu öffnen, wählen Sie Neuer Ordner, geben Sie den Namen des neuen Ordners ein und drücken Sie die Eingabetaste.
2. Öffnen Sie das ausgewählte Video (Front Squat no Hand und LB-MCS für die rechte Seite und LB-MCS für die linke Seite).
   1. Für die vordere Kniebeuge, ohne Handversuch, befolgen Sie die Schritte 5.2.1.1-5.2.1.8.
      1. Wählen Sie das Bild aus dem Video aus, das in den Seitenansichten am Punkt des maximalen Sinkflugs erstellt wurde.
      2. Starten Sie das Videoannotationstool zur Bildanalyse mit einem Doppelklick auf das Symbol Eigen .
      3. Fügen Sie den Rahmen in den Bericht ein.
      4. Wählen Sie die Gelenke im lateralen Rahmen (Schulter, Hüfte, Knie und Knöchel) aus, indem Sie den interaktiven Monitor berühren und das Skelett der Extremitäten- und Rumpfachse zeichnen (siehe Abbildung 4). Das Video-Anmerkungswerkzeug gibt automatisch Zielwinkel (Hüfte und Knie) an.
      5. Geben Sie die Punktzahl auf der Grundlage des Grenzwerts (siehe Tabelle 1) in den Schritten 5.2.1.6 bis 5.2.1.7 an.
      6. Kontrollwert für die unteren Gliedmaßen: Geben Sie eine Punktzahl von 0 an, wenn die Hüft-Fuß-Achse nicht mit der Patella übereinstimmt und das Knie medial zur Hüft-Fuß-Achse liegt, geben Sie eine Punktzahl von 1, wenn die Hüft-Fuß-Achse seitlich mit der Patella übereinstimmt, und geben Sie eine Punktzahl von 2, wenn die Hüft-Fuß-Achse medial mit der Patella übereinstimmt.
      7. Punktzahl für die Motorstrategie. Geben Sie eine Punktzahl von 0 an, wenn die aktive Kniebeugung > 110° und die Hüftbeugung > 100° beträgt, geben Sie eine Punktzahl von 1, wenn die aktive Kniebeugung > 110° oder die Hüftbeugung > 100° beträgt, und geben Sie eine Punktzahl von 2 an, wenn die aktive Kniebeugung 110° und die Hüftbeugung ≤ 100° ≤.
      8. Fügen Sie die Bewertung der unteren Gliedmaßenkontrolle und die Bewertung der motorischen Strategie hinzu, um die Gesamtbewertung der Reihe zu berechnen.
   2. Führen Sie für LB-MCS für die rechte und linke Seite die Schritte 5.2.2.1 bis 5.2.2.11 aus.
      1. Wählen Sie das Bild aus dem Video aus, das sowohl in der Seiten- als auch in der Frontalansicht am Punkt des maximalen Sinkflugs erstellt wurde.
      2. Starten Sie das Videoannotationstool zur Bildanalyse mit einem Doppelklick auf das Symbol Eigen .
      3. Fügen Sie den Rahmen in den Bericht ein.
      4. Wählen Sie das Gelenk im vorderen Rahmen (Rumpfachse, Hüfte und Knöchel der Seite auf dem Boden) aus, indem Sie den interaktiven Monitor berühren und das Skelett der Gliedmaßen- und Rumpfachse zeichnen (siehe Abbildung 5).
      5. Wählen Sie das Gelenk im lateralen Rahmen (Schulter, Hüfte, Knie und Knöchel) aus, indem Sie den interaktiven Monitor berühren und das Skelett der Extremitäten- und Rumpfachse zeichnen (siehe Abbildung 5). Das Video-Anmerkungswerkzeug gibt automatisch Zielwinkel (Hüfte und Knie) an.
      6. Geben Sie die Punktzahl auf der Grundlage des Grenzwerts (siehe Tabelle 1) in den Schritten 5.2.2.8 bis 5.2.2.10 an.
      7. Kontrollwert für die unteren Gliedmaßen: Geben Sie eine Punktzahl von 0 an, wenn die Hüft-Fuß-Achse nicht mit der Patella übereinstimmt und das Knie medial zur Hüft-Fuß-Achse liegt, geben Sie eine Punktzahl von 1, wenn die Hüft-Fuß-Achse seitlich mit der Patella übereinstimmt, und geben Sie eine Punktzahl von 2, wenn die Hüft-Fuß-Achse medial mit der Patella übereinstimmt.
      8. Beckenneigungswert: Geben Sie eine Punktzahl von 0, wenn der Beckenwinkel im Vergleich zur horizontalen Ebene ≥ 15° geneigt ist, geben Sie eine Punktzahl von 1, wenn der Beckenwinkel im Vergleich zur horizontalen Ebene zwischen 10° und 15° kippt, und geben Sie eine Punktzahl von 2, wenn der Beckenwinkel im Vergleich zur horizontalen Ebene ≤ 10° geneigt ist.
      9. Bewertung der Rumpfsteuerung: Geben Sie eine Punktzahl von 0 an, wenn die Abweichung des Stützensegments von der senkrechten Ebene 15° ≥, geben Sie eine Punktzahl von 1 an, wenn die Abweichung des Stützensegments von der senkrechten Ebene zwischen 10° und 15° liegt, und geben Sie eine Punktzahl von 2, wenn die Abweichung des Stützensegments von der senkrechten Ebene 10° ≤.
      10. Punktzahl für die Motorstrategie. Geben Sie eine Punktzahl von 0 an, wenn die aktive Kniebeugung > 110° und die Hüftbeugung > 100° beträgt, geben Sie eine Punktzahl von 1 an, wenn die aktive Kniebeugung 110° > oder die Hüftbeugung > 100° beträgt, und geben Sie eine Punktzahl von 2 an, wenn die aktive Kniebeugung ≤ 110° und die Hüftbeugung ≤ 100° liegt.
      11. Berechnen Sie den Gesamtreihenwert, der sich aus der Summe des Kontrollwerts für die unteren Gliedmaßen, des Beckenneigungswerts, des Rumpfkontrollwerts und des Motorstrategiewerts ergibt.
3. Verarbeiten Sie Indikationen und geben Sie die Testergebnisse an den Patienten zurück.

Abbildung 1 zeigt die schematische Darstellung des Protokolls.

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Protokolls. Diese Abbildung veranschaulicht den schrittweisen Ablauf des Studienprotokolls. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Ergebnisse

Studiendesign und Ethik
Dieses Manuskript wurde in Übereinstimmung mit der Struktur und den Melderichtlinien für die Fallberichterstattung (CARE) verfasst, und die CARE-Checkliste ist als ergänzende Datei 1 verfügbar. Teilnahmeberechtigt sind Männer und Frauen mit LBP im Alter von 18 bis 60 Jahren, die sich einer Physiotherapie unterziehen, um ihren Zustand zu verbessern und zu einem täglichen Leben ohne ständige Beschwerden und Schmerzen zurückzukehren, die die normale Leistung von ADL verhindern.

