Aufrichtbewegung im sitz2

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Aufrichtbewegung im sitz2

  1. 1. Einleitung Korrektur der Sitzhaltung ist ein weithin anerkannter Faktor in der Prophylaxe von Beschwerden am Bewegungssystem. Dabei soll eine mehr belastende Wirbelsäulenstatik mit verstärkter Ky- phosierung bzw. Entlordosierung der Thorakal- und Lumbalregi- on sowie einer Hyperlordosierung der HWS in eine weniger be- lastende so genannte aufrechte Statik mit einer flacheren doppel-s-förmigen Krümmung der Wirbelsäule (ähnlich den Krümmungen im Stand) überführt werden Ein anschauliches biomechanisches Modell für den Mechanismus der zur Entlas- tung notwendigen Aufrichtbewegung aus einer kyphotischen Sitzposition ist sowohl für Therapeuten als auch Teilnehmer an Ergonomieschulungen von elementarem Interesse. In diesem Zusammenhang hat sich das Zahnradmodell etabliert, das von Brügger [1] ursprünglich zur Beschreibung des funk- tionellen Zusammenwirkens der Körperabschnitte Becken, Rumpf und Kopf beim Zustandekommen verschiedener Körper- haltungen beim Sitzen (Abb.1a u. b) vorgeschlagen wurde. Der Ein neues biomechanisches Modell zur Aufrichtbewegung im Sitz U. Betz F. Bodem A. Eckardt A New Biomechanical Model for Movement into the Upright Sitting Position Institutsangaben Orthopädische Universitätsklinik, Abt. Physiotherapie Korrespondenzadresse Ulrich Betz, PT · Orthopädische Universitätsklinik, Abt. Physiotherapie · Langenbeckstr. 1 · 55131 Mainz · E-mail: betz@mail.uni-mainz.de Manuskript eingetroffen: 18.5.2004 · Manuskript akzeptiert: 8.10.2004 Bibliografie Manuelle Therapie 2004; 8: 200–204 Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York DOI 10.1055/s-2004-813800 ISSN 1433-2671 Zusammenfassung Ausgehend von vorliegenden Röntgenganzaufnahmen der Wir- belsäule eines sitzenden Menschen wurde computerunterstützt ein Modell der Aufrichtbewegung von der kyphotischen in die aufrechte Sitzposition konstruiert. Zur Überprüfung der Allgemeingültigkeit dieser Einzelfallana- lyse dienten Aufzeichnungen und Untersuchungen des Bewe- gungsübergangs vom kyphotischen zum aufrechten Sitz anhand dauerbelichteter Aufnahmen markierter Referenzpunkte im Rumpf-, Becken- und Kopfbereich. Die Eignung des Zahnradmodells als korrekte und praktikable Anleitung für die Aufrichtbewegung in den Sitz wird in Frage ge- stellt. Schlüsselwörter Sitz · Biomechanik · Aufrichtung Abstract A computer-assisted model of movement from a kyphotic to an upright sitting position was designed, based on existing total radiographs of a sitting person’s vertebral column. Recording and examination of constant exposure photographs of marked reference points on the trunk, pelvis and head during the transfer from kyphotic to upright sitting were used to test the single case analysis for general validity. The cogwheel’s suitability as a correct and practicable model for instruction in the kyphotic to upright sitting movement is doubt- ful. Key words Sitting position · biomechanic · raising to upright sitting Originalarbeit 200 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  2. 