Der Ein­fluss maß­ge­fer­tig­ter Kor­rek­tur­ein­la­gen auf die Akti­vi­tät von M. fibu­la­ris longus und M. tibia­lis ante­rior im Oberflächen-EMG

L. Fischer1,2, Ch. Fleischmann1, A. Schuh3, K. Peikenkamp2, S. Sesselmann1
Der Fachartikel diskutiert Einlagenversorgungen in Bezug auf die Effekte eines bestimmten Mechanismus, der besagt, dass Einlagen je nach den darin verbauten Stützelementen bestimmte Drehmomente auf das Sprunggelenk übertragen können. Synergistische Muskeln in Bezug auf das externe Moment müssten ihre Aktivität verringern und antagonistische sie erhöhen. Um diesen Effekt nachzuweisen, werden Korrektureinlagen mit Supinations- und Pronationselementen und ihre Wirkung auf die Muskelaktivität der Mm. fibularis longus und tibialis anterior mittels Oberflächenelektroden an 14 gesunden Probanden untersucht. Die Ergebnisse sind für M. fibularis longus signifikant, für M. tibialis anterior dagegen nicht. Dennoch liefern sie Hinweise auf die Effekte des postulierten Mechanismus. Widersprüche in den Ergebnissen anderer Arbeiten können durch den Nachweis des besagten Mechanismus aufgelöst werden. Weitere Forschung wird dennoch empfohlen.

Ein­lei­tung

Ein­la­gen sind ein häu­fig ver­wen­de­tes Hilfs­mit­tel in der kon­ser­va­ti­ven The­ra­pie vie­ler ortho­pä­di­scher Krank­heits­bil­der. Im Zeit­al­ter der evi­denz­ba­sier­ten Medi­zin muss jedoch sowohl für Hilfs­mit­tel als auch für medi­zi­ni­sche The­ra­pien ein wis­sen­schaft­li­cher Wirk­sam­keits­nach­weis vor­lie­gen. Die adäqua­te Ver­sor­gung ihrer Pati­en­ten bleibt für Behand­ler zwar stets der Leit­an­spruch an ihre Arbeit, jedoch wird bei stei­gen­den Kos­ten im Gesund­heits­we­sen auch der öko­no­mi­sche Druck in Zukunft zuneh­men 1 2 3.

Anzei­ge

Die Kos­ten­er­stat­tung von Ein­la­gen im Hilfs­mit­tel­ver­zeich­nis ist durch Posi­ti­ons­num­mern gere­gelt. Im Wesent­li­chen wird funk­tio­nell zwischen

  • „kor­ri­gie­ren­den“,
  • „stüt­zen­den“,
  • „bet­ten­den“4 und
  • „sti­mu­lie­ren­den“ Ein­la­gen 5

unter­schie­den. Einlagenversorgun­gen im All­tag ent­spre­chen jedoch häu­fig nicht die­ser rigi­den Kata­lo­gi­sie­rung – die Wirk­sam­keit der Ein­la­gen stellt im Regel­fall eine Kom­bi­na­ti­on aus den unter­schied­li­chen Kate­go­rien dar 6.

Nach § 139 des Sozi­al­ge­setz­bu­ches (SGB) ist der Spit­zen­ver­band der Gesetz­li­chen Kran­ken­ver­si­che­rung (GKV) dazu ver­pflich­tet, ein Hilfs­mit­tel­ver­zeich­nis zu erstel­len, in dem leis­tungs­pflich­ti­ge medi­zi­ni­sche Hilfs­mit­tel auf­ge­lis­tet sind 7. Indi­ka­ti­ons- und ein­satz­be­zo­ge­ne Qua­li­täts­an­for­de­run­gen kön­nen vom Spit­zen­ver­band der GKV auf­ge­stellt wer­den. Das heißt, es bedarf eines Nach­wei­ses der Wirk­sam­keit der gelis­te­ten Hilfs­mit­tel. Da auch ortho­pä­di­sche Maß­ein­la­gen eine Pflicht­leis­tung der GKV dar­stel­len und da für vie­le Indi­ka­ti­ons­fel­der ein quan­ti­ta­ti­ver und qua­li­ta­ti­ver Man­gel an dies­be­züg­li­chen Stu­di­en besteht, wird immer häu­fi­ger ein direk­ter Wirk­sam­keits­nach­weis durch qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ge Unter­su­chun­gen gefor­dert 8 9 10.

