Orthe­sen zur Behand­lung der media­len Gonar­thro­se: Funk­ti­ons­prin­zi­pi­en und Wir­kung aus bio­me­cha­ni­scher Sicht – For­schungs­über­blick und prak­ti­sche Relevanz

Th. Schmalz, H. Drewitz, K. Burkhardt
Das Potenzial von Orthesen, die im Rahmen der konservativen Behandlung der Gonarthrose verwendet werden können, wird bisher nur unzureichend genutzt. Im Beitrag werden die Wirkprinzipien der gegenwärtig nutzbaren Orthesenarten (Knieorthesen, Unterschenkelorthesen und Schuhranderhöhungen) unter Auswertung der einschlägigen internationalen Forschungsliteratur aus biomechanischer Sicht zusammengefasst und bezüglich Zuverlässigkeit und quantitativer Wirkung miteinander verglichen. Dies wird ergänzt durch Empfehlungen aus der Versorgungspraxis und soll somit Orthopädietechniker bei der Auswahl der für den Patienten optimalen individuellen Lösung unterstützen.

Ein­lei­tung

Im Gesamt­kon­text aller Arthro­se­er­kran­kun­gen ist in über 60 % der Fäl­le das Knie­ge­lenk mit ein­deu­ti­ger alters­ab­hän­gi­ger Prä­va­lenz betrof­fen 1. Die Behand­lung der Gonar­thro­se ist auf­wen­dig und kos­ten­in­ten­siv 2. Als Stan­dard gel­ten hier­bei ope­ra­ti­ve Ver­fah­ren wie Gelenk­er­satz, Gelenk­ver­stei­fung, Umstel­lungs­os­teo­to­mien und arthro­sko­pi­sche Ein­grif­fe 3. Nicht­ope­ra­ti­ve Ver­fah­ren umfas­sen medi­ka­men­tö­se Behand­lung, Phy­sio­the­ra­pie und den geziel­ten Ein­satz ortho­pä­di­scher Hilfs­mit­tel. Dar­un­ter hat sich die Nut­zung von Orthe­sen eta­bliert. Dabei muss jedoch ange­nom­men wer­den, dass das für die Ortho­pä­die­tech­nik mög­li­che Ver­sor­gungs­po­ten­zi­al nicht annä­hernd genutzt wird: Daten­er­he­bun­gen zei­gen, dass welt­weit weni­ger als 1 % aller Gonar­thro­se-Pati­en­ten mit den Mög­lich­kei­ten von Orthe­sen­ver­sor­gun­gen über­haupt in Kon­takt kom­men 4. Die Grund­idee die­ser ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­tel besteht dar­in, das betrof­fe­ne Kom­par­ti­ment des Knie­ge­lenks zu ent­las­ten und dadurch die Schmer­zen des Pati­en­ten zu redu­zie­ren 5 6.

Ziel des vor­lie­gen­den Bei­tra­ges ist es, die in der Pra­xis ange­wen­de­ten Orthe­sen­ar­ten hin­sicht­lich Funk­ti­ons­prin­zip und Wir­kung aus bio­me­cha­ni­scher Sicht in einem ver­glei­chen­den Über­blick zu dis­ku­tie­ren. Neben der Dar­stel­lung der bio­me­cha­ni­schen Wir­kung wird die Quer­ver­bin­dung zu den kli­ni­schen Effek­ten (aus­führ­li­che Dar­stel­lung u. a. bei Schwar­ze et al. 7) kurz auf­ge­zeigt. Da die Aus­füh­run­gen mit Hin­wei­sen zum ziel­ge­rich­te­ten ortho­pä­die­tech­ni­schen Vor­ge­hen ergänzt wer­den, soll der Bei­trag Ärz­te und Ortho­pä­die­tech­ni­ker bei der Aus­wahl der indi­vi­du­ell am bes­ten geeig­ne­ten ortho­pä­die­tech­ni­schen Ver­sor­gung unterstützen.

