Einleitung
Der Kauergang, auch als „Crouching Gait“ bekannt, ist ein pathologisches Gangbild, das durch übermäßige Kniebeugung und ineffiziente Bewegungsabläufe gekennzeichnet ist. Diese Fehlstellung führt nicht nur zu einem erhöhten Energieaufwand beim Gehen, sondern belastet Gelenke und Muskulatur erheblich. Die Ursachen für dieses Gangbild sind vielfältig und haben Einfluss auf die Konstruktionsmerkmale einer Orthesenversorgung.
Eine zentrale Rolle spielt der Unterschenkel-Boden-Winkel, dessen biomechanische Bedeutung für ein stabiles und effizientes Gangbild häufig unterschätzt wird.
Die häufigsten Ursachen lassen sich in zwei Gruppen unterteilen:
- Funktionelle Ursachen: schlaffe oder spastische Lähmung, insbesondere der Wadenmuskulatur1 2 3
- Strukturelle Ursachen: Einschränkung der Gelenkbeweglichkeit, insbesondere bei Kniebeuge- und Hackenfußkontrakturen4
Bei funktionellen Ursachen sind die Chancen auf eine signifikante Verbesserung durch eine Orthesenversorgung höher, während bei strukturellen Kontrakturen die Möglichkeiten begrenzt sind – jedoch bleiben auch hier positive Veränderungen erreichbar5 6 7.
Unterschenkel-Boden-Winkel und seine Wirkung auf das Gangbild
Der Unterschenkel-Boden-Winkel beschreibt den Winkel zwischen Unterschenkel und der Bodenebene und sollte nicht mit dem Unterschenkel-Fuß-Winkel verwechselt werden.
- Unterschenkel-Boden-Winkel: Winkel zwischen dem Unterschenkel und der Bodenebene, unabhängig von der Stellung des OSG
- Unterschenkel-Fuß-Winkel: Entspricht der Stellung des oberen Sprunggelenks und beschreibt die Position des Fußes relativ zum Unterschenkel
Ein Kauergang und damit eine übermäßige Unterschenkelvorneigung kann sowohl bei einem Spitzfuß als auch bei einem Hackenfuß auftreten. Die Stellung des oberen Sprunggelenks ist davon unabhängig zu betrachten (Abb. 1).
Der Unterschenkel-Boden-Winkel liegt bei ca. 90° zum Boden (bis zu 7° Vorneigung gilt als physiologisch). Eine übermäßige Vorneigung führt zu einer kompensatorischen Kniebeugung, um den Körperschwerpunkt über der Unterstützungsfläche zu halten.
Eine übermäßige Rückneigung der Tibia führt zu einem Genu recurvatum, wodurch das Kniegelenk passiv gesichert wird. Diese passive Sicherung ist jedoch mit einem erhöhten Verschleiß des Kniegelenks und einer Überdehnung der kniesichernden Bandstrukturen verbunden8. Sowohl bei einer Tibiavor- als auch rückneigung sind vielfältige Kompensationsmechanismen zu erwarten (Abb. 2).
Die Beweglichkeit des oberen Sprunggelenks ist häufig durch pathologische Veränderungen eingeschränkt, was den Winkel zwischen Fuß und Unterschenkel vorgibt (Abb. 3a). Ein anschauliches Beispiel hierfür ist ein kontrakter Spitzfuß. Wird dieser nicht durch eine Fersenerhöhung ausgeglichen, kann folgende kompensatorische Bewegung auftreten: Die betroffene Person versucht, die Unterstützungsfläche zu vergrößern und die Ferse zum Boden zu bringen, um nicht ausschließlich auf den Zehenspitzen laufen zu müssen. Aufgrund der Dorsalextensions-Einschränkung im oberen Sprunggelenk gelingt dies jedoch nur durch eine Rückneigung des Unterschenkels, was zu einem Genu recurvatum führt9.
Durch einen Spitzfußausgleich wird der Boden näher an die Ferse gebracht, wodurch eine kompensatorische Ausgleichsbewegung überflüssig wird. Trotz des pathologisch veränderten Winkels im oberen Sprunggelenk kann der Unterschenkel in Verbindung mit einer Fersenerhöhung in einem Winkel von ca. 90° zur Bodenebene positioniert werden10 (Abb. 3b).
