Vergleichende Analyse der Messwertergebnisse von zwei Dynamometern zur Messung der isokinetischen Kraft der kniegelenksbewegenden Muskulatur

Zusammenfassung

Fragestellung: Die vorliegende Studie hatte den Vergleich der Messergebnisse zweier verschiedener Dynamometermodellen („Cybex 6000”, „Biodex 3”) im Rahmen isokinetischer Kraftmessungen an den Extensoren und Flexoren des Kniegelenkes (intermaschinelle Reliabilität) zum Ziel.

Material und Methode: 63 (n=63, insgesamt 126 untersuchte Oberschenkel) gesunde Probanden (m:f=32:31, 43±14a, range 21-67 a) wurden in die Studie eingeschlossen. Die isokinetischen Messungen wurden am selben Tag (2-h-Intervall) unter randomisierter Verwendung der Dynamometer „Cybex 6000” und „Biodex 3” durchgeführt. Verwertet wurden die jeweils höchsten Messwerte für „peak torque/maximales Drehmoment” (PT), „angle of peak torque/Winkel bei maximalem Drehmoment” (APT), „work/Arbeit” (W), „power/Leistung” (P), und „endurance ratio/Ermüdungsindex” (ER). Die Ergebnisse wurden miteinander im Sinne einer sog. intermaschinellen Reliabilitätsuntersuchung statistisch verglichen (Pearson-Korrelationskoeffizient, gepaarter t-Test, multiple Regressionanalyse).

Ergebnisse: Exemplarisch werden in dieser Zusammenfassung nur die Ergebnisse für PT präsentiert. Die ermittelten Werte ergaben eine starke Korrelation zwischen beiden Dynamometern (rho=0.81-0.96, alle p<0.0001). Dennoch waren die mittels Cybex gemessenen wurden, jeweils signifikant niedriger als jene, die mit Biodex gemessen wurden (gepaarter-t-Test: alle p<0.0001), ausgenommen jene für die linken Flexoren bei 60°/s (gepaarter-t-Test: p=0.0533) und für die rechten Flexoren bei 60°/s (gepaarter-t-Test: p=0.0502), welche das Signifikanzniveau nur minimal überschritten haben (sog. „Borderline-Significance”). Die Differenzen der mit beiden untersuchten Dynamometern erzielten Werte nahmen mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit (180°/s, 240°/s) - mit Ausnahme der Werte für die linken Extensoren, wo die Werte bei 180°/s im Vergleich zu 60°/s abnahmen und bei 240°/s im Vergleich zu 180°/s wieder zunahmen - zu. Die Differenzen zwischen den Messungen nahmen mit steigenden Mittelwerten aller PT (Extensoren, Flexoren, 60°/s, 180°/s, 240°/s) signifikant zu (Regressionsanalyse: p<0.0001-p=0.0178), ausgenommen für die linken Flexoren bei 60°/s (Regressionsanalyse: p=0.6433), sowie für die rechten Flexoren bei 60°/s (Regressionsanalyse: p=0.4094) bzw. 180°/s (Regressionsanalyse: p=0.2242 weiters für die rechten Extensoren bei 60°/s (Regressionsanalyse: p=0.0692) bzw. 180°/s (Regressionsanalyse: p=0.1153). Auch die Messungen der weiteren untersuchten Parameter APT, W, P, und ER zeigten keinerlei vergleichbaren Resultate.

Diskussion: Die Ergebnisse der vorliegenden Studie weisen daraufhin, dass die Messwerte der untersuchten Dynamometer „Cybex 6000” und „Biodex 3” nicht miteinander vergleichbar (schlechte interrater-Variability) sind. Unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse ist für die klinische Praxis (insbesondere für Vergleichs- und Follow-up-Untersuchungen), sowie für wissenschaftliche Untersuchungen die konsequente Verwendung jeweils nur eines der beiden Dynamometermodelle zu fordern.

Abstract

Purpose: The present study aimed to compare the results of isokinetic testing of knee extensor and flexor muscles by using Cybex 6000 and Biodex 3 dynamometers (intermachine reliability) at 60°/s, 180°/s, and 240°/s.

Materials and Methods: After written informed consent 63 (n=63) healthy subjects with 126 thighs (m:f=32:31) between the ages of 21 and 67 years (mean age: 42,57±13.80) were enrolled in the study. We compared peak torque (pt), work (w), power (p) at 60°/s, 180°/s, and 240°/s, angle of peak torque (apt) at 60°/s and 180°/s and endurance ratio (er) at 240°/s for extensors and flexors of both knees. For comparison Pearson correlation coefficients and paired t-tests and the dependence of patient wise differences on patient wise means of measurements were investigated with Bland Altman plots and corresponding regression analyses were used. The significance level was set to 0.05.

Results: In the abstract, only results for pt are given. For pt, measurements showed high correlations (r=0.81-0.96, all p<0.0001). How-ever, the measurements with the Cybex 6000 device showed significantly lower values than the Biodex 3 measurements (paired-t-test: all p<0.0001), but the measurements of flexors left at 60°/s (paired-t-test: p=0.0533) and of flexors right at 60°/s (paired-t-test: p=0.0502), which showed a borderline significance. The difference increased with increasing angular speed with the exception the pt for extensors left, where the difference of the average values at 180°/s decreased in comparison to 60°/s and increased at 240°/s in comparison to180°/s. The differences between measurements of pt increased significantly with increasing means for all pt measurements (regression: p<0.0001-0.0178) but the measurements of flexors left at 60°/s (regression: p=0.6433), flexors right at 60°/s (regression: p=0.4094), and 180°/s (regression: p=0.2242) and pt for extensors right at 60°/s (regression: p=0.0692) and 180°/s (regression: p=0.1153). The measurements of apt, w, p and er also showed nonuniform differences.

Conclusions: These results indicate that, due to the nonuniform differences when comparing data between Biodex 3 and Cybex 6000, the results can not be extrapolated from one machine to another. Because of these nonuniform differences measurements of one of the two devices should not be generalized to the other device.

Schlüsselwörter

BIODEX 3 - CYBEX 6000 - intermaschinelle Reliabilität - Dynamometrie - isokinetische Kraftmessungen - Vergleichbarkeit

Key words

BIODEX 3 - CYBEX 6000 - intermachine reliability - dynamometry - isokinetic testing

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