Stand der Technik

Der Ein­fluss von Ein­la­gen­ver­sor­gun­gen auf die Mus­kel­ak­ti­vi­tät ist bis dato nur schlecht ver­stan­den 11 12. Ins­ge­samt zeigt sich eine gro­ße Varia­bi­li­tät der Ergeb­nis­se ein­schlä­gi­ger Stu­di­en für unter­schied­li­che Muskeln:

  • In Unter­su­chun­gen über den M. tibia­lis ante­rior (TA) erge­ben sich wider­sprüch­li­che Befun­de 13 14 15 16, wäh­rend die Ergeb­nis­la­ge für den M. fibu­la­ris longus (FL) deut­lich kon­stan­ter ist 17 18 19 20. Eine Arbeit 21 zeigt, dass die Dreh­ach­se des unte­ren Sprung­ge­lenks indi­vi­du­el­le Vari­an­zen auf­weist und dass der TA daher nicht zwangs­läu­fig als Supi­na­tor fun­gie­ren muss.
  • Eine Stu­die 22, die Pro­ban­den mit Rück­fuß-Varus von min­des­tens 5° unter­sucht, deren Über­las­tungs­sym­pto­me durch eine Ein­la­gen­ver­sor­gung ver­bes­sert wur­den, gelangt zu dem Ergeb­nis, dass der M. tibia­lis ante­rior mit Ein­la­gen­ver­sor­gung in der Stand­pha­se signi­fi­kant län­ger aktiv ist als bei der Kon­troll­be­din­gung. Aller­dings erge­ben sich kei­ne signi­fi­kan­ten Unter­schie­de hin­sicht­lich der durch­schnitt­li­chen EMG-Akti­vi­tät für die getes­te­ten Mus­keln Mm. tibia­lis ante­rior, fibu­la­ris longus und gas­tro­c­ne­mi­us lateralis.
  • Bei der Prü­fung des Ein­flus­ses von Ein­la­gen mit ver­schie­de­nen Supi­na­ti­ons­kei­len in einer wei­te­ren Stu­die 23 ergibt sich eine signi­fi­kan­te Erhö­hung der maxi­ma­len ­TA-Ampli­tu­de für alle expe­ri­men­tel­len Bedin­gun­gen. Außer­dem kann für einen von zwei Supi­na­ti­ons­kei­len eine signi­fi­kan­te Stei­ge­rung der FL-Maxi­mal­am­pli­tu­de fest­ge­stellt werden.
  • Bei einer Unter­su­chung von 34 gesun­den Pro­ban­den 24 wird die Aus­wir­kung eines Druck­punkts in Ein­la­gen an der FL-Seh­ne late­ral unun­ter­halb des obe­ren Sprung­ge­lenks getes­tet. Bei 27 von 34 Pro­ban­den kann eine signi­fi­kan­te Stei­ge­rung des inte­grier­ten EMGs (iEMG) von 18,1 % ± 11,3 % wäh­rend der mitt­le­ren Stand­pha­se beob­ach­tet wer­den, wäh­rend Kon­troll­ein­la­gen das iEMG um 11,2 % ± 7,7 % stei­gern. Durch die Ver­wen­dung der Ein­la­gen mit Druck­punkt ist ein zusätz­li­cher Peak der FL-Akti­vi­tät wäh­rend der Belas­tungs­ant­wort zu beob­ach­ten. Die­se Effek­te füh­ren die Autoren auf eine „Ände­rung der affe­ren­ten Infor­ma­tio­nen“ 25 zurück. Es wird also ein sen­so­mo­to­ri­scher Effekt suggeriert.
  • Beim Ver­gleich des EMG-Akti­vi­täts­bil­des von gesun­den mit flach­ge­wöl­bi­gen Füßen, die mit­tels Ein­la­gen auf­ge­rich­tet wer­den 26, wird gezeigt, dass die flach­ge­wöl­bi­gen Füße eine erhöh­te TA- und eine ver­rin­ger­te FL-Akti­vi­tät auf­wei­sen, was ein Indiz für die Abhän­gig­keit der Mus­kel­ak­ti­vi­tät von der Stütz­rich­tung sein könnte.
  • Bei der Unter­su­chung eines Pro­na­ti­ons­keils ergibt sich eine Reduk­ti­on der FL-Akti­vi­tät 27. Das bedeu­tet eine genau gegen­sätz­li­che Wir­kung bei gegen­sätz­li­cher Stütz­rich­tung im Ver­gleich zu bis­her genann­ten Arbei­ten 28 29 30.
  • Aus einer Unter­su­chung von Ein­la­gen wäh­rend des Trepp­ab­ge­hens bei zusätz­li­cher Rück­fuß-Supi­na­ti­on erge­ben sich gestei­ger­te Akti­vi­tä­ten des TA und des M. abduc­tor hal­lu­cis 31. Die Bewe­gun­gen des Letz­te­ren bewir­ken im Sprung­ge­lenk eine Plant­ar­fle­xi­on und im Fuß eine Abduk­ti­on. In der Fron­tal­ebe­ne wirkt die­se kom­bi­nier­te Bewe­gung in die­sel­be Rich­tung wie eine Supi­na­ti­on. Daher ist auch hier ein Rück­schluss auf die Stütz­rich­tung möglich.

