Bio­me­cha­ni­sche Wir­kung von Schulterexartikulationsprothesen

E. Pröbsting, T. Bertels, T. Schmalz
Die Schulterbewegung hat einen bedeutenden Anteil am Gangbild, woraus sich schlussfolgern lässt, dass das Fehlen eines Arms dieses beeinflusst. In der hier vorgestellten Untersuchung wurde der Stand und Gang von acht Armamputierten mit und ohne Prothese analysiert. Durch das Tragen einer Schulterexartikulationsprothese werden Körperfehlhaltungen, Kompensationsbewegungen und Überbelastungen im Kniegelenk reduziert. Diese Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit der prothetischen Versorgung mit einer modernen Armprothese.

Ein­lei­tung

Es gibt ver­schie­de­ne Abset­zun­gen im Bereich des Schul­ter­gür­tels, die das Tra­gen einer Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­pro­the­se nötig wer­den las­sen. Typisch sind hier die Intertho­ra­kos­ka­pu­la­re Ampu­ta­ti­on, die Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­on sowie die Ampu­ta­ti­on durch den pro­xi­ma­len Bereich des Ober­arm­kno­chens (Abb. 1), bei der ein ultra­kur­zer Stumpf erhal­ten bleibt 1.

Anzei­ge

Anders als bei den Ampu­tier­ten der unte­ren Extre­mi­tät, ver­zich­ten vie­le Pati­en­ten mit Abset­zun­gen im Bereich des Schul­ter­gür­tels auf eine Pro­the­sen­ver­sor­gung, obwohl es auch hier ver­schie­de­ne Mög­lich­kei­ten gibt 2 3 4 5.

Wird sich den­noch für eine sol­che Ver­sor­gung ent­schie­den, soll dadurch einer­seits das kos­me­ti­sche Erschei­nungs­bild ver­bes­sert und ande­rer­seits die Bewäl­ti­gung von All­tags­auf­ga­ben ver­ein­facht wer­den. Hier­bei wer­den von den Ampu­tier­ten meist Pro­the­sen mit einem in der Sagit­tal­ebe­ne frei schwin­gen­den Pro­the­sen-Schul­ter­ge­lenk bevor­zugt. Die dadurch ent­ste­hen­de Pen­del­be­we­gung des Pro­the­sen­arms beim Gehen wird als ange­nehm emp­fun­den 6 7 8, obwohl sie nach­weis­lich nur sehr gering aus­fällt 9. Hin­zu kommt, dass der Arm­schwung der frei schwin­gen­den Pro­the­se nach einer Intertho­ra­kos­ka­pu­la­ren Ampu­ta­ti­on oder nach einer Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­on gar nicht und bei einem ultra­kur­zen Ober­arm­stumpf nur mini­mal mus­ku­lär unter­stützt wer­den kann. Bei Nicht­am­pu­tier­ten hin­ge­gen wird der Arm von der Schul­ter mus­ku­lär gesteu­ert und schwingt nicht wie ein gewöhn­li­ches Pen­del 10.

Die Redu­zie­rung die­ser natür­li­chen Schul­ter­be­we­gung hat deut­li­che, nach­ge­wie­se­ne Kon­se­quen­zen: Das freie ver­ti­ka­le Moment wird erhöht 11, der meta­bo­li­sche Ener­gie­ver­brauch steigt 12 und das Knie­mo­ment in der sagit­ta­len Ebe­ne ist ver­grö­ßert 13.

Aus die­sen Unter­su­chun­gen mit Nicht­am­pu­tier­ten lässt sich fol­gern, dass auch bei Ampu­tier­ten nach einer Abset­zung im Bereich des Schul­ter­gür­tels die Pen­del­be­we­gung der Pro­the­se das Gang­bild beein­flusst. Hier­zu sind in der Lite­ra­tur kei­ne Ergeb­nis­se zu finden.

Wel­chen Ein­fluss das Tra­gen einer Arm­pro­the­se bei Ober- und Unter­ar­mam­pu­tier­ten auf das Ste­hen hat, wur­de hin­ge­gen bereits unter­sucht. Die Ampu­tier­ten wie­sen mit Pro­the­se eine deut­lich phy­sio­lo­gi­sche­re Hal­tung auf als ohne das Tra­gen einer Pro­the­se 14.