Funktionelle Ursache des Kauergangs: schlaffe Lähmung der Wadenmuskulatur
Die Plantarflexoren übernehmen eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung des Kniegelenks durch das sogenannte „plantarflexion-knee extension couple“ 11. In Mid-Stance kippt der Unterschenkel nach vorne, ein Prozess, der auch als „Ankle Rocker“ bezeichnet wird. Die Plantarflexoren bremsen die Vorwärtsbewegung der Tibia. Ein unkontrolliertes Nach-vorne-Kippen des Unterschenkels wird durch exzentrische Muskelarbeit, insbesondere des M. soleus, verhindert12 13. Diese kontrollierte Bewegung ermöglicht eine effiziente Stabilisierung des Kniegelenks. Nur in der frühen Mid-Stance-Phase wird das Kniegelenk durch den M. quadriceps femoris kurz aktiv stabilisiert. Mit zunehmender Verschiebung des Körpervektors vor das Kniegelenk wird die Stabilisierung durch den M. quadrizeps femoris überflüssig. Das Knie nimmt eine passiv stabile Position ein, wodurch der muskuläre Energieaufwand reduziert wird14. Die Kopplung zwischen Plantarflexion und Knieextension ist essenziell für die Stabilisierung der unteren Extremität. Diese biomechanische Interaktion wird als „Plantarflexion-Knee Extension Couple“ bezeichnet.
Eine Schwäche in der Wadenmuskulatur beeinträchtigt die Kopplung zwischen Plantarflexion und Knieextension erheblich. Wenn die Wadenmuskulatur den Unterschenkelvorschub nicht ausreichend bremsen kann, kippt der Unterschenkel zu weit nach vorne. Das Knie muss vom M. quadrizeps alleine energieaufwändig stabilisiert werden; allerdings ist dieser nicht in der Lage, den Unterschenkel zurückzuführen, da er keine direkte Verbindung zum oberen Sprunggelenk besitzt. Dadurch kommt es zu einer übermäßigen Vorneigung des Unterschenkel-Boden-Winkels, die eine kompensatorische Kniebeugung sowie ineffiziente Bewegungsabläufe nach sich zieht15. Eine Schwäche oder Lähmung der Wadenmuskeln trägt damit wesentlich zur Entwicklung eines Kauergangs bei16 17.
Fallbeispiel 1: Ein 6‑jähriger Patient mit schlaffer Lähmung der Wadenmuskulatur infolge einer Myelomeningozele (MMC) zeigte durch den Einsatz einer AFO (ankle-foot orthosis, Knöchel-Fuß-Orthese) aus Carbontechnik eine deutliche Verbesserung des Unterschenkel-Boden-Winkels. Die entscheidenden Konstruktionsmerkmale sind eine ventrale Unterschenkelanlage, kombiniert mit einem dorsalen Anschlag und langem Vorfußhebel, die zusammen eine optimale Korrektur des Unterschenkel-Boden-Winkels ermöglichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Unterschenkel-Boden-Winkel mit der AFO im Stand von 17° barfuß auf ca. 7° reduziert werden konnte, was eine Verbesserung von 10° darstellt. Gleichzeitig verringerte sich der Kniewinkel von 30° auf 18°, was eine Verbesserung von 12° ergibt. Diese Veränderungen verdeutlichen die positive Wirkung des Unterschenkel-Boden-Winkels auf die Kniestellung (Abb. 4).
Strukturelle Ursache für einen Kauergang: Gelenkkontrakturen
Kontrakturen, die durch eine Verkürzung verschiedener Strukturen entstehen können, haben erhebliche Auswirkungen auf die Biomechanik des Gehens18 19.
Kniebeugekontraktur
Bei einer Kniebeugekontraktur verbleibt das Kniegelenk sowohl bei aktiver als auch bei passiver Bewegung in einer gebeugten Position.
Im Stand verschiebt die fehlende Kniestreckung den Körperschwerpunkt hinter das Kniegelenk. Dadurch entsteht ein kniebeugendes Drehmoment, welches durch eine verstärkte Aktivität der Quadrizepsmuskulatur ausgeglichen werden muss20.