Bio­me­cha­ni­sche Bewer­tung der Belas­tung des Kniegelenks

Zur spe­zi­fi­schen Bewer­tung der Knie­be­las­tung wird aus bio­me­cha­ni­scher Sicht in der Mehr­heit aller Stu­di­en das in der Fron­tal­ebe­ne extern am Knie­ge­lenk wir­ken­de Moment her­an­ge­zo­gen u. a. 8 9 10 11. Die­se Betrach­tung ist sinn­voll für die Pha­sen mit Kör­per­ge­wichts­be­las­tung einer Bewe­gung in der Ebe­ne, bei­spiels­wei­se die Stand­pha­se beim Gehen. In die­ser wirkt das Moment im phy­sio­lo­gi­schen Fall über­wie­gend vari­sie­rend, wes­we­gen sich auch die Begrif­fe „knee varus moment“ (VM) oder „knee adduc­tion moment“ eta­bliert haben 12 11. Als spe­zi­el­ler Para­me­ter zur Kenn­zeich­nung der Knie­be­las­tung fun­giert dann in der Regel der ers­te „peak“, der wäh­rend der Last­über­nah­me (meist zwi­schen 10 und 25 % des Gang­zy­klus) erreicht wird 12.Teil­wei­se wird auch der „knee adduc­tion moment im pul­se“ (Inte­gral unter der Moment-Zeit- Kur­ve) bewer­tend ange­ge­ben 12 13.

Das VM wird meist auf den fron­ta­len Knie­mit­tel­punkt bezo­gen. Gene­rell trägt in der Belas­tungs­pha­se auch das in der Sagit­tal­ebe­ne wir­ken­de exter­ne Fle­xi­ons­mo­ment zur Knie­be­las­tung bei 14. Das Fle­xi­ons­mo­ment soll­te vor allem bei Bewe­gungs­ab­läu­fen, die unter Kör­per­ge­wichts­be­las­tung mit deut­lich ver­grö­ßer­ten Fle­xi­ons­win­keln und ‑momen­ten aus­ge­führt wer­den müs­sen (z. B. Auf­wärts­ge­hen auf Schrä­gen und Trep­pen 15), in jedem Fall berück­sich­tigt wer­den. Der vor­lie­gen­de Bei­trag kon­zen­triert sich mit dem ebe­nen Gehen auf die wich­tigs­te All­tags­be­we­gung. Da hier in der Ein­bein­stand­pha­se nur mode­ra­te Fle­xi­ons­win­kel bis etwa 20° erreicht wer­den, wird die nach­fol­gen­de Dis­kus­si­on zu orthe­ti­schen Mecha­nis­men der Knie­ent­las­tung aus­schließ­lich mit dem VM geführt.

Güns­tig für die Bewer­tung der Wir­kung einer Inter­ven­ti­on bei Gonar­thro­se ist die Erfah­rung, dass das VM für Pati­en­ten mit media­ler Gonar­thro­se im Ver­gleich mit Knie­ge­sun­den in der Regel erhöht, für Pati­en­ten mit late­ra­ler Gonar­thro­se meist ver­rin­gert ist 16 17. Bei der Nut­zung der aus dem VM rekru­tier­ten Bewer­tungs­pa­ra­me­ter muss fer­ner beach­tet wer­den, dass es sich dabei um bewe­gungs­ana­ly­tisch bestimm­te Grö­ßen han­delt, bei denen der Zusam­men­hang mit der ortho­pä­disch rele­van­ten Gelenk­kon­takt­kraft im media­len und/oder late­ra­len Knie­kom­par­ti­ment zunächst offen ist. Die­se Kräf­te sind nur in instru­men­tier­ten Endo­pro­the­sen direkt mess­bar 18, nicht jedoch im natür­li­chen Gelenk. Somit ver­bleibt hier zur Abschät­zung der Kon­takt­kraft nur die Nut­zung spe­zi­fi­scher bio­me­cha­ni­scher Model­le, die auf Ein­gangs­da­ten aus der Bewe­gungs­ana­ly­se zurück­grei­fen 14. In ent­spre­chen­den Stu­di­en wird zumin­dest teil­wei­se gezeigt, dass die VM-Para­me­ter mit den Knie­kon­takt­kräf­ten kor­re­lie­ren 19.

Orthe­sen­kon­zep­te

Zur orthe­ti­schen Ent­las­tung des jeweils betrof­fe­nen Knie­ge­lenk­kom­par­ti­ments kön­nen drei ver­schie­de­ne Orthe­sen­ar­ten genutzt werden:

  1. Eine in der Ortho­pä­die sehr „alte“ Idee ist es, das Gelenk mit Hil­fe einer keil­för­mi­gen late­ra­len oder media­len Schuh­r­and­er­hö­hung (in der Regel bis 4 mm) oder einer Ein­la­ge mit inte­grier­ter Rand­er­hö­hung zu ent­las­ten 20. Die Gesamt­heit die­ser Ver­sor­gungs­mög­lich­kei­ten wird nach­fol­gend unter dem Begriff „Rand­er­hö­hung“ (RE) zusammengefasst.
  2. Die seit Mit­te der neun­zi­ger Jah­re zur Ver­fü­gung ste­hen­de, heu­te am häu­figs­ten ver­wen­de­te Orthe­sen­ver­sor­gung ist die gelen­küber­grei­fen­den Knie­or­the­se (KO).
  3. Als neue­res Prin­zip erwei­ter­te schließ­lich die seit etwa 2015 nutz­ba­re Unter­schen­kel­or­the­se (AFO) das Spek­trum der ortho­pä­die­tech­ni­schen Behand­lungs­mög­lich­kei­ten.

