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Dissertation: Cynthia-Helena Fantini-Pagani


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Dissertation: Cynthia-Helena Fantini-Pagani

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Biomechanik und Orthopädie
Fantini-Pagani, Cynthia-Helena (2012): Unloading of the medial knee compartment by orthotic devices Zusammenfassung:
Zusammenfassung

Osteoarthrose ist eine degenerative Gelenkserkrankung, die durch einen sukzessiven Knorpelverlust charakterisiert ist. Typische Begleiterscheinungen sind Gelenkschmerzen, sowie eine Reduktion der Gelenkfunktion und damit einhergehend eine Verschlechterung der Lebensqualität. Die Anwendung von Knieorthesen als konservative Therapiemaßnahme begründet sich in Ihrer Entlastungsfunktion, welche das Fortschreiten der Erkrankung verhindern soll. Ziel dieser Arbeit war es, die mechanische Effektivität einer valgisierenden Knieorthese auf die Reduzierung von Parametern der Kniebelastung zu untersuchen. Außerdem wurde die Verbesserung von Symptomen, kinematische Veränderungen und die elektromyographische Aktivität von mehreren Muskeln der unteren Extremität analysiert. Zusätzlich erfolgte der Vergleich von valgisierenden Knieorthesen mit lateral erhöhten Einlagen bezüglich der mechanischen Effektivität. Es wurden signifikante Reduzierungen des Knieadduktionsmomentes während des Tragens der Knieorthese in verschiedenen Valguseinstellungen festgestellt. Ebenfalls führte die Anwendung einer neutralen flexiblen Ortheseneinstellung zur Verringerung des Knieadduktionsmomentes, jedoch in einem geringeren Ausmaß. Sowohl bei der flexiblen als auch bei der valgisierenden Einstellung kam es im Hinblick auf die Symptom- und Funktionsverbesserung interessanterweise zu vergleichbaren Ergebnisse. Weiterhin wurden Reduzierungen in der Muskelaktivität und der Co-Kontraktion von Agonisten und Antagonisten bei der Verwendung der Knieorthese beobachtet, was als ein zusätzlicher Mechanismus zur Gelenkentlastung interpretiert werden kann. Die Verwendung von Einlagen mit lateraler Randerhöhung führte ebenfalls zu einer Reduzierung des Knieadduktionsmomentes. Dieser Effekt fiel jedoch im Vergleich zur Verwendung der Knieorthese geringer aus. Signifikante Veränderungen des Kniewinkels in der Frontalebene während des Tragens der Orthese wurden als potentieller Mechanismus für die Reduzierung des Hebelarmes am Kniegelenk identifiziert, was zu einer Abnahme des Knieadduktionsmomentes führte. Die Ergebnisse dieser Studien unterstützen die Verwendung von valgisierenden Knieorthesen und lateral erhöhten Einlagen zur Erreichung einer Reduktion in den externen Parametern der Kniebelastung. Eine Symptomverbesserung sowie eine Abnahme der Muskelaktivität wurden bei der Verwendung der Knieorthese ebenfalls festgestellt.



Abstract

Osteoarthritis is a degenerative joint disorder characterised by gradual cartilage loss accompanied by joint pain, impairment in function and decrease in quality of life. The use of knee braces as conservative treatment for this disorder is justified by its unloading function, which should contribute to avoid disease progression, considering the underlying disease mechanisms of osteoarthritis. The aim of this thesis was to analyse the mechanical effectiveness of a valgus knee brace in decreasing knee loading parameters. Furthermore, improvement in symptoms, kinematic changes and alterations in the electromyographic activity of the lower limb muscles were also investigated. In addition, the mechanical effectiveness of the valgus knee brace was compared to lateral wedged insoles. Significant decreases in the knee adduction moment were observed with the use of the brace in several valgus adjustments. The use of this orthosis model in a neutral flexible adjustment also induced to significant reduction of the knee adduction moment, however, in a lesser extent. Interestingly, improvement in symptoms with the flexible adjustment was comparable to those observed with the valgus adjustment. Decreases in the muscle activity and co-contraction levels of agonist and antagonist muscles were also observed with this knee orthosis, indicating an additional mechanism of joint unloading. The use of lateral wedged insoles also caused a decrease of the knee adduction moment, however, its effect was not as pronounced as the effect of the knee brace. Significant changes of the knee angle while using the brace were identified as possible mechanism for the reduction of the lever arm in the frontal plane, leading to a decrease in the knee adduction moment. Thus, the results of this thesis support the use of a valgus knee brace and laterally wedged insoles in reducing external knee loading parameters. Symptoms improvement and decreases in muscle activity were also observed using the knee brace.


20.10.2017 - 03:19