Mit der vor­lie­gen­den Stu­die wer­den bei Pro­the­sen­ver­sor­gun­gen der obe­ren Extre­mi­tät erst­mals die wich­ti­gen Belas­tungs­pa­ra­me­ter der unte­ren Extre­mi­tät beim Gehen und Ste­hen ana­ly­siert. Anhand bio­me­cha­ni­scher Para­me­ter wird objek­ti­viert, inwie­weit die ein­sei­ti­ge pro­the­ti­sche Ver­sor­gung mit einer Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­pro­the­se Aus­wir­kun­gen auf das Ste­hen und Gehen hat.

Metho­dik

Pro­ban­den

An die­ser Unter­su­chung nah­men acht ein­sei­tig Ampu­tier­te mit Abset­zun­gen im Bereich des Schul­ter­gür­tels teil, wobei einer intertho­ra­kos­ka­pu­lar ampu­tiert war, vier schul­ter­ex­ar­ti­ku­liert und drei hat­ten einen ultra­kur­zen Ober­arm­stumpf (sie­he Abb. 1). Sechs der Pro­ban­den haben den Arm trau­ma­tisch ver­lo­ren. Bei den ande­ren waren ein Tumor bzw. eine Sep­sis die Ampu­ta­ti­ons­ur­sa­che. Die Ampu­ta­tio­nen lie­gen 14 ± 9 Jah­re zurück. Eine Pro­the­se wird von 7 Pro­ban­den bereits seit 9 ± 9 Jah­ren benutzt, wohin­ge­gen einer der Pro­ban­den bei der Unter­su­chung zum ers­ten Mal eine Pro­the­se getra­gen hat. Das durch­schnitt­li­che Alter betrug 44 ± 13 Jah­re. Die durch­schnitt­li­che Grö­ße lag bei 179 ± 8 cm und das Gewicht vari­ier­te um 97 ± 22 kg. Eine Kon­troll­grup­pe aus sechs gesun­den Pro­ban­den wur­de eben­falls ana­ly­siert (Alter: 27 ± 3, Grö­ße: 176 ± 4 cm, Gewicht: 79 kg ± 15 kg).

Pro­the­ti­sche Versorgung

Für die Unter­su­chung wur­de für jeden Pro­ban­den unter glei­chen Bedin­gun­gen ein Test­schaft erstellt. Die Pro­the­se beinhal­te­te das Schul­ter­ge­lenk MovoShoul­der Swing 15 16. Die­ses Schul­ter­ge­lenk ermög­licht den Freisch­wung in der Sagit­tal­ebe­ne. Über eine Schrau­be kann die­ser Freisch­wung gebremst wer­den. Des Wei­te­ren kann das Schul­ter­ge­lenk gedämpft in der Fron­tal­ebe­ne schwin­gen. Als Ell­bo­gen­ge­lenk wur­de der Dyna­mi­cArm®  17 gewählt. Durch die Funk­ti­on der ban­da­gen­lo­sen Steue­rung ist ein sol­ches Ell­bo­gen­ge­lenk nach Her­stel­ler­an­ga­ben gera­de für Men­schen, die im Bereich des Schul­ter­gür­tels ampu­tiert oder exar­ti­ku­liert sind, sehr gut geeignet.

Bei die­sem Ell­bo­gen­ge­lenk kann der Unter­arm zudem durch die Auto­ma­tic Fore­arm Balan­ce-Beu­ge­hil­fe (AFB) 18 19 repro­du­zier­bar im Schwung­ver­hal­ten ein­ge­stellt wer­den. Die AFB-Beu­ge­hil­fe am Dyna­mi­cArm® wur­de ein­heit­lich bei maxi­ma­ler Span­nung um fünf gan­ze Umdre­hun­gen der Ein­stell­schrau­be redu­ziert. Als Pro­the­sen­hand wur­de eine Sys­tem-Elek­tro­hand eben­falls von der Otto Bock Health­Ca­re GmbH, Deutsch­land, ein­ge­setzt (Abb. 2).