Dar­stel­lung des pos­tu­lier­ten Mecha­nis­mus und sei­ner Relevanz

Zur Unter­su­chung wer­den Korrektur­einlagen ver­wen­det. Um deren Wir­kung bzw. Funk­ti­ons­wei­se bes­ser ver­ste­hen zu kön­nen, wird in die­ser Arbeit ein grund­le­gen­der Mecha­nis­mus erforscht (Abb. 1). Durch einen sol­chen Mecha­nis­mus wäre die Mus­kel­ak­ti­vi­tät bei Ein­la­gen­ver­sor­gun­gen pro­gnos­ti­zier­bar und steu­er­bar. Ein Mehr­wert bestün­de vor allem bei Über­las­tungs­sym­pto­men und hypo- oder hyper­to­nen Beschwer­de­bil­dern. Auch könn­te die kon­tro­ver­se Dis­kus­si­on aus der Pra­xis, ob Ein­la­gen die Mus­kel­ak­ti­vi­tät pau­schal redu­zie­ren, mit Fak­ten belegt wer­den. Hat man grund­le­gen­de Kennt­nis­se gene­riert, kann die wei­te­re For­schung Stö­run­gen im sen­so­mo­to­ri­schen Sys­tem behandeln.

Für einen bestimm­ten Bewe­gungs­ab­lauf, z. B. den phy­sio­lo­gi­schen Gang, ist jedem Indi­vi­du­um inhä­rent, wel­chen Anteil wel­cher Mus­kel zu wel­chem Zeit­punkt leis­ten muss. Bringt man nun ein exter­nes Moment auf den Bewe­gungs­ap­pa­rat, so muss sich das Bewe­gungs­mus­ter unter der Vor­aus­set­zung, dass der Bewe­gungs­ab­lauf gleich bleibt, wie folgt ver­än­dern: Syn­er­gis­ten des exter­nen Moments müs­sen weni­ger leis­ten, und zwar in dem Aus­maß, das das exter­ne Moment auf­bringt – Ant­ago­nis­ten ent­spre­chend mehr. Durch Ein­la­gen besteht die Mög­lich­keit, den Hebel­arm l der Boden­re­ak­ti­ons­kraft (Abb. 1) zu beein­flus­sen und damit Ein­fluss auf die Dreh­rich­tung und die Stär­ke zu neh­men. In die­ser Arbeit wird unter­sucht, ob die Akti­vi­täts­zu- und ‑abnah­me von Mus­keln beim Tra­gen von Ein­la­gen abhän­gig von syn­er­gis­ti­scher oder ant­ago­nis­ti­scher Stüt­zung ist. Dazu wer­den die Mus­keln TA als Supi­na­tor und FL als Pro­na­tor als Reprä­sen­tan­ten ihrer funk­tio­nel­len Grup­pe unter­sucht, da sie zudem mit­tels Ober­flä­chen­elek­tro­den ver­mess­bar sind.

Mate­ri­al und Methode

Aus der Fra­ge­stel­lung wer­den fol­gen­de Hypo­the­sen abgeleitet:

  • H0: Stüt­zen­de Ele­men­te in maß­ge­fer­tig­ten Kor­rek­tur­ein­la­gen ändern die Akti­vi­tät der Mus­keln TA und FL nicht richtungsabhängig.
  • H1: Stüt­zen­de Ele­men­te in maß­gefertigten Kor­rek­tur­ein­la­gen ändern die Akti­vi­tät der Mus­keln TA und FL richtungsabhängig.
  • Ergeb­nis­se gel­ten als signi­fi­kant, wenn die Irr­tums­wahr­schein­lich­keit p ≤ 0,05 ist.

Pro­ban­den

Zur Ver­suchs­durch­füh­rung wer­den 14 gesun­de Pro­ban­den (Alter: 37 ± 15 Jah­re; 6 Frau­en, 8 Män­ner) akqui­riert, die kei­ne Defor­mi­tä­ten sowie kei­ne ortho­pä­di­sche Krank­heits­ge­schich­te auf­wei­sen und alle Pha­sen des phy­sio­lo­gi­schen Gangs nach Per­ry 32 erken­nen lassen.

Ein­la­gen­bau­wei­se

Alle Pro­ban­din­nen und Pro­ban­den erhal­ten ein indi­vi­du­el­les Paar maß­ge­fer­tig­te ortho­pä­di­sche Kor­rek­tur­ein­la­gen, die mit­tels des 3D-Scan­ners „Par­os­can 3Dv“ (Paro­med, Neu­beu­ern, Deutsch­land) ange­mes­sen und im CAD-Pro­gramm „Paro360“ (Ver­si­on 1.9) von Ober- und Unter­sei­te model­liert wer­den. Die Fein­be­ar­bei­tung der gefräs­ten Ein­la­ge erfolgt per Hand. Die Ein­la­gen bestehen aus Ethy­len-Vinyl­ace­tat (EVA) und besit­zen im Vor­fuß eine Här­te von 30 und im Rück­fuß von 50 Shore. Alle Ein­la­gen ent­hal­ten die glei­chen Elementtypen:

  • Längs­ge­wöl­be­stüt­ze
  • retro­ka­pi­ta­le Mittelfußpelotte
  • scha­li­ge Führung

In der jewei­li­gen Aus­prä­gung wer­den sie indi­vi­du­ell an den jewei­li­gen Fuß angepasst.

Die Ein­la­gen wer­den so gefer­tigt, dass die Stütz­ele­men­te zu einer phy­sio­lo­gi­schen Stel­lung in den Gelen­ken füh­ren. Durch einen Vor­test wird die­se Prä­mis­se noch anhand von fünf funk­tio­nie­ren­den Ein­la­gen­ver­sor­gun­gen bestä­tigt. „Funk­tio­nie­rend“ bedeu­tet in die­sem Zusam­men­hang, dass die Trä­ge­rin­nen und Trä­ger der Ein­la­gen ange­ben, durch die­se beschwer­de­frei zu sein. Die Supi­na­ti­ons- und Pro­na­ti­ons­kei­le wer­den aus Auf­bau­ma­te­ri­al mit einer Här­te von 50 Shore in 5 mm Stär­ke für alle benö­tig­ten Schuh­grö­ßen gefer­tigt und ent­lang der gesam­ten Ein­la­gen­län­ge ange­bracht. Um die Ver­gleich­bar­keit der Kei­le zu gewähr­leis­ten, wird das Vor­ge­hen bei der Fer­ti­gung stan­dar­di­siert, um stets einen Win­kel von α = 6° zu erzeu­gen (Abb. 2). Ein­la­gen und Kei­le wer­den in Neu­tral­schu­hen getes­tet, um die Wir­kung der Ein­la­gen nicht zu ver­fäl­schen 33.

Pro­to­koll

Zur Durch­füh­rung des Ver­suchs wer­den 3 Ein­la­gen­be­din­gun­gen in einem Pre-Post-Set­up untersucht:

  • Ein­la­gen mit Supi­na­ti­ons­keil (ELS),
  • Ein­la­gen mit Pro­na­ti­ons­keil (ELP) und
  • Kon­troll­be­din­gung 6 mm EVA ganz­soh­lig (EVAG).

Wäh­rend des Ver­suchs ist eine Ver­suchs­stre­cke von 12,5 m fest­ge­legt, die alle Pro­ban­din­nen und Pro­ban­den je Bedin­gung ein­mal abge­hen. Auf der Gangstre­cke sind zwei Schrit­te zum Ein­lau­fen und zwei zum Aus­lau­fen vor­ge­ge­ben, die nicht aus­ge­wer­tet wer­den, da beim Abbrem­sen bzw. Anlau­fen inkon­stan­te Beschleu­ni­gun­gen auf­tre­ten. Die Pro­ban­din­nen und Pro­ban­den gehen pra­xis­üb­lich wäh­rend der Mes­sun­gen in ihrer indi­vi­du­ell bevor­zug­ten Gang­ge­schwin­dig­keit. Die­se wird durch ein Metro­nom getak­tet, an das sich die Pro­ban­den zu Beginn der Mes­sun­gen zunächst gewöh­nen kön­nen. Zur Kon­trol­le der Gang­ge­schwin­dig­kei­ten am Ver­mes­sungs­tag wird nach jeder Ver­suchs­be­din­gung die Durch­schnitts­ge­schwin­dig­keit errech­net. Bei Abwei­chun­gen von mehr als 1 km/h wird die Mes­sung wiederholt.

Zur Ver­mes­sung wird das domi­nan­te Bein gewählt. Die­ses wird mit­tels drei­er ein­fa­cher relia­bler Tests 34 35 ermit­telt, deren Ziel den Pro­ban­den unbe­kannt ist; die Expe­ri­ment­be­din­gun­gen bzw. die Kon­trollbedingung wer­den ran­do­mi­siert zuge­wie­sen. Trotz der schlech­ten Eig­nung von Ein­la­gen­ver­sor­gun­gen zur Ver­blin­dung wird den Pro­ban­den vor der Mes­sung nicht mit­ge­teilt, wel­che Bedin­gun­gen genau getes­tet wer­den, son­dern nur, dass es sich all­ge­mein um drei ver­schie­de­ne Ein­la­gen­be­din­gun­gen han­delt. Eine Auf­klä­rung erfolgt erst im Anschluss an die Messungen.

Daten­er­he­bung

Die Ver­mes­sung der Mus­kel­ak­ti­vi­tät erfolgt mit­tels Oberflächenelek­troden des Typs „Tri­g­no™ Avan­ti“ der Fir­ma Del­sys (Natick, Mas­sa­chu­setts, USA). Die Elek­tro­den­ap­pli­ka­ti­on wird anhand ana­to­mi­scher Fix­punk­te nach den „Recom­men­da­ti­ons for sen­sor loca­ti­on“ der SENIAM Group 36 durch­ge­führt. Die Anbrin­gung erfolgt auf den Mus­kel­bäu­chen von TA und FL sowie auf dem Rücken auf Höhe des Kör­per­schwer­punk­tes. Letz­te­res dient zur Erhe­bung der Gang­ge­schwin­dig­keit. Die Elek­tro­den ver­blei­ben wäh­rend des gesam­ten Set­ups in ihrer Posi­ti­on, um aus­zu­schlie­ßen, dass Mess­wer­te durch eine geän­der­te Posi­ti­on ver­fälscht wer­den. Um dem auf­ge­zeich­ne­ten EMG die getä­tig­ten Schrit­te zuord­nen zu kön­nen, wer­den Soh­len zur Druck­ver­tei­lungs­mes­sung (DVM) des Typs „paro­Logg®“ der Fir­ma Paro­med verwendet.