Um den Körperschwerpunkt über die Unterstützungsfläche zu bringen und einen aufrechten Stand zu ermöglichen, treten kompensatorische Ausgleichsbewegungen auf. Ein typisches Kompensationsmuster umfasst eine verstärkte Dorsalextension im oberen Sprunggelenk sowie eine vermehrte Flexion im Hüftgelenk, begleitet von einer anterioren Beckenkippung, die sich in einer Hyperlordose der Lendenwirbelsäule fortsetzt21. Diese Körperhaltung führt zu einem erheblichen Energieverbrauch in den extendierenden Muskelgruppen22.
Fallbeispiel 2: Ein 16-jähriger Patient mit spastischer Tetraparese infolge einer infantilen Zerebralparese (GMFCS Level 4) zeigt beidseitig Hacken-Knickfüße sowie ausgeprägte Kniekontrakturen. Durch den Einsatz von einem Paar AFOs aus steifem Carbonfasermaterial, kombiniert mit ventraler Anlage, einem langen teilflexiblen Vorfußhebel und einem maximal korrigierten OSG-Winkel, konnte der Unterschenkel-Boden-Winkel und damit auch der Kniewinkel signifikant verbessert werden.
Bei der Versorgung mit einem Paar kurzen Knöchel-Fuß-Orthesen betrug der Kniewinkel ca. 52°. Mit der oben beschriebenen AFO mit ventraler Anlage konnte der Kniewinkel auf 28° reduziert werden, was einer deutlichen Verbesserung von 24° entspricht. Die daraus resultierende Energieersparnis ermöglichte es dem Patienten, wieder Freude am Laufen zu finden. Nach nur wenigen Monaten kontinuierlicher Nutzung der Orthesen konnte er seine Gehstrecke von nahezu null auf etwa 300 Meter steigern.
Dieses Ergebnis zeigt eindrücklich, dass selbst bei ausgeprägten Gelenkkontrakturen der Unterschenkel-Boden-Winkel optimiert werden kann, wodurch eine erhebliche Energieersparnis erzielt wird. Dies führte zu mehr Bewegungsfreiheit und einer gesteigerten Lebensqualität für den Patienten (Abb. 5).
Kontrakter Hackenfuß
Die biomechanischen Auswirkungen eines fixierten Hackenfußes können denen einer Kniebeugekontraktur stark ähneln, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrer Ursache. Dementsprechend variieren auch die Konstruktionsmerkmale der orthetischen Versorgung. Um präzise zwischen primären Ursachen und sekundären Kompensationsmustern unterscheiden zu können, sind eine sorgfältige Anamnese mit Palpation aller großen Gelenke der unteren Extremität sowie gezielte Muskelfunktionstests unverzichtbar23.
Im physiologischen Gangzyklus erfolgt der erste Bodenkontakt mit der Ferse (Initial Contact), wodurch ein Fersenkipphebel – auch als „Heel Rocker“ bezeichnet – aktiviert wird. Dieser Hebel beschleunigt den Fuß in Richtung Plantarflexion. Um eine adäquate Stoßdämpfung während der Lastübernahme sicherzustellen, wird das Absenken des Fußes durch die exzentrische Muskelarbeit der ventralen Unterschenkelmuskulatur kontrolliert und gebremst. Das Kniegelenk wird leicht gebeugt und trägt ebenfalls zur Stoßdämpfung bei. Diese Phase des Gangzyklus wird als „Loading Response“ bezeichnet24 25.
Liegt jedoch eine Einschränkung der Plantarflexion im oberen Sprunggelenk vor, ist der Betroffene nicht in der Lage, die notwendige Stoßdämpfung während der Loading Response adäquat durchzuführen. Da sich der Fuß nicht absenken kann, kommt es zu einer exzessiven Beschleunigung der Tibia nach vorne. Dies führt zu einer verstärkten Knieflexion, die durch Aktivität des M. quadriceps femoris stabilisiert werden muss. Dieser Mechanismus entsteht ebenfalls, wenn die Plantarflexion im OSG durch eine Unterschenkelorthese mit Plantaranschlag und dorsaler Schale eingeschränkt wird26.