Die Einschlusskriterien der Teilnehmer waren: a) Patienten mit LBP jeglicher Art; b) überwiesene Schmerzen von weniger als 4/10 auf der numerischen Skala (NRS); c) Patienten, die bereits einen Standard-Rehabilitationszyklus absolviert haben und zu weiteren Rehabilitationszyklen überwiesen wurden, um die motorische Funktion zu verbessern; d) Die Patienten müssen in der Lage sein, eine Kniebeugenbewegung auszuführen und die Bewegung des Hüftgelenks zu kontrollieren. Die Ausschlusskriterien der Patienten waren: a) Körperliche Einschränkungen, die eine Untersuchung ausschließen können; b) Vorangegangene Wirbelbrüche; c) Ein Body-Mass-Index (BMI) von 30 oder mehr.

Drei Patienten wurden in diese prospektive Fallserie eingeschlossen und von einem multidisziplinären Team untersucht, an dem ein Facharzt für Physikalische und Rehabilitationsmedizin und ein Physiotherapeut mit langjähriger Erfahrung im LBP-Management beteiligt waren. Die Patienten waren von LBP mit unterschiedlicher Ätiologie betroffen und wurden nach einem Standard-Rehabilitationsprogramm mit dem Videoanalysesystem und den Standardbewertungsergebnissen einschließlich der numerischen Bewertungsskala (NRS) ^untersucht35; Kurzform-Gesundheitsumfrage mit 12 Punkten (SF-12)³⁶, Roland Morris Behindertenfragebogen (RM)³⁷; Tampa-Skala der Kinesiophobie (TSK)³⁸. Functional Movement Screen (FMS)-Tests, die ursprünglich für Sportler entwickelt wurden, können effektiv angewendet werden, um Bewegungseinschränkungen zu beurteilen und physiotherapeutische Interventionen zu leiten, die bewegungs- und bewegungsbasierte Ansätze für LBP-Patienten betonen, auch für solche mit Erkrankungen wie Skoliose und zyphotischer Haltung, und ihr Potenzial zur Verbesserung der funktionellen Bewegungskapazität, zur Verringerung von Schmerzsymptomen und zur Förderung des allgemeinen Wohlbefindens hervorheben. Wie in der Studie von Alkhathami et ^al.39 berichtet, ist dieses Instrument in der Lage, zwischen Personen mit und ohne LBP zu unterscheiden. Die Autoren dieser Studie stellen schließlich fest, dass es ein nützlicher Test für Ärzte sein könnte, um Mobilitätseinschränkungen zu bewerten und die Bewegungsqualität einer Person bei Menschen mit Rückenschmerzen zu beurteilen. Darüber hinaus berichten andere Studien über die mögliche Korrelation zwischen dem FMS-Test und dem LBP für die Bewertung der körperlichen Funktion^40,41.

Software und Hardware
Das innovative Werkzeug zur Beurteilung und Behandlung biomechanischer Veränderungen ist ein technologisches System für eine umfassende Bewegungsanalyse, bestehend aus einer Touchscreen-Schnittstelle und vier Hochgeschwindigkeitskameras, die speziell auf klinische Umgebungen zugeschnitten sind. Es überwindet die Einschränkungen herkömmlicher Bewegungsanalyse-Tools, indem es eine benutzerfreundliche, tragbare und kostengünstige Lösung für Ärzte bietet.

Das Bewegungsanalysesystem nutzt eine leistungsstarke Software-Suite, um eine umfassende Bewegungsanalyse⁴² zu ermöglichen, die speziell auf klinische Umgebungen zugeschnitten ist. Dieses Tool zur Bewertung von Bewegungsmustern stellt eine bahnbrechende Innovation in der klinischen Bewegungsanalyse dar und bietet eine benutzerfreundliche, tragbare und erschwingliche Lösung, für die es keine Vorgängerversionen gibt. Im Gegensatz zu bestehenden Systemen, die auf komplexer Software und spezialisierter Hardware basieren, rationalisiert das hier beschriebene Bewertungstool den Analyseprozess und macht ihn für ein breiteres Spektrum von Klinikern zugänglich.

Diese Suite besteht aus drei Hauptkomponenten: (i) Kinovea: Bewegungsanalyse, (ii) Synology Surveillance Station: Effizientes Videomanagement und (iii) ApowerREC: Bildschirmaufnahme und Anmerkung.

Kinovea, eine weit verbreitete Videoanalysesoftware in der Biomechanik und Bewegungsforschung. Es ermöglicht die Beurteilung des Gelenkwinkels und ermöglicht es dem Arzt, die Bewegungen der Patienten präzise zu messen und zu analysieren. Seine Schnittstelle, gepaart mit fortschrittlichen Funktionen für die Verfolgung, Messung und Visualisierung von Gelenken, macht es zu einem geeigneten Asset, um in die Feinheiten menschlicher Bewegungen einzutauchen. Ob in der Sportbiomechanik, in der klinischen Beurteilung oder in der Forschung, diese Videoanalyse-Software trägt zu einer präzisen Beurteilung von Gelenkwinkeln und Bewegungsdynamik bei. Innerhalb der Software-Suite wird Kinovea verwendet für: (i) Gelenkwinkelbewertung: Präzise Messung der Winkel verschiedener Gelenke während der Bewegung. (ii) Bewegungsmusteranalyse: Identifizierung spezifischer Bewegungsmuster, die zu Schmerzen oder Beschwerden beitragen, und Überwachung des Behandlungsfortschritts im Laufe der Zeit. (iii) Patientenfeedback: Visuelle Demonstration von Bewegungsmustern für Patienten, um ihr Verständnis und ihr Engagement in der Rehabilitation zu verbessern.

Die Synology Surveillance Station, ein Videomanagementsystem (VMS), verwandelt Synology NAS-Geräte (Network Attached Storage) in zentralisierte Überwachungslösungen. Innerhalb der Software-Suite spielt die Surveillance Station eine zentrale Rolle bei der Verwaltung von Videos, die von den Hochgeschwindigkeitskameras des Systems aufgenommen werden. Zu den Funktionen gehören: (i) Echtzeit-Überwachung: Beobachtung der Bewegungen von Patienten während der Untersuchungssitzungen in Echtzeit über Video-Feeds. (ii) Videowiedergabe und -analyse: Wiedergabe von aufgezeichneten Videos für eine gründlichere Untersuchung von Bewegungsmustern. (iii) Benutzerverwaltung und Berechtigungen: Kontrolle des Zugriffs auf Videos und Analysefunktionen durch autorisierte Benutzer.

ApowerREC dient dazu, die Bildschirmaktivität während der Analysesitzungen zu erfassen und zu kommentieren. Zu den Funktionen gehören: (i) Bildschirmaufzeichnung: Erfassung der Bildschirmaktivität während Bewegungsanalysesitzungen mit einer Frequenz von 10 Bildern pro Sekunde. (ii) Anmerkungsfunktionen: Hinzufügen von Anmerkungen, Zeichnungen und Kommentaren zu aufgezeichneten Videos, um die Kommunikation und Dokumentation zu verbessern. (iii) Freigabe von Aufzeichnungen: Einfaches Teilen von Bildschirmaufzeichnungen mit Kollegen oder Patienten. In Kombination bietet diese Software-Suite eine potenzielle Lösung für die Bewegungsanalyse im klinischen Umfeld.