Um die erho­be­nen EMG-Daten aus­wert­bar zu machen, wer­den die in der Pra­xis gän­gi­gen Bear­bei­tungs­schrit­te 37 mit­tels „EMGworks® Ana­ly­sis“ (Ver­si­on 4.0) durchlaufen:

  • But­ter­worth-Band­pass­fil­ter 4. Ord­nung mit den Grenz­fre­quen­zen 10 Hz und 500 Hz 38 39
  • Gleich­rich­tung des Signals 40 41
  • Root Mean Squa­re mit Fens­ter­brei­te von 100 ms 42 43 und Win­dow Over­lap von 50 ms 44
  • Nor­mie­rung auf die Kon­troll­be­din­gung EVAG

Erho­ben wird das inte­grier­te EMG (iEMG) für alle Ver­suchs­be­din­gun­gen pro Muskel.

Ana­ly­se

Zur Prü­fung der Daten­sät­ze auf Nor­mal­ver­tei­lung wird ein Sha­pi­ro-Wilk-Test durch­ge­führt, zur Beur­tei­lung der Signi­fi­kanz der Daten­sät­ze für die Ver­suchs­be­din­gun­gen von TA und FL ein ANO­VA-Test. Liegt Signi­fi­kanz vor, wird die­se zusätz­lich in paar­wei­sen Ver­glei­chen der Ver­suchs­be­din­gun­gen mit­tels Green­house-Geis­ser-Tests geprüft. Im paar­wei­sen Ver­gleich bedeu­tet ein posi­ti­ves Vor­zei­chen eine Stei­ge­rung, ein nega­ti­ves eine Redu­zie­rung gegen­über der jeweils zuletzt genann­ten Bedingung.

Ergeb­nis­se

Auf­grund einer ein­ma­li­gen Stö­rung bei der Daten­über­tra­gung kön­nen nur die Daten von 13 der 14 akqui­rier­ten Pro­ban­den aus­ge­wer­tet wer­den. Der Sha­pi­ro-Wilk-Test ergibt für alle Dif­fe­ren­zen der Bedin­gun­gen für TA und FL, dass eine Nor­mal­ver­tei­lung vor­liegt – mit Aus­nah­me von EVAG/ELP (Tab. 1) des iEMG-Daten­sat­zes für FL. Aller­dings misst der ANO­VA-Test robust gegen­über einer Ver­let­zung der Nor­mal­ver­tei­lung, wes­we­gen die ANOVA auch für die nicht nor­mal­ver­teil­ten Daten­sät­ze durch­ge­führt wer­den kann.

Für das iEMG des TA erge­ben sich für die Bedin­gun­gen EVAG, ELS und ELP in die­ser Rei­hen­fol­ge die fol­gen­den Werte:

  • iEMGTA_EVAG = 1,00 % ± 0,27 %,
  • iEMGTA_ELS = 1,15 % ± 0,135 % und
  • iEMGTA_ELP = 1,15 % ± 0,115 % mit p = 0,19.

Die Ergeb­nis­se sind aller­dings nicht signi­fi­kant (Tab. 1). Die Daten­sät­ze der Unter­su­chung des iEMG des FL erge­ben die fol­gen­den Werte:

  • iEMGFL_EVAG = 1,00 % ± 0,023 %,
  • iEMGFL_ELS = 1,1 % ± 0,11 % und
  • iEMGFL_ELP = 0,9 % ± 0,14 % (p = 0,01).

Die­se sind dem­nach signi­fi­kant. Aus dem paar­wei­sen Ver­gleich ergibt sich für den Ver­gleich zwi­schen EVAG und ELP kein signi­fi­kan­ter Unterschied:

  • ΔiEMGELP/EVAG = — 10 % (p = 0,12).

Die Ver­glei­che zwi­schen EVAG und ELS sowie zwi­schen ELS und ELP zei­gen dage­gen signi­fi­kan­te Ergeb­nis­se (Tab. 1 u. 2):

  • ΔiEMGELS/EVAG = + 10 % (p = 0,01),
  • ΔiEMGELS/ELP = + 20 % (p = 0,02).

Bezüg­lich des TA wird ange­sichts die­ser Ergeb­nis­se die Null­hy­po­the­se H0 ange­nom­men und die Alter­na­tiv­hy­po­the­se H1 ver­wor­fen; für FL wird ent­spre­chend die Alter­na­tiv­hy­po­the­se H1 ange­nom­men und die Null­hy­po­the­se H0 verworfen.