2. Kinematik dieses Modells folgend wird bei rotatorischer Bewe- gung einer der als gekoppelte Zahnräder dargestellten Körper- abschnitte um eine frontotransversale Achse eine eindeutig defi- nierte gegenläufige Drehbewegung der beiden anderen bewirkt. Bei der aufrechten Sitzhaltung kommt es dabei zur Rotation der kranialen Beckenanteile nach ventral-kaudal in Kombination mit einer gegenläufigen Rotation des Rumpfes, bei der das Sternum nach ventral-kranial geführt wird (Thoraxhebung), und eine wie- derum gegenläufig rotierende Bewegung des Kopfes mit Retrak- tion und hochzervikaler Flexion. Beim Übergang in die belastende Sitzposition finden nach dem Modell entsprechend gegensinnige Drehbewegungen der Körperabschnitte statt (Abb.1a u. b). Dieses biomechanische Verhalten soll nach Vorstellung des Au- tors für das gesunde Bewegungssystem gelten. Liegen Bewe- gungsstörungen vor, kann das Zusammenwirken der Körper- abschnitte nach diesem Modell verändert sein. Seit seiner Einführung findet sich das Zahnradmodell in einer großen Zahl von Publikationen zur Sitzproblematik. Über seinen primären Zweck hinaus, die Abhängigkeit der verschiedenen Körperabschnitte beim Sitzen zu veranschaulichen, wird es in verschiedenen Rückenschulen dazu benutzt, den Bewegungs- übergang von einer kyphotischen in eine aufrechte Sitzhaltung zu visualisieren, wobei es häufig als Bewegungsanleitung dient. Die vorliegende Arbeit greift das Thema neu auf. Konstruktion eines neuen biomechanischen Modells zur Aufrichtbewegung im Sitz Als Ausgangspunkt dienen 2 Röntgenganzaufnahmen einer Wir- belsäule mit Becken und Schädel, von denen eine in kyphotischer und eine in aufrechter Sitzposition eines Probanden aufgenom- men wurde [3]. Repräsentative Punkte der Röntgenbilder wurden mit einem elektronischen Digitalisierbrett vermessen. In Abb. 2 stellt die Figur ganz rechts den aus den digitalisierten Daten ge- wonnenen Verlauf der Wirbelsäule als schwarze (kyphotische Sitzposition) und blaue Punktereihe (aufrechte Sitzposition) dar. Im 2. Schritt errechnete ein Computerprogramm die beim Über- gang von der Anfangs- in die Endposition notwendige Bewegung der einzelnen Wirbelkörper in der Sagittalebene in 5 Einzel- schritten. Durch die Analyse der Bewegung zweier markanter Punkte des knöchernen Beckens konnte ein Beckendrehpunkt (D1) ermittelt werden. In die Grafik wurde ein sich um diesen er- rechneten Beckendrehpunkt kippender Kreis als Beckensymbol eingefügt (Abb. 2). Der ebenfalls als Kreis dargestellte Kopf dreht sich in der Darstellung nicht, da wir davon ausgehen, dass sich das Blickziel der Augen nicht nach der Sitzposition richtet, son- dern im Wesentlichen vom betrachteten Objekt des Sitzenden abhängt. Zusätzlich wurden die Mittelpunkte der Körper- abschnitte Kopf (MK), Oberkörper (MO) und Becken (MB) sowie die Kopplungspunkte Kopf – Wirbelsäule (K1), Becken – Wirbel- säule (K2) und die berechneten Wanderungswege der für die Darstellung ausgewählten Punkte beschrieben. Beim Betrachten der Abb. 2 fällt auf, dass das Becken nicht wie im Zahnradmodell dargestellt, um eine durch die Mitte des Be- ckens verlaufende Achse, sondern um einen Drehpunkt D1 ro- tiert, der sich am Beckenrand oder gar außerhalb der knöchernen Struktur befindet. Somit erfolgt primär eine Beckenkippung mit Winkel a um D1 und als notwendige Folge davon auch eine Rota- tion um den Mittelpunkt MB und dessen Verschiebung in ventra- ler Richtung. Zu der Beckenkippung nach ventral lässt sich geometrisch eine gegenläufigen Rotation des Oberkörpers um seinen Mittelpunkt MO mit einem Winkel b konstruieren. Wie im Weiteren aus- geführt wird, stellt diese Oberkörperrotation jedoch nur einen formalen Teilaspekt in der Komplexität der gesamten Oberkör- perbewegung dar und