Abbildung 2: Systemkonfiguration für die Analyse von Patientenbewegungen. Diese Abbildung zeigt den Aufbau des Systems, einschließlich der Positionierung der Kameras und des Patienten während der Bewegungsanalyse. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Die Hardware besteht aus dem interaktiven Monitor, der in Abbildung 2 dargestellt ist. Es diente als zentrale Drehscheibe, die die Interaktion und Datenerfassung während des Bewegungsbewertungsprozesses ermöglichte. Die vier Hochgeschwindigkeitskameras (Abbildung 2) waren integrale Bestandteile des Bewegungserfassungs- und Analysesystems, das so positioniert ist, dass dynamische Bewegungen in Echtzeit erfasst werden. Diese Kameras waren so ausgestattet, dass sie präzise Bewegungsabläufe aufzeichnen und so eine gründliche Untersuchung der Motorik des Patienten gewährleisten konnten. Abbildung 3 zeigt die schematische Darstellung des Aufbaus für die Bewegungsanalyse.

Abbildung 3: Schematische Darstellung. Eine schematische Darstellung des Aufbaus, die die Platzierung von Hochgeschwindigkeitskameras (C) und die anfängliche Positionierung des Patienten (P) hervorhebt. C: Hochgeschwindigkeitskamera; P: Ausgangsposition des Patienten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Der Patient wurde in der Mitte positioniert, umgeben von vier Hochgeschwindigkeitskameras, die strategisch in 3 m Entfernung vom Patienten platziert waren, um einen umfassenden Überblick zu erhalten. Die Touchscreen-Oberfläche diente als Drehscheibe für eine nahtlose Interaktion und Echtzeit-Datenerfassung während des Bewertungsprozesses. Diese Konfiguration gewährleistete eine gründliche und detaillierte Aufzeichnung dynamischer Bewegungen und ermöglichte eine umfassende Analyse der motorischen Funktion im klinischen Umfeld, insbesondere bei Erkrankungen wie LBP.

Bewertung mit funktionellem Bewegungsbildschirm (FMS)
Der funktionelle Bewegungsbildschirm (FMS) ist ein System zur Bewertung von Bewegungsmustern und zur Identifizierung potenzieller Funktionsstörungen oder Einschränkungen der körperlichen Leistungsfähigkeit⁴³. Es umfasst eine Reihe von Tests zur Bewertung grundlegender Bewegungsmuster und Asymmetrien, die zur Verletzungsprävention und Leistungsoptimierung beitragen⁴³. Obwohl FMS kein spezifischer Test für Patienten mit LBP ist, ist dieser Test ein validiertes Instrument zur Beurteilung der funktionellen Bewegungsfähigkeit einer Person. Während FMS-Tests ursprünglich für Sportler entwickelt wurden, könnte ihr Fokus auf grundlegende Bewegungsmuster für Personen mit LBP relevant sein, bei denen beeinträchtigte Bewegungsmuster eng mit der Schmerzintensität und der funktionellen Leistungsfähigkeit verbunden sind 14,15,16. Abbildung 4 zeigt weitere Details zum FMS-Test, der mit numerischen und farbigen Endergebnissen abgeschlossen wird.

Abbildung 4: Beispiel für die Erfassung von FMS-Testdaten. Diese Abbildung zeigt ein Beispiel für die Datenerfassung während eines FMS-Tests, wobei jeder einzelne Punkt des Tests dargestellt wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Wie das FMS berichtete, zeigte eine grüne "Ampel" an, dass die Übungen das dysfunktionale Bewegungsmuster nicht in Frage stellen. Diese Übungen können sicher bei Aktivitäten des täglichen Lebens oder bei Trainingseinheiten angewendet werden. Eine gelbe "Ampel" deutete darauf hin, dass das Bewegungsmuster korrekt war, zeigte aber eine Asymmetrie zwischen den beiden Gliedmaßen. Daher ist bei der Programmierung Vorsicht geboten. Eine rote "Ampel" zeigte eine Dysfunktion in der Ausführung dieser motorischen Muster an, und es wird empfohlen, solche Bewegungen in der Programmierung zu vermeiden, da sie für das Trainingsprogramm⁴³ erforderlich sind. Der Farbcode, der dem Endergebnis zugewiesen wurde, war für die spätere Programmplanung von Bedeutung (Tabelle 2).

Das Assessment-Tool wurde verwendet, um das Bewegungsmuster während des FMS-Tests genau zu beurteilen. Es wurde vor einem Big-Pad aufgeführt, das Echtzeitbilder von den Kameras projizierte. Die Videoanalyse gilt als grundlegend für die Untersuchung der Bewegungsqualität und die Bewertung der motorischen Ausführungsstrategie.

Im Einzelnen wurde Folgendes bewertet:
Front squat, keine Hand: Die erste videoanalysierte Bewegung war eine Kniebeuge (zweibeinige Bewegung) mit der vorderen Positionierung des Stocks. Diese Bewegung bewertete, wie der Proband eine Kniebeuge in einer zweibeinigen Situation ausführte, ohne die Einschränkung der "Überkopf"-Positionierung, die wir bei der Bewertung der tiefen Kniebeuge während des FMS-Bewertungsteils hatten. Die Wahl dieser Bewegung wurde eingeführt, weil dieses motorische Muster auf verschiedene alltägliche Handlungen wie das Aufheben eines Gegenstandes vom Boden, das Hinsetzen und Aufstehen von einem Stuhl oder Sofa usw. zurückgeführt werden kann und es daher wichtig war, zu lernen und zu wissen, wie das Subjekt diese Bewegung im Alltag ausführt. Im Detail beinhaltete die Analyse dieser Bewegung die Bewertung von zwei Hauptuntersuchungskriterien: die Kontrolle der unteren Gliedmaßen (in der Frontalansicht) und die verwendete motorische Strategie (in der Seitenansicht). Weitere Informationen finden Sie in Abbildung 5 .

Abbildung 5: Beispiel für Front Squat (ohne Hände), bewertet aus Frontal- und Seitenansicht, zusammen mit dem entsprechenden Ruder-Score. Die Abbildung zeigt eine vordere Kniebeugenbewegung (ohne Hände), die sowohl aus der Frontal- als auch aus der Seitwärtsansicht bewertet wurde, mit der entsprechenden Bewertung der Bewegungsqualität. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Die Kontrolle der unteren Extremitäten wurde durch Verfolgung der Achse zwischen der Fußmitte und der vorderen oberen Beckenwirbelsäule (ASIS) bewertet, um das Vorhandensein eines dynamischen Valgus im Kniegelenk zu identifizieren und zu quantifizieren. Die Analyse mit den seitlichen Kamerabildern analysierte die Beugewinkel, die an Knie und Hüfte erzeugt wurden, um festzustellen, ob die verwendete Strategie korrekt und quantitativ ausreichend war.

