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Fachartikel Peer Review 

Effek­te einer orthe­ti­schen Lang­zeit­be­hand­lung auf die Tonus­re­gu­la­ti­on bei Kin­dern mit ­spas­ti­schem Spitzfuß

H. Böhm, F. Schönherr, C. Oestreich
Die infantile Zerebralparese führt oft zu Spitzfußdeformitäten infolge spastischer Plantarflexoren. Diese Studie untersucht, ob das tägliche Tragen maßgefertigter Unterschenkelorthesen über 6 Stunden für 3 Monate die Plantarflexoraktivität stärker reduziert als kürzere Tragezeiten. 27 Kinder mit Zerebralparese im Alter von 5 bis 14 Jahren nahmen teil. Signifikante Verbesserungen der passiven Dorsalextension, der isometrischen Kraft und der EMG-Aktivität des M. gastrocnemius in der terminalen Schwungphase wurden beobachtet. Nur bei Tragezeiten über 6 Stunden zeigte sich zusätzlich eine verringerte Plantarflexion und ein reduziertes Plantarflexionsmoment zu Beginn der Standphase, was auf eine reduzierte Gelenksteifigkeit hindeutet. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer konsequenten Orthesenanwendung.
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Ablauf der Messungen und der Intervention zur Dehnungsbehandlung des spastischen Spitzfußes. Bei der dargestellten Probandin wurde nach der Behandlung ein Fersenkontakt in der Standphase beim Gehen erreicht.

Ein­lei­tung

Die infan­ti­le Zere­bral­pa­re­se (IZP) ist mit einer Prä­va­lenz von etwa 2–3 Fäl­len pro 1000 Lebend­ge­bur­ten die häu­figs­te moto­ri­sche Stö­rung im Kin­des­al­ter1. Bei 85 % der Betrof­fe­nen tre­ten spas­ti­sche Läh­mun­gen auf, die durch erhöh­ten Mus­kel­to­nus und gestei­ger­te Reflex­ak­ti­vi­tät cha­rak­te­ri­siert sind2. Die­se neu­ro­lo­gi­schen Beein­träch­ti­gun­gen wir­ken sich auf das mus­ku­los­ke­letta­le Sys­tem aus und füh­ren zu Bewe­gungs­ein­schrän­kun­gen, häu­fig distal beton­ter Mus­kel­schwä­che sowie inef­fi­zi­en­ter moto­ri­scher Kon­trol­le3. Die unzu­rei­chen­de Mus­kel­deh­nung in den phy­sio­lo­gi­schen Bereich begüns­tigt die Ver­kür­zung der Mus­ku­la­tur und die Ent­ste­hung von Kon­trak­tu­ren, was die Mobi­li­tät zusätz­lich ein­schränkt4.

Ein typi­sches Merk­mal der IZP ist der Spitz­fuß, der durch einen erhöh­ten Tonus der Plant­ar­flex­o­ren ent­steht5. Die­ser erhöh­te Tonus führt zu einer früh­zei­ti­gen Akti­vie­rung der Plant­ar­flex­o­ren in der ter­mi­na­len Schwung­pha­se sowie zu Beginn der Stand­pha­se6. In der Fol­ge erfolgt der Initi­al­kon­takt mit dem Vor­fuß, und eine Belas­tung der Fer­se bleibt im wei­te­ren Ver­lauf der Stand­pha­se aus. Durch die ver­klei­ner­te Unter­stüt­zungs­flä­che ver­rin­gert sich die Sta­bi­li­tät beim Gehen. Zudem ver­läuft der Boden­kraft­vek­tor unter dem Vor­fuß und vor dem Knie­ge­lenk, was zu einer Ten­denz zur Über­stre­ckung der Knie­ge­len­ke führt7. Die beton­te Vor­fuß­be­las­tung beim Gehen bewirkt sekun­där eine über­mä­ßi­ge Bie­ge­be­las­tung des Mit­tel­fu­ßes8. Gibt der Fuß in der Sagit­tal­ebe­ne nach, spricht man von einem „Durch­bre­chen“ des Fußes9. Spas­ti­sche Fas­zi­kel arbei­ten bei ver­kürz­ter Län­ge und wer­den dadurch mög­li­cher­wei­se ver­mehrt im auf­stei­gen­den Abschnitt der Kraft-Län­gen-Kur­ve ein­ge­setzt. In die­sem Bereich ist die Fähig­keit zur akti­ven Kraft­ent­wick­lung typi­scher­wei­se redu­ziert10.

Kon­ser­va­ti­ve The­ra­pie­me­tho­den wie Unter­schen­kel­or­the­sen zie­len dar­auf ab, den Mus­kel­to­nus zu redu­zie­ren und den Bewe­gungs­um­fang zu ver­bes­sern, indem die Plant­ar­flex­o­ren pas­siv gedehnt wer­den. Eine gän­gi­ge Behand­lungs­me­tho­de ist die vor­über­ge­hen­de Ruhig­stel­lung der gestreck­ten Wade mit­hil­fe von Gips­ver­bän­den oder Orthe­sen11. Das Hal­ten der Gelen­ke nahe der maxi­ma­len Streck­stel­lung über meh­re­re Stun­den täg­lich über einen Zeit­raum von meh­re­ren Wochen kann das Fort­schrei­ten von Kon­trak­tu­ren ver­hin­dern und das Gang­bild ver­bes­sern12. Dar­über hin­aus wird ange­nom­men, dass pas­si­ves Deh­nen eine Ver­rin­ge­rung der Spas­ti­zi­tät bewir­ken kann13. Orthe­sen begren­zen die Plant­ar­fle­xi­on und besit­zen eine dor­sa­le Auf­la­ge. Zusätz­lich kann eine Feder, die über Nacht ein­ge­setzt wird, die Deh­nungs­wir­kung ver­stär­ken (Abb. 1). Ein ent­schei­den­der Aspekt ist, dass die Fer­se gut in der Orthe­se gefasst wird, bei­spiels­wei­se durch eine ring­för­mi­ge Fuß­fas­sung, um ein Abhe­ben der Fer­se zu ver­mei­den. Andern­falls wür­de statt der Wade der Mit­tel­fuß­be­reich gedehnt. Durch suk­zes­si­ve Kor­rek­tur und kon­se­quen­te Tra­ge­zei­ten von über 6 Stun­den pro Tag sowie eine Gesamt­dau­er von mehr als 3 Mona­ten kann der Soh­len­win­kel bei Bar­fuß­be­las­tung ver­bes­sert und ein nor­ma­ler Fer­sen­kon­takt beim Initi­al­kon­takt erreicht wer­den14 15.

Dar­über hin­aus kön­nen pas­si­ves Deh­nen und län­ge­re Tra­ge­zei­ten mor­pho­lo­gi­sche Anpas­sun­gen för­dern, wie die Ver­län­ge­rung der Achil­les­seh­ne, die Anpas­sung des Mus­kel­bau­ches sowie die Ver­län­ge­rung der Fas­zi­kel­län­ge, ohne die Mus­ku­la­tur zu schwä­chen16. Der Ein­fluss auf die Tonus­re­gu­la­ti­on wäh­rend des Gehens wur­de bis­lang unse­res Wis­sens nach noch nicht untersucht.

Ziel die­ser Stu­die ist es daher, die Effek­te einer lang­fris­ti­gen orthe­sen­ba­sier­ten Deh­nung der Plant­ar­flex­o­ren auf deren Akti­vi­täts­pro­fil zu ana­ly­sie­ren. Es wird ange­nom­men, dass bei aus­rei­chen­der Tra­ge­dau­er von min­des­tens 6 Stun­den täg­lich über einen Zeit­raum von 3 Mona­ten die Dehn­rei­ze durch Orthe­sen die patho­lo­gisch erhöh­te Akti­vi­tät der Plant­ar­flex­o­ren in der ter­mi­na­len Schwung­pha­se und zu Beginn der Stand­pha­se redu­zie­ren können.

Metho­dik

Pati­en­ten: Kin­der im Alter von 5 bis 14 Jah­ren mit CP, GMFCS I–II und Spitz­fuß­de­for­mi­tät wur­den nach­ein­an­der in die Stu­die ein­be­zo­gen, wenn sie min­des­tens 3 Mona­te lang mit einer Unter­schen­kel­or­the­se ver­sorgt wur­den (Abb. 1). Die Pati­en­ten und ihre Eltern wur­den über die Stu­die infor­miert und gaben ihr schrift­li­ches Ein­ver­ständ­nis, wie von der Ethik­kom­mis­si­on der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen geneh­migt (4/18S).

Orthe­sen­ver­sor­gung: Eine indi­vi­du­ell ange­fer­tig­te Unter­schen­kel­or­the­se mit 2 modu­la­ren Kom­po­nen­ten nach dem Design von Bai­se und Poh­lig17 wur­de zur Behand­lung der Spitz­fuß­de­for­mi­tät ein­ge­setzt (Abb. 1). Die Unter­schen­kel­scha­le mit Kon­dylen­stüt­ze wird durch einen vor­de­ren Klett­ver­schluss gesi­chert. Die zir­ku­lä­re Fuß­scha­le, die über ein Gelenk (F1734; Otto­bock GmbH & Co. KG, Duder­stadt, Deutsch­land) mit der Unter­schen­kel­scha­le ver­bun­den ist, repo­niert das Sub­tal­ar­ge­lenk bei Knick- oder Klump­fuß in die Neu­tral­stel­lung und ver­hin­dert ein Abrut­schen des Rück­fu­ßes. Die Plant­ar­fle­xi­on wur­de ein­ge­schränkt, wäh­rend die Beweg­lich­keit in Dor­sal­fle­xi­on auf 5–10° begrenzt wurde.

Die Teil­neh­mer wur­den ange­hal­ten, die Orthe­se gemäß Tar­dieu et al. 18 wäh­rend des Schla­fens min­des­tens 6 Stun­den pro Nacht zu tra­gen. Bei einer pas­si­ven Dor­sal­fle­xi­on von weni­ger als 5° gegen­über der Neu­tral­stel­lung wur­de zusätz­lich eine ver­län­ger­te Nut­zung tags­über emp­foh­len, sodass die Tra­ge­dau­er auf bis zu 23 Stun­den pro Tag aus­ge­wei­tet wer­den konn­te. Ein­la­gen und Fuß­or­the­sen sorg­ten tags­über für die kor­rek­te Aus­rich­tung des Sub­tal­ar­ge­lenks. Kin­der mit einem posi­ti­ven Silf­ver­skjöld-Test tru­gen eine zusätz­li­che Ober­schen­kel­scha­le wäh­rend des Schla­fens, um die Knie­stre­ckung sicher­zu­stel­len und den M. gas­tro­c­ne­mi­us zu deh­nen. Die tat­säch­li­che Tra­ge­dau­er wur­de mit­tels eines Tem­pe­ra­tur­sen­sors (Orthot­imer, Roll­erwerk-Medi­cal, Balin­gen, Deutsch­land) über 3 Mona­te mit einer Auf­nah­me­fre­quenz von 15 Minu­ten gemes­sen. Dabei zeig­te sich, dass nur 47 % der Kin­der die emp­foh­le­ne Tra­ge­zeit ein­hiel­ten. Es wur­de eine signi­fi­kan­te Kor­re­la­ti­on zwi­schen der Tra­ge­dau­er und der Dor­sal­ex­ten­si­on beim Gehen fest­ge­stellt: Erst ab einer Tra­ge­zeit von über 6 Stun­den pro Tag konn­te eine sta­tis­tisch signi­fi­kan­te Ver­bes­se­rung der Dor­sal­ex­ten­si­on um 2,3° ± 3,1° erreicht wer­den19.

Mes­sun­gen: Vor und nach dem 3‑monatigen Behand­lungs­zeit­raum wur­de eine instru­men­tier­te 3D-Gang­ana­ly­se mit einem 8‑Ka­me­ra-Sys­tem (200 Hz, Vicon Moti­on Sys­tems Ltd., Oxford, UK) mit 2 Kraft­mess­plat­ten (1000 Hz, AMTI, Watertown/MA, USA), auf einer 13 Meter lan­gen Geh­stre­cke durch­ge­führt. Reflek­tie­ren­de Mar­ker wur­den ent­spre­chend einem modi­fi­zier­ten Plug-in-Gait-Modell20 und dem Oxford Foot Model21 an spe­zi­fi­schen ana­to­mi­schen Land­mar­ken plat­ziert. Die Ober­flä­chen-EMG-Mes­sung des media­len M. gas­tro­c­ne­mi­us und des M. soleus erfolg­te gemäß den Seniam-Richt­li­ni­en22 mit­hil­fe eines DTS-Sys­tems (Nora­xon Inc., Scotts­da­le, USA). Die Kin­der gin­gen bar­fuß in ihrer bevor­zug­ten Geschwin­dig­keit. Es wur­den 5 gül­ti­ge Geh­ver­su­che auf­ge­zeich­net, bei denen der Fuß­kon­takt auf den Kraft­mess­plat­ten erfolg­reich erfasst wur­de. Zusätz­lich wur­de die Kraft der Plant­ar­flex­o­ren im Sit­zen mit gestreck­tem Knie wäh­rend einer maxi­ma­len will­kür­li­chen Kon­trak­ti­on (MVC) mit­hil­fe eines hand­ge­hal­te­nen Dyna­mo­me­ters (Mobie, SAKAI­med, Tokyo, Japan) gemes­sen. Der Ablauf und die Inhal­te der Mes­sun­gen sind in Abbil­dung 2 dargestellt.

Daten­aus­wer­tung und Sta­tis­tik:  Die Mar­ker­tra­jek­to­ri­en wur­de mit­hil­fe eines quin­ti­schen Spli­ne-Algo­rith­mus (Woltring) mit einer mitt­le­ren qua­dra­ti­schen Feh­ler­gren­ze von 12 gefil­tert. Die Roh­da­ten des EMG wur­den mit einer Abtast­ra­te von 1000 Hz erfasst und anschlie­ßend mit einem But­ter­worth-Band­pass­fil­ter 4. Ord­nung (20–400 Hz) zur Ent­fer­nung von Bewe­gungs­ar­te­fak­ten und hoch­fre­quen­tem Rau­schen ver­ar­bei­tet. Die gefil­ter­ten Signa­le wur­den anschlie­ßend voll­wel­len­gleich­ge­rich­tet und mit einem Tief­pass­fil­ter mit einer Grenz­fre­quenz von 10 Hz geglät­tet, um die linea­re Hüll­kur­ve zu erzeu­gen. Die EMG-Ampli­tu­den wur­den auf die maxi­ma­le will­kür­li­che iso­me­tri­sche Kon­trak­ti­on (MVC) nor­miert. Das inte­grier­te EMG (IEMG) wur­de über die ein­zel­nen Gang­pha­sen hin­weg berechnet.

Um den Ein­fluss der tat­säch­li­chen Tra­ge­dau­er bei der Aus­wer­tung zu berück­sich­ti­gen, wur­den die Teil­neh­mer in 2 Grup­pen ein­ge­teilt: eine Inter­ven­ti­ons­grup­pe mit einer Tra­ge­dau­er von 6 oder mehr Stun­den und eine Kon­troll­grup­pe mit einer Tra­ge­dau­er von weni­ger als 6 Stun­den pro Tag, wobei bei­de Grup­pen die glei­che Indi­ka­ti­on und iden­ti­sche Ein­schluss­kri­te­ri­en erfüll­ten. Die sta­tis­ti­sche Ana­ly­se wur­de mit­tels zwei­fak­to­ri­el­ler ANOVA mit wie­der­hol­ten Mes­sun­gen über die Zeit durchgeführt.

Ergeb­nis­se

Es wur­den 41 Kin­der in die Stu­die auf­ge­nom­men. Die Grün­de für den Abbruch nach der ers­ten Mes­sung waren zusätz­li­cher Behand­lungs­be­darf (n = 1), Nicht­ver­füg­bar­keit für die abschlie­ßen­de Mes­sung (n = 5), Defek­te des Tem­pe­ra­tur­sen­sors (n = 3) sowie unbrauch­ba­re EMG-Signa­le (n = 5). Somit lagen voll­stän­di­ge Daten zu Gang, kli­ni­schen Para­me­tern, Tem­pe­ra­tur und EMG für 27 Teil­neh­mer zu bei­den Mess­zeit­punk­ten vor. Das Durch­schnitts­al­ter der Teil­neh­mer bei der ers­ten Mes­sung betrug 10,7 Jah­re (SD = 2,9).

15 Pro­ban­den hiel­ten die emp­foh­le­ne Tra­ge­dau­er von mehr als 6 Stun­den pro Tag ein und wer­den daher als kon­for­me Grup­pe (CPK) bezeich­net. 13 Pro­ban­den tru­gen die Orthe­sen weni­ger als 6 Stun­den pro Tag und wer­den als nicht-kon­for­me Grup­pe (CPNK) bezeich­net. Die Eigen­schaf­ten bei­der Grup­pen sind in Tabel­le 1 dar­ge­stellt. Wei­te­re Details zur Ver­tei­lung der Tra­ge­dau­er zwi­schen Tag und Nacht fin­den sich bei Oestreich et al. 23.

Die Daten der kli­ni­schen Mes­sun­gen zu Bewe­gungs­aus­maß, Kraft und Spas­ti­zi­tät sind in Tabel­le 2 auf­ge­führt. Das pas­si­ve Bewe­gungs­aus­maß ver­bes­ser­te sich signi­fi­kant um 2,7° ± 5,1° in der CPK-Grup­pe und um 2,3° ± 4,2° in der CPNK-Grup­pe (p = 0,049). Auch die maxi­ma­le iso­me­tri­sche Kraft nahm signi­fi­kant zu (p = 0,036). Die Spas­ti­zi­tät ver­rin­ger­te sich in bei­den Grup­pen leicht, jedoch nicht signifikant.

Die Daten der Gang­ana­ly­se sind in Tabel­le 3 dar­ge­stellt, und die ent­spre­chen­den Kur­ven für den Gang­zy­klus sind in Abbil­dung 3 (Sprung­ge­lenks­win­kel und Momen­te) sowie Abbil­dung 4 (EMG) zu fin­den. Bei den Weg-Zeit-Para­me­tern wur­den kei­ne signi­fi­kan­ten Unter­schie­de zwi­schen den Grup­pen oder durch die The­ra­pie fest­ge­stellt. Hin­sicht­lich der Dor­sal­ex­ten­si­on im Sprung­ge­lenk zeig­te ledig­lich die CPK-Grup­pe, die die Orthe­se mehr als 6 Stun­den pro Tag trug, eine signi­fi­kan­te Ver­bes­se­rung der maxi­ma­len Dor­sal­ex­ten­si­on beim Initi­al­kon­takt und in der Schwung­pha­se nach der Behand­lung sowie eine signi­fi­kan­te Reduk­ti­on des Sprung­ge­lenks­mo­ments bei der Last­über­nah­me, wie der signi­fi­kan­te Inter­ak­ti­ons­ef­fekt zeigt. Das Maxi­mum in der Stand­pha­se wur­de in bei­den Grup­pen signi­fi­kant ver­bes­sert, jedoch ohne signi­fi­kan­ten Inter­ak­ti­ons­ef­fekt. Der Effekt in der CPK-Grup­pe war mit einer Ver­bes­se­rung von 3,0° ± 4,9° im Durch­schnitt deut­lich grö­ßer als der in der CPNK-Grup­pe (0,5° ± 4,4°).

In bei­den Grup­pen zeig­te das über die Schwung­pha­se inte­grier­te EMG eine signi­fi­kan­te Reduk­ti­on der Akti­vi­tät des M. gas­tro­c­ne­mi­us media­lis (p = 0,048).

Dis­kus­si­on

Wie erwar­tet ver­bes­ser­te das Tra­gen von Orthe­sen über mehr als 6 Stun­den die akti­ve Dor­sal­ex­ten­si­on beim Gehen und redu­zier­te die EMG-Akti­vi­tät wäh­rend der Schwung­pha­se. Aller­dings war das IEMG nur für den M. gas­tro­c­ne­mi­us in der ter­mi­na­len Schwung­pha­se redu­ziert und nicht für den M. soleus und nicht zu Beginn der Stand­pha­se. Zudem zeig­te die Kon­troll­grup­pe CPNK mit einer gerin­ge­ren Tra­ge­dau­er als 6 Stun­den eben­falls eine Reduk­ti­on der Akti­vi­tät des M. gas­tro­c­ne­mi­us in der Schwungphase.

Die beob­ach­te­ten Effek­te in der Kon­troll­grup­pe, wie die Ver­bes­se­run­gen der pas­si­ven Dor­sal­ex­ten­si­on, der maxi­ma­len iso­me­tri­schen Kraft und des inte­grier­ten EMG (IEMG), sind bemer­kens­wert, auch wenn sie sich weni­ger stark auf das Gang­bild aus­wirk­ten als in der CPK-Grup­pe. Ein mög­li­cher Grund für die­se posi­ti­ven Ver­än­de­run­gen könn­te die durch­schnitt­li­che Tra­ge­dau­er der Orthe­sen von 3,9 ± 1,6 Stun­den pro Tag in der Kon­troll­grup­pe sein, die offen­bar aus­reich­te, um Fort­schrit­te in kli­ni­schen Mes­sun­gen und im EMG zu erzie­len. Aller­dings tra­ten signi­fi­kan­te Anpas­sun­gen im Gang­bild, ins­be­son­de­re eine Ver­min­de­rung des Plant­ar­fle­xi­ons­mo­men­tes zu Beginn der Stand­pha­se, erst bei län­ge­ren Tra­ge­zei­ten von mehr als 6 Stun­den auf.

In bei­den Grup­pen ver­bes­ser­ten sich das pas­si­ve Bewe­gungs­aus­maß der Dor­sal­ex­ten­si­on, die maxi­ma­le iso­me­tri­sche Kraft sowie die maxi­ma­le Dor­sal­ex­ten­si­on wäh­rend des Gehens. Auf­fäl­lig war jedoch, dass nur in der CPK-Grup­pe die mus­ku­lä­re und gelenk­be­zo­ge­ne Stei­fig­keit spür­bar abnahm, was zu einem gerin­ge­ren Plant­ar­fle­xi­ons­mo­ment wäh­rend der Stand­pha­se führ­te (Abb. 3). Die CPNK-Grup­pe hin­ge­gen zeig­te nach der The­ra­pie kei­nen ver­gleich­ba­ren Effekt auf die Stei­fig­keit, was durch das nahe­zu unver­än­der­te oder sogar leicht erhöh­te Gelenk­mo­ment wäh­rend der Belas­tungs­re­ak­ti­on erkenn­bar wur­de. Die­se tief­grei­fen­de­ren Anpas­sun­gen in der CPK-Grup­pe las­sen sich wahr­schein­lich auf die län­ge­re und kon­sis­ten­te­re Deh­nungs­dau­er zurück­füh­ren. Die Ergeb­nis­se deu­ten dar­auf hin, dass eine nach­hal­ti­ge Redu­zie­rung der Mus­kel­stei­fig­keit, ein zen­tra­ler Fak­tor bei der Behand­lung von Spas­ti­zi­tät, eine kon­ti­nu­ier­li­che und aus­rei­chend lan­ge Inter­ven­ti­on erfordert.

Die Ergeb­nis­se zeig­ten eine redu­zier­te Akti­vi­tät des M. gas­tro­c­ne­mi­us in der ter­mi­na­len Schwung­pha­se, wäh­rend beim M. soleus kei­ne ver­gleich­ba­re Ver­än­de­rung beob­ach­tet wur­de. Ein mög­li­cher Grund dafür könn­te sein, dass Pati­en­ten mit IZP grö­ße­re Schwie­rig­kei­ten bei der Kon­trol­le biar­ti­ku­lä­rer Mus­keln haben als bei mono­ar­ti­ku­lä­ren Mus­keln24, da biar­ti­ku­lä­re Mus­keln häu­fi­ger von Spas­ti­zi­tät betrof­fen sind25. Biar­ti­ku­lä­re Mus­keln wie der M. gas­tro­c­ne­mi­us, die an Bewe­gun­gen meh­re­rer Gelen­ke betei­ligt sind, spie­len eine zen­tra­le Rol­le bei grund­le­gen­den moto­ri­schen Funk­tio­nen wie Ste­hen, Gehen und Lau­fen und pas­sen sich stark an die ver­än­der­ten Gang­mus­ter bei CP an. Deh­nen mit­tels Orthe­sen kann die Fle­xi­bi­li­tät über die von die­sen Mus­keln über­spann­ten Gelen­ke hin­weg ver­bes­sern und so zu einer Redu­zie­rung der mus­ku­lä­ren Hyper­ak­ti­vi­tät füh­ren. Im Gegen­satz dazu sind mono­ar­ti­ku­lä­re Mus­keln wie der M. soleus, die nur an einem Gelenk wir­ken und an ein­fa­che­ren Bewe­gungs­ab­läu­fen betei­ligt sind, weni­ger stark von Spas­ti­zi­tät betrof­fen. Dadurch ist auch das Poten­zi­al für funk­tio­nel­le Ver­bes­se­run­gen durch Deh­nen in die­sen Mus­keln geringer.

Wie könn­te der Mecha­nis­mus einer Tonus­sen­kung aus­se­hen? Chro­ni­sches Hal­ten in ver­län­ger­ter Posi­ti­on, wie es bei neu­ro­or­tho­pä­di­schen Ein­la­gen beschrie­ben wird, könn­te über die Regu­la­ti­on von Mus­kel­spin­deln und Gol­gi-Seh­nen­or­ga­nen eine Tonus­sen­kung bewir­ken26. Mus­kel­spin­deln reagie­ren auf Deh­nung mit affe­ren­ten Signa­len, die reflek­to­risch eine Kon­trak­ti­on aus­lö­sen, um den Mus­kel zu schüt­zen. Bei län­ge­rer Deh­nung kann ihre Emp­find­lich­keit jedoch sin­ken, was zu einer redu­zier­ten Reflex­ak­ti­vi­tät und somit zu einem gerin­ge­ren Tonus führt. Gol­gi-Seh­nen­or­ga­ne reagie­ren auf erhöh­te Span­nung, indem sie hem­men­de Signa­le aus­sen­den, die die Kon­trak­ti­on des Mus­kels dämp­fen. Eine dau­er­haf­te Deh­nung durch Fuß­or­the­sen könn­te so über eine Anpas­sung der Mus­kel­spin­dels­en­si­ti­vi­tät und der Reflex­ak­ti­vi­tät eine lang­fris­ti­ge Tonus­sen­kung bewirken.

