Die Aus­wir­kun­gen einer Becken­kom­pressionsorthese auf das Gleich­ge­wichts­ver­mö­gen bei Pati­en­ten mit chro­ni­schen Schmer­zen im Bereich des Iliosakralgelenks

Ein­lei­tung

Tie­fer Rücken­schmerz im Bereich des Kreuz­beins gehört zu den häu­figs­ten Erkran­kun­gen des Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes ¹. Auch in Deutsch­land stellt die zumeist chro­nisch ver­lau­fen­de Erkran­kung eine erheb­li­che Belas­tung für das Gesund­heits­sys­tem dar, ver­ur­sacht durch Kos­ten für Arzt­be­su­che, The­ra­pie­be­hand­lun­gen und Arbeits­aus­fäl­le ^{2 3 4}. Betrof­fe­ne lei­den häu­fig unter Schlaf­stö­run­gen, Depres­sio­nen, kör­per­li­chen Bewe­gungs­ein­schrän­kun­gen und Erschöp­fungs­er­schei­nun­gen ⁵. Nicht sel­ten tre­ten zudem Stö­run­gen der Gleich­ge­wichts­fä­hig­keit auf. Dies bele­gen auch aktu­el­le Stu­di­en ^{6 7 8}. So konn­te etwa gezeigt wer­den, dass Pati­en­ten mit Rückenschmerzsymp­tomen im Bereich des Ili­o­sa­kral­ge­lenks (ISG) eine ver­rin­ger­te pos­tu­ra­le Sta­bi­li­tät im Ver­gleich zu einer gesun­den Kon­troll­grup­pe auf­wie­sen ⁹. Als häu­figs­te Ursa­che für die ein­ge­schränk­te Koordinations­fähigkeit wird eine Stö­rung der sen­so­mo­to­ri­schen Kon­trol­le ange­nom­men ¹⁰, aus­ge­löst durch ein trau­ma­ti­sches Erleb­nis oder eine dau­er­haf­te Über­las­tung des Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes ¹¹. Vor die­sem Hin­ter­grund soll­te das Ziel einer kon­ser­va­ti­ven Behand­lungs­stra­te­gie die Ent­las­tung des Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes und die Wie­der­her­stel­lung einer unein­ge­schränk­ten sen­so­mo­to­ri­schen Kon­trolle sein.

Ein viel­ver­spre­chen­der The­ra­pie­an­satz in die­sem Zusam­men­hang ist die Anwen­dung einer Beckenkompressions­orthese. Die Anwen­dung einer Becken­or­the­se ver­folgt das Ziel, den Bewe­gungs­ap­pa­rat im Bereich des Beckens durch eine Sta­bi­li­sie­rung zu ent­las­ten. Bestehen­de Stu­di­en legen eine schmerz­lin­dern­de Wir­kung und eine Beein­flus­sung der moto­ri­schen Kon­trol­le nahe ^{12 13 14}. Den dabei zugrun­de­lie­gen­den Wir­kungs­me­cha­nis­men einer Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se hat man sich unter ande­rem mit Hil­fe einer Com­pu­ter­si­mu­la­ti­ons­stu­die genä­hert ¹⁵. Die Simu­la­ti­ons­er­geb­nis­se geben Hin­wei­se dar­auf, dass durch die kom­pri­mie­ren­de Wir­kung der Orthe­se das Aus­maß der Becken­be­we­gung redu­ziert wird. Die­se Erkennt­nis­se füh­ren zu der Annah­me, dass mit der Sta­bi­li­sie­rung des Beckens auch unmit­tel­bar Ein­fluss auf die neuro­muskuläre Bewe­gungs­kon­trol­le und damit das Gleich­ge­wicht von Rücken­schmerz­pa­ti­en­ten genom­men wird. Ein expe­ri­men­tel­ler Nach­weis die­ser Annah­me steht jedoch noch aus.