reicht zur Beschreibung der tatsächlichen Mechanismen nicht aus. In Abb. 2 zeigt sich klar, dass die Darstellung des Oberkörpers als starrer Körper den wahren Sachverhalt unzulässig vereinfacht. Bei der Aufrichtbewegung verändert er stark seine Form, dehnt und verschlankt sich. Die Gestaltänderung wird nur durch die Vielgliedrigkeit der Wirbelsäule möglich. Um die Aufrichtung zu bewirken, sind vielerlei Extensions- und Flexionsbewegungen (d.h. Wirbelkörperrotationen) um wandernde segmentale fron- totransversale Achsen notwendig. Die Rotationen um tatsäch- liche materielle anatomische Drehachsen werden jedoch schon aufgrund ihrer Vielzahl vom Menschen nicht im Detail proprio- zeptiv erfasst und bewusst einzeln gesteuert. Als entscheidendes Element der Aufrichtung bietet die segmentale Korrekturbewe- gung daher keinen Ansatzpunkt für eine praktisch umsetzbare Bewegungs- bzw. Haltungsanleitung. In diesem Sinne erscheint uns die Beschreibung der Oberkörper- bewegung durch die in Abb. 2 deutlich zu erkennenden trans- latorischen räumlichen Wanderungen der verschiedenen Wir- belsäulenabschnitte Erfolg versprechender. Sie sind essenzieller Bestandteil der Aufrichtbewegung und können durch das Lage- empfinden im Raum bewusst wahrgenommen und damit gezielt koordiniert werden. Die für die Aufrichtbewegung notwendigen segmentalen Rotationen der Wirbelkörper gehen beim gesunden Bewegungssystem mit der Translationsbewegung einher und finden unbewusst statt. Die Wanderungswege der Wirbelköper und damit auch der segmentalen Rotationsachsen verlaufen bei der Körperaufrichtung in der LWS und der unteren BWS nahezu parallel, überwiegend nach ventral und leicht nach kranial a b Abb. 1 Zahnradmodell nach Dr. Brügger. a Entlastungshaltung. b Be- lastungshaltung. Betz U et al. Ein neues biomechanisches … Manuelle Therapie 2004; 8: 200–204 Originalarbeit 201 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  3. 3. (Abb. 2). Damit folgt die LWS im Wesentlichen der Bewegung ih- res Kopplungspunktes mit dem Becken (K2) von dorsal-kaudal nach ventral-kranial. Hier spielt also die Kopplung der LWS an das Becken mit einer nahezu festen Drehachse eine entscheiden- de Rolle. Dies wird durch die wandernde (abrollende) Verbin- dung der beiden Körperabschnitte im Zahnradmodell biomecha- nisch nicht korrekt dargestellt. Im vorliegenden Beispiel erfährt die Translationsbewegung in der mittleren BWS einen starken Wechsel in Richtung kranial und leicht nach dorsal. Sie setzt sich in der oberen BWS, der HWS und am Kopf nahezu parallel fort. Wie am Becken ist die Wirbelsäule auch an den Kopf mit einer nahezu festen Drehachse gekoppelt (K1). Durch die Bewegung des Oberkörpers ergibt sich zwar an diesem Kopplungspunkt geometrisch eine relative Rota- tion, der Kopf selbst rotiert jedoch anders als im Zahnradmodell dargestellt fast nicht, wenn von einer räumlichen Fixierung der geraden Blickrichtung auf ein fernes Sichtziel ausgegangen wird. Dies ist etwa bei Betrachtung einer entfernten Szene der Fall, wie z.B. bei einer Bühnenaufführung oder zuhause vor dem Fernseh- bildschirm. Bei einer Arbeit, zu deren Ausführung der Blick auf Abb. 3–9 Wan- derungswege der Beobachtungspunk- te bei der ¾nderung der Sitzhaltung. Abb. 4 MK K1 D1 K2 MB M0 α β Abb. 2 Neues Modell einer Aufrichtbewegung aus dem kyphotischen in den aufrechten Sitz (computerunterstützte Röntgenbild-Einzelfallanalyse). Betz U et al. Ein neues biomechanisches … Manuelle Therapie 2004; 8: 200–204 Originalarbeit 202 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  4. 