Bei­spie­le die­ser drei Orthe­sen­ty­pen sind in den in Tabel­le 2 inte­grier­ten Abbil­dun­gen dar­ge­stellt. Da in der über­gro­ßen Mehr­zahl der Fäl­le das media­le Kom­par­ti­ment betrof­fen ist 21 22, wer­den nach­fol­gend die Orthe­sen­va­ri­an­ten für die geziel­te Behand­lung die­ser Gelenk­re­gi­on diskutiert.

Funk­ti­ons­prin­zip und Wir­kung von Rand­er­hö­hun­gen (RE)

Die Grund­idee einer Reduk­ti­on der Knie­be­las­tung von RE ist in Abbil­dung 1 dar­ge­stellt. Dabei wird ange­nom­men, dass unter Belas­tung eine Außen­rand­er­hö­hung zu einer Ver­schie­bung des Kraft­an­griffs­punk­tes (Cen­ter of Pres­su­re, COP) nach late­ral führt. Unter der wei­te­ren Annah­me einer nicht grund­sätz­lich geän­der­ten Gang­mo­to­rik (u. a. kei­ne signi­fi­kan­te Ände­rung der Spur­brei­te und/oder der nach medi­al gerich­te­ten Kraft­kom­po­nen­te) liegt dann eine Ver­kür­zung des fron­ta­len Kraft­he­bel­arms am Knie­ge­lenk und somit eine Reduk­ti­on des VM nahe. In die­sem Zusam­men­hang durch­ge­führ­te Unter­su­chun­gen lie­fern jedoch wider­sprüch­li­che Resul­ta­te: Es wird sowohl von signi­fi­kan­ten Reduk­tio­nen der VM-Para­me­ter (meist zwi­schen 5 und 10 % 23 24 25) als auch von bio­me­cha­nisch wir­kungs­lo­sen Inter­ven­tio­nen 26 27 28 berich­tet. Somit ist gene­rell davon aus­zu­ge­hen, dass eine knie­ent­las­ten­de Wir­kung von RE nicht bei jedem Gonar­thro­se-Pati­en­ten pro­gnos­ti­ziert wer­den kann. Dies kor­re­liert mit Aus­sa­gen zu kli­ni­schen Bewer­tun­gen (posi­ti­ve Effek­te z. B. 29 30; nega­ti­ve Effek­te z. B. 27 31 und Erfah­run­gen aus der Ver­sor­gungs­pra­xis. Dabei ist anzu­mer­ken, dass im Fal­le eines posi­ti­ven Effek­tes ver­ständ­li­cher­wei­se von einer hohen Akzep­tanz – nicht zuletzt durch die ein­fa­che Hand­ha­bung bedingt – aus­ge­gan­gen wer­den kann.

Funk­ti­ons­prin­zip und Wir­kung von Knie­or­the­sen (KO)

Zur knie­ent­las­ten­den Wir­kung von Knie­or­the­sen wer­den zwei dif­fe­ren­te Effek­te dis­ku­tiert: der mecha­ni­sche und der sen­so­mo­to­ri­sche Effekt. Auf die­se bei­den Effek­te wird im Fol­gen­den genau­er eingegangen.

Mecha­ni­scher Effekt

Die­ser Effekt resul­tiert aus dem all­ge­mein bekann­ten 3‑Punkt-Prin­zip (Abb. 2). Dabei wir­ken zwei Kräf­te in der Fron­tal­ebe­ne beim Ver­such, das media­le Kom­par­ti­ment zu entlasten:

  • am Ober- und Unter­schen­kel jeweils eine nach late­ral gerich­te­te Kraft,
  • im Bereich des late­ra­len Femur­kon­dylus eine nach medi­al gerich­te­te Kraft.

Mit die­ser – meist ein­stell­ba­ren – Kraft­ein­lei­tung erzeugt die Orthe­se ein Val­gus­mo­ment, also ein Orthe­sen­mo­ment (OM), das dem VM ent­ge­gen­wirkt. Dadurch kom­pen­siert die KO einen Teil des exter­nen Moments; die auf das Knie­ge­lenk wir­ken­de Belas­tung wird zunächst zumin­dest um den Betrag des OM reduziert.