Ziel die­ser Stu­die ist es, sich dem Zusam­men­hang zwi­schen Becken­kom­pres­si­on und Gleich­ge­wichts­fä­hig­keit expe­ri­men­tell zu nähern. Gelei­tet wird die Unter­su­chung durch die Hypo­the­se, dass die Anwen­dung einer Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se bei Pati­en­ten mit chro­ni­schen ISG-Schmer­zen zu einer unmit­tel­ba­ren Ver­bes­se­rung des Gleich­gewichts führt.

Metho­dik

An der Stu­die nah­men 44 Pro­ban­den ­(Alter: 43,5 ± 12,1 Jah­re, Grö­ße: 170,7 ± 8,6 cm, Gewicht: 76,0 ± 17,8 kg, Schmerz­dau­er: 8,1 ± 7,4 Jah­re) mit chro­ni­schen ISG-Schmer­zen teil. Die­se zeig­ten bei einer medi­zi­ni­schen Vor­un­ter­su­chung min­des­tens drei posi­ti­ve ISG-Pro­vo­ka­ti­ons­tests nach Las­lett ¹⁶. Als Aus­schluss­kri­te­ri­en gal­ten Ver­let­zun­gen des Rückens oder der unte­ren Extre­mi­tä­ten, ent­zünd­li­che Gelenk­erkrankungen sowie das Tra­gen von Exo- oder Endoprothesen.

Die Bestim­mung des Gleich­ge­wichts erfolg­te dyna­misch mit­tels eines Pos­tur­o­meds (Hai­der Bios­wing GmbH), mit dem Pati­en­ten uner­war­tet in hori­zon­ta­ler Ebe­ne per­tur­biert wer­den kön­nen. Die­ses Gerät ist ein in der ­Lite­ra­tur gän­gi­ges Mess­in­stru­ment zur Unter­su­chung der Gleich­ge­wichts­fä­hig­keit ^{17 18 19 20}. Das Pos­tur­o­med besitzt eine Schwing­plat­te, die auf einem Schwing­werk auf­ge­hängt ist und in der Trans­ver­sal­ebe­ne in unter­schied­li­chen Ampli­tu­den aus­ge­lenkt wer­den kann. Für die Unter­su­chun­gen im Rah­men die­ser Stu­die wur­de eine Aus­len­kung der Platte­ um 2 cm mit Hil­fe eines ­Magne­ten vor­ge­nom­men. Um Gleich­ge­wichts­pa­ra­me­ter wie den Cen­ter of Pres­su­re (CoP) auf­zeich­nen zu kön­nen, war zusätz­lich eine Kraftmessplatte­ (IMM Hol­ding GmbH; Auf­nah­me­fre­quenz 1 kHz) auf der Schwingplatte­ des Pos­tur­o­meds mon­tiert. Durch Drü­cken eines Knop­fes, aus­ge­führt vom Ver­suchs­lei­ter, erlosch das elek­tro­ma­gne­ti­sche Feld des Magne­ten, und die Plat­te wur­de in Schwin­gung ver­setzt, wodurch eine Per­tu­ba­ti­on der Pro­ban­den erfolg­te. Die Teil­neh­mer erhiel­ten wäh­rend der Unter­su­chung die Instruk­ti­on, bar­fuß und ent­spannt im schul­ter­brei­ten Beid­bein­stand mit­tig auf der Kraft­mess­plat­te zu ste­hen. Ihr Blick war dabei nach vor­ne gerich­tet. Eine sche­ma­ti­sche Dar­stel­lung des beschrie­be­nen Mess-Set­ups wird in Abbil­dung 1 wiedergegeben.