Sta­tik­ana­ly­se

Die Sta­tik­ana­ly­se erfolg­te mit Hil­fe des L.A.S.A.R. Pos­tu­res 20. Hier­bei wird der Kraft­an­griffs­punkt der Boden­re­ak­ti­ons­kraft ermit­telt und ein Laser visua­li­siert die ver­ti­ka­le Boden­re­ak­ti­ons­kraft. Mit­hil­fe einer Bedien­ein­heit ist es bei­spiels­wei­se mög­lich, den Laser zu ver­schie­ben und dadurch den Abstand zwi­schen der ver­ti­ka­len Boden­re­ak­ti­ons­kraft und den Gelenk­ach­sen zu ermit­teln. In der Pro­the­tik der unte­ren Extre­mi­tät hat sich die­ses Ver­fah­ren zur Ermitt­lung und Opti­mie­rung des sta­ti­schen Pro­the­sen­auf­baus eta­bliert 21.

Gang­ana­ly­se

Die bio­me­cha­ni­sche Ana­ly­se der Gang­pa­ra­me­ter wur­de beim ebe­nen Gehen mit zwei Kraft­mess­plat­ten der Schwei­zer Fir­ma Kist­ler und sechs opto­elek­tro­ni­schen Kame­ras von der bri­ti­schen Fir­ma Vicon durch­ge­führt. Hier­zu wur­den bei­de Sys­te­me von einem Daten­er­fas­sungs­rech­ner gesteu­ert und über ein Licht­schran­ken­si­gnal mit­ein­an­der syn­chro­ni­siert. Die opto­elek­tro­ni­schen Kame­ras ermit­tel­ten mit einer Mess­fre­quenz von 120 Hz die Koor­di­na­ten reflek­tie­ren­der Mar­ker. Die­se kenn­zeich­ne­ten rele­van­te Stel­len an den ana­to­mi­schen Struk­tu­ren des Ampu­tier­ten sowie an der Pro­the­se. Die Mar­keran­ord­nung erfolg­te ana­log zu Lud­wigs et al. 22. Mit den Kraft­mess­plat­ten wur­den die Boden­re­ak­ti­ons­kräf­te für bei­de Sei­ten wäh­rend eines Gang­zy­klus gemes­sen. Die Berech­nung der in die­ser Stu­die betrach­te­ten extern wir­ken­den sagit­ta­len Momen­te basier­te auf den Boden­re­ak­ti­ons­kräf­ten und der Koor­di­na­ten der Gelenk­ach­sen gemäß der in einer frü­he­ren Arbeit beschrie­be­nen Metho­de 23.

Ver­suchs­durch­füh­rung

Zu Beginn der Unter­su­chung erfolg­te an jedem Pro­ban­den die sta­ti­sche Ana­ly­se mit und ohne Pro­the­se. Dazu wur­den in der Sagit­tal­ebe­ne die Abstän­de zwi­schen Belas­tungs­li­nie und Gelenk­ach­sen der obe­ren Sprung‑, Knie- und Hüft­ge­len­ke sowie in der Fron­tal­ebe­ne zur Knö­chel- und Knie­mit­te ermit­telt. Zusätz­lich wur­de in der Fron­tal­ebe­ne von dor­sal der Abstand des 7. Hals­wir­bels (C7) zur Belas­tungs­li­nie gemes­sen (Abb. 3).

Anschlie­ßend absol­vier­ten die Pro­ban­den eine Gang­ana­ly­se mit und ohne Pro­the­se. Die Mess­rei­hen­fol­ge erfolg­te ran­do­mi­siert. Die Pro­ban­den gin­gen zwecks Mit­tel­wert­bil­dung 9- bis 12-mal eine Stre­cke von ca. 12 m mit einer selbst gewähl­ten Geschwindigkeit.

