Einleitung
Die Versorgung mit einer Orthese im Hand-Finger-Bereich ist ein komplexes Thema. Betrachtet man die Versorgungsmöglichkeiten genauer, zeigt sich, dass gerade im Bereich der dynamischen Handorthesen das Portfolio der im Handel zu erhaltenden Orthesen eher gering ist.
Bei der Entwicklung der hier vorgestellten Handorthese wurde explizit auf die Dupuytren’sche Kontraktur eingegangen. Allgemein äußert sich die Erkrankung Morbus Dupuytren in einer Streckhemmung in den Gelenken der Finger, bei der es zu einer Faserveränderung innerhalb der Bindegewebsfasern der Handinnenfläche kommt 1. Den Namen erhielt das Krankheitsbild durch den französischen Chirurgen Guillaume Dupuytren (1777–1835), der in einer Vorlesung im Jahr 1831 diese Erkrankung zum Thema machte und dadurch Berühmtheit erlangte. Seither werden die operativen und konservativen Konzepte stetig weiterentwickelt. Aber ist eine Behandlung der Erkrankung überhaupt notwendig und sinnvoll?
Zur Beantwortung dieser Frage muss man sich den individuellen Funktionsverlust des Patienten vor Augen führen, der mit dem Voranschreiten der Erkrankung stetig zunimmt. Je stärker die Kontraktur ist, desto schwieriger wird es, Gegenstände zu greifen oder Tätigkeiten des täglichen Lebens auszuführen 2. Ein zweiter Aspekt können permanente Schmerzen sein; diese werden von Patienten jedoch nur selten beschrieben 3. Allerdings kann es dazu kommen, dass der Betroffene mit den kontrakt stehenden Fingern hängenbleibt oder durch die Deformität sich selbst bei verschiedensten Tätigkeiten, wie zum Beispiel der Gesichtswäsche ungewollt Schmerzen zufügt 2. Darüber hinaus sollte auch die psychische Belastung berücksichtigt werden: Die Hand ist neben Gesicht und Hals das einzige Organ des Körpers, das der Mensch nicht mit Kleidung bedeckt. Sie ist also ein Körperteil, das einer ästhetischen Bewertung unterliegt und unterbewusst den ersten Eindruck über einen Menschen – etwa beim Händeschütteln – mitbestimmt. Bei einer Deformität wie der Dupuytren’schen Kontraktur verändert sich die Wahrnehmung der betroffenen Person durch Dritte. Die psychische Belastung nimmt für den Patienten daher stetig zu 4. Gelindert werden können dieser psychische Druck und die Beeinträchtigung bei Tätigkeiten des täglichen Lebens durch eine Behandlung – im Falle der Dupuytren’schen Kontraktur in der Regel durch eine Operation 1. Doch auch nach der Operation ist der Patient auf eine lange Nachbehandlung angewiesen, die zusätzlich zur Handtherapie auch eine orthopädietechnische Versorgung erfordert 1.
Die Orthesen, die dabei zum Einsatz kommen, sind häufig handgelenksübergreifend und statisch. Dabei bestehen die Vorzüge statischer Orthesen hauptsächlich in der Systemgröße, die deutlich geringer ausfällt als bei einer dynamischen Orthese. Aus diesem Grund kann eine statische Schiene, unabhängig davon, ob sie von dorsal oder palmar angelegt wird, eine größere Akzeptanz bei den Patienten hervorrufen 5. Dorsal liegende Schienen können zusätzlich einen dynamischen Aufbau aufweisen. Durch ihre Anlage auf dem Handrücken ist es möglich, über dynamische Elemente eine Streckung der Finger hervorzurufen. Für jeden Patienten, der von einer Dupuytren’schen Kontraktur betroffen ist, ist es wichtig, keine Einschränkungen durch eine Orthese zu erfahren. Betrachtet man klassische dynamische Schienen, ist nur schwer vorstellbar, wie ein Betroffener beispielsweise eine Jacke anzieht oder mit der Orthese zu Bett geht und dabei keine Einschränkungen erfährt 6. Dieser Artikel befasst sich mit der Problematik im Bereich der dynamischen Handorthesen und stellt einen Lösungsansatz in Bezug auf Systemgröße und Funktionalität vor. Zunächst wird jedoch kurz auf das Krankheitsbild eingegangen.