Motorischer Kontrollschirm für den Unterkörper (LB-MCS): Der zweite und dritte Test waren die einbeinige Kniebeuge (einbeinige Bewegung) für jede Seite. Weitere Informationen finden Sie in Abbildung 6. Die Analyse dieser Bewegung ermöglichte es uns, das Verhalten des Probanden in einer einbeinigen Situation zu beurteilen. Die Kontrolle eines einbeinigen motorischen Musters hat entscheidende Auswirkungen auf dynamische Aktivitätshandlungen des täglichen Lebens, wie z.B. das Auf- oder Absteigen von Treppen, wie das Überwinden eines Hindernisses, schnelles Gehen oder sogar das Laufen, bei dem es einen kontinuierlichen Wechsel von einbeinigen Positionen gibt.

Abbildung 6: MCS des Unterkörpers, analysiert aus frontaler und lateraler Ansicht, zusammen mit dem entsprechenden Ruder-Score. Die Abbildung zeigt eine MCS-Bewegung des Unterkörpers, die sowohl aus der Frontal- als auch aus der Seitwärtsansicht beurteilt wurde, mit der entsprechenden Bewertung der Bewegungsqualität. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Zusätzlich zur Analyse der Kontrolle der unteren Gliedmaßen und der motorischen Strategie ermöglichte dieser Test die Bewertung von 1) der Beckenkontrolle durch die Analyse des Neigungswinkels, der zwischen dem ASIS in Bezug auf den Horizont auftrat, und 2) der Rumpfkontrolle durch Untersuchung des Neigungswinkels zwischen dem Mittelpunkt des ASIS und der Fossa jugularis.

Jede Bewegung wurde drei separaten Bewertungen unterzogen, und diejenige mit der höchsten Zeilenpunktzahl (siehe Tabelle 1) wurde ausgewählt, um in den Abschlussbericht aufgenommen zu werden, um die Gesamtpunktzahl zu berechnen. Aus dem Video, das sowohl in der Seiten- als auch in der Frontalansicht am Punkt des maximalen Sinkflugs erstellt wurde, wurde ein Frame erhalten.

Tabelle 1: Kriterien für die Punktzahl der CameraLab-Testzeilen. In dieser Tabelle sind die Kriterien aufgeführt, die für die Bewertung der mit dem Bewertungstool durchgeführten Bewegungsbewertungen verwendet werden, sowie die angewandten Parameter und Bewertungsmetriken aufgeführt. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Die letzte Seite des Berichts enthielt Informationen über die Analyse und die Ergebnisse. Es beinhaltete auch Ratschläge zu Programmieraktivitäten während des Trainingsprogramms durch das erneute Erlernen von motorischen Mustersitzungen oder analytischen Sitzungen. Im Trainingsprogramm konzentrierte sich das Wiedererlernen motorischer Mustersitzungen stark auf kognitive, assoziative und Automatisierungsphasen durch visuelles Biofeedback korrekter dysfunktionaler Bewegungen, während in analytischen Sitzungen anstrengendere Arbeitsbelastungen für die allgemeine Verstärkung, Flexibilität und ROM-Wiederherstellung funktioneller Bewegungen durchgeführt wurden.

Motorische Mustersitzungen neu erlernen
Dysfunktionale motorische Muster wurden in spezifischen Nachlernsitzungen anvisiert, indem die drei progressiven Phasen des "motorischen Lernens" durchlaufen ^wurden44.

In der kognitiven Phase geht es darum, dysfunktionale Bewegungsmuster zu erkennen, die gesamte Bewegung in kleinere Komponenten zu zerlegen und diese Muster durch verschiedene Formen des Feedbacks zu korrigieren, die vom System bereitgestellt werden, einschließlich visuellem, räumlichem und verbalem Feedback.

Assoziative Phase: Erleichterung des Bewusstseins für die korrekte Bewegung im Vergleich zur dysfunktionalen Bewegung, Durchführung der Selbstkorrektur. Der Bediener reduzierte schrittweise das visuelle, verbale und räumliche Feedback, was den Patienten dazu veranlasste, das neue korrekte motorische Muster zu erlernen.

Automatisierungsphase: Der Patient führte die untersuchten, analysierten und korrigierten Grundbewegungen innerhalb des Pfades ohne jegliche Art von visuellem, räumlichem oder verbalem Feedback aus, verlangte eine Selbstkorrektur bei dysfunktionalen Einstellungen und führte sie auch in Dual-Tasking-Situationen oder mit störenden Elementen und/oder funktionellen Überlastungen aus.

Analytische Sitzungen
Sie wurden verwendet, um all jene Übungen zu entwickeln, die den bedingten motorischen Fähigkeiten am ähnlichsten sind, wie Kraft, Flexibilität sowie muskulärer und kardiovaskulärer Widerstand. Diese Art von Sitzung war auch von grundlegender Bedeutung für die Verbesserung der Reihen- und Gesamtpunktzahl des Tests, da einige Bewegungen, die im Rahmen des Tests analysiert wurden, ein grundlegendes Maß an Kraft und Flexibilität für bestimmte Muskelgruppen wie die Gesäßmuskeln, die zur kinetischen hinteren Kette gehörenden Muskeln wie die Kniesehnen oder die Rumpfmuskulatur wie die Bauchmuskeln (Quermuskeln, Rektus, schräge Bauchmuskeln usw.), Latissimus dorsi, Lendenwirbelsäule, Adduktoren usw., die durch analytische Übungen gegen Widerstand und mit fortschreitender Überlastung konditioniert werden mussten.

Der Algorithmus, um zu bestimmen, welche Strategie unter Berücksichtigung des erneuten Erlernens von motorischen Mustersitzungen und Analysesitzungen angewendet werden sollte (Tabelle 2), hing davon ab, welche FMS-Bewegungen rotes Licht und welche Videoanalysekriterien einen Zeilenwert ≤ 1 bewerteten.

Tabelle 2: Algorithmus zur Bestimmung der zu übernehmenden Strategie. Diese Tabelle zeigt den Entscheidungsalgorithmus, der zur Auswahl von Interventionsstrategien auf der Grundlage von FMS-Bewegungswerten und Videoanalysekriterien verwendet wird, und leitet die Wahl zwischen dem erneuten Erlernen motorischer Mustersitzungen und analytischen Sitzungen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Nach Abschluss dieses Prozesses war es möglich, die Verbesserungen, die der Patient während des Prozesses gefestigt hatte, durch einen Follow-up-Test, der mit dem Motion-Capture-System durchgeführt wurde, zu analysieren, zu verifizieren und zu quantifizieren.

Präsentation der Fallbeispiele
Fall 1 - Patienten-ID: AM
Ein 18-jähriger kaukasischer Mann, ein Berufsstudent mit einem Body-Mass-Index von 26,8 kg/m² , präsentierte eine lumbale harmonisch strukturierte konvexe Rechtsskoliose. Der Patient berichtete über ein chronisches Auftreten von LBP nach längerem Sitzen, mit einer Krankengeschichte, die sich durch eine schwere Skoliose auszeichnete, die zuvor nicht operativ behandelt wurde (Nachtkorsett für 4 Jahre). Der Patient gab an, dass die chronischen Schmerzen seit über einem Jahr bestehen. Sein körperliches Aktivitätsniveau wurde mit 36 MET/Woche gemessen. Tabelle 3 fasst die Ausgangsmerkmale des Patienten zusammen.