Für jeden Gang­pa­ra­me­ter wur­de pro Pro­band aus den Ein­zel­mes­sun­gen ein reprä­sen­ta­ti­ver Mit­tel­wert gebil­det. Die in den Resul­ta­ten dar­ge­stell­ten Dia­gram­me geben die Mit­tel­wer­te aller Pro­ban­den wie­der. Die Mit­tel­wer­te mar­kan­ter bio­me­cha­ni­scher Para­me­ter wur­den mit Hil­fe des Wil­coxon Tests auf signi­fi­kan­te Unter­schie­de getestet.

Ergeb­nis­se

Sta­tik­ana­ly­se

An der unte­ren Extre­mi­tät konn­te sowohl in der Fron­tal- als auch in der Sagit­tal­ebe­ne kein signi­fi­kan­ter Unter­schied zwi­schen dem Ste­hen mit und ohne Pro­the­se fest­ge­stellt wer­den. Die Ergeb­nis­se des Abstands des C7 zur Belas­tungs­li­nie zeig­ten hin­ge­gen hoch signi­fi­kan­te Unter­schie­de (sie­he Abb. 3). Der Abstand des C7 zur Last­li­nie hat­te einen durch­schnitt­li­chen Abstand von 27 mm, wenn die Pro­the­se nicht getra­gen wird. Mit Pro­the­se redu­zier­te sich der Abstand hoch signi­fi­kant auf 15 mm (p = 0,01).

Gang­ana­ly­se – Kinematik

Die frei gewähl­te Geh­ge­schwin­dig­keit betrug bei der Ver­gleichs­grup­pe durch­schnitt­lich 1,44 m/s ± 0,05 m/s. Bei der Grup­pe der Ampu­tier­ten ohne Pro­the­sen lag die Gang­ge­schwin­dig­keit bei 1,41 m/s ± 0,13 m/s, mit Pro­the­se bei 1,40 m/s ± 0,11 m/s.

Die Unter­su­chun­gen zeig­ten, dass bei den Ampu­tier­ten der kon­tralate­ra­le Ober­arm beim Gehen in der Sagit­tal­ebe­ne sehr aus­ge­prägt schwingt (Abb. 4, oben). Die Ampli­tu­de beträgt ohne Pro­the­se durch­schnitt­lich 33,0°. Durch das Tra­gen der Pro­the­se wird das Schwin­gen des gesun­den Arms signi­fi­kant auf 25,5° redu­ziert (p = 0,01) und nähert sich dem der Ver­gleichs­grup­pe (24,7°) an. Die Bewe­gungs­am­pli­tu­de der Pro­the­sen­sei­te beträgt im Mit­tel 11,3°.

Wird das Ell­bo­gen­ge­lenk in der Sagit­tal­ebe­ne des gesun­den Arms betrach­tet, zei­gen sich ähn­li­che Effek­te (Abb. 4, unten). Die Ampli­tu­de des Ell­bo­gens beträgt ohne Pro­the­se 32,1°. Durch Tra­gen der Pro­the­se wird der Ell­bo­gen­win­kel der kon­tralate­ra­len Sei­te signi­fi­kant auf 27,7° redu­ziert (p = 0,04) und dem der Ver­gleichs­grup­pe (27,8°) ange­gli­chen. Die Bewe­gungs­am­pli­tu­de im Ell­bo­gen­ge­lenk beträgt im Mit­tel 12,1°.

Bei der Dar­stel­lung der Ergeb­nis­se für die Rota­ti­on des Schul­ter­gür­tels wird der Gang­zy­klus der kon­tralate­ra­len Sei­te betrach­tet. Die pro­the­sen­sei­ti­ge Schul­ter ist zu Beginn der kon­tralate­ra­len Stand­pha­sen um 6,4° nach vor­ne rotiert. Mit Pro­the­se wird die­ser Win­kel signi­fi­kant auf 3,7° redu­ziert (p = 0,04) und dem der Ver­gleichs­grup­pe (1,5°) ange­gli­chen (Abb. 5).