Zur Gewöh­nung an das Mess­ge­rät absol­vier­ten die Stu­di­en­teil­neh­mer am­ Anfang zwei Pro­be­ver­su­che. Im Anschluss erfolg­ten zwei Mess­durch­gän­ge mit je drei Gleich­ge­wichts­mes­sun­gen in medio­la­te­ra­ler Per­tu­ba­ti­ons­rich­tung. Nur in einem der bei­den Mess­durch­gän­ge beka­men die Pro­ban­den die Becken­or­the­se (Sacro­Loc, Bau­er­feind AG) ange­legt. Die Rei­hen­fol­ge dafür war ran­do­mi­siert. Das Anle­gen der Orthe­se erfolg­te im jewei­li­gen Mess­durch­gang ent­spre­chend der Bedie­nungs­an­lei­tung mit mode­ra­ter Kom­pres­si­on mit­tig auf dem Becken, sodass der obe­re Rand der Orthe­se den obe­ren Rand des Becken­kamms nicht über­stieg. Zusätz­lich zu den Mes­sun­gen der dyna­mi­schen Gleich­ge­wichts­fä­hig­keit wur­de auch die Inten­si­tät des Rücken­schmer­zes mit und ohne Tra­gen der Orthe­se anhand der Nume­ric Rating Sca­le (NRS) erfasst.

Daten­ver­ar­bei­tung und ‑aus­wer­tung erfolg­ten mit­tels MATLAB R2017a und IBM SPSS Sta­tis­tics 25. Dazu wur­de der Vor­zei­chen­test zur Aus­wer­tung der Schmerz­in­ten­si­tät ange­wen­det. Bei der Ana­ly­se des dyna­mi­schen Gleich­ge­wichts mit­tels Wil­coxon-Vor­zei­chen-Test lag der Fokus auf der CoP-Stre­cke im Inter­vall 71 ms bis 260 ms post Per­tur­ba­ti­on. Die­ser Zeit­raum erwies sich als relia­bel in vor­he­ri­gen Gleich­ge­wichts­un­ter­su­chun­gen mit dem Pos­tur­o­med ²¹und beinhal­tet die ers­te kom­pen­sa­to­ri­sche Mus­kel­re­flex­ant­wort, die ca. 100 ms nach einer uner­war­te­ten Aus­len­kung ein­tritt ^{22 23 24}.

Ergeb­nis­se

Dyna­mi­sches Gleichgewicht

Bei der Aus­len­kung in medio­la­te­ra­ler Rich­tung zeig­te sich im Zeit­in­ter­vall von 71 ms bis 260 ms post Per­tur­ba­ti­on eine signi­fi­kan­te Min­de­rung der CoP-Stre­cke bei ange­leg­ter Becken­or­the­se im Ver­gleich zum Mess­durch­gang ohne Becken­or­the­se (p = 0,037). Die­se Ände­rung betrug im Mit­tel 4,5 mm (CoP ohne Orthe­se: 56,9 ± 19,6 mm; CoP mit Orthe­se: 52,4 ± 23,3 mm; Abb. 2).

Rücken­schmerz

Das ers­te Anle­gen der Beckenorthese­ führ­te bei 47,7 % der Pro­ban­den direkt zu einer Schmerz­lin­de­rung, 31,8 % der Stu­di­en­teil­neh­mer ver­spür­ten keine­ Schmer­z­än­de­rung, wohingegen­ bei 20,5 % eine Ver­schlim­me­rung des Rücken­schmer­zes beim Tra­gen der Orthese­ ein­trat (Abb. 3). Sta­tis­tisch ver­rin­ger­te sich der Medi­an um einen Punkt beim Tra­gen der Orthe­se (MED ohne Orthe­se: 4,0; MED mit Orthe­se: 3,0; p = 0,045).

Dis­kus­si­on

Die Ergeb­nis­se der vor­lie­gen­den Stu­die stim­men mit den bestehen­den Annah­men dahin­ge­hend über­ein, dass Becken­kom­pres­si­ons­or­the­sen bei Pati­en­ten mit chro­ni­schem tie­fem Rücken­schmerz zu einer unmit­tel­ba­ren Ver­bes­se­rung des Gleich­ge­wichts füh­ren. Zudem konn­te im Rah­men die­ser Stu­die eine schmerz­re­du­zie­ren­de Wir­kung bei der Mehr­heit der unter­such­ten Rücken­schmerz­pa­ti­en­ten gezeigt wer­den. Diese­ Ergeb­nis­se wer­den nach­fol­gend im Kon­text der sen­so­mo­to­ri­schen Kon­trol­le als mög­li­cher Erklä­rungs­an­satz diskutiert.