Dis­kus­si­on

M. tibia­lis ante­rior (TA)

Für die feh­len­de Signi­fi­kanz der Ergeb­nis­se für TA sind die im Fol­gen­den genann­ten Grün­de denk­bar. Die Supi­na­ti­on des Fußes wird durch meh­re­re Mus­keln hervorgerufen:

  • M. tri­ceps surae,
  • M. tibia­lis posterior,
  • M. flex­or hal­lu­cis longus,
  • M. flex­or digi­torum longus und
  • M. tibia­lis anterior.

Fer­ner wirkt der TA indi­vi­du­ell als Supi­na­tor oder nicht 45. Die­se Vari­anz fin­det sich auch in den hier vor­ge­stell­ten nicht signi­fi­kan­ten Ergeb­nis­sen wie­der. Die Pro­na­ti­on wird größ­ten­teils durch die Antei­le des M. fibu­la­ris mit Betei­li­gung des M. exten­sor digi­torum longus her­bei­ge­führt. Trotz der nicht signi­fi­kan­ten TA-Ergeb­nis­se fin­den sich in der Lite­ra­tur bezüg­lich der Ver­wen­dung von Ein­la­gen fol­gen­de Angaben:

  • eine Erhö­hung der Ampli­tu­de des TA 46,
  • eine Erhö­hung der Akti­vi­tät des TA 47,
  • eine ver­län­ger­te Akti­vi­täts­dau­er des TA 48 oder
  • ver­rin­ger­te Akti­vi­tä­ten des TA 49.

TA könn­te dem­nach für sei­ne funk­tio­nel­le Grup­pe zu wenig reprä­sen­ta­tiv sein. Die Tes­tung ande­rer Inver­so­ren ist durch die Mes­sung mit Ober­flä­chen­elek­tro­den jedoch nicht relia­bel mög­lich, was zu einem Kon­flikt in der Set­up­ge­stal­tung führt. Die grund­le­gen­de Varia­bi­li­tät zwi­schen den genann­ten Arbei­ten kann zusätz­lich durch die schlech­te Repro­du­zier­bar­keit von EMG-Mes­sun­gen begrün­det sein. Ande­re Ansät­ze zur Mes­sung könn­ten hier künf­tig viel­ver­spre­chend sein, zum Bei­spiel Simulationen.

M. fibu­la­ris longus (FL)

Für FL sind die Ergeb­nis­se in der Lite­ra­tur kon­stan­ter; FL ist für sei­ne funk­tio­nel­le Grup­pe reprä­sen­ta­tiv. Die Gül­tig­keit des pos­tu­lier­ten Mecha­nis­mus ist in die­ser Arbeit durch FL dem­nach bes­ser zu beur­tei­len. Erhö­hun­gen der maxi­ma­len Ampli­tu­de und des iEMGs bei der Ver­wen­dung von Ein­la­gen sind gän­gig 50 51 52 53, wobei gegen­tei­li­ge Ergeb­nis­se erzielt wer­den, wenn man eine „late­ral bar“ – also einen Pro­na­ti­ons­keil – ver­wen­det 54. Das spricht für eine Abhän­gig­keit von der Wir­k­rich­tung der Mus­ku­la­tur und im Sin­ne des beschrie­be­nen Mecha­nis­mus, denn es beschreibt eine Erhö­hung der Akti­vi­tät bei Dre­hung ent­ge­gen der Wir­k­rich­tung von FL und eine Ver­rin­ge­rung bei Dre­hung in Wir­k­rich­tung. Zwar ist das Ergeb­nis im Ver­gleich zur Bedin­gung EVAG nicht signi­fi­kant, jedoch ist ein grund­le­gen­der Unter­schied zwi­schen den gegen­tei­li­gen Bedin­gun­gen ELS und ELP signi­fi­kant zu belegen.