Gang­ana­ly­se – Kinetik

Die Gelenk­be­las­tungs­ana­ly­se der unte­ren Extre­mi­tät weist ein­zig ver­sor­gungs­ab­hän­gi­ge Effek­te am Varus-/Val­gus­mo­ment des Knie­ge­lenks auf. Ohne Pro­the­se wird auf der ipsi­la­te­ra­len Sei­te ein maxi­ma­les Varus­mo­ment von 0,66 Nm/kg erreicht. Wird eine Pro­the­se getra­gen, redu­ziert sich der Wert signi­fi­kant auf 0,58 Nm/kg (p = 0,02). Auf der kon­tralate­ra­len Sei­te ist die­ses Knie­mo­ment deut­lich gerin­ger. Ohne Pro­the­se beträgt es 0,50 Nm/kg und durch das Tra­gen der Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­pro­the­se wird es auf 0,54 Nm/kg erhöht. Bei der Kon­troll­grup­pe wur­de ein mitt­le­res maxi­ma­les Varus­mo­ment von 0,50 Nm/kg gemes­sen (Abb. 6).

Dis­kus­si­on

Ein­sei­ti­ge Armam­pu­ta­tio­nen ver­ur­sa­chen unter ande­rem durch den Gewichts­ver­lust Asym­me­trien der Kör­per­hal­tung 24 25. Die­ser Gewichts­ver­lust liegt bei Schul­ter­ex­ar­ti­ku­lier­ten bei durch­schnitt­lich ca. 4,2 kg 26. Durch ein han­dels­üb­li­ches Pro­the­sen­sys­tem mit elek­trisch betrie­be­nen Ell­bo­gen mit einem Gesamt­ge­wicht von ca. 2,4 kg konn­ten in die­ser Stu­die die Asym­me­trie im Stand um durch­schnitt­lich 45 % redu­ziert wer­den. Der Ampu­tier­te steht mit Pro­the­se deut­lich auf­rech­ter mit einem sehr viel gerin­ge­ren Rumpf­über­hang zur nicht ampu­tier­ten Seite.

Die­ses Ergeb­nis ent­spricht Beob­ach­tun­gen in einer Arbeit von Grei­te­mann 27. Durch das Tra­gen einer Pro­the­se steht der Ampu­tier­te somit nach­ge­wie­se­ner­ma­ßen deut­lich natür­li­cher, wodurch die Vor­aus­set­zun­gen ver­bes­sert wer­den, um Hal­tungs­in­suf­fi­zi­enz und Rücken­be­schwer­den zu redu­zie­ren 28.

Ein wei­te­res Ergeb­nis, das auch mit den Beob­ach­tun­gen von Grei­te­mann 29 über­ein­stimmt, ist die Rumpfro­ta­ti­on wäh­rend des Gehens. Durch die feh­len­de Extre­mi­tät ergibt sich eine Tor­si­on des Rump­fes mit Vor­ro­ta­ti­on der ampu­ta­ti­ons­sei­ti­gen Schul­ter 30. Der Effekt ist maxi­mal zum Zeit­punkt des Beginns der kon­tralate­ra­len Stand­pha­se. Da sich Arme und Bei­ne gegen­läu­fig bewe­gen, soll­te zu die­sem Zeit­punkt des Beginns der kon­tralate­ra­len Stand­pha­se der Pro­the­sen­arm im Schul­ter­ge­lenk maxi­mal flek­tiert sein. Die­se natür­li­che, gegen­läu­fi­ge Bewe­gung mini­miert die Rota­ti­ons­am­pli­tu­de des Rump­fes, die aus der Bewe­gung der Bei­ne resul­tiert 31.

Wird kei­ne Pro­the­se getra­gen, fehlt die­ses Gegen­ge­wicht. Dadurch ent­steht die beob­ach­te­te deut­li­che Vor­ro­ta­ti­on der Schul­ter. Die vor­lie­gen­de Unter­su­chung zeigt, dass die­se um ein Drit­tel redu­ziert wer­den kann, wenn eine Pro­the­se getra­gen wird. Sowohl der Gewichts­aus­gleich durch die Pro­the­se als auch das Schwung­ver­hal­ten der­sel­ben kön­nen als Ursa­che die­ser Opti­mie­rung betrach­tet werden.