Bei der Erstuntersuchung berichtete er über minimale Schmerzen, außer bei längerem Sitzen. Die körperliche Untersuchung ergab, dass die Beweglichkeit der vorderen und hinteren Kette eingeschränkt war, was sich in einer eingeschränkten aktiven Beweglichkeit der Schultern, des thorakalen Schultergürtels und der Hüften zeigte. Der Patient hatte vor der Vorstellung eine Vorgeschichte der Standardrehabilitation. Die Baseline-Bewertung (T0) ergab, dass sein NRS-Score 4 betrug, die SF-12 Physical Component Summary (PCS) 25,8, die SF-12 Mental Component Summary (MCS) 46,2, RM 4 und TSK 36 (siehe Tabelle 4 für weitere Details). Die Auswertung mit dem Motion-Capture-System wurde in die umfassende Patientenbeurteilung implementiert, um die Bewegungsmuster und die Biomechanik des Patienten zu charakterisieren. Die Bewertung ergab eine Beeinträchtigung des FMS-Gesamtscores (9/21) mit Beeinträchtigungen der Schulterbeweglichkeit (Score 1/3), des aktiven Hebens des geraden Beins (Score 1/3), des Liegestützs für die Rumpfstabilität (Score 1/3), der Rotationsstabilität (Score 1/3), der Kontrolle der unteren Gliedmaßen (Score 4/6), der Rumpfkontrolle (Score 3/4) und der motorischen Strategie (Score 2/6). Weitere Einzelheiten sind Tabelle 5 zu entnehmen.

So begann der Patient mit einer Standard-Rehabilitationsmaßnahme, die darauf abzielte, Schmerzen zu lindern, Entzündungssymptome zu beseitigen und eine Kraftwiederherstellung bestimmter Muskeln zu erreichen. Im Detail führte der Patient eine 12-stündige Rehabilitationsintervention durch, die jeweils 1 Stunde dauerte und an 3 Tagen pro Woche durchgeführt wurde, wobei der Schwerpunkt auf einem umfassenden Ansatz lag. Die Therapiesitzungen beinhalteten ein Aufwärmen, um den Körper auf die Bewegung vorzubereiten und die Steifheit in den betroffenen Bereichen zu verringern. Nach dem Aufwärmen führte der Patient eine Reihe gezielter Übungen durch, die darauf abzielten, die Rumpfmuskulatur, die Beweglichkeit und die Beweglichkeit zu stärken. Während des gesamten Rehabilitationsprogramms wurden Techniken zur Haltungskorrektur eingesetzt, um die richtige Ausrichtung der Wirbelsäule zu fördern und die Belastung der betroffenen Bereiche zu reduzieren. Der Patient erhielt eine Ausbildung zu ergonomischen Prinzipien und erlernte Strategien, um eine optimale Haltung beim Sitzen, Stehen und bei anderen Aktivitäten des täglichen Lebens beizubehalten.

Es wurde ein Standard-Rehabilitationsansatz mit Biofeedback und motorischem Kontrolltraining unter Verwendung von visuellem Feedback vom System implementiert. Diese Technologie ermöglichte es dem Patienten, seine Bewegungsmuster in Echtzeit zu beobachten und Anpassungen vorzunehmen, um seine Haltung und Ausrichtung zu verbessern. Durch angeleitetes Üben und Wiederholen entwickelte der Patient ein größeres Bewusstsein für seine Körpermechanik und lernte, Bewegungen effizienter und effektiver auszuführen.

Nach der Rehabilitationsintervention (T1) wurden konsistente Verbesserungen bei allen Ergebnismaßen beobachtet, was auf einen positiven Fortschritt des Zustands des Patienten hinweist. Der NRS-Score sank auf 2, während der SF-12-PCS auf 41,0 und der MCS auf 62,4 anstieg. Darüber hinaus sank der RM-Score auf 1 und der TSK-Score auf 25, was eine Verbesserung des Schmerzniveaus, der HR-QoL, der Behinderung und der Bewegungsangst widerspiegelt. Darüber hinaus ergab die Evaluation bemerkenswerte Verbesserungen bei verschiedenen Bewegungsparametern im Vergleich zum Ausgangswert. Insbesondere wurden Verbesserungen bei der tiefen Kniebeuge, dem Hürdenschritt, dem Inline-Ausfallschritt, der Schulterbeweglichkeit, dem aktiven Heben des geraden Beins, dem Liegestütz für die Rumpfstabilität, der Drehstabilität, der Kontrolle der unteren Gliedmaßen, der Beckenneigung, der Rumpfkontrolle und der motorischen Strategie beobachtet. Tabelle 5 zeigt weitere Details zu den Ergebnissen der einzelnen Evaluationstests.

Fall 2 - Patienten-ID: DB
Ein 38-jähriger kaukasischer Mann, ein professioneller Büroangestellter, mit einem Body-Mass-Index von 21,9 kg/m², wurde uns nach der Mikrodiskektomie L4-L5 vorgestellt. Vor der Operation berichtete er über Schmerzen 6/10 der NRS mit Bestrahlung bis zur Wade, Parästhesien in Bezug auf den linken Oberschenkel und das linke Bein, positives linkes Lasegue-Zeichen und Unfähigkeit bei der gemeinsamen funktionellen Aktivität. Der Patient berichtete, dass er acht Monate lang Schmerzen hatte. Vor der Operation hatte er Schmerztherapie, Akupunktur, Massagetherapie und TENS.

Nach einem Standard-Rehabilitationsprogramm berichtete der Patient vierundsechzig Tage nach der Operation über keine Schmerzen, Bestrahlungen oder Einschränkungen in der Flexibilität der vorderen und hinteren Ketten der unteren Extremitäten. Er berichtete von einer Dominanz der rechten unteren Gliedmaßen bei Aktivitäten des täglichen Lebens, die durch die Angst vor Bewegungen auf der linken Seite bedingt war. Die Fähigkeit, den Rumpf mit Muskeln zu stabilisieren, war bei der analytischen Anforderung der Muskelaktivierung (transversus abdominis, rectus abdominis und innere und äußere schräge Bauchmuskeln) gut, aber nicht in der Lage, die Stabilisierung bei funktionellen Anforderungen aufrechtzuerhalten.

Die Ausgangsuntersuchung ergab, dass sein NRS-Score 3, SF-12 PCS 47,5, SF-12 MCS 51,3, RM 5 und TSK 16 betrug (siehe Tabelle 4 für weitere Details). Die Auswertung mit dem Motion-Capture-System wurde in die umfassende Patientenbeurteilung implementiert, um die Bewegungsmuster und die Biomechanik des Patienten zu charakterisieren. Die Bewertung ergab eine Beeinträchtigung des FMS-Gesamtscores (10/21) mit Beeinträchtigungen in der tiefen Kniebeuge (Punktzahl 1/3), der Schulterbeweglichkeit (Punktzahl 2/3), dem aktiven Heben des geraden Beins (Punktzahl 0/3), der Beckenneigung (Punktzahl 3/4) und der motorischen Strategie (Punktzahl 4/6). Weitere Einzelheiten sind Tabelle 5 zu entnehmen. So führte der Patient eine Standard-Rehabilitationsintervention durch, die darauf abzielte, Schmerzen zu lindern, Entzündungssymptome zu lösen, die volle ROM und Flexibilität wiederherzustellen und die Kraft bestimmter Muskeln wiederherzustellen.