Zur Bestim­mung der Grö­ße der kom­pen­sa­to­ri­schen Wir­kung sind in der inter­na­tio­na­len Lite­ra­tur dif­fe­ren­te Ansät­ze zu fin­den. Bereits im Jahr 2000 stell­ten Self und Mit­ar­bei­ter 32 die Nut­zung ein­fa­cher Druck­sen­so­ren vor. Dabei wur­de die Druck­ent­wick­lung zwi­schen Orthe­sen­pe­lot­te und late­ra­lem Femur­kon­dylus wäh­rend der Stand­pha­se erfasst, wodurch auf das OM geschlos­sen wer­den konn­te. In der oft zitier­ten Stu­die von Pol­lo et al. 33 wur­de das OM aus den Daten von in der Orthe­se appli­zier­ten Kraft­sen­so­ren berech­net; eine mit einem Momen­ten­sen­sor instru­men­tier­te Orthe­se nutz­ten Fan­ti­ni et al. 34. Ohne eine instru­men­tie­ren­de Ver­än­de­rung der Orthe­se kommt ein spe­zi­el­les Kali­brier­ver­fah­ren aus, das bei­spiels­wei­se in den Stu­di­en von Schmalz et al. 35 und Bran­don et al. 36 vor­ge­stellt wur­de (Abb. 3). Grund­idee ist hier, mit einem spe­zi­fi­schen Kali­brier­vor­gang den Zusam­men­hang zwi­schen Orthe­sen­de­for­ma­ti­on („Ver­bie­gung“ der Orthe­sen­scha­len) und der dazu not­wen­di­gen Kraft (z. B. F2 in Abb. 2) zu bestim­men. Misst man nach­fol­gend bei rea­len Bewe­gungs­ab­läu­fen mit bewe­gungs­ana­ly­ti­schen Ver­fah­ren die natür­li­cher­wei­se auf­tre­ten­de (in ihrer Stär­ke ein­stell­ba­re) Ver­bie­gung der Orthe­se, ist das OM eben­falls bere­chen­bar. Die Wer­te für das OM kön­nen bezüg­lich Mess­ver­fah­ren, Orthe­sen­typ und indi­vi­du­el­ler Ein­stel­lung vari­ie­ren. Aus der Gesamt­heit der dif­fe­ren­ten Stu­di­en kann jedoch geschätzt wer­den, dass das OM bei pra­xis­re­le­van­ten Ein­stel­lun­gen wäh­rend des in der Stand­pha­se auf­tre­ten­den ers­ten „peak“ des VM im Mit­tel etwa 15 % von die­sem beträgt.

Bezüg­lich der Fra­ge, ob bei Nut­zung einer KO das VM direkt redu­zier­bar ist, ergibt sich kein ein­heit­li­ches Bild. Eini­ge Stu­di­en berich­ten von gering­fü­gi­gen Reduk­tio­nen der VM-Para­me­ter 11 37 38, ande­re hin­ge­gen von kei­nen signi­fi­kan­ten Effek­ten 33 35 36 39 40. Ein plau­si­bler Grund für gemes­se­ne gering­fü­gi­ge Reduk­tio­nen des VM kann dar­in bestehen, dass in die­sen Fäl­len Pati­en­ten mit Knie­in­sta­bi­li­tä­ten mit einer KO ver­sorgt wur­den. Bei Betrach­tung der Gesamt­heit aller Mess­re­sul­ta­te und Erfah­rungs­wer­te erscheint es gerecht­fer­tigt, den durch das OM erzeug­ten kom­pen­sa­to­ri­schen Mecha­nis­mus als wesent­lich für den mecha­ni­schen Effekt von Gonar­thro­se-KO anzunehmen.

