Einleitung
Im SPZ Westmünsterland stellen sich regelmäßig schwer- und mehrfachbehinderte Kinder zur ambulanten Behandlung vor. Der Grundgedanke des SPZs ist die interdisziplinäre Behandlung dieser Kinder. Dazu gehört neben der sozialpädiatrischen Betreuung bei neurologisch erkrankten Kindern vor allem die Vorstellung in der Sprechstunde für Neuroorthopädie und Technische Orthopädie. Diese Sprechstunde bietet neben der klinischen Beurteilung auch die Möglichkeit der objektiven apparativen Ganganalyse (Pedobarographie, Video- und 3D-Ganganalyse) zur Dokumentation und Analyse von Gangbildauffälligkeiten und zur Überprüfung der Wirksamkeit orthetischer Hilfsmittel 1.
Unter orthetischen Hilfsmitteln, im Folgenden kurz „Orthesen“ genannt, sind im aktuellen Beitrag medizinische Hilfen zu verstehen, die zur Stabilisierung, Entlastung und/oder Korrektur der unteren Extremität eingesetzt werden. Sie werden im besten Fall handwerklich und individuell für jeden einzelnen Patienten durch einen Orthopädie-Techniker oder Orthopädie-Schuhmacher hergestellt. Hierunter fallen zum Beispiel stimulierende und korrigierende Einlagen, orthopädische Innenschuhe bzw. Maßschuhe, plantare Fußorthesen, Sprunggelenkorthesen und (dynamische) Unter- und Oberschenkelorthesen.
Gangbildauffälligkeiten
Zu den im SPZ Westmünsterland am häufigsten beobachteten Gangbildauffälligkeiten gehören:
- Innenrotation/erhöhte Außenrotation der unteren Extremität
- Vorfußgang in unterschiedlicher Ausprägung
- Kauergang (erhöhte Knie- und Hüftflexion über den gesamten Gangzyklus)
- Duchenne- und Trendelenburg-Zeichen
Die Ursachen für diese Symptome sind vielfältig – sie reichen von einem reduzierten Muskeltonus aufgrund von Hypotonie oder Lähmungen (z. B. bei Spina bifida) bis zu einem erhöhten Muskeltonus aufgrund von Spastiken (z. B. bei infantiler Zerebralparese). Auch Koordinations- und Gleichgewichtsstörungen können das Gangbild dahingehend beeinflussen, dass es zu einer deutlichen Beeinträchtigung in der Bewegungsabfolge kommt. Dazu kommen noch Fehlstellungen und Kontrakturen der Gelenke, z. B. auf Fußniveau Klump- oder Sichelfüße, die ebenfalls Einfluss auf das Gangbild haben.
Für die Entscheidung zur Verordnung eines bestimmten Hilfsmittels werden in der Regel die klinischen Diagnosen, der GMFCS-Level, der Entwicklungsstatus und die aktuelle jeweilige Lebenssituation des Patienten, aber auch die Akzeptanz der Orthese(n) im Alltag berücksichtigt. Um noch ein weiteres objektives Kriterium zur Hilfsmittelentscheidung zur Verfügung zu haben, werden im SPZ regelmäßig apparative Ganganalysen durchgeführt. Diese dienen dazu, Gangbildveränderungen mit und ohne Orthesen zu dokumentieren und zu analysieren und auf diese Weise im Verlauf des Wachstums und der Entwicklung der Kinder deren Versorgung und die Auswahl des orthopädischen Hilfsmittels entsprechend anzupassen 2 3.
Apparative Ganganalyse im SPZ Westmünsterland
Im SPZ wird unterschiedliche Messtechnik zur Dokumentation und Analyse von Gangbildauffälligkeiten bei Kindern genutzt. Die Pedobarographie wird neben der Erfassung der Belastung des Fußes in der Dynamik auch zur Erfassung der Fußabwicklung (primärer Bodenkontakt, Fersenkontaktzeit), der Gangsymmetrie (Schrittlänge, Stand- und Schwungphasendauer) und der Fußstellung (Innen-/Außenrotation) in Bezug auf die Fortbewegungsrichtung genutzt. Für die Pedobarographie wird das FDM-System der Firma Zebris aus zwei gekoppelten 1,50 m langen Platten genutzt, die plan im Boden eingelassen sind.
