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Identifizierung biomechanischer Subpopulationen und Analyse von Gangunterschieden bei Hüftarthrose mithilfe von erklärbarem maschinellem Lernen

Stetter, Bernd ORCID iD icon 1; Dully, Jonas 1; Drongelen, Stefan van; Stief, Felix; Holder, Jana; Steingrebe, Hannah ORCID iD icon 1; Zaucke, Frank; Sell, Stefan 1; Stein, Thorsten 1
1 Institut für Sport und Sportwissenschaft (IfSS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

$\textbf{Zielsetzung und Fragestellung:}$ Ein umfassendes Verständnis spezifischer biomechanischer Ganganpassungen bei Hüftarthrose (HOA) und nach Hüftgelenkersatz ist essenziell für individualisierte Rehabilitationsmaßnahmen. Maschinelles Lernen bietet innovative Ansätze zur Analyse hochdimensionaler biomechanischer Datensätze. Die datengetriebene Auswertung hilft, die Pathophysiologie der HOA besser zu verstehen und personalisierte Behandlungsstrategien zu unterstützen [1], [2]. Ziele dieser Studie waren:
- Die Identifikation von Subpopulationen mit unterschiedlichen Anpassungen der Gangkinematik und Gelenkmomente infolge von HOA.
- Die Untersuchung der subpopulationsspezifischen Auswirkungen nach Hüfttotalendoprothese (THR).

$\textbf{Material und Methoden:}$ Diese sekundäre Analyse basierte auf drei Datensätzen:
- PRÄ: 108 Patienten mit einseitiger HOA vor THR
- POST: eine Untergruppe von PRÄ (64 Patienten), 7–25 Monate nach THR
- HC: 56 gesunde Kontrollpersonen

Alle Datensätze beinhalteten Gelenkwinkel und -momente aus biomechanischen Mehrkörpermodellierungen basierend auf 3D-Ganganalysedaten. Mittels Hauptkomponentenanalyse wurden Gelenkwinkel- und Gelenkmomentzeitreihen auf 14 Merkmale reduziert. ... mehr


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Sport und Sportwissenschaft (IfSS)
Publikationstyp Proceedingsbeitrag
Publikationsjahr 2025
Sprache Deutsch
Identifikator KITopen-ID: 1000194698
Erschienen in Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie, Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie, Berufsverband für Orthopädie und Unfallchirurgie, editors. Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2025)
Veranstaltung Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2025), Berlin, Deutschland, 28.10.2025 – 31.10.2025
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