Die sen­so­mo­to­ri­sche Kon­trol­le beschreibt die Auf­nah­me sen­so­ri­scher Rei­ze, die über reflek­to­ri­sche Schlei­fen oder das zen­tra­le Ner­ven­sys­tem ver­ar­bei­tet wer­den und zu einer ange­mes­sen koor­di­nier­ten Mus­kel­ant­wort füh­ren ²⁵. So garan­tiert im Bereich des Beckens ein kom­ple­xes Zusam­men­spiel von Rumpf‑, Gesäß- und Bein­mus­ku­la­tur aus­rei­chend Sta­bi­li­tät, um den all­täg­li­chen Belas­tun­gen stand­hal­ten zu kön­nen ²⁶. Gelei­tet wird das Zusam­men­spiel durch das zentrale­ Ner­ven­sys­tem, das sei­ne Infor­ma­tio­nen zur Stel­lung und Bewe­gung des Beckens von einer Viel­zahl von Mechano­rezeptoren erhält ^{27 28}. Ein Teil die­ser ­Mecha­n­o­re­zep­to­ren befin­det sich in den liga­men­tä­ren Struk­tu­ren des Beckens ^{29 30}. Die­se liga­men­tä­ren Struk­tu­ren sta­bi­li­sie­ren das Becken bei Belas­tung und ver­hin­dern eine über­mä­ßi­ge Bewe­gung im Bereich des ISG ³¹. Beson­ders her­vor­zu­he­ben sind dabei die Ligg. sacroi­li­a­cum interos­se­um und pos­te­ri­us sowie das Lig. sacro­tu­be­ra­le und das Lig. sacro­spi­na­le ³². Durch eine über­mä­ßi­ge Bean­spru­chung des Beckens kön­nen die­se Liga­men­te und dar­in lie­gen­de sen­so­ri­sche Ele­men­te jedoch geschä­digt wer­den und damit zur Ent­wick­lung chro­ni­scher Schmerz­zustände beitragen.

All­ge­mei­ne Theo­rie­mo­del­le zur Ent­ste­hung chro­ni­scher Schmerz­zu­stän­de gehen davon aus, dass durch ein trau­ma­ti­sches Erleb­nis oder eine dau­er­haf­te Über­las­tung in fase­ri­gen Bin­de­ge­we­ben struk­tu­rel­le Ver­än­de­run­gen statt­fin­den, die eine ver­fälsch­te neu­ro­na­le Reiz­wei­ter­lei­tung und eine dar­aus resul­tie­ren­de ver­än­der­te Mus­kel­ak­ti­vie­rung zur Fol­ge haben. Eine anhal­tend ver­än­der­te Mus­kel­ak­ti­vie­rung kann dem­nach zu einer dau­er­haf­ten mus­ku­lä­ren Ermü­dung, Fehl­stel­lung und ver­än­der­ten Moto­rik füh­ren. Chro­ni­sche Schmerz­zu­stän­de kön­nen die Fol­ge sein ³³.