Die 3D-Ganganalyse bietet eine deutlich umfangreichere Auswertung kinematischer Parameter als die Pedo-barographie. Dabei kann zusätzlich der Verlauf der Gelenkwinkel von z. B. Fuß‑, Knie- und Hüftgelenken über den gesamten Gangzyklus erfasst werden 4 5 6. Weiterhin können Bodenreaktionskräfte aufgezeichnet und die auf die Gelenke wirkenden Momente berechnet werden. Dazu wird das System der Firma Vicon mit zehn Infrarot- und zwei Videokameras sowie zwei AMTI-Kraftmessplatten genutzt.
Die Video-Ganganalyse kommt bei Patienten zum Einsatz, bei denen eine vollständige Untersuchung aufgrund mangelnder Compliance nicht möglich ist. Beispiele dafür sind ein zu junges Alter oder eine höhergradige kognitive Einschränkung, die das Anweisungsverständnis beeinflussen. Auch körperliche Einschränkungen wie z. B. starke Adipositas, hochgradige Ataxien oder eine stark eingeschränkte freie Gehfähigkeit über einen längeren Zeitraum führen in der Regel zu einer reinen Video-Ganganalyse. Zur Videodokumentation werden die beiden oben genannten Video-Kameras (Vicon) eingesetzt; die Auswertung erfolgt klinisch ohne weitere Software 7 8.
Seit 2013 wurden so insgesamt fast 2.000 Kinder ganganalytisch untersucht. Überwiegend handelt es sich um Verlaufskontrollen der Fußentwicklung mittels Pedobarographie. 3D-Ganganalysen wurden bislang an 151 Kindern und Video-Ganganalysen an 172 Kindern durchgeführt. In der Regel werden pedobarographische Messungen alle sechs Monate, 3D- und Video-Ganganalysen alle 12 bis 24 Monate zur Verlaufskontrolle wiederholt – bei Bedarf auch früher, z. B. für die Dokumentation und Bewertung prä- und postoperativer Befundänderungen.
Einzelfalldarstellungen
Im Folgenden werden anhand dreier Beispiele die Gangbildverbesserungen von drei Patienten mit ihren individuellen handwerklich gefertigten orthetischen Hilfsmitteln vorgestellt.
Beispiel 1: Versorgung mit einer Sprunggelenkorthese (Abb. 1)
Bei der Patientin handelt es sich um ein zum Zeitpunkt der Untersuchung elfjähriges Mädchen mit kongenitalem Klumpfuß beidseits. Bereits im Alter von neun Monaten erfolgte eine dorsale Arthrolyse rechts und eine dorsomediale Arthrolyse links mit Verlängerung der Achillessehne beidseits. Im Alter von sieben Jahren wurde erneut eine z‑förmige Achillessehnenverlängerung links durchgeführt. Aktuell wurde dabei klinisch wieder eine zunehmende Verkürzung der Achillessehne diagnostiziert. Die Patientin ist mit einer handwerklich gefertigten Sprunggelenkorthese für links versorgt; rechts ist aktuell keine Versorgung indiziert. Die Versorgung wird in Konfektionsschuhen genutzt.
In Abbildung 2 ist die plantare Druckverteilungsmessung am Beispiel dreier Maximaldruckbilder jeweils für den rechten und den linken Fuß dargestellt. Während sich rechts ein weitgehend unauffälliges Belastungsmuster zeigt, ist links das Belastungsmuster vor allem durch die reduzierte Belastung im Großzehenbereich und die reduzierte bzw. fehlende Fersenbelastung auffällig. Diese entsteht durch den regelmäßigen initialen Vorfußkontakt mit retrograder Abrollung, den die Patientin auf der Gangbahn zeigte. Je nach Ablenkung und Stimmung ist die Patientin in der Lage, die Ferse voll zu belasten, oder es wird ein reiner Vorfußgang mit fehlender Fersenbelastung beobachtet. Mit der Sprunggelenkorthese ist eine initiale und regelmäßige Fersenbelastung möglich (Abb. 3); es kommt zu einer deutlichen Angleichung an das plantare Belastungsmuster rechts.
