Funktionelle Adaptation

Dr.-Ing. Alison Agres

Wir untersuchen die Änderung im Bewegungsablauf der unteren Extremität durch Veränderungen der muskuloskeletalen Gewebeeigenschaften, um neue Behandlungsmöglichkeiten aufzudecken.
Informieren Sie sich genauer über unsere Forschung.

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Visualization of the muscles and tendons of the lower limb using B-mode ultrasonography.
Depiction of the functional axes of the knee determined using the SARA methodology.

Eine Teilnahme an Aktivitäten mit hohen Belastungen, wie z.B. Sport, resultiert nicht selten in akuten Verletzungen und chronischen Erkrankungen des muskuloskeletalen Systems. Ein solches Trauma kann zu pathologischen Veränderungen in den Weichteilgeweben wie Muskeln, Sehnen, Bänder und Knorpel führen, die für die Skelettbewegung verantwortlich sind. Diese Gewebeanpassungen resultieren in einem modifizierten Gangmuster. Aktuelle klinische Beurteilungen beschränken sich meist auf subjektive Fragebögen und können demnach weder den Gewebezustand noch die aktive Funktion des Patienten nach der Operation objektiv quantifizieren. Dadurch bleibt die Beziehung zwischen den in vivo Eigenschaften des Weichteilgewebes und den veränderten Bewegungsmustern in vielen High-Inzidenz-Verletzungs-Modellen ungeklärt.

Die Ziele dieses Forschungsschwerpunktes sind (1) Änderungen der muskuloskeletalen Gewebeeigenschaften nach Verletzungen und Krankheiten zu bestimmen und (2) die adaptiven Änderungen in Bewegungen der unteren Extremität, die mit diesen veränderten Gewebeeigenschaften übereinstimmen, zu erkennen. Weiterhin möchten wir ein umfangreiches Verständnis der Beziehung zwischen diesen zwei Aspekten entwickeln, um klinische Ergebnisse zu verbessern.

Hierfür werden 2 Methoden eingesetzt, um die Gewebefunktion zu untersuchen: Mithilfe eines Ultraschalls z.B. kann die lineare Achillessehnensteifigkeit beurteilt werden [1], wohingegen der Einsatz eines Fluoroskops sowohl die passive als auch die aktive Bewegung der Kniegelenkspartner zueinander bildlich darstellen und quantifizieren kann [2]. Darüber hinaus wurden Algorithmen zur  kinematischen Analyse entwickelt und validiert, um die skeletale Bewegung auch während alltäglicher Aktivitäten zu quantifizieren [3]. Eine Anwendung der entwickelten OCST-Methode ermöglicht eine Reduktion von Weichteilartefakten, während der PHMD-Algorithmus eine automatische Definition von Gangzyklen in Patienten mit einem sehr pathologischen Gangbild vornimmt [4].

Die gewonnenen Erkenntnisse aus dieser Arbeitsgruppe zeigen die möglichen Ursprünge von funktionellen Abweichungen, die nach der Behandlung muskuloskeletaler Verletzungen und Krankheiten entstehen. In Zusammenarbeit mit Kollegen aus der Sportmedizin und Sportwissenschaft können fundierte Empfehlungen zu posttraumatischen und postoperativen Interventionen abgeleitet werden.

Laufende Projekte:

  • Verbundprojekt: Verständnis und Prävention der Progression der primären Osteoarthrose (OVERLOAD-PrevOP) finanziert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, Förderkennzeichen 01 EC1408A
  • "Grundlage für ein Verständnis der Knorpeldegeneration: Die Bedeutung von passiver und aktiver Gelenk-Laxizität für die pathologische Kinematik des Knies" finanziert durch die Deutschen Forschungsgemeinschaft, DU 298/20-1
  • "Anpassungen der Muskel-Sehnen-Einheit nach Achillessehnenverletzung", teilfinanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft Förderung und die Berlin-Brandenburg School of Regenerative Therapies GSC 203

Klinische Partner:

  • Dr. med. Tobias Jung, Oberarzt, Sektionsleiter Kniechirurgie und Sporttraumatologie, CharitéCentrum Orthopädie und Unfallchirurgie, CharitéUniversitätsmedizin Berlin
  • Dr. med. Sebastian Manegold, Sektionsleiter Fuß- und Sprunggelenkschirurgie, CharitéCentrum Orthopädie und Unfallchirurgie, CharitéUniversitätsmedizin Berlin
  • Dr. med. Ralf Doyscher, Abteilung Sportmedizin am Institut für Sportwissenschaft der Humboldt-Universität zu Berlin, CharitéUniversitätsmedizin Berlin
  • Dr. med. Benjamin Bartek, CharitéCentrum Orthopädie und Unfallchirurgie, CharitéUniversitätsmedizin Berlin

Wissenschaftliche Partner:

  • Dr. Rainald Ehrig, Zuse Institut Berlin (ZIB), Computergestütze Systembiologie
  • Prof. Dr. Adamantios Arampatzis, Direktor des Instituts für Sportwissenschaft, Humboldt-Universität zu Berlin
  • Prof. Dr. William R. Taylor, Institut für Biomechanik, ETH Zurich, Schweiz

Publikationen: