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

F. Sichting, Ch. Büttner
Patienten mit Schmerzen im Bereich des Iliosakralgelenks (ISG) leiden oftmals auch unter Störungen des Gleichgewichts, wofür eine veränderte sensomotorische Kontrolle­ verantwortlich gemacht wird. Ein konservativer Therapieansatz ist die Beckenkompressionsorthese, welche die Beckenstrukturen stabilisieren sowie entlasten soll und zudem die motorische Kontrolle beeinflusst. Vor diesem Hintergrund wurde die Auswirkung einer Beckenorthese auf das Gleichgewicht von ISG-Patienten untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine Minderung der Center-of-Pressure-(CoP-)Strecke um 7,9 %, was für eine verbesserte Gleichgewichtsfähigkeit durch das Tagen der Orthese spricht. Die Wirkung der Beckenkompressions­orthese ist damit ein Indiz für die Unterstützung des sensomotorischen Theoriemodells.

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

Zita­ti­on
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