Trotz der Immo­bi­li­sie­rung durch die Orthe­sen und der damit ver­bun­de­nen Mus­kel­atro­phie27 wur­de eine Ver­bes­se­rung der Kraft der Plant­ar­flex­o­ren gemes­sen. Ein mög­li­cher Grund dafür könn­te sein, dass die meis­ten Pati­en­ten in der Stu­die die Orthe­se haupt­säch­lich nachts tru­gen, wäh­rend sie tags­über ihre Mus­keln beim Gehen aktiv nutz­ten und trai­nier­ten28. Der Kraft­zu­wachs könn­te durch eine ver­mehr­te Dor­sal­ex­ten­si­on und eine ver­bes­ser­te Kraft-Län­gen-Rela­ti­on bedingt sein. Dies wür­de zu einem Kraft­zu­wachs bei glei­cher Mus­kel­ak­ti­vi­tät füh­ren, was die Nor­ma­li­sie­rung des EMG in Bezug auf das Maxi­mal­kraft­po­ten­zi­al MVC beein­flus­sen könn­te. Die Nor­mie­rung auf das MVC ist uner­läss­lich, um EMG-Signa­le bei Wie­der­ho­lungs­mes­sun­gen zu ver­glei­chen, da bei einer erneu­ten Ver­kle­bung Elek­tro­den­po­si­ti­on und Haut­wi­der­stand vari­ie­ren kön­nen. Eine grö­ße­re Kraft bei ange­nom­men glei­cher EMG-Akti­vie­rung wür­de zu einer Nor­ma­li­sie­rung füh­ren, die ein nied­ri­ge­res EMG-Signal zur Fol­ge hät­te. Die­ser Mecha­nis­mus könn­te den Kraft­zu­wachs durch die grö­ße­re Mus­kel­deh­nung erklä­ren, was auch zu einem nied­ri­ge­ren EMG-Signal führ­te und in bei­den Grup­pen beob­ach­tet wurde.

Die kli­ni­sche Rele­vanz die­ser Stu­die liegt in der Bestä­ti­gung der Wirk­sam­keit einer lang­fris­ti­gen orthe­sen­ba­sier­ten Deh­nung der Plant­ar­flex­o­ren bei Kin­dern mit IZP. Die Ergeb­nis­se zei­gen, dass eine kon­se­quen­te Anwen­dung von Orthe­sen mit einer Tra­ge­dau­er von min­des­tens 6 Stun­den täg­lich signi­fi­kan­te Ver­bes­se­run­gen in der Gang­me­cha­nik, ins­be­son­de­re in der Dor­sal­ex­ten­si­on des Sprung­ge­lenks und der Reduk­ti­on des Plant­ar­fle­xi­ons­mo­ments wäh­rend der Stand­pha­se, bewir­ken kann. Dies könn­te zu einer bes­se­ren Mobi­li­tät und funk­tio­nel­len Unab­hän­gig­keit für die betrof­fe­nen Kin­der führen.

Limi­tie­run­gen der Stu­die: Zwar wur­de im Mit­tel eine Reduk­ti­on der Spas­ti­zi­tät in der kli­ni­schen Mes­sung beob­ach­tet, die­se war jedoch nicht signi­fi­kant. Im Gegen­satz zu den instru­men­tel­len Mes­sun­gen der Kraft und der pas­si­ven Dor­sal­ex­ten­si­on mit­tels Gonio­me­ter könn­te die Ein­schät­zung der Spas­ti­zi­tät durch den Beob­ach­ter zu sub­jek­tiv gewe­sen sein, um die Effek­te der Spitz­fuß­be­hand­lung mit Orthe­sen zuver­läs­sig nach­zu­wei­sen. Instru­men­tel­le Spas­ti­zi­täts­mes­sun­gen hät­ten hier mög­li­cher­wei­se genaue­re Ergeb­nis­se lie­fern kön­nen29. Zudem zeig­te die EMG-Mes­sung auf­grund der Dyna­mik und der Bewe­gun­gen des Mus­kel­bauchs beim Impakt zu Beginn der Stand­pha­se eine hohe Varia­bi­li­tät zwi­schen den Pro­ban­den, wäh­rend in der Schwung­pha­se gerin­ge­re Schwan­kun­gen auf­tra­ten (Abb. 4). Daher konn­ten zu Beginn der Behand­lung kei­ne signi­fi­kan­ten Ände­run­gen nach­ge­wie­sen werden.

Fazit

Das EMG in der Schwung­pha­se zeig­te eine Reduk­ti­on bei den Pati­en­ten mit gas­tro­c­ne­mi­us-beding­tem Spitz­fuß. Die­se Ver­bes­se­rung war sowohl auf die pas­si­ve Deh­nung als auch auf den Kraft­zu­wachs in bei­den Grup­pen zurück­zu­füh­ren. Aller­dings zeig­te sich eine signi­fi­kan­te Ver­bes­se­rung der Stei­fig­keit erst bei län­ge­ren Tra­ge­zei­ten. Eine län­ge­re Tra­ge­dau­er ermög­lich­te es, den Mus­kel wäh­rend der Bewe­gung in der Schwung­pha­se leich­ter zu dor­sal­ex­ten­die­ren, was zu einer deut­li­che­ren Ver­bes­se­rung des Gang­bil­des, ins­be­son­de­re beim Initial­kontakt und in der nach­fol­gen­den Stand­pha­se, führ­te. Die­ser Effekt war bei kür­ze­rer Tra­ge­dau­er weni­ger ausgeprägt.