Der Pro­the­sen­arm kann nicht – wie bei Nicht­am­pu­tier­ten – durch die dazu ver­wen­de­te Mus­ku­la­tur gesteu­ert wer­den, son­dern wird in sei­ner Bewe­gung durch Kom­pen­sa­ti­ons­be­we­gun­gen und Mus­keln ande­rer Regio­nen unter­stützt. Die dadurch ent­ste­hen­de Bewe­gung des Ober­arm­seg­ments unter­schied sich sowohl in ihrem zeit­li­chen Ablauf als auch in ihrem Bewe­gungs­aus­maß im Ver­gleich zur Norm­grup­pe und inner­halb der Grup­pe der Ampu­tier­ten stark.

Bei den Ampu­tier­ten fie­len zwei dif­fe­ren­te Bewe­gungs­mus­ter des Ober­arms auf, die bei­de zur Sta­bi­li­sie­rung des Rump­fes bei­tra­gen: Eine Grup­pe von Ampu­tier­ten (n = 3) beweg­te – wie auch die Norm­grup­pe – den Ober­arm gegen­läu­fig zum ipsi­la­te­ra­len Bein. Die ande­re (n = 5) hielt den Pro­the­sen­arm zu Beginn der Stand­pha­se aktiv nach hin­ten, wodurch eine zusätz­li­che dyna­mi­sche Sta­bi­li­tät erreicht wur­de 32.

Die Ergeb­nis­se machen deut­lich, dass die dadurch ent­ste­hen­de Bewe­gung des Ober­arm­seg­ments auf der Pro­the­sen­sei­te im Gesamt­mit­tel deut­lich unter den gemes­se­nen phy­sio­lo­gi­schen Wer­ten liegt. Dies ist auch bei Bier­wirth 33 bestätigt.

Neben der Rumpf­sta­bi­li­sie­rung hat das Schwin­gen im Schul­ter­ge­lenk für den Ampu­tier­ten noch eine wei­te­re wich­ti­ge Bedeu­tung. Beim Gehen wir­ken Kräf­te auf den Pro­the­sen­arm, die bei einem in der Sagit­tal- und Fron­tal­ebe­ne frei beweg­li­chen Gelenk eine Bewe­gung des Arms bewir­ken. Ist das Schul­ter­ge­lenk hin­ge­gen gesperrt, wer­den die­se Kräf­te über die Schul­ter­scha­le auf den Stumpf über­tra­gen und es kommt zu Druck­spit­zen, die vom Ampu­tier­ten als unan­ge­nehm emp­fun­den werden.

Ohne Pro­the­se zeigt der Ampu­tier­te ein unna­tür­lich stark aus­ge­präg­tes Schwung­ver­hal­ten des gesun­den Arms sowohl in der Schul­ter als auch im Ell­bo­gen. Durch das Tra­gen der Pro­the­se wird die­ses Schwung­ver­hal­ten redu­ziert und dem phy­sio­lo­gi­schen Schwung­bild angeglichen.

Es ist zu ver­mu­ten, dass zum einen die Ampu­tier­ten Schwung mit dem gesun­den Arm holen, um Gewicht nach vor­ne zu brin­gen, wel­ches ihnen auf der ampu­tier­ten Sei­te fehlt. Zum ande­ren kom­pen­siert das aus­ge­präg­te Schwin­gen des gesun­den Arms die Aus­wir­kun­gen der Schief­stel­lung des Kör­pers. Dadurch, dass mit Pro­the­se das Gewicht des Pro­the­sen­arms bewegt wer­den muss und der Ampu­tier­te auf­rech­ter läuft, redu­ziert sich der kom­pen­sa­to­ri­sche kon­tralate­ra­le Armschwung.