Sen­so­mo­to­ri­scher Effekt

Der der Wir­kung von KO eben­falls zuge­schrie­be­ne sen­so­mo­to­ri­sche Effekt geht von der Tat­sa­che aus, dass die Knie­ge­len­ke von Gonar­thro­se-Pati­en­ten teil­wei­se insta­bil sind und dass des­halb kom­pen­sa­to­risch höhe­re Akti­vi­tä­ten der knie­über­grei­fen­den Mus­kel­grup­pen zu beob­ach­ten sind 41. Aus detail­lier­ten EMG-Ana­ly­sen ist in die­sem Zusam­men­hang bekannt, dass Indi­zes, die die Ko-Kon­trak­ti­on die­ser Mus­kel­grup­pen beschrei­ben, bei Nut­zung von KO signi­fi­kant gesenkt wer­den 34 42 43. Da beim Ver­gleich zwei­er Situa­tio­nen (mit und ohne Orthe­se) aus einer redu­zier­ten Ko-Kon­trak­ti­on auf eine redu­zier­te not­wen­di­ge gelenk­sta­bi­li­sie­ren­de Mus­kel­kraft­ent­wick­lung geschlos­sen wer­den kann, ist final zu fol­gern, dass durch die­sen Effekt auch die Gelenk­kon­takt­kräf­te redu­ziert wer­den kön­nen. Die gegen­wär­tig ein­zi­ge Mög­lich­keit, die Stär­ke die­ses Mecha­nis­mus abzu­schät­zen, besteht in der Nut­zung bio­me­cha­ni­scher Model­le, die u. a. EMG-Daten als Input nut­zen. Aktu­el­le Stu­di­en zu die­ser Fra­ge, durch­ge­führt mit gesun­den Pro­ban­den und Gonar­thro­se-Pati­en­ten, gelan­gen zu dem Schluss, dass der mit redu­zier­ten Ko-Kon­trak­tio­nen nach­weis­ba­re sen­so­mo­to­ri­sche Effekt im Ver­gleich mit dem mecha­ni­schen extrem gering ist 44 45 und des­halb bei der Dis­kus­si­on der knie­ent­las­ten­den Wir­kung ver­nach­läs­sigt wer­den kann.

Kli­ni­sche Resultate

Zur kli­ni­schen Bewer­tung von Inter­ven­tio­nen zur Behand­lung der Gonar­thro­se wer­den meist spe­zi­fi­sche Fra­ge­bö­gen wie der „Wes­tern Onta­rio and McMas­ter Uni­ver­si­ties Osteo­ar­thri­tis Index“ (WOMAC) oder der „Knee Inju­ry and Osteo­ar­thri­tis Out­co­me Score“ (KOOS) ver­wen­det. Die mit sol­chen Instru­men­ten ermit­tel­ten posi­ti­ven kli­ni­schen Resul­ta­te der KO sind auf der Basis des vor­lie­gen­den Daten­ma­te­ri­als unbe­streit­bar. Her­vor­zu­he­ben sind hier in ers­ter Linie die signi­fi­kan­te Schmerz­re­duk­ti­on, die Reduk­ti­on von Gelenk­in­sta­bi­li­tä­ten sowie Ver­bes­se­run­gen hin­sicht­lich der Aus­füh­rung von All­tags­ak­ti­vi­tä­ten. Rela­ti­vie­rend erwähnt wer­den aber auch Pro­ble­me wie das Auf­tre­ten von Haut­ir­ri­ta­tio­nen, die mit­un­ter schwie­ri­ge Hand­ha­bung und Ruts­ch­ef­fek­te. Eine über­sicht­li­che Zusam­men­fas­sung die­ser kli­ni­schen Resul­ta­te ist bei­spiels­wei­se in den Review-Arti­keln von Reeves/Bowling 46, Mis­try et al. 47 und Gohal et al. 48 sowie in der Meta­ana­ly­se von Moy­er et al. 49 zu finden.

Funk­ti­ons­prin­zip und Wir­kung von Unter­schen­kel­or­the­sen (AFO)