Durch die normalisierte Fußabwicklung haben sich auch die kinematischen Gangparameter geändert. Abbildung 4 zeigt exemplarisch die Schrittlänge (cm) und die Fersenkontaktzeit (% des Gangzyklus) von insgesamt vier ausgewerteten Doppelschritten barfuß und mit Sprunggelenkorthese. Während barfuß in der Druckverteilungsmessung eine Schrittlängenasymmetrie berechnet wird, die aufgrund der fehlenden Fersenbelastung und der klumpfüßigen Fehlstellung des Fußes verstärkt wird, wird diese beim Gehen mit Sprunggelenkorthese deutlich reduziert. Auch die barfuß links deutlich verkürzte Fersenkontaktzeit normalisiert sich durch die nun korrekt durchgeführte Fußabwicklung.
Beispiel 2: Versorgung mit dynamischen Unterschenkel-orthesen (Abb. 5)
Es handelt sich um ein zum Zeitpunkt der Untersuchung neunjähriges Mädchen mit Spina bifida und funktionellem Spitz-Klumpfuß beidseits. Bislang erfolgte keine Operation der unteren Extremitäten. Die Patientin konnte barfuß mit drei Jahren frei laufen. Seit ihrem fünften Lebensjahr wird sie beidseits mit dynamischen Unterschenkelorthesen in Prepreg-Technik 9 versorgt.
Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für die klinische Analyse einer Video-Aufzeichnung nach Perry bzw. Götz-Neumann 10 11. Dargestellt ist die Gangphase des initialen Kontaktes barfuß und mit dynamischer Unterschenkelorthese für die linke Seite. Das kontralaterale Bein befindet sich in der terminalen Standphase. Am Barfuß-Bild deutlich zu erkennen ist die erhöhte Knieflexion links bei primärem Kontakt im lateralen Mittelfußbereich, die im weiteren Gangablauf (ohne Abbildung) zu einer fehlenden bzw. reduzierten Stoßdämpfung bei Lastübernahme führt. Rechts erkennt man in der terminalen Standphase eine erhöhte Dorsalextension im Sprunggelenk mit daraus resultierender verspäteter Fersenanhebung mit nur geringem Fersen-Boden-Abstand. Es zeigt sich somit eine reduzierte aktive Abstoßung, die hier auch zu einer verkürzten Schrittlänge führt. Diese Gangbildauffälligkeit zeigt sich in etwas reduzierter Form auch rechts. Zudem ist barfuß eine erhöhte Beckenvorneigung mit daraus resultierender Hyperlordose ersichtlich.
Mit angelegten dynamischen Unterschenkelorthesen in Konfektionsschuhen gelingt neben einem primären Fersenkontakt auch eine deutlich verbesserte Kniestreckung, sodass in der folgenden Phase der Lastübernahme auch eine Flexion des Kniegelenkes zur Stoßdämpfung möglich ist, die auch durchgeführt wird (ohne Abbildung). Die verbesserte Fersenanhebung rechts erleichtert die Vergrößerung der Schrittlänge. Ebenfalls ersichtlich sind die verbesserte Beckenaufrichtung und damit der Rückgang der Hyperlordose sowie eine verbesserte Kopfhaltung.
Beispiel 3: Versorgung mit einer Oberschenkelorthese (Abb. 7)
Der Patient ist ein zum Zeitpunkt der Untersuchung 17-jähriger Junge mit bilateraler Zerebralparese und Ehlers-Danlos-Syndrom. Beidseits besteht ein dekompensierter Pes planovalgus. Die Versorgung erfolgt beidseits mit einer handwerklich gefertigten Oberschenkelorthese, die aus Oberschenkelhülse, unilateralem Kniegelenk und dynamischer Unterschenkelorthese in Prepreg-Technik besteht.