In die­ses Theo­rie­mo­dell kön­nen nun die Ergeb­nis­se der vor­lie­gen­den Stu­die ein­ge­ord­net wer­den. Die Anwen­dung einer Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se hat mehr­heit­lich zu einer Ver­bes­se­rung des dyna­mi­schen Gleich­ge­wichts und zu einer Reduk­ti­on des Schmerz­emp­fin­dens ge­führt. Die­se Ergeb­nis­se las­sen sich mit einer Ent­las­tung der liga­men­tä­ren Struk­tu­ren des Beckens in Ver­bin­dung brin­gen. Eine Computer­simulationsstudie zur bio­me­cha­ni­schen Wir­kung der Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se ergab, dass die zir­ku­lä­re Kom­pres­si­on der ­Orthe­se die Bewe­gung im ISG um die Horizontal­achse (Nuta­ti­ons­be­we­gung) re­­duziert und dadurch zu einer Ent­las­tung der Ligg. sacro­tu­be­ra­le und sacro­spi­na­le führt ³⁴. Unter Berück­sich­ti­gung der Bedeu­tung der Liga­men­te bei der sen­so­mo­to­ri­schen Kon­trol­le liegt der Schluss nahe, dass mit deren Ent­las­tung auch unmit­tel­bar Ein­fluss auf die neu­ro­mus­ku­lä­re Bewe­gungs­kon­trol­le genom­men wird. Park et al. konn­ten bereits ers­te Hin­wei­se auf eine veränderte­ Mus­kel­ak­ti­vie­rung bei Anwen­dung einer Beckenkompressionsorthese­ lie­fern ³⁵. Bei einer uner­war­te­ten Aus­len­kung wird eine Viel­zahl bewuss­ter und unbe­wuss­ter Mus­kel­re­ak­tio­nen aus­ge­löst ^{36 37}. Dafür ist ein unge­stör­tes Feed­back der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­hei­ten erfor­der­lich. Bei einer über­mä­ßi­gen und/oder schmerz­haf­ten ISG-Beweg­lich­keit deu­ten ers­te Stu­di­en auf eine Stö­rung die­ses Feed­backs hin ³⁸. Die Fol­ge ist eine abwei­chen­de Mus­kel­re­ak­ti­on, einher­gehend mit einem Sta­bi­li­täts­ver­lust bei einer uner­war­te­ten Aus­len­kung ³⁹. Hier setzt die ver­mu­te­te Wir­kung einer Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se an. Mit Hil­fe der zirku­lären Kom­pres­si­on wird die Bewe­gung des ISG kon­trol­liert und Schmer­zen in die­sem Bereich redu­ziert. Die Fol­ge wäre ein ver­bes­ser­tes Feed­back der sen­so­mo­to­ri­schen Ein­hei­ten an den moto­ri­schen Kor­tex, gefolgt von einer ange­mes­se­nen mus­ku­lä­ren Ant­wort – die Ergeb­nis­se zum dyna­mi­schen Gleich­ge­wicht unter­stüt­zen die­se Annah­me. Bei Anwen­dung der Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se sind die Pro­ban­den in der Lage, sich nach einer uner­war­te­ten Aus­len­kung schnel­ler wie­der zu sta­bi­li­sie­ren. Aus­druck fin­det die­ses Argu­ment in einer ver­min­der­ten CoP-Strecke.

Wenn­gleich die Ergeb­nis­se die­ser Stu­die die Wir­kung einer Becken­kom­pres­si­ons­or­the­se auf das Gleich­ge­wicht im Kon­text der sen­so­mo­to­ri­schen Kon­trol­le unter­stüt­zen, kann dies nur als ein­zel­ner Hin­weis ver­stan­den wer­den. Eine umfas­sen­de­re Aus­sa­ge­kraft der Stu­die wird dadurch limi­tiert, dass die Aus­len­kung nur in eine Rich­tung (medio­la­te­ral) unter­sucht wur­de. Wei­ter­hin wur­den die Mes­sun­gen ein­zig an Pati­en­ten mit ISG-Pro­ble­men durch­ge­führt. Die Ein­be­zie­hung von Pati­en­ten mit unspe­zi­fi­schen Rückenschmerzsymp­tomen wird daher für wei­ter­füh­ren­de Stu­di­en eben­so emp­foh­len wie die beglei­ten­de Mes­sung der Muskel­aktivität wäh­rend der Gleichgewichtsaufgabe.

Für die Autoren:
Dr. Fred­dy Sichting
Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Chemnitz
Pro­fes­sur Bewegungswissenschaft
Rei­chen­hai­ner Str. 31/33
09126 Chem­nitz
freddy.sichting@hsw.tu-chemnitz.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

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