Tat­sa­che ist auch, dass die Bedin­gung ELS zu einer höhe­ren Mus­kel­ak­ti­vi­tät als die Bedin­gung ELP führt. Durch die Auf­rich­tung des Längs­gewölbes mit­tels Längs­ge­wöl­be­stüt­ze könn­te eine kom­bi­na­to­ri­sche Wir­kung ent­ste­hen, was das Supi­na­ti­ons­mo­ment verstärkt.

Für die Bedin­gung ELP kön­nen im Ver­gleich zur Kon­troll­be­din­gung weder für FL noch für TA signi­fi­kan­te Ergeb­nis­se ermit­telt wer­den, was zu der Über­le­gung führt, ob es sich hier­bei um eine Sys­te­ma­tik han­delt und das Aus­maß der getes­te­ten Pro­na­ti­on nicht aus­rei­chend ist. Die Ergeb­nis­se sind bes­ser zu erklä­ren, wenn man den pos­tu­lier­ten Mecha­nis­mus zugrun­de legt, wodurch sich die anfäng­li­chen Wider­sprü­che in den Ergeb­nis­sen zu TA und FL als rich­tungs­ab­hän­gi­gen Effekt beschrei­ben las­sen 55 56 57 58 59.

Fazit

Hin­sicht­lich der Wir­kung von Ein­la­gen auf die Mus­kel­ak­ti­vi­tät wird die For­schung bis­lang aus sehr spe­zi­fi­schen Fra­ge­stel­lun­gen her­aus betrie­ben. Dadurch kann der Fehl­schluss ent­ste­hen, die Wirk­wei­se sei nicht rich­tig ver­stan­den. Ein stär­ker sys­te­ma­ti­sches Vor­ge­hen birgt hier­für aber Potenzial.

Der For­schungs­be­darf in die­sem Bereich ist hoch, ent­spre­chen­de Ergeb­nis­se wich­tig für die Zukunft. Aktu­ell ist die Stu­di­en­la­ge jedoch noch nicht umfang­reich genug. Durch die Anwen­dung des in die­sem Arti­kel dis­ku­tier­ten Wirk­me­cha­nis­mus las­sen sich Wider­sprü­che inner­halb der Stu­di­en­la­ge 60 61 62 63 64 auf­lö­sen, auch wenn sich nur zum M. fibu­la­ris longus signi­fi­kan­te Ergeb­nis­se gewin­nen las­sen, zum M. tibia­lis ante­rior dage­gen nicht. Die Ergeb­nis­se deu­ten auf eine Rich­tungs­ab­hän­gig­keit hin.

Die im Rah­men die­ser Arbeit gene­rier­ten Daten kön­nen als Grund­la­ge für zukünf­ti­ge Unter­su­chun­gen die­nen, wenn ent­spre­chend spe­zi­fi­zier­te Ver­suchs­set­ups ver­wen­det werden.

Schließ­lich herrscht in der Pra­xis die oft kon­tro­ver­se Dis­kus­si­on, ob Ein­la­gen Mus­kel­ak­ti­vi­tä­ten pau­schal ver­rin­gern. Ange­sichts der der­zei­ti­gen Stu­di­en­ergeb­nis­se kön­nen sol­che Hypo­the­sen jedoch nicht mit Fak­ten belegt werden.

Ins­ge­samt kann unter Berück­sich­ti­gung des hier vor­ge­stell­ten Modells in der Pra­xis die Wirk­wei­se von Ver­sor­gun­gen bes­ser ver­stan­den und die­se somit geziel­ter ange­wandt werden.

Für die Autoren:
Lukas Fischer, B. Eng.
Insti­tut für Medizintechnik
Ost­baye­ri­sche Tech­ni­sche Hoch­schu­le Amberg-Weiden 
Het­zen­rich­ter Weg 15
92637 Wei­den
l.fischer@fischer-fussfit.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

1Insti­tut für Medi­zin­tech­nik, Ost­baye­ri­sche Tech­ni­sche Hoch­schu­le Amberg-Weiden
2Labor für Bio­me­cha­nik, FH Münster
3Kli­nik für Ortho­pä­die und Unfall­chir­ur­gie, Abtei­lung für Mus­ku­los­ke­letta­le For­schung, Kli­ni­kum Fichtelgebirge

Zita­ti­on
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