Exemplarisch für eine vollständige 3D-Messung sind die Kniegelenk- und Hüftwinkel in der Sagittalebene barfuß (Abb. 8a u. b) und mit Hilfsmittel (Abb. 9a u. b) dargestellt. Beim Barfußgangbild ist das eingeschränkte Bewegungsausmaß der Gelenke über den gesamten Gangzyklus vor allem links besonders deutlich. Im Bereich des Kniegelenkes (Abb. 8a) fällt insbesondere die fehlende bzw. reduzierte Stoßdämpfung und die deutlich reduzierte Flexion in der initialen Schwungphase auf. Im Bereich der Hüftgelenke (Abb. 8b) ist die über den gesamten Gangzyklus deutlich erhöhte Flexion pathologisch. Das Gangbild ist zudem insgesamt kleinschrittig und auffallend breitbasig. Mit Orthesen wird das gesamte Gangbild flüssiger und dynamischer; Ganggeschwindigkeit und Schrittlänge nehmen deutlich zu, ebenso das gesamte Bewegungsausmaß der Gelenke. Die Spurbreite wird gleichzeitig erheblich reduziert. Im Bereich der Kniegelenke (Abb. 9a) zeigt sich beidseits eine deutlich verbesserte Stoßdämpfung und eine fast normwertige Knieflexion in der initialen Schwungphase. Im Bereich der Hüften (Abb. 9b) kommt es aufgrund der erhöhten Beckenvorneigung zwar auch mit Orthesen zu keiner nennenswerten Hyperextension, aber das Bewegungsausmaß erhöht sich, und die Symmetrie und der Gelenkwinkelverlauf sind zunehmend physiologisch.
Diskussion
Anhand dieser drei Beispiele soll exemplarisch gezeigt werden, dass ein geeignetes orthetisches Hilfsmittel das Gangbild bei neurologischen Erkrankungen bzw. bei Fußfehlstellungen positiv beeinflussen und in einer Weise verbessern kann, dass dadurch die Mobilität des Patienten gesteigert wird. Sprunggelenkorthesen zeigen nach den Erfahrungen der Verfasser die besten Ergebnisse bei Fußfehlstellungen, wenn ein Fuß noch gut korrigierbar ist und ein langer biomechanischer Hebel nicht benötigt wird. Insgesamt ist die Akzeptanz der „kurzen“ Orthesen meist deutlich größer, da eine höhere Versorgung in der Regel auch Einschränkungen der Beweglichkeit zur Folge haben kann.
Bei Patienten mit Spina bifida bzw. schlaffen Lähmungen hat sich in den Untersuchungen der Verfasser gezeigt, dass vor allem dynamische Unterschenkelorthesen in Prepreg-Technik deutliche Gangbildverbesserungen ermöglichen. Insbesondere haben diese Orthesen einen positiven Einfluss auf die Kniestreckung; durch die flexible Feder ist eine fast physiologische Fußabwicklung möglich. Auch ist bei diesen Patienten die Akzeptanz der Orthesen im Alltag äußerst hoch. Dies ist klinisch durch die starken Verschleiß- und Gebrauchsspuren der Orthesen nachvollziehbar.
Bei Patienten mit CP ist der Einfluss der Orthesen, insbesondere von dynamischen Unterschenkelorthesen, auf das Gangbild sehr unterschiedlich, sodass hier die individuelle ganzheitliche Betrachtung des Entwicklungsstatus und der jeweiligen Lebenssituation des Patienten zusätzlich zur Ganganalyse notwendig ist, um eine geeignete Versorgung zu ermitteln 12. Die Erfahrung zeigt, dass vor allem in der Pubertät orthetische Hilfsmittel häufig von den Patienten abgelehnt werden, wenn deren Vorteil subjektiv nicht ausreichend ist.
Auch konnte in der täglichen Arbeit mit den in der Neuroorthopädie vorgestellten Patienten beobachtet werden, dass die Ergebnisse der ganganalytischen Untersuchung nicht immer so eindeutig sind wie in den hier gezeigten Beispielen. Das kann bedeuten, dass die Orthesen tatsächlich keine wesentliche Verbesserung des Gangbildes und damit der Mobilität im Alltag darstellen. Es kann aber auch daran liegen, dass die Wirksamkeit der Orthesen sich nicht so sehr in einer Veränderung allein in der Darstellung z. B. der Gelenkwinkel niederschlägt, sondern sich vielmehr in einer Verbesserung im Alltag der Patienten durch ein erhöhtes Sicherheitsgefühl bemerkbar macht. Dies wird häufig beim Gehen auf unebenen Böden oder beim Überwinden von Hindernissen berichtet, was in der Laborsituation einer standardisierten Ganganalyse nicht messbar ist. Hier ist die intensive Auseinandersetzung mit dem Patienten und dem Team aus Verordner und Versorger wichtig, um über die Hilfsmittelauswahl zu entscheiden.