Der Patient führte eine 14-wöchige Rehabilitationsintervention durch, 3 Sitzungen pro Woche, die jeweils 1 h dauerten, wobei der Schwerpunkt auf einem umfassenden Ansatz lag. Die Therapiesitzungen beinhalteten ein Aufwärmen, um den Körper auf die Bewegung vorzubereiten und eine bessere Flexibilität in den betroffenen Bereichen zu erhalten. Nach dem Aufwärmen absolvierte der Patient eine Reihe von gezielten Übungen zur Stärkung der Rumpfmuskulatur und Erholungsübungen für eine aktive ROM. Die Wiederherstellung des korrekten motorischen Musters wurde während des gesamten Rehabilitationsprogramms betont, um die Beweglichkeit der Brustwirbelsäule zu fördern, statische und dynamische Rumpfübungen, Gesäßübungen in statischer und dynamischer Version, die auch Widerstand hinzufügen, Kniebeugen und Ausfallschritte mit besonderem Augenmerk auf die Symmetrie der Bewegungen und die schrittweise Beseitigung des visuellen Feedbacks. Der Patient führte Fallsprünge aus Boxen mit zunehmender Höhe, Kniebeugensprungübungen, Training und Verzögerungsbewegungen durch. Der Patient erhielt eine Aufklärung über Prinzipien und erlernte Strategien, um das erreichte Ziel zu optimieren und die richtige Haltung bei allen Aktivitäten des täglichen Lebens zu reproduzieren.

Es wurde ein Standard-Rehabilitationsansatz mit Biofeedback und motorischem Kontrolltraining unter Verwendung von visuellem Feedback vom System implementiert. Diese Technologie ermöglichte es dem Patienten, seine Bewegungsmuster in Zeitlupe zu beobachten und Anpassungen vorzunehmen, um Haltung, Ausrichtung und motorische Muster zu verbessern. Durch angeleitetes Üben, Wiederholen und die schrittweise Vermeidung visueller Bezüge entwickelte der Patient ein größeres Bewusstsein für seine eigene Körpermechanik und lernte, Bewegungen präziser, effizienter und effektiver auszuführen.

Nach der Rehabilitationsintervention (T1) wurden konsistente Verbesserungen bei allen Ergebnismaßen beobachtet, was auf einen positiven Fortschritt des Zustands des Patienten hinweist. Der NRS-Score sank auf 0, während der SF-12-PCS auf 55,4 und der MCS auf 54,7 anstieg. Darüber hinaus sank der RM-Score auf 1 und der TSK-Score auf 14, was eine Verbesserung des Schmerzniveaus, der HR-QoL, der Behinderung und der Bewegungsangst widerspiegelt. Darüber hinaus ergab die Evaluation bemerkenswerte Verbesserungen bei verschiedenen Bewegungsparametern im Vergleich zum Ausgangswert. Insbesondere wurden Verbesserungen bei der tiefen Kniebeuge, der Schulterbeweglichkeit, dem aktiven Heben der geraden Beine, der Beckenneigung und der motorischen Strategie beobachtet. Tabelle 5 zeigt weitere Details zu den Ergebnissen der einzelnen Evaluationstests.

Fall 3 - Patienten-ID: LB
Ein 33-jähriger kaukasischer Mann, ein professioneller Barkeeper mit einem Body-Mass-Index von 24,8 kg/m², stellte sich nach einer Operation wegen lumbosakraler Spondylodiszitis der Klinik vor. Der Patient hatte 40 Tage vor der Spondylodiszitis-Operation eine dringende rechte Mikrodiskektomie L4-L5, da er im Laufe von 2 Tagen einen schnellen Kraftverlust und einen Mangel an Sensibilität in der rechten unteren Extremität vom Oberschenkel bis zum Fuß erlebte.

Am Ende des 20-tägigen Krankenhausaufenthalts, in dem die Standardrehabilitation durchgeführt wurde, berichtete der Patient über Schmerzen in der Lendenwirbelsäule, in der rechten unteren Extremität und in den beidseitigen Sakral-Becken-Gelenken während der Haltungsverschiebungen mit Korsetts. Der Patient präsentierte 2/5 der MRC-Skala (Medical Research Council) für alle Muskeln der rechten unteren Extremität. Die Aktivierung der Kernstabilität war sowohl analytisch als auch global schlecht.

Die Baseline-Bewertung (T0) ergab, dass sein NRS-Score 4, SF-12 PCS 45,3, SF-12 MCS 30,0, RM 21 und TSK 47 betrug (siehe Tabelle 4 für weitere Details). Die Auswertung mit dem Motion-Capture-System wurde in die umfassende Patientenbeurteilung implementiert, um die Bewegungsmuster und die Biomechanik der Patienten zu charakterisieren. Die Bewertung ergab eine Beeinträchtigung des gesamten FMS-Scores (9/21) mit Beeinträchtigungen im Inline-Ausfallschritt (Score 1/3), der Schulterbeweglichkeit (Score 1/3), der Rotationsstabilität (Score 1/3), der Kontrolle der unteren Gliedmaßen (Score 4/6) und der motorischen Strategie (Score 2/6). Weitere Einzelheiten sind Tabelle 5 zu entnehmen.

So setzte der Patient die Standard-Rehabilitationsmaßnahme fort, die 12 Wochen dauerte, 3 Sitzungen pro Woche, wobei jede Sitzung 1 Stunde dauerte. Die Therapiesitzungen beinhalteten ein Aufwärmen, um den Körper auf aktive Übungen vorzubereiten, die Steifheit in den betroffenen Bereichen zu verringern und die an der Rehabilitationssitzung beteiligten Muskeln zu aktivieren. Nach dem Aufwärmen absolvierte der Patient eine Reihe gezielter Übungen zur Stärkung der Rumpfmuskulatur, der Beweglichkeit und der Beweglichkeit. Während des gesamten Rehabilitationsprogramms wurden Techniken zur Haltungskorrektur betont, um Quadrizeps, Kniesehnen und Gesäßmuskeln zu fördern, die Aktivierung des Timings zu korrigieren, das Gleichgewichtstraining mit einem Bein, die Stärkung der Hüftgelenke mit progressivem Körpergewicht und Ballastwiderständen sowie statische und dynamische Rumpfübungen zu verbessern. Der Patient führte Kniebeugen, Split Squats und Ausfallschritte mit besonderem Fokus auf das Bewusstsein für die Ausrichtung seiner eigenen Körpersegmente und die fortschreitende Beseitigung von visuellem Feedback und verbaler Korrektur durch den Therapeuten aus. Der Patient erhielt eine Ausbildung zu ergonomischen Prinzipien und erlernte Strategien, um die richtige Haltung beim Sitzen, Stehen und anderen Aktivitäten des täglichen Lebens beizubehalten.