Hin­sicht­lich der Gelenk­be­las­tung der unte­ren Extre­mi­tät ist ein deut­li­cher posi­ti­ver Effekt durch die Pro­the­se am Knie­ge­lenk zu mes­sen. In der Fron­tal­ebe­ne ist beim Gehen ein Varus­mo­ment im Knie mit Maxi­mal­wer­ten von 0,55 bis 0,60 Nm/kg phy­sio­lo­gisch. Liegt der Wert über einen län­ge­ren Zeit­raum über die­ser phy­sio­lo­gi­schen Gren­ze, sind die Bedin­gun­gen zur Ent­ste­hung einer Arthro­se im Knie begüns­tigt. Dies wird aus­führ­lich in der Arbeit von Goh 34 beschrieben.

Bei der hier unter­such­ten Grup­pe von Ampu­tier­ten mit Abset­zun­gen im Bereich des Schul­ter­gür­tels sind die Belas­tun­gen in der Fron­tal­ebe­ne ohne Pro­the­se auf bei­de Knie unsym­me­trisch verteilt.

Mar­kant ist dabei die unphy­sio­lo­gi­sche Belas­tungs­er­hö­hung im ipsi­la­te­ra­len Knie. Durch das Tra­gen der Pro­the­se wird nicht nur das Varus­mo­ment im ipsi­la­te­ra­len Knie auf einen phy­sio­lo­gi­schen Wert redu­ziert, es ergibt sich auch eine gleich­mä­ßi­ge Last­ver­tei­lung auf bei­de Kniegelenke.

Als Ursa­che ist einer­seits das Gewicht des Pro­the­sen­arms denk­bar. Der Ampu­tier­te steht durch den Gewichts­aus­gleich auf­rech­ter. Somit ver­tei­len sich die Belas­tun­gen gleich­mä­ßi­ger auf den Kör­per, was eine Über­be­las­tung des Knie­ge­lenks reduziert.

Ande­rer­seits beschreibt Umber­ger, dass bei nicht ampu­tier­ten Pro­ban­den mit redu­zier­tem Arm­schwung das Varus­mo­ment im Knie erhöht wird 35. Dar­aus lässt sich schluss­fol­gern, dass der Freisch­wung des Schul­ter­ge­lenks das Moment eben­falls posi­tiv beein­flusst. Dadurch wird wei­ter­hin das Maxi­mum des Varus­mo­ments am ipsi­la­te­ra­len Knie redu­ziert. Dem­entspre­chend hat sowohl der Gewichts­aus­gleich als auch der Arm­schwung einen ent­schei­den­den Ein­fluss auf die Belas­tung im Knie.

Schluss­fol­ge­rung

Moder­ne Pro­the­sen­sys­te­me bie­ten nach einer Abset­zung im Bereich des Schul­ter­gür­tels neben einer optisch akzep­ta­blen Ver­sor­gung und einer funk­tio­nel­len Unter­stüt­zung bei der Bewäl­ti­gung von All­tags­auf­ga­ben auch einen hohen bio­me­cha­ni­schen Nut­zen. Die­se Stu­die bestä­tigt, dass durch das Tra­gen einer Pro­the­se das Gehen und Ste­hen signi­fi­kant ver­bes­sert wird:

  • Die Kör­per­hal­tung im Ste­hen ist optimiert.
  • Kom­pen­sa­ti­ons­be­we­gun­gen beim Gehen wie die Ver­dre­hung des Schul­ter­gür­tels sowie die Ell­bo­gen- und Schul­ter­be­we­gung sind kon­tralate­ral minimiert.
  • Die Belas­tung im Knie­ge­lenk ist pro­the­sen­sei­tig reduziert.

Zusam­men­fas­send zeigt sich eine redu­zier­te Belas­tung des Stütz- und Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes mit einer funk­tio­nel­len Schul­ter­ex­ar­ti­ku­la­ti­ons­pro­the­se im Ver­gleich zur Situa­ti­on ohne Pro­the­se. Die Stu­die macht somit deut­lich, wie nütz­lich, ja not­wen­dig, eine moder­ne Arm­pro­the­se ist.

Für die Autoren:
Dipl.-Ing. (FH) Eva Pröbsting
Otto Bock HealthCare
For­schung Biomechanik
Her­mann-Rein-Stra­ße 2a
37075 Göt­tin­gen
Eva.Ludwigs@ottobock.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/Reviewed paper

Zita­ti­on
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