4. einen näher gelegen Punkt fixiert ist (z.B. am Computermonitor), ergibt sich für den Kopf durch die Anhebung des Rumpfes in die aufrechte Sitzposition immer eine leichte Vorwärtsdrehung (Na- se nach kaudal), wenn die Blickrichtung der Augen zum Objekt beibehalten werden soll. Die dominante Bewegung des Kopfes während der Aufrichtbewegung im Sitz ist jedoch eine translato- rische Verschiebung nach kranial. Die beschriebenen Translationsbewegungen sind zwar auch Be- standteil des Zahnradmodells, die Lageveränderung der Mittel- punkte wird dabei aber grafisch nicht hervorgehoben. Dies mag dadurch begründet sein, dass das Modell ursprünglich wohl weniger zur Visualisierung des Bewegungsübergangs, sondern eher zur Darstellung der relativen Winkelstellung der einzel- nen Körperabschnitte in den verschiedenen Sitzpositionen ge- dacht war. Experimentelle Überprüfung des neuen Modells Methodik Zur experimentellen Überprüfung der modellhaften Überlegun- gen wurden die Bewegungen von verschiedenen Referenzpunkten am Becken, Rumpf und Kopf während der Sitzhaltungsänderung bei 30 Probanden mit einfacher Photogrammetrie untersucht. Hierzu wurden entlang des Kiefers, am seitlichen Rumpf und am Beckenkamm fluoreszierende Markierungen aufgeklebt. Die Posi- tionen der Markierungen am Rumpf wurden dem abgeschätzten Verlauf der Wirbelkörperreihe angepasst. Ein elektronischer Lichtblitz brachte die Referenzpunkte zum Leuchten. In einem ab- gedunkelten Raum fotografierte eine dauerbelichtende Kamera (Aufnahmezeit insgesamt 5 Sekunden) die Bewegung sowohl aus Abb. 8 Abb. 7Abb. 5 Abb. 6 Betz U et al. Ein neues biomechanisches … Manuelle Therapie 2004; 8: 200–204 Originalarbeit 203 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  5. 5. einer kyphotischen in eine aufrechte Sitzposition als auch in der gegensinnigen Bewegungsrichtung. Mit dieser Technik erfolgte die Aufzeichnung der Bewegungen der Beobachtungspunkte bei der Sitzhaltungsänderung bei jedem der 30 Probanden 4-mal (je 2-mal in beide Bewegungsrichtungen; Abb. 3– 9). Ergebnisse Die aus den Fotos gewonnenen Bewegungskurven zeigen in den wesentlichen Merkmalen eine gute Übereinstimmung mit dem aus den Röntgenaufnahmen berechneten Modell (Abb. 2). Dabei weist die Bewegung aus der kyphotischen in die aufrechte Sitzposi- tion die gleiche Charakteristik wie in umgekehrter Richtung auf. Bei der Aufrichtung sind die Beckenkippung, die Translation der LWS und der unteren BWS nach ventral, der Übergang der Trans- lation nach kranial in der mittleren BWS sowie die Translation der oberen BWS, der HWS und des Kopfes nach kranial eindeutig zu er- kennen. Alle Aufnahmen der Untersuchungsreihe lassen aus- nahmslos diese grundsätzliche Bewegungssystematik erkennen. Unterschiede treten lediglich in einigen Punkten der individuel- len Durchführung zutage. Während sich der Kopf bei der Auf- richtbewegung im Röntgenbildmodell (Abb. 2) genauso wie beim in Abb. 3 gezeigten Versuch nach kranial und leicht nach dorsal bewegt, zeigen Abb. 4 eine Bewegung streng nach kranial und die Abb. 5 und 6 eine verschieden steile Kopfbewegung nach kranial und ventral. Diese Unterschiedlichkeit interpretieren wir als Ergebnis einer individuellen Anordnung von Kopf, Thorax und Becken (unter- schiedliche Schwerpunktverlagerung) im kyphotischen Sitz. Bei der