 

Für die Autoren:
Prof. Dr. Harald Böhm
Behand­lungs­zen­trum Aschau GmbH
Ber­nau­er Str. 18
83229 Aschau im Chiemgau

HAWK – Hoch­schu­le für ange­wand­te Wis­sen­schaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen
Fakul­tät Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten und Gesund­heit, Gesund­heits­cam­pus Göttingen
Her­mann-Rein-Str. 2A 
37075 Göt­tin­gen
harald.boehm@hawk.de

 

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
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Tab. 1 Pro­ban­den­ei­gen­schaf­ten bei­der Grup­pen mit unter­schied­li­cher Tra­ge­dau­er (Td) pro Tag zum Zeit­punkt der ers­ten Mes­sung vor der Intervention.

Tra­ge­dau­er (Td)Td unter 6 hTd ≥ 6 h
Anzahl (27)1215
Tra­ge­dau­er (h)3,9 (1,6)8,6 (3,9)
Geschlecht (m/w)6/612/3
Alter (Jah­re)11,3 (3,1)10,3 (2,7)
GMFCS (I/II)7/59/6
Uni/Bilateral6/67/8
BMI (kg/m2)19,4 (3,9)18,5 (3,9)

 

Tab. 2 Kli­ni­sche Mes­sun­gen in den Grup­pen mit unter­schied­li­cher Tra­ge­dau­er (Td) pro Tag; signi­fi­kan­te Unter­schie­de (p < 0,05) sind fett hervorgehoben.

Tra­ge­dau­erTd unter 6 hTd ≥ 6 hANOVA p‑Werte
prepostprepostGrup­peZeitInter­aktion
Pas­si­ve Dorsalextension (°)-1,4 (6,7)0,9 (4.9)1,0 (3.9)3,7 (5.5)0,1490,0490,870
Maxi­ma­le iso­me­tri­sche Kraft (N/kg)4,9 (1,1)5,5 (1,2)4,7 (1,2)5,0 (1,1)0,6580,0360,919
Spas­tik M. gas­tro­c­ne­mi­us (MAS)1,5 (0.5)1,3 (0,6)1,2 (0,6)1,1 (0.5)0,1070,1600,623
Spas­tik M. soleus (Knie 90°) (MAS)1,6 (0,6)1,2 (0,7)1,2 (0,7)1,1 (0,5)0,1780,1300,290

 

Tab. 3 Weg-Zeit-Para­me­ter, Kine­ma­tik, Kine­tik und inte­grier­tes EMG (IEMG) vor und nach Orthe­sen­be­hand­lung in den bei­den Grup­pen mit unter­schied­li­cher Tra­ge­dau­er (Td) pro Tag; signi­fi­kan­te Unter­schie­de (p < 0,05) sind fett hervorgehoben.

Tra­ge­dau­erTd unter 6 hTd ≥ 6 hANOVA p‑Werte
prepostprepostGrup­peZeitInter­ak­ti­on
Dimen­si­ons­lo­se Geschwindigkeit0.40 (0,05)0,42 (0,04)0,43 (0,06)0,45 (0,04)0,0820,0600,704
Dimen­si­ons­lo­se Schrittlänge67,9 (8,6)70,1 (6,4)73,2 (5,3)73,8 (5,9)0,0750,1570,425
Dimen­si­ons­lo­se Kadenz0,58 (0,04)0,59 (0,03)0,58 (0,04)0,59 (0,03)0,9170,1530,730
Sprung­ge­lenk DF Initialkontakt (°)-3,1 (3,9)-3,1 (4,3)-7,0 (5,1)-3,5 (6,0)0,2540,0470,042
Sprung­ge­lenk DF max. Standphase (°)9,2 (5,0)9,7 (4,0)9,7 (4,1)12,7 (4,9)0,3230,0160,077
Sprung­ge­lenk DF max. Schwungphase (°)-0,9 (4,7)-1,1 (5,3)-2,1 (5,4)1,8 (5,0)0,6550,0290,020
Sprung­ge­lenk Moment Last­über­nah­me (Nmm/kg)375 (298)400 (258)290 (172)159 (209)0,0730,0490,014
IEMG soleus Lastübernahme86,2 (78,2)77,2 (46,2)73,9 (44,5)59,7 (52,7)0,4200,3640,838
IEMG soleus ter­mi­na­le Schwungphase32,7 (29,0)19,0 (9,0)25,2 (26,2)24,9 (23,5)0,9150,2490,269
IEMG gas­troc. med. Lastübernahme79,8 (81,3)71,5 (71,7)63,9 (80,5)26,9 (20,0)0,1380,2120,426
IEMG gas­troc. med. ter­mi­na­le Schwungphase22,9 (14,6)17,0 (13,2)19,8 (14,4)14,9 (8,0)0,5440,0480,869

 

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