The Children's KNEEs Study

Ziel der Studie Children’s KNEEs ist es, die veränderten biomechanischen Abläufe beim Fortbewegen von übergewichtigen Kindern und Jugendlichen zu analysieren und basierend auf diesen Erkenntnissen ein spezielles Trainingsprogramm für diese Zielgruppe zu entwickeln.
Externe MitarbeiterInnen
David Artner, MSc
PartnerInnen
  • Univ.-Prof. Dr. Stefan Nehrer: Zentrum für Regenerative Medizin und Orthopädie, Donau Universität Krems
  • Univ.-Prof. Dr. Susanne Greber-Platzer: Univ. Klinik für Kinder- und Jugendheilkunde, AKH Wien
  • Univ.-Prof. Dr. Arnold Baca: Abteilung Biomechanik, Bewegungswissenschaft und Sportinformatik, Institut für Sportwissenschaft, Universität Wien
Finanzierung
The Government of Lower Austria
Laufzeit
01.02.2015 – 28.02.2018
Projektstatus
abgeschlossen
The Children's KNEEs Study

Einleitung

Übergewicht betrifft bereits 17% der Kinder und Jugendlichen in Amerika und die Prävalenz steigt in nahezu allen Ländern weiter an. In Deutschland nahm diese in den letzten zehn Jahren um fast 50% zu. In Österreich zeigen Statistiken ähnliche Zahlen. 
Die Wissenschaft konnte bereits einen starken Zusammenhang zwischen Übergewicht und dessen negative Auswirkungen auf biomechanische Abläufe beim Fortbewegen feststellen. Vor allem die Kombination aus erhöhtem Körpergewicht und biomechanischen Fehlstellungen (z.B. der Beinachse) kann zu einer erhöhten und somit unphysiologischen Gelenksbelastung in Hüft-, Knie und Sprunggelenken führen. Besteht diese Mehrbelastung über einen längeren Zeitraum hinweg, kann dies zu einem erhöhten Risiko führen, frühzeitig eine Gelenksarthrose zu entwickeln.

Zielsetzung

Wissenschaftliche Untersuchungen konnten bereits zeigen, dass spezifische Trainingsprogramme zur Verbesserung der muskulären Koordination und der Muskelkraft (speziell für die untere Extremität) dieser unphysiologischen Mehrbelastung entgegenwirken können. Dennoch sind die biomechanischen Mechanismen, die dahinter stecken, noch relativ unklar. Ziel des Projektes Children’s KNEEs ist es daher, ungünstig veränderte biomechanische Abläufe in Hüft-, Knie und Sprunggelenken von übergewichtigen Kindern und Jugendlichen beim Gehen und Stiegensteigen zu analysieren und basierend auf diesen Erkenntnissen ein spezielles Trainingsprogramm für diese Zielgruppe zu entwickeln. Im Rahmen einer Randomisiert-Kontrollierten Studie wird im weiteren Verlauf die Effektivität des Programmes aus biomechanischer und therapeutischer Sicht evaluiert.

Methodik

Insgesamt werden ca. 50 übergewichtige Jugendliche im Alter zwischen 10 und 18 Jahren für diese Studie rekrutiert und randomisiert zu einer Kontroll- und Interventionsgruppe zugeteilt. Die ProbandInnen der Interventionsgruppe nehmen an einem speziell für sie entwickelten Trainingsprogramm teil. Das Trainingsprogramm findet für 12 Wochen statt und beinhaltet eine Kombination aus neuromuskulären Übungen und Kräftigungsübungen für Hüftstabilisatoren und Oberschenkelmuskulatur. Im Rahmen dieser Randomisiert-Kontrollierten Studie (RCT) wird eine biomechanische 3D Ganganalyse (Motion Capturing Verfahren) zu Beginn und am Ende des Trainingsprogrammes durchgeführt, um Unterschiede in biomechanischen Abläufen (z.B.: Knieadduktionsmomente) quantifizieren und analysieren zu können.

Publikationen

Horsak, B., Schwab, C., Baca, A., Greber-Platzer, S., Kreissl, A., Nehrer, S., … Wondrasch, B. (2019). Effects of a lower extremity exercise program on gait biomechanics and clinical outcomes in children and adolescents with obesity: A randomized controlled trial. Gait & Posture, ePub ahead of print. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2019.02.032
Horsak, B., Pobatschnig, B., Schwab, C., Baca, A., Kranzl, A., & Kainz, H. (2018). Reliability of joint kinematic calculations based on direct kinematic and inverse kinematic models in obese children. Gait & Posture. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2018.08.027
Horsak, B., Schwab, C., Clemens, C., Baca, A., Greber-Platzer, S., Kreissl, A., & Kranzl, A. (2018). Is the reliability of 3D kinematics of young obese participants dependent on the hip joint center localization method used? Gait & Posture, (59), 65–70. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2017.09.029
Horsak, B., Pobatschnig, B., Baca, A., Greber-Platzer, S., Kreissl, A., Nehrer, S., … Kranzl, A. (2017). Within-assessor reliability and minimal detectable change of gait kinematics in a young obese demographic. Gait & Posture, 54. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2017.02.028
Clemens, C., Schwab, C., Kranzl, A., Wondrasch, B., Baca, A., Greber-Platzer, S., … Horsak, B. (2017). Hip joint center estimation methods do not affect test-retest reliability of kinematic measurements in young obese participants. Poster presented at the 10th Annual Meeting of the German Society for Biomechanics (DGfB), Hannover, Germany.
Horsak, B., Pobatschnig, B., Artner, D., Kranzl, A., Baca, A., Greber-Platzer, S., … Wondrasch, B. (2016). Intra-tester reliability of three-dimensional kinematics in obese children and adolescents. In Gait & Posture (Vol. 49, p. 99). Seville, Spain. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2016.07.155
Artner, D., Wondrasch, B., Baca, A., Pobatschnig, B., Greber-Platzer, S., Nehrer, S., & Horsak, B. (2015). Trial Protokoll: Biomechanische Belastungsanalyse der Kniegelenke bei Alltagsbewegungen von adipösen Kindern und Jugendlichen: eine randomisiert kontrollierte Studie. In Konferenzband - 22. Sportwissenschaftliche Hochschultag der Deutschen Vereinigung für Sportwissenschaft (dvs). Mainz, Deutschland: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Horsak, B., Artner, D., Baca, A., Pobatschnig, B., Greber-Platzer, S., Nehrer, S., & Wondrasch, B. (2015). The effects of a strength and neuromuscular exercise programme for the lower extremity on knee load, pain and function in obese children and adolescents: study protocol for a randomised controlled trial. Trials, 16, 586. https://doi.org/10.1186/s13063-015-1091-5