Die Resul­ta­te der bio­me­cha­ni­schen Wir­kung von RE lie­fer­ten Dis­kus­si­ons­stoff bezüg­lich der indi­vi­du­ell dif­fe­ren­ten Effek­te. Ein plau­si­bler Erklä­rungs­an­satz wur­de bereits vor ca. 15 Jah­ren in einer Prin­zip­s­tu­die über­prüft und führ­te dazu, eine AFO zur Knie­ent­las­tung ein­zu­set­zen 50. Der Erklä­rungs­an­satz bezüg­lich der unzu­ver­läs­si­gen Wir­kung von RE bestand dar­in, dass ins­be­son­de­re bei Insta­bi­li­tä­ten im Bereich des unte­ren und obe­ren Sprung­ge­lenks (USG und OSG) die Appli­zie­rung einer Außen­rand­er­hö­hung in der frü­hen Stand­pha­se mit einer ver­stärk­ten Ever­si­on kom­pen­siert wird und sich somit kei­ne Late­ral­ver­schie­bung des COP und kei­ne VM-Reduk­ti­on ein­stellt. Um die­se uner­wünsch­te Kom­pen­sa­ti­on aus­zu­schlie­ßen, wur­de in der Prin­zip­s­tu­die eine AFO mit einem late­ra­len Bügel getes­tet, der USG und OSG rigi­de über­brückt. Im Ver­gleich der Inter­ven­tio­nen RE einer­seits und RE + AFO ande­rer­seits bestä­tig­te sich, dass sich aus der rigi­den fron­ta­len Über­brü­ckung von USG und OSG eine signi­fi­kan­te Late­ral­ver­schie­bung des COP und eine VM-Reduk­ti­on ergibt 50. Aus Sicht der Gelenk­ki­ne­ma­tik geht die­ser Effekt mit hoher Wahr­schein­lich­keit mit einer deut­li­chen Ver­rin­ge­rung der initia­len Ever­si­on ein­her. Die­ses Ergeb­nis führ­te zu der in Abbil­dung 4 dar­ge­stell­ten Orthe­sen­va­ri­an­te, die im Arti­kel von Dre­witz et al. 28 im Detail vor­ge­stellt wur­de. Neben der rigi­den fron­ta­len Über­brü­ckung der Sprung­ge­len­ke ist der Orthe­sen­bü­gel indi­vi­du­ell ein­stell­bar, womit die Kraft­wir­kung am Unter­schen­kel vari­iert wer­den kann. An die­ser Stel­le muss aller­dings dar­auf hin­ge­wie­sen wer­den, dass die Modu­la­ti­on die­ser Kraft­ein­lei­tung nur ein sekun­dä­rer Wirk­ef­fekt ist: Die gelenk­ent­las­ten­de Wir­kung resul­tiert in hohem Maße aus der rigi­den fron­ta­len Knö­chel­über­brü­ckung. Im Gegen­satz zu den mit RE erziel­ba­ren Effek­ten führt dies zuver­läs­sig zur Late­ral­ver­schie­bung des COP und zur signi­fi­kan­ten Reduk­ti­on der VM-Bewer­tungs­pa­ra­me­ter (Abb. 4B–D). Die­ser kla­re mecha­ni­sche Effekt ist mitt­ler­wei­le in einer Viel­zahl von Stu­di­en mit gesun­den Pro­ban­den und Gonar­thro­se-Pati­en­ten nach­ge­wie­sen wor­den (Tab. 1). Anhand der Ergeb­nis­se die­ser Unter­su­chun­gen kann abge­schätzt wer­den, dass das spe­zi­fi­sche Prin­zip der AFO den ers­ten „peak“ des VM im Mit­tel um ca. 15 bis 20 % reduziert.

Ers­te groß ange­leg­te kli­ni­sche Stu­di­en, eben­falls in der Regel basie­rend auf den spe­zi­fi­schen Gonar­thro­se-Fra­ge­bö­gen, bestä­ti­gen die posi­ti­ven sub­jek­ti­ven Erfah­run­gen aus der Ver­sor­gungs­pra­xis und kor­re­lie­ren gut mit dem bio­me­cha­ni­schen Effekt 51 52. Dem­nach kann für Ver­sor­gun­gen mit einer AFO ins­be­son­de­re von redu­zier­tem Schmerz­emp­fin­den und einer gestei­ger­ten Lebens­qua­li­tät aus­ge­gan­gen wer­den. In die­sem Zusam­men­hang erscheint beson­ders die im „ran­do­mi­zed cross-over design“ mit 160 Pati­en­ten durch­ge­führ­te mul­ti­zen­tri­sche Stu­die von Peter­sen et al. inter­es­sant 52. Dar­in wur­den die kli­ni­schen Effek­te, die mit KO und AFO erziel­bar sind, ver­glei­chend unter­sucht. Dabei erga­ben sich posi­ti­ve Resul­ta­te für bei­de Orthe­sen­va­ri­an­ten, die sich quan­ti­ta­tiv nicht unterschieden.

Ver­glei­chen­de Zusammenfassung

Die dis­ku­tier­ten bio­me­cha­ni­schen Wirk­me­cha­nis­men sind in Tabel­le 2 ver­glei­chend zusam­men­ge­fasst. Der prin­zi­pi­el­le Unter­schied zwi­schen der knie­über­grei­fen­den Orthe­se und den ande­ren bei­den Orthe­sen­ar­ten besteht dar­in, dass die Knie­be­las­tung mit der KO durch einen kom­pen­sa­to­ri­schen Effekt redu­ziert wird, wohin­ge­gen AFO und RE durch eine direk­te Reduk­ti­on des VM wir­ken. Die Zuver­läs­sig­keit der Wir­kung kann für KO und AFO als gleich­wer­tig hoch und für RE als deut­lich ver­rin­gert ange­nom­men werden.