Morbus Dupuytren
Das Krankheitsbild Morbus Dupuytren, auch bekannt als „digitopalmare Fibromatose“, besteht in einer Beugekontraktion im Bereich der Ossa metacarpalia und Ossa digiti und deren gelenkigen Verbindungen. Die Erkrankung zeigt sich als langsam fortschreitende Kontraktur des Palmarfaszien-Komplexes und gehört zu den benignen neoplastischen Fibromatosen 1. In Deutschland werden jährlich mindestens 35.000 Patienten mit einer Dupuytren’schen Kontraktur ambulant oder stationär behandelt. Patienten mit einer geringen Kontraktur (Tubiana-Stadium N oder 1) sind in dieser Zahl nicht berücksichtigt 7.
Die Entscheidung für oder gegen eine Operation hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es gilt die Beschwerden (psychischer Druck, Beeinträchtigung im Alltag, Schmerzen und Begleiterkrankungen), die der Patient durch die Kontraktur erfährt, zu berücksichtigen. Um eine Klassifizierung der Kontraktur vorzunehmen, sollte das Bewertungsschema von Tubiana 1 (Tab. 1) herangezogen werden. Allerdings ist dabei zu berücksichtigen, dass nicht erst ab einem gewissen Stadium eine Operation in Betracht gezogen wird, sondern dass diese in einem frühen Krankheitsstadium in der Regel auch das bessere Ergebnis erzielt. Andererseits hängt der Zeitpunkt der Operation auch vom Befinden des Patienten ab. Die subjektive Einschätzung des Patienten, ob der kontrakte Finger ihn bei Tätigkeiten des täglichen Lebens behindert oder nicht, sollte am Ende der Entscheidungsfindung ausschlaggebend sein 1.
Entscheidet sich der Patient für eine Operation, stehen dem behandelnden Arzt verschiedene Operationsmethoden zur Verfügung. Dabei werden die beiden Bereiche Fasziotomie (der Dupuytren’sche Strang wird durch eine minimalinvasive Operationsmethode durchtrennt) und Fasziektomie (der Dupuytren’sche Strang wird operativ entfernt) unterschieden. Nach einer Operation erfolgt in der Regel die weitere Rehabilitation mit einem Ergotherapeuten. Orientiert man sich an der von Waldner-Nilsson (2008) 1 vorgegebenen postoperativen Behandlungsstrategie, dauert der Rehabilitationsprozess etwa acht Wochen. Veranschlagt werden dabei zwei bis drei Sitzungen pro Woche. Der Zeitraum der Behandlung kann von Patient zu Patient variieren. Innerhalb dieses Zeitraums unterteilt sich die Therapie in vier Phasen. Zu Anfang liegt der Fokus auf der Wundpflege und einfachen Bewegungsübungen ohne Widerstand (Tag 1–14). Im weiteren Verlauf werden die Bewegungen allerdings komplexer, und auch eine Versorgung mit Extensionsschienen wird empfohlen. In allen Phasen muss der Fokus des Therapeuten darauf liegen, dass der Patient die Aktivitäten des täglichen Lebens umsetzen kann und dass das operative Ergebnis gesichert oder verbessert wird 1.
Orthopädietechnische Versorgungskonzepte
Die Hand gehört mit ihren 27 Knochen, 36 gelenkigen Verbindungen, 19 Freiheitsgraden und 39 auf sie einwirkenden Muskeln zu den kompliziertesten wie auch komplexesten Organen des menschlichen Körpers. Bei der Konstruktion einer Orthese muss diese Funktionalität berücksichtigt werden. In der Regel werden dabei Gelenke ruhiggestellt oder Bewegungen innerhalb eines bestimmten Freiheitsgrades zugelassen. Die Einschränkung auf einen Freiheitsgrad resultiert aus den mechanischen Möglichkeiten der Konstruktion und Bewegungsführung 8. Ergänzend zu den anatomischen Merkmalen der Hand und des Unterarms sind auch biomechanische Merkmale zu berücksichtigen. Dabei stehen sowohl Entlastungs- und Belastungszonen als auch die biomechanischen Wirkprinzipien im Vordergrund.
Bezogen auf die Dupuytren’sche Kontraktur können hauptsächlich drei verschiedene Orthesenarten unterschieden werden:
- Lagerungsorthese
- statische Extensionsorthese
- dynamische Extensionsorthese
Entwicklung einer dynamischen Handorthese
In der Regel kommen dynamische Extensionsorthesen bei Morbus Dupuytren postoperativ zum Einsatz. Allerdings können sie auch präoperativ zur Aufdehnung von kontrakten Strukturen zur Anwendung kommen oder als konservative Therapiemethode bei einem geringen Streckausfall gewählt werden 1.