Eine Ganganalyse, ob klinisch oder apparativ, ist immer nur eine Momentaufnahme in einer Laborsituation. Kinder und Jugendliche sind sich der Beobachtung durch einen Arzt bzw. Therapeuten bewusst und zeigen nicht immer ihr Alltagsgangbild. Zudem ist im begrenzten Rahmen der ambulanten Vorstellung beim Kinderorthopäden die Beurteilung des Gangbildes nur ein Teilaspekt der Untersuchung und die zeitliche Dauer begrenzt. In der Regel kann bei einer Vorstellung im Ganglabor das Gangmuster der Patienten über einen etwas längeren Zeitraum beobachtet werden. So können unter anderem Variabilität und Veränderungen des Gangbildes z. B. bei Ermüdung oder Ablenkung besser dokumentiert werden. Die so erhaltenen Ergebnisse der Ganganalyse und der klinische Eindruck während der Messung werden im Team besprochen, sodass möglichst umfassende Kriterien zur orthetischen Hilfsmittelversorgung zur Verfügung stehen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Beurteilung von Gangbildveränderungen durch orthetische Hilfsmittel ist die Überlegung, ob eine Korrektur von „oben nach unten“, d. h. vom Kopf zum Fuß, oder eine Korrektur von „unten nach oben“, d. h. vom Fuß zum Kopf, erfolgen soll. Denn eine Veränderung der Fußstatik bzw. der Beweglichkeit im Sprunggelenk kann sich auf den ganzen Körper auswirken, wie am Beispiel der Spina bifida gezeigt werden konnte. Wenn das Einbrechen in die Dorsalextension bei Lastübernahme verhindert wird, kann dadurch eine Streckung im Kniegelenk erzielt werden, die bis zu einer verbesserten Oberkörperaufrichtung führen kann. Im Gegensatz dazu kann eine Stabilisierung im Rumpf (z. B. durch eine Mieder- oder Korsettversorgung) Auswirkungen auf tieferliegende Segmente haben. Die klinische und apparative Ganganalyse zur orthetischen Hilfsmittelversorgung ist daher ein sehr umfangreiches Konzept, bei dem vor allem die Individualität des Patienten beachtet werden muss.
Fazit
Durch geeignete individuelle orthetische Hilfsmittel können Gangbildverbesserungen erreicht werden, die Patienten eine vermehrte Mobilität und/oder Sicherheit in ihrem Alltag bieten. Eine apparative Ganganalyse, mit der diese Veränderungen objektiv erfasst und analysiert werden können, ist daher im SPZ Westmünsterland ein wesentlicher Bestandteil der Hilfsmittelverordnung geworden.
Für die Autoren:
Dr. rer. nat. Juliane Wühr
Ganganalyse – SPZ Westmünsterland
Christophorus-Kliniken GmbH
Standort Coesfeld
Südring 41
48653 Coesfeld
juliane.wuehr@christophorus-kliniken.de
Begutachteter Beitrag/reviewed paper
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- Dynamische Unterschenkelorthese in Prepreg-Technik nach Hafkemeyer – Konstruktionsmerkmale, Indikationen, Variationsmöglichkeiten — 3. April 2024
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- Wühr J. Wirksamkeitsnachweis der Hilfsmittelversorgung mittels Bewegungsanalyse. Orthopädie Technik, 2013; 64 (8): 24–29
- Wühr J, Tiemeyer K, Bosch K, Hafkemeyer U. Überprüfung der Wirksamkeit dynamischer Unterschenkelorthesen in Prepreg-Technik mittels 3D-Ganganalyse. Orthopädie Technik, 2015; 66 (12): 2–7
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