Biomechanische Analyse der Auswirkung einer Fixierung des Iliosakralgelenks auf relevante Bewegungen

Effects of iliosacral joint immobilization on walking after iliosacral screw fixation in humans

by Kira Neigefink
Doctoral thesis
Date of Examination:2025-04-01
Date of issue:2025-02-14
Advisor:Prof. Dr Arndt Schilling
Referee:Prof. Dr Arndt Schilling
Referee:Prof. Dr Björn Sommer
Referee:PD Dr. Henning Dathe
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-11088

 

 

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Abstract

English

Pelvic ring fractures place high demands on treatment due to the severity of the injury. Type B and type C injuries, which are often caused by high-impact trauma and lead to instability of the pelvic ring, are particularly important. This instability is usually stabilized by surgical implants. However, such implants immobilize the iliosacral joint. The aim of this study was to investigate the effects of iliosacral fixation on gait. For this purpose, the general gait parameters as well as kinematic and kinetic data of a patient and control group were measured in a gait laboratory using a three-dimensional gait analysis. Using the OpenSim simulation software, a musculoskeletal model was scaled and the measured data further processed in order to calculate the kinematics and kinetics of the joints. Overall, the gait pattern of the patient group was similar to that of the control group. There was no significance between the subject groups for the majority of joint parameters. However, significant group differences were found for the moment and power of the plantar flexors when “crossing a step”. The patient group showed a lower plantar flexor moment and a lower plantar flexor power than the control group. These group differences were already visible in the “walking on level ground” test task, but were more clearly emphasized by the more demanding “crossing a step” test task. Patients show a significant restriction of movement after iliosacral fixation.
Keywords: gait analysis; iliosacral joint immobilization; pelvic ring fracture; percutaneous screw fixation

German

Beckenringfrakturen stellen aufgrund der Verletzungsschwere einen hohen Anspruch an die Versorgung. Besondere Bedeutung kommt den Typ-B- und Typ-C-Verletzungen zu, die häufig durch ein Hochrasanztrauma entstehen und zu einer Instabilität des Beckenrings führen. Üblicherweise wird diese Instabilität operativ mittels der perkutanen Schraubenosteosynthese stabilisiert. Hierbei führt die implantierte Schraube zwischen Sakrum und Ilium zu einer Fixierung des ISG. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen einer iliosakralen Fixierung auf den Gang zu untersuchen. Dazu wurden in einem Ganglabor mittels einer dreidimensionalen Ganganalyse die allgemeinen Gangparameter sowie kinematischen und kinetischen Daten einer Patienten- und Kontrollgruppe gemessen. Mittels der Simulationssoftware OpenSim wurde ein muskuloskelettales Modell skaliert und die gemessenen Daten weiterverarbeitet, um die Kinematik und Kinetik der Gelenke zu berechnen. Insgesamt ähnelte das Gangbild der Patientengruppe, dem der Kontrollgruppe. Für den Großteil der Gelenkparameter zeigte sich keine Signifikanz zwischen den Probandengruppen. Es konnten jedoch signifikante Gruppenunterschiede für das Moment und die Leistung der Plantarflexoren beim „Überqueren einer Stufe“ festgestellt werden. Die Patientengruppe wies ein geringeres Plantarflexormoment und eine geringere Plantarflexorleistung als die Kontrollgruppe auf. Diese Gruppenunterschiede waren bei der Versuchsaufgabe „Ebenerdiges Gehen“ bereits sichtbar, wurden durch die anspruchsvollere Versuchsaufgabe „Überqueren einer Stufe“ jedoch deutlicher hervorgehoben. Patienten zeigen nach iliosakraler Fixierung eine signifikante Einschränkung der Bewegung auf.