Fallbeispiel 3: Bei einer 19-jährigen Patientin wurden durch eine beidseitige Wadeninsuffizienz infolge von MMC beidseitig kontrakte Hackenfüßen (OSG DE/PF 50–12‑0) verursacht. Eine Versorgung mit einer AFO mit dorsalen Carbonfedern in Verbindung mit einem steifen Vorfuß konnte zwar die Wadenschwäche kompensieren und das übermäßige Nach-vorne-Kippen der Tibia begrenzen, jedoch blieb das Gangbild mit Orthesen allein unzureichend verbessert (Abb. 6).
Der Grund liegt darin, dass die AFO den pathologischen OSG-Winkel, der durch die Kontraktur im Hackenfuß vorgegeben ist, nicht korrigieren kann. Diese Kontraktur führte zu einer Unterschenkelvorneigung, die das Gangbild negativ beeinflusste und eine verstärkte Kniebeugung verursachte. Da die Kniegelenke der Patientin nicht betroffen waren, konnte ein biomechanischer Trick angewandt werden, um den Unterschenkel-Boden-Winkel im Stand auf 90° zu bringen: der Einsatz von Schuhen mit Negativabsatz (Abb. 7). Diese einfache Maßnahme führte zu einer deutlichen Verbesserung der biomechanischen Parameter – sowohl im Stand als auch im Gang.
Während der Orthesenanprobe testeten wir zunächst die Idee des Negativabsatzes. Die Kundin lief nur wenige Meter mit einer provisorisch angebrachten Erhöhung der Ballenrolle und sagte dann voller Überzeugung: „Mir ist egal, wie die Schuhe aussehen werden – das will ich haben!“ Dieses Zitat unterstreicht den sofort spürbaren und großen Mehrwert für die Kundin.
In der Videoanalyse zeigte die Patientin in der terminalen Standphase mit normalen flachen Schuhen einen Kniewinkel von 20°. Durch den Einsatz von Schuhen mit Negativabsatz konnten dieser Werte deutlich um 10° verbessert werden. Leider konnte ein Ablösen der Ferse trotz verbessertem Kniewinkel nicht erreicht werden. Positiv hervorzuheben sind jedoch zusätzliche Effekte, wie eine verbesserte Hüftstreckung, ein reduziertes Armpendel – was auf eine Energieersparnis hindeutet – sowie eine aufrechtere Rumpfhaltung mit Blickrichtung nach vorne.
Diese Ergebnisse verdeutlichen eindrucksvoll die biomechanische Wirksamkeit der Optimierung des Unterschenkel-Boden-Winkels. Das Beispiel zeigt, dass auch bei komplexen Fällen einfache biomechanische Maßnahmen zu signifikanten Verbesserungen führen können. Es soll dazu ermutigen, auch unkonventionelle Lösungen in Betracht zu ziehen, wenn damit eine biomechanische Verbesserung erreicht werden kann.
Fazit
Der Unterschenkel-Boden-Winkel ist ein Schlüsselfaktor für ein stabiles und effizientes Gangbild. Das Verständnis der biomechanischen Zusammenhänge ermöglicht eine präzisere Analyse des Kauergangs und schafft die Grundlage für gezielte orthopädietechnische Lösungen27 28.
Die Fallbeispiele verdeutlichen, wie eine individuelle Versorgung, etwa durch AFOs oder biomechanische Tricks, nicht nur den Energieaufwand beim Gehen reduziert, sondern auch die Mobilität und Lebensqualität der Betroffenen nachhaltig verbessert. Ein fundiertes Verständnis der Biomechanik eröffnet somit neue Möglichkeiten, Patienten gezielt und wirkungsvoll zu unterstützen29.
Die Autorin:
Pia Niesner
Orthopädietechnik-Meisterin
Orthologisch – Orthopädietechnik einfach logisch erklärt
pia.niesner@orthologisch.de
www.orthologisch.de
Tel. 0170–7406589
Kursleitung
FSO – Fortbildungs-Seminar für Orthopädietechnik e.V.
pia.niesner@fso-meisterschule.de
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Begutachteter Beitrag/reviewed paper
Niesner P. Kauergang verstehen und korrigieren: Die Bedeutung des „Unterschenkel-Boden-Winkels“. Orthopädie Technik, 2025; 76 (4): 54–57
Quellenverzeichnis
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