Die zu entwickelnde Handorthese sollte die Erkrankung Morbus Dupuytren therapieren, eine geringe Systemgröße aufweisen, ohne die Bewegung des Handgelenks einzuschränken, optional verschiedene Finger therapieren und eng an der Hand anliegen. Die Motivation für das hier vorgestellte Projekt ergab sich aus einer vertieften Beschäftigung mit dem Krankheitsbild und den daraus resultierenden Rehabilitationsmaßnahmen und Einschränkungen.
Die Dupuytren’sche Kontraktur und die Entscheidung für eine dynamische Orthese bringen viele Einschränkungen mit sich. Schon einfache Alltagsverrichtungen, etwa eine Jacke anzuziehen oder Lebensmittel aus einem Schrank zu nehmen, werden durch eine herkömmliche dynamische Orthese verhindert.
Die Zweckmäßigkeit des hier vorgestellten Projekts lässt sich aus verschiedenen Blickwinkeln begründen: Einerseits ist die Prävalenz in westlichen Ländern stark, demgegenüber die Möglichkeiten der Schienenauswahl jedoch begrenzt 91011. Andererseits sind die Systemgrößen der Versorgungen, die am Markt angeboten werden, nicht befriedigend. Eine weitere Anforderung besteht darin, dem Produkt ein Design zu verleihen, das den Anwender anspricht, gleichzeitig aber die Funktionalität der Orthese nicht einschränkt.
Als Grundlage für das Projekt diente die Handorthese „DAHO 2.6“ der Firma Uniprox. Die Unterarmführung konnte dabei vernachlässigt werden, da das Krankheitsbild auf die Fingergelenke und die Palmaraponeurose begrenzt ist. Kurz nach Aufnahme der Entwicklungsarbeit stellte sich jedoch heraus, dass der Kern der Orthese, die Handspange, überarbeitet werden musste: Der Druck, der bei der Redression der Finger im Bereich der Mittelhand entsteht, wäre für den Anwender sonst zu groß und würde zu Schmerzen führen. Das ist darauf zurückzuführen, dass sich die Kräfte und die daraus resultierenden Drehmomente, nachdem die Unterarmanlage entfernt wurde, ausschließlich auf den Bereich der Hand konzentrieren. Der entstehende Druck berechnet sich aus der wirkenden Kraft und der belasteten Fläche. Je größer die Fläche bei gleichbleibender Kraft, desto geringer ist der daraus resultierende Druck. Aus diesem Grund war eine maximal große Belastungsfläche notwendig. Zudem war die Unterbringung aller Anbauteile herausfordernd: Sowohl die Verschlüsse als auch die vier Federelemente der Langfinger mussten auf der Handspange Platz finden. Auf der vorhandenen Handspange war dies nicht möglich.
Aus diesen Überlegungen heraus resultierte eine überarbeitete Handspange, die die Anatomie und Physiologie der Hand stärker berücksichtigt. Die Grundidee dabei lautete, die Handspange so groß wie möglich zu halten, um die wirkenden Kräfte der dynamischen Elemente über eine möglichst große Fläche aufzufangen. Daran orientierten sich auch die neuen Verschlüsse, die breiter gestaltet wurden und so eine verbesserte Fixierung der Orthese an der Hand ermöglichen. Am Ende entstanden drei Prototypen (Abb. 1 u. 2), die die Größen S, M und L abbilden. Die Ermittlung der Größen erschloss sich dabei aus der Norm für „Körpermaße des Menschen“ DIN EN ISO 33402–2; die ermittelten Größen wurden in der Folge an Probanden überprüft und optimiert.
Ein besonderes Augenmerk galt auch der Positionierung der dynamischen Elemente, da die Orthese als konfektionierte Variante gefertigt wird. Die Elemente sollten in der Anordnung biomechanisch optimal über der Längsachse der Finger positioniert sein (Abb. 3a u. b), um die auf die Gelenkflächen einwirkenden Kräfte entsprechend der Gelenkachse auszurichten. Die optimale Position begünstigt des Weiteren die Alltagstauglichkeit der Orthese bei der Flexion der Finger.
Die eingesetzten Blattfedern sorgen für die dynamische Extension. Um eng an den Fingern anzuliegen, gleitet ein Läufer auf den Federstahlsegmenten. Ergänzend ermöglicht dieses System, dass die Kraft der Blattfeder auch in der Flexion in einem Winkel von 90° zur Längsachse des Fingersegments wirkt, mit dem die Feder verbunden ist. Durch die Veränderung der Hebellänge der Blattfeder können die Extensionskräfte individuell angepasst werden.
Testphase der Versorgung mit Anwenderbeobachtung
Auf die Entwicklungsarbeit folgte eine Anwenderbeobachtung, mit der verschiedene Aspekte wie die Passform, die Patientenzufriedenheit hinsichtlich des Designs und die Meinung des Technikers über den Therapieerfolg überprüft wurden. Der betrachtete Zeitraum der Versorgung betrug vier Wochen. Der entsprechende Fragebogen wurde vom Techniker gemeinsam mit dem Patienten nach diesem Zeitraum bei erneuter Vorstellung ausgefüllt. Insgesamt wurden zehn Fragen zu den Themenbereichen Passform, Design und Anwendung gestellt. Auf drei dieser Fragen wird im weiteren Verlauf näher eingegangen. Die Bewertung fand einerseits anhand einer Ordinalskala in Form eines Benotungssystems mit den Noten 1 bis 6 statt, andererseits anhand einer Nominalskala mit den Antwortmöglichkeiten „ja“ und „nein“. Zusätzlich stand für jede Frage ein Bemerkungsfeld zur Verfügung, um individuelle Kommentare formulieren zu können.
Ergebnisse
Sieben Männer und eine Frau wurden nach einer Dupuytren’schen Kontraktur mit der Orthese versorgt. Alle Patienten wurden postoperativ versorgt, während auch die Physiotherapie stattfand. Aus der Auswertung der Bemerkungsfelder geht hervor, dass in drei Fällen die Orthese auch als Übungsorthese zum Einsatz kam Hier wurde die Orthese im Rahmen der ergotherapeutischen Behandlung genutzt. Die Orthese ermöglichte zusätzlich ein Training der von der Ergotherapie vorgegebenen Übungen zu Hause. In den weiteren fünf Fällen wurde sie lediglich im Alltag getragen. Es zeigte sich, dass die ausgewählte Orthese in allen acht Fällen die richtige Größe und Passform aufwies (Abb. 4). Die Patientenzufriedenheit (Abb. 5) war in fünf Fällen „gut“, in einem „befriedigend“ und in zwei Fällen „ausreichend“. Die Patientenzufriedenheit ist dabei klar vom Therapieerfolg zu unterscheiden: Während der Therapieerfolg die erzielten Erfolge mit der Orthese in Abhängigkeit von deren Einsatzzweck aus der Sicht des Technikers kennzeichnet, zielt die Erhebung der Patientenzufriedenheit auf einen ganzheitlichen Eindruck von der Versorgung. Dies umfasst neben dem Therapieerfolg auch Alltagstauglichkeit und persönliche Eindrücke. Betrachtet man die Grafik zum Therapieerfolg (Abb. 6), zeigt sich, dass vom Techniker viermal die Note „gut“ vergeben wurde, zweimal die Note „befriedigend“ und je einmal die Noten „ausreichend“ und „mangelhaft“. Die Note „mangelhaft“ resultierte laut Aussage des Technikers aus der Abneigung des Patienten gegenüber dem Hilfsmittel: Der Anwender war nicht gewillt, die Orthese zu tragen. Weitere Kommentare lauteten: „guter Tragekomfort“, „gute Alltagstauglichkeit“ sowie in drei Fällen: „Der Patient nutzte die Orthese lediglich während der ergotherapeutischen Behandlung.“
Diskussion
In der Testphase zeigte sich zunächst, dass die Orthese eine geeignete Größenauswahl erlaubt: Die drei auswählbaren Orthesengrößen ermöglichten bei allen Patienten eine adäquate Versorgung mit der Orthese. Die zugrunde gelegten Auswahlkriterien der Tabelle zur Größenbestimmung verwiesen bei allen Patienten auf die richtige Orthesengröße, mit der sie schlussendlich auch versorgt wurden. Eine Nachpassung der Orthese durch thermoplastische Verformung oder Zuschliff des Orthesenverlaufs war bei keinem Patienten notwendig.
Anhand der Fragebögen war grundsätzlich ersichtlich, dass die Patientenzufriedenheit positiv ausfiel und eine klare Tendenz in Richtung zur Benotung „gut“ zeigt (Abb. 5). Dabei ist allerdings darauf hinzuweisen, dass eine Korrelation zwischen der Patientenzufriedenheit und dem Therapieerfolg besteht: Sofern der Therapieerfolg durch den Techniker schlechter bewertet wurde, war auch die Patientenzufriedenheit geringer. Aus den Kommentaren zu den Fragebögen konnte darauf geschlossen werden, dass schlechte Bewertungen in den genannten Bereichen mit einer geringen Orthesenakzeptanz und reduzierten Tragezeiten einhergingen.
Der Therapieerfolg ist grundsätzlich objektiv entsprechend dem Verwendungszweck der Orthese zu betrachten. Dabei ging es einerseits darum, über das tägliche Tragen der Orthese postoperativ eine Restkontraktur aufzubiegen, andererseits darum, im Rahmen der ergotherapeutischen Behandlung die Koordination und die Kraft der Hand zu schulen und zu verbessern. Aus den Fragebögen und den Kommentaren der Versorger bei der Auswertung ging hervor, dass die Orthese in drei Fällen auch als Übungsorthese zum Einsatz kam. Hier sind die Fragebögen differenziert zu betrachten: In den drei Fällen der Übungsorthese wurden die Noten „Zwei“, „Drei“ und „Vier“ vergeben. Die Noten „Zwei“ und „Drei“ weisen hierbei auf einen positiven Therapieverlauf hin. Die Note „Vier“ wurde vergeben, da sich bei dem Anwender nur ein sehr geringer Fortschritt im Zuge der ergotherapeutischen Behandlung bei Benutzung der Orthese einstellte. In den Fällen, in denen die Orthese als dynamische Extensionsorthese im Alltag verwendet wurde und ihren Hauptnutzen in der Redression hatte, ist die Resonanz mit „gut“ zu bewerten. Allerdings ist ein negativer Ausreißer zu bekunden: Im entsprechenden Fall wies der Anwender nur eine geringe Orthesenakzeptanz auf und war nicht gewillt, die Orthese zu tragen. Entsprechend konnte sich kein Therapieerfolg einstellen.
Abschließend ist festzuhalten, dass die Anwenderbeobachtung keinen repräsentativen Charakter hat, da lediglich acht Probanden betrachtet werden konnten.
Fazit
Das Ziel, eine geeignete dynamische Handorthese zur Redression einer Dupuytren’schen Kontraktur (Abb. 7) zu entwickeln, wurde erreicht. Das Produkt grenzt sich deutlich von Konkurrenzprodukten ab: Die Systemgröße ist so gewählt, dass eine äußerst niedrige Bauform erreicht wird. Durch den Läufer und die entsprechenden Laufschienen auf dem Federstahlsegment wird die Biomechanik der Finger bei der Flexion berücksichtigt. Das System ist auf die Hand beschränkt und ermöglicht eine freie Beweglichkeit des Handgelenks. Zusätzlich fördert die offene Bauweise das taktile Feedback beim Greifen
Die Anwenderbeobachtung zeigte zudem, dass die Orthese ihr Potenzial nicht nur in der Redression einer Dupuytren’schen Kontraktur zeigt. Zusätzlich ist sie auch als Übungsorthese einsetzbar, mit deren Hilfe Muskelkraft und Koordination im Bereich der Hand trainiert werden können. Dieser Ausblick zeigt, dass das Spektrum, in der die Orthese Verwendung finden kann, vielfältig ist.
Die Produktion der Orthese erfolgt als Kleinserie. Das anatomisch angepasste Handteil wird dabei im 3D-Druck hergestellt. Dieser gewährleistet eine gleichbleibende Qualität, eine hohe Oberflächengüte und einen reproduzierbaren Prozess. In einem dynamischen Markt wie dem der Hilfsmittelversorgungen ist es wichtig, entsprechende Markttrends wie die additive Fertigung aufzunehmen. Zudem wäre eine wirtschaftliche Produktion aufgrund der kleinen Stückzahl ohne additive Fertigungsverfahren gar nicht möglich. Rüstund Werkzeugkosten für alternative Fertigungsverfahren wie beispielsweise Spritzguss sind aus wirtschaftlicher Perspektive nicht kosteneffizient. Hier wurde der 3D-Druck also nicht genutzt, um komplexe Konstruktionen umzusetzen, sondern um eine Produktion der Kleinserie überhaupt erst zu ermöglichen.
Für die Autoren:
Fynn Gühne
Ingenieurbüro Kremser
Kopperschmidt 7
23863 Bargfeld-Stegen
f.guehne@ib-kremser.de
Begutachteter Beitrag/reviewed paper
Gühne F, Kremser D. Entwicklung einer dynamischen Handorthese zur Behandlung einer Dupuytren’schen Kontraktur. Orthopädie Technik, 2020; 71 (6): 40–45
| 0 | keine Krankheitszeichen |
| N | Knoten oder Strang ohne Streckausfall (wird mit 0,5 berechnet) |
| 1 | 1°–45° Streckdefizit |
| 2 | 46°–90° Streckdefizit |
| 3 | 91°–135° Streckdefizit |
| 4 | über 136° Streckdefizit |
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