In der Zusam­men­fas­sung wird wei­ter der Ver­such unter­nom­men, im Sin­ne einer Mit­te­lung die Effek­te quan­ti­ta­tiv anhand der Anga­ben in der inter­na­tio­na­len Lite­ra­tur abzu­schät­zen. Der etwa glei­che Ent­las­tungs­ef­fekt des media­len Kom­par­ti­ments für KO und AFO liegt im Bereich zwi­schen 15 und 20 % VM; im Fal­le einer erfolg­rei­chen Ver­sor­gung mit einer RE ist meist mit Effek­ten < 10 % VM zu rechnen.

Die im Rah­men einer indi­vi­du­el­len Ver­sor­gung erziel­ba­re Wir­kung ist natür­lich wei­ter abhän­gig von den spe­zi­fi­schen kon­struk­ti­ven Merk­ma­len der aus­ge­wähl­ten Orthe­se, was haupt­säch­lich auf KO zutrifft. Über­sicht­li­che Infor­ma­tio­nen zum detail­lier­ten Ver­gleich kon­struk­ti­ver KO-Vari­an­ten fin­det man bei­spiels­wei­se in den Review-Arti­keln von Brooks et al. 53 und Phil­ipps et al. 54.

Indi­vi­du­el­le Aus­wahl des Orthe­sen­typs – Emp­feh­lun­gen aus Sicht des Orthopädietechnikers

Anhand der obi­gen Aus­füh­run­gen wur­den vor­ran­gig die gut unter­such­ten Funk­ti­ons­prin­zi­pi­en der Orthe­sen aus Sicht der Bio­me­cha­nik erläu­tert. Bei der Fra­ge der Aus­wahl der für einen Pati­en­ten indi­vi­du­ell opti­ma­len Vari­an­te muss der Ortho­pä­die­tech­ni­ker jedoch neben der knie­ent­las­ten­den Wir­kung wei­te­re Aspek­te für die Ent­schei­dungs­fin­dung berück­sich­ti­gen, die im Fol­gen­den umris­sen werden.

Im Rah­men der Bera­tung soll­ten mit dem Pati­en­ten die unter­schied­li­chen Orthe­sen­va­ri­an­ten getes­tet wer­den, da sich gezeigt hat, dass die indi­vi­du­ell dif­fe­ren­te orthe­sen­ab­hän­gi­ge Ent­las­tungs- und Schmerz­re­duk­ti­ons­wahr­neh­mung schon nach weni­gen Metern Geh­stre­cke vom Pati­en­ten zuver­läs­sig zurück­ge­mel­det wird. Als gene­rel­le Regel kann gel­ten, dass bei deut­lich insta­bi­lem Knie­ge­lenk knie­über­grei­fen­de Orthe­sen zu bevor­zu­gen sind. Dem­nach ist dann meist die KO das Mit­tel der Wahl. Wenn im Rah­men der orthe­ti­schen Ver­sor­gung auch eine Achs­kor­rek­tur mög­lich ist, soll­te die indi­vi­du­el­le Ganz­bein­or­the­se (KAFO) in Betracht gezo­gen wer­den. Auf­grund der unzu­ver­läs­si­gen und ver­gleichs­wei­se gerin­gen Wir­kung bie­tet sich die Außen­rand­er­hö­hung nur als zusätz­li­che alter­na­ti­ve Maß­nah­me an. Die­se könn­te bei­spiels­wei­se genutzt wer­den, wenn die indi­vi­du­el­le Situa­ti­on das Tra­gen einer knö­chel- oder knie­über­grei­fen­den Orthe­se vor­über­ge­hend nicht zulässt.

Neben der pri­mä­ren knie­ent­las­ten­den Wir­kung kön­nen auch ande­re kli­ni­sche Aspek­te ent­schei­dend für die Hilfs­mit­tel­aus­wahl sein. So bie­tet zum Bei­spiel bei venö­sen oder lympha­ti­schen Beschwer­den, Bak­er-Zys­ten, koni­schen Beinfor­men oder schwie­ri­gen Weich­teil­ver­hält­nis­sen die AFO deut­li­che Vor­tei­le gegen­über der KO, da es kei­ne ein­schnü­ren­den Ver­schlüs­se gibt und die Orts­sta­bi­li­tät der Orthe­se gesi­chert ist.