Es wurde ein Standard-Rehabilitationsansatz mit Biofeedback und motorischem Kontrolltraining unter Verwendung von visuellem Feedback vom System implementiert. Die Implementierung dieser Technologie ermöglichte es dem Patienten, seine Bewegungsmuster zu beobachten und Echtzeit-Feedback zu erhalten. Dadurch wurden Anpassungen an Haltung, Ausrichtung und motorischen Mustern optimiert. Durch angeleitetes Üben und Wiederholen schärfte der Patient sein Bewusstsein für die Körpermechanik und verfeinerte die Bewegungsausführung.

Nach der Rehabilitationsintervention (T1) wurden konsistente Verbesserungen bei allen Ergebnismaßen beobachtet, was auf einen positiven Fortschritt des Zustands des Patienten hinweist. Der NRS-Score sank auf 1, während der SF-12-PCS auf 53,9 und der MCS auf 57,8 anstieg. Darüber hinaus sank der RM-Score auf 4 und der TSK-Score auf 39, was eine Verbesserung des Schmerzniveaus, der HR-QoL, der Behinderung und der Bewegungsangst widerspiegelt. Darüber hinaus ergab die Evaluation bemerkenswerte Verbesserungen bei verschiedenen Bewegungsparametern im Vergleich zum Ausgangswert. Insbesondere wurden Verbesserungen beim Inline-Ausfallschritt, der Schulterbeweglichkeit, der Drehstabilität, der Kontrolle der unteren Gliedmaßen und der motorischen Strategie beobachtet. Tabelle 5 zeigt weitere Details zu den Ergebnissen der einzelnen Evaluationstests.

Tabelle 3: Beschreibung der Population. Diese Tabelle enthält die demografischen und klinischen Merkmale der Studienpopulation. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Tabelle 4: Patientenergebnis. Diese Tabelle fasst die Ergebnisse für jeden an der Studie beteiligten Patienten zusammen, einschließlich der Veränderungen, die nach der abschließenden Nachbeobachtung beobachtet wurden. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Tabelle 5: Ergebnisse der Evaluierungstests. In dieser Tabelle sind die Ergebnisse der Evaluierungstests aufgeführt und die Leistungsmetriken und Bewegungswerte für jedes bewertete Bewegungsmuster aufgeführt. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Ergänzende Datei 1: CARE-Struktur und Leitlinien für die Berichterstattung. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

In dieser Studie untersuchten wir die Integration des CameraLab-Systems in das Rehabilitationsmanagement von Patienten mit LBP. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass diese innovative digitale Lösung wertvolle objektive Daten zur Analyse von Bewegungsmustern liefert und die Präzision und Effektivität der klinischen Rehabilitationspraxis bei Muskel-Skelett-Schmerzen verbessert. LBP ist eine häufige und komplexe Erkrankung, die durch eine mehrdimensionale Behinderung gekennzeichnet ist, die biomechanische, psychologische und soziale Determinanten ^umfasst 2,8,9,10,11,12. Der in dieser Fallserie beschriebene Ansatz ermöglichte es, auf mehrere Faktoren abzuzielen, die LBP charakterisieren und verschiedene Bereiche ansprechen, wie die positiven Ergebnisse in den Bereichen Schmerzintensität, körperliche Funktionsfähigkeit, HR-QoL und Kinesiophobie zeigen.

Im Einzelnen zeigten die Ergebnisse der vorgestellten Fallberichte eine konsistente Verringerung der Schmerzintensität, indem auf spezifische Bewegungsmuster und biomechanische Dysfunktionen geachtet wurde, die durch das Assessment-Tool identifiziert wurden. Interessanterweise zeigten Marich et ^al.45 in ihrer Studie zu muskuloskelettalen Schmerzen unter Verwendung einer vergleichbaren Bewertungsmethode ähnliche Ergebnisse. Marich et ^al.45 berichteten in ihrer Forschung über einen möglichen Zusammenhang zwischen Bewegungsmustern und funktionellen Einschränkungen bei Personen mit chronischem LBP. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit gezielter Interventionen, die darauf abzielen, Bewegungsstörungen zu optimieren, um Schmerzen zu lindern und die funktionellen Ergebnisse bei Personen mit chronischem LBP zu verbessern. In den drei Fällen zeigten sich Verbesserungen der körperlichen Funktionsfähigkeit und der HR-QoL, was durch einen Anstieg der SF-12 PCS- und MCS-Scores belegt wurde. In ähnlicher Weise hob die Studie von Letafatkar et ^al.46 die Auswirkungen sensomotorischer Trainingsprotokolle bei der Verbesserung der Funktion des propriozeptiven Systems, der Kontrolle der Lendenwirbelsäule und der HR-QoL bei Patienten mit chronischem unspezifischem LBP hervor. Die Studie unterstrich, dass ein sensomotorisches Trainingsprogramm mit innovativen Lösungen zu konsistenten Verbesserungen der Propriozeption, der Lendenwirbelbewegungskontrolle und des Hr-QoL führte⁴⁶.

Kinesiophobie ist eine häufige psychologische Barriere bei Personen mit LBP, die häufig zu Vermeidungsverhalten und funktionellen Beeinträchtigungen führt⁴⁷. Die Rehabilitationsmaßnahme mit CameraLab verbesserte erfolgreich die Angst vor Bewegung, indem sie objektives Feedback zu Bewegungsmustern und Biomechanik gab. Durch die Verbesserung des Vertrauens in die Fähigkeit der Patienten, sich sicher und effizient zu bewegen, könnte das Bewertungsinstrument die Kinesiophobie reduzieren und die aktive Teilnahme an Rehabilitationsaktivitäten fördern. In diesem Zusammenhang ist ein wachsendes Interesse und Investitionen in digitale Innovationen und technologische Lösungen im Bereich der Rehabilitation zu verzeichnen 25,26,48,49,50,51,52. Dieser Trend wird durch mehrere Faktoren angetrieben, darunter Fortschritte in der Sensortechnologie ^49,50, die zunehmende Verfügbarkeit tragbarer Geräte²⁵ und die zunehmende Anerkennung der potenziellen Vorteile der Integration digitaler Tools in Gesundheitspraxen⁵². Digitale Lösungen versprechen, die Erbringung von Rehabilitationsleistungen zu verbessern, indem sie objektive Daten liefern, die Patientenbeteiligung verbessern und personalisierte Behandlungsansätze ermöglichen⁵³.