Aufrichtbewegung werden die 3 Körperabschnitte in der Sa- gittalebene untereinander angeordnet. Je nach Ausgangsposition ist dazu ein reines Anheben des Kopfes oder eine leichte Korrek- tur nach ventral bzw. dorsal notwendig. Zielgerichtete, geradlinige Bewegungen sind Ausdruck von Öko- nomie und guter Koordination. Die Abb. 7–9 sind Beispiele für Versuchsergebnisse, bei denen Teile der Leuchtspuren jedoch nicht geradlinig verlaufen. Solche Richtungsänderungen konnten wir lediglich im HWS- und BWS-Bereich feststellen. Wir inter- pretieren diese nichtgeradlinigen Verläufe der Leuchtspuren als Ausdruck einer nicht optimal koordinierten Ausführung der Be- wegung. Nach unserer Interpretation haben die Probanden hier die Aufrichtung nicht spontan als den ihrer Modellvorstellung entsprechenden Bewegungsablauf korrekt ausgeführt, sondern versucht, während der Bewegung bewusst gewordene Abwei- chungen von der Zielvorgabe nachzukorrigieren. Diskussion Nach den Ergebnissen bewirkt bei der Bewegung aus einem ky- photischen in einen aufrechten Sitz die rotatorische Beckenkip- pung eine räumliche Wanderung der Sakrumbasis und damit eine Translation der LWS und der unteren BWS nach ventral und leicht kranial. Die Wirbelsäulenkrümmungen verflachen, woraus eine Verlängerung der Wirbelsäule und damit ein ver- stärktes Anheben des Kopfes nach kranial resultiert. Dabei ist die Formänderung des Rumpfes das Ergebnis vieler segmentaler Einzelbewegungen der Wirbelkörper. Die von Klein-Vogelbach [2] eingeführte Vorstellung vom Klötz- chenturm, bei der es durch Translation der Körperabschnitte zu einer lotrechten Anordnung von Kopf, Thorax und Becken kommt, stellt deutlich die von uns beobachtete Translations- bewegung der LWS und des Thorax dar. Wird bei der Aufricht- bewegung im Sitz die Vorstellung der Turmbildung mit einer ro- tatorischen Beckenkippung (mit einem Drehzentrum in der Nähe der Tuber ossis ischii) und einer Verlängerung des Rumpfes kombiniert, entsteht nach unseren Ergebnissen eine weitgehend realitätsnahe und als Handlungsanleitung praktikable Vorstel- lung der Aufrichtung im Sitz. Schlussfolgerungen Das Zahnradmodell verliert seine Aussagekraft für die Realität wohl hauptsächlich durch die verminderte Bewegung auf 3 formstarre Körperabschnitte, die wie Zahnkränze aufeinander abrollen. Als Konsequenz reduziert sich die Komplexität der Be- wegung auf eine rotatorische Bewegung ganzer Körperabschnit- te, die weit von der biomechanischen Realität entfernt ist. Die entscheidenden translatorischen Bewegungen der Körper- abschnitte im Raum sind im Modell zwar zum Teil implizit vor- handen, spielen bei der Visualisierung des tatsächlichen mecha- nischen Vorgangs jedoch eine untergeordnete Rolle. Da dies den biomechanischen Mechanismus nicht ausreichend beschreibt, muss der Nutzen des Modells – zumindest als Visualisierung und als praktikable Anleitung zur Aufrichtung im Sitz – über- dacht werden. Literatur 1 Forschungs- und Schulungszentrum Dr. Brügger. Gesunde Körper- haltung im Alltag. Zürich: Eigenverlag, 1986 2 Klein-Vogelbach S. Funktionelle Bewegungslehre. Berlin: Springer,1989 3 Schoberth H. Orthopädie des Sitzens. Berlin: Springer, 1989 (Weitere Literatur zum Thema beim Verfasser) Abb. 9 Betz U et al. Ein neues biomechanisches … Manuelle Therapie 2004; 8: 200–204 Originalarbeit 204 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.

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