Der für den Pati­en­ten spe­zi­fi­sche Ein­satz­be­reich kann für die Aus­wahl der Orthe­se eben­falls eine pri­mä­re Bedeu­tung haben. So ist bei­spiels­wei­se für den alpi­nen Ski­sport die KO das opti­ma­le unter­stüt­zen­de Hilfs­mit­tel, da u. a. die Unter­schen­kel­or­the­se nicht kom­pa­ti­bel mit dem Ski-Schuh ist. Ande­rer­seits zei­gen Erfah­run­gen, dass die AFO bei Pati­en­ten mit sta­bi­lem Knie­ge­lenk ein schmerz­re­du­zier­tes Jog­gen ermög­licht, was mit KO vor allem auf­grund der ver­stärk­ten Rut­sch­nei­gung stark ein­ge­schränkt ist.

Da im Rahmen der Gonar­thro­se-Behand­lung Betrof­fe­ne häu­fig zum ers­ten Mal mit der Nut­zung einer Orthe­se kon­fron­tiert wer­den, sind auch psy­cho­so­zia­le Fak­to­ren wie per­sön­li­che Lebens­um­stän­de oder Klei­der­ge­schmack bei der Bera­tung zu berück­sich­ti­gen. Prin­zi­pi­ell ist es des­halb wich­tig, den Pati­en­ten zur Nut­zung des geeig­ne­ten Hilfs­mit­tels zu moti­vie­ren, da dies ent­schei­dend für den lang­fris­ti­gen medi­zi­ni­schen Erfolg ist. Im Rah­men des­sen spielt die Erläu­te­rung der Wirk­prin­zi­pi­en eine essen­ti­el­le Rol­le. Wäh­rend der Bera­tung und Ver­sor­gung ist die Mes­sung der im Bei­trag bespro­che­nen Para­me­ter in der Regel zwar nicht mög­lich, jedoch kön­nen objek­ti­vie­ren­de Hilfs­mit­tel wie Video­bild- oder Sta­ti­k­ana­ly­se genutzt wer­den. Moder­ne Video­ana­ly­se­pro­gram­me erlau­ben bei­spiels­wei­se wäh­rend der Ein­bein­stand­pha­se die ver­glei­chen­de Visua­li­sie­rung von Gelenk­win­keln oder die sche­ma­ti­sche Andeu­tung von Kraft­wir­kungs­li­ni­en. Ein ein­drucks­vol­les Bei­spiel wäh­rend der Ana­ly­se der sta­ti­schen Gelenk­be­las­tung, durch­führ­bar mit dem L.A.S.A.R. Pos­tu­re, ist die gut sicht­ba­re Ver­schie­bung der Wir­kungs­li­nie der ver­ti­ka­len Boden­re­ak­ti­ons­kraft­kom­po­nen­te beim Anle­gen der AFO.

Fazit

Im Spek­trum der Orthe­sen­va­ri­an­ten, die im Rah­men der kon­ser­va­ti­ven Behand­lung der Gonar­thro­se ein­ge­setzt wer­den kön­nen, reprä­sen­tie­ren KO und AFO sinn­vol­le Mög­lich­kei­ten, das Knie­ge­lenk in quan­ti­ta­tiv ver­gleich­ba­rer Wei­se sehr zuver­läs­sig zu ent­las­ten. Dies ist mit hoher Wahr­schein­lich­keit der haupt­säch­li­che Mecha­nis­mus, der zu der unbe­strit­te­nen Schmerz­re­duk­ti­on führt und somit die Lebens­qua­li­tät des Pati­en­ten erhö­hen kann. Durch die­sen ortho­pä­die­tech­ni­schen Effekt wer­den Vor­aus­set­zun­gen geschaf­fen, um bei­spiels­wei­se für den Pati­en­ten not­wen­di­ge Medi­ka­tio­nen zu redu­zie­ren, den Zeit­punkt unum­gäng­li­cher ope­ra­ti­ver Maß­nah­men zu ver­schie­ben oder sogar ganz auf endo­pro­the­ti­sche Ver­sor­gun­gen zu ver­zich­ten. Die pro­fun­de Kennt­nis der bio­me­cha­ni­schen Wir­kun­gen unter­stützt den Ortho­pä­die­tech­ni­ker bei der Aus­wahl der indi­vi­du­ell opti­ma­len Orthesenvariante.

Für die Autoren:
Dr. Tho­mas Schmalz
Cli­ni­cal Rese­arch & Services/Biomechanics
Otto Bock Health­ca­re SE & Co. KGaA
Her­mann-Rein-Stra­ße 2a
37075 Göt­tin­gen
thomas.schmalz@ottobock.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

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