Mehrere Erkrankungen können die LBP-Symptome verschlimmern. In diesem Zusammenhang gaben Zaina et ^al.54 einen umfassenden Überblick über die Komplexität von LBP bei Patienten mit und ohne Skoliose und hoben hervor, dass diese Erkrankung sowohl physische als auch psychische Aspekte der Gesundheit signifikant beeinflusst. Diese Studie zeigt, wie fortschrittliche videobasierte Bewegungsanalysetechnologie Bewegungsmuster und Haltungsungleichgewichte, die zu LBP bei einem Patienten mit Skoliose beitragen, genau erfassen kann. Diese Technologie bietet detaillierte Einblicke in die biomechanischen Faktoren, die dem Schmerz zugrunde liegen und die mit herkömmlichen Bewertungsmethoden möglicherweise unterschätzt werden. Durch die präzise und objektive Beurteilung der Bewegung bietet der hier beschriebene Ansatz ein wertvolles Werkzeug für Kliniker, um effektivere und personalisiertere Behandlungspläne zu entwickeln und dadurch die Patientenergebnisse zu verbessern.

Traditionelle Methoden der Bewegungsbewertung, wie z. B. Beobachtungstechniken oder subjektive klinische Bewertungen, stehen im Zusammenhang mit Verzerrungen und Schwierigkeiten bei der Standardisierung 20,27,28. Im Gegensatz dazu ermöglichen digitale Technologien wie Bewegungserfassungssysteme, Inertialsensoren und Computer-Vision-Algorithmen Klinikern, Bewegungsdaten mit einem hohen Maß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erfassen und zu analysieren²⁰. Durch die objektive Quantifizierung von Bewegungsparametern hat das Bewertungsinstrument das Potenzial gezeigt, biomechanische Anomalien zu identifizieren, den Fortschritt im Laufe der Zeit zu verfolgen und Interventionen an die individuellen Bedürfnisse des Patienten anzupassen. Darüber hinaus kann LBP durch veränderte Bewegungsmuster Störungen der Bewegungsketten bei Bewegungen, wie z.B. Kniebeugen, negativ beeinflussen. Eine Studie ergab, dass Personen mit chronischem LBP einen größeren Bewegungsumfang von Hüfte und Knie im Verhältnis zum Knöchel-ROM aufweisen als Personen ohne LBP. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Menschen mit LBP ihre Hüft- und Kniegelenke bei Kniebeugen stärker belasten, was zu ihrem Zustand beitragen kann⁵⁵.

Darüber hinaus betonten Frontera et ^al.56 die Bedeutung der Gesundheitspolitik und der Forschung im Gesundheitswesen für die Verbesserung der Rehabilitationspraktiken in realen Umgebungen. Die Möglichkeit, Bewegungsmuster genau zu analysieren und zu dokumentieren, bietet einen deutlichen Fortschritt in der Rehabilitation. Um dies zu untermauern, zeigen unsere Ergebnisse, dass die Videoanalysetechnologie nicht nur detaillierte biomechanische Erkenntnisse liefert, sondern auch die Entwicklung personalisierterer und effektiverer Behandlungsstrategien unterstützt. Dies steht im Einklang mit der Studie von Frontera et ^al.56, die darauf abzielt, Forschungsergebnisse in die klinische Praxis zu integrieren, um die Lücke zwischen Forschung und Rehabilitation zu schließen und letztendlich die Qualität und Zugänglichkeit der Versorgung von Patienten mit LBP zu stärken. Durch die Ausrichtung auf spezifische Bewegungsmuster können CameraLab-gesteuerte Interventionen die funktionellen Ergebnisse verbessern, aber auch langfristig positive Auswirkungen haben, indem sie die Rezidivraten von LBP reduzieren und die allgemeine HR-QoL verbessern.

Neben diesen positiven Überlegungen ist diese Studie nicht frei von Einschränkungen. Während CameraLab bei der Bewegungsbeurteilung erhebliche Vorteile bietet, ist vor Beginn der Rehabilitation eine spezifische Ersteinrichtung und Kalibrierung des Systems notwendig. Darüber hinaus basieren die Ergebnisse des vorliegenden Manuskripts auf einer kleinen Stichprobengröße, die mit dem methodischen Rahmen der Fallserie übereinstimmt. Obwohl dieser Ansatz eine vertiefte Analyse des jeweiligen Falles ermöglicht, ist bei der Verallgemeinerbarkeit der Studienergebnisse Vorsicht geboten. Darüber hinaus wurden in dieser Fallserie verschiedene Fälle mit heterogenen Ursachen für LBP untersucht. Diese Studie könnte jedoch erste Einblicke in eine innovative Technologie bieten, die in größeren Kohortenstudien mit homogenen Stichproben weiter untersucht werden könnte. Schließlich können die Kosten und die Verfügbarkeit der Technologie ihre breite Einführung im klinischen Umfeld einschränken. Auf der anderen Seite sollte beachtet werden, dass diese Technologie im Vergleich zu ähnlichen Systemen zur Analyse von Bewegungsmustern eine der kostengünstigsten und kostengünstigsten in der Rehabilitation sein könnte. In Übereinstimmung mit anderen ähnlichen Bewegungsmusteranalysesystemen besteht möglicherweise das Risiko einer Verzerrung bei der Wiederholbarkeit zwischen den Bedienern, der Identifizierung von Orientierungspunkten oder der Auswahl des maximalen Abstiegspunktes⁵⁷. Um diese Einschränkungen zu beheben, stellen wir sicher, dass alle an der Technik beteiligten Mitarbeiter angemessen geschult und erfahren sind. Zukünftige Forschung sollte darauf abzielen, die Wirksamkeit dieses Bewertungsinstruments in größeren Patientenpopulationen weiter zu validieren und seine Ergebnisse mit traditionellen Rehabilitationsansätzen zu vergleichen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Studie darauf hindeutet, dass das CameraLab-System eine Rolle beim Rehabilitationsmanagement von Patienten mit LBP spielen könnte. Durch die Bereitstellung objektiver Daten zu Bewegungsmustern und die Erleichterung gezielter Interventionen hat das Assessment-Tool das Potenzial, die Ergebnisse zu verbessern und die klinische Praxis umzusetzen. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Auswirkungen vollständig zu verstehen und die Integration in die Routineversorgung zu optimieren.

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
ApowerREC	Apowersoft	https://www.apowersoft.com/record-all-screen	This screen recorder serves to capture and annotate screen activity during analysis sessions
Functional Movement Screen kit	Functional Movement Systems Inc., Chatham, VA	N/A	Funtional Movement Screen kit consisting of a two-inch by six-inch board, one four-foot-long dowel, two short dowels, and an elastic cord, is used to administer the FMS test.
Hikvision Cameras IP POE DOME	Hikvision	DS-2CD1623G0-IZ	The cameras are equipped to record precise motion sequences and to capture dynamic movements with exceptional speed and detail.
Kinovea	Kinovea	Version 0.9.5	Kinovea is a video annotation tool designed for sport analysis. It features utilities to capture, slow down, compare, annotate and measure motion in videos.
Sharp Big Pad (PN-85 TH1)	Sharp Corporation	PN-85 TH1	The PN-85TH1 interactive BIG PAD monitor combines "4K reading" and the "Pen-on-Paper" user experience with the high precision of InGlass touch technology. Includes whiteboard and wireless capabilities to further enhance the customer experience
Synology Surveillance Station	Synology	N/A	Robust and versatile Video Management System (VMS) designed to turn Synology Network Attached Storage (NAS) devices into centralized surveillance solutions