Ein Modell der Bewegung des Pferderückens

Forschungsprojekt P 13915Ein Modell der Bewegung des PferderückensChristian PEHAM11.10.1999 Die Verwendung des Pferdes im Reitsport führt zu einer bedeutenden Belastung des Rückens und damit einhergehend zu einer stetig steigenden Inzidenz von Rückenerkrankungen. Auch unter Verwendung aller zur Verfügung stehender diagnostischer Hilfsmittel (Röntgen, Sonographie, Szintigraphie, Blutanalyse,) ist es derzeit oft nicht möglich, eine präzise kausale Diagnose mit Aussicht auf erfolgreiche Therapie zu stellen. Eine zusätzliche Erschwernis stellt die Differenzierung von primären und sekundären Rückenerkrankungen dar, wie sie z.B. in der Folge von Hinterhandlahmheiten auftreten. Ziel ist es, unter Verwendung von kinematischen und Oberflächenelektromyographischen Daten von 15 klinisch gesunden Pferden ein biomechanisches Hals- und Rückenmodell zu entwickein, mit dessen Hilfe die Bewegungsmöglichkeiten bzw. deren Einschränkungen simuliert werden können. Zusätzlich soll der Einfluß vom Reiter auf die Rückenbewegung mittels Satteldruckmeßdecke erhoben werden, und dieser Einfluß in das Modell integriert werden. Das resultierende Modell soll die Unterscheidung von normaler und pathologischer Rückenbewegung ermöglichen. Zunächst wird der Rücken als flexibles Element einem Biegestab entsprechend modelliert, und dann werden zeitlich und örtlich veränderliche Elastizitäten eingeführt. In der Folge wird die Bewegungssimulation des Modells mit tatsächlichen Rückenbewegungen verglichen, und laufend optimiert, bis eine ausreichende Genauigkeit mit einer vertretbaren Komplexität für die Erhebung normaler und veränderter Rückenbewegungen erreicht ist.` Aus dem in dieser Studie entwickelten Modell soll die Isolierung einzelner, die Rückenbewegung des Pferdes beeinflussender Faktoren möglich sein. Durch die Bewegungsveränderung soll die ursächliche Struktur erkannt und lokalisiert werden. Diese Erkenntnisse sollen in weiterer Folge sowohl in der diagnostische Routine als auch in der Lehre eingesetzt werden.

Rückenschmerzen oder anderen Erkrankungen der Wirbelsäule des Pferdes stellen bedeutende Probleme im Reitsport und in der Veterinärmedizin dar. Vielfach sind sie nach wie vor lediglich auf dem Ausschlußwege zu diagnostizieren. Das liegt vor allem auch daran, dass der Pferderücken für geeignete biomechanische Studien nur sehr schwer zugänglich ist. Bisherige Verfahren sind entweder schmerzhaft oder unter Anästhesie, oder nur am toten Tier durchzuführen. Mathematisches Modellieren ist mittlerweile ein anerkanntes und weit verbreitetes Mittel zum Studium biomechanischer Systeme geworden und bietet einen Ausweg aus diesem Dilemma. Das Ziel dieses Projektes war es, ein biomechanisches Modell des Pferderückens zu entwerfen. Dazu musste die dreidimensionale Bewegung des Pferderückens sowie die Muskelaktivität des langen Rückenmuskels erfasst werden, um daraus ein Maß für die Flexibilität des Rückens zu gewinnen. Aus den aus den Messungen gewonnenen Daten wurde mittels geeigneter mathematischer Verfahren ein Computermodell des Pferderückens entwickelt, um das mechanische Verhalten während der Bewegung mit größtmöglicher Wirklichkeits- und Detailgetreue zu studieren. Das zuerst an das Konzept eines homogenen Biegestab angelehnte Modell wurde später zu einem Segmentmodell erweitert, das der anatomischen Realität wesentlich näher kam. Mit diesem Modell kann nun das biomechanisches Verhalten in dynamischen Simulationen mit realistischen Kräften und realistischen Bewegungsvorgaben auf nicht-invasive Art erforscht werden. In der Folge wurde auch der Einfluß eines Reiters oder die Auswirkungen unterschiedlicher Sattelformen untersucht. Dafür konnte sogar ein renommierter österreichischer Sattelhersteller sowie die Spanische Hofreitschule zu fruchtvoller Zusammenarbeit gewonnen werden. Besonders hervorzuheben in ihrer medizinischen Bedeutung war vor allem die Bestimmung eines quantitativen Maßes der Biegsamkeit des Rückens in der natürlichen Bewegung, die Identifikation besonders belasteter Teile des Rückens bei veränderter Flexibilität oder durch das Gewicht eines Reiters, sowie besonders sportwissenschaftlich interessant war die überraschende Feststellung, dass bei richtigem Sitz der Damensattel trotz seiner Asymmetrie eine gleichförmigere Druckverteilung während des Bewegungszyklusses gewährleistet als ein herkömmlicher Freizeitsattel. Für den Freizeitreiter mag von Bedeutung sein, dass nun mittels der gewonnen Erkenntnisse eine Überprüfung der Sattelanpassung nicht nur am Stand, sondern auch in der Bewegung als Service angeboten werden kann.