Pla­ne Vor­fuß­auf­la­ge zur Prä­ven­ti­on und The­ra­pie von Vorfußbeschwerden

Ein­lei­tung

Die Meta­tar­sal­gie (Mit­tel­fuß­schmer­zen) ist kei­ne Dia­gno­se, son­dern ein Sam­mel­be­griff für Beschwer­den, die im Bereich des Vor­fu­ßes auf­tre­ten, ins­be­son­de­re wenn er sich in einem Schuh befin­det. Der Fuß im Schuh benö­tigt für eine kor­rek­te Funk­ti­on einen pass­ge­rech­ten Raum, eine fuß­ge­rech­te Form und einen belast­ba­ren Unter­grund. Bei der Unter­su­chung von Kon­fek­ti­ons­schu­hen zei­gen sich aber oft­mals Pass­form­de­fi­zi­te im Vorfuß­bereich, die den Stand und die Schritt­abwicklung unphy­sio­lo­gisch beein­flus­sen. Zum Beispiel:

Anzei­ge

• Bei zu engem Vor­fuß­quar­tier wird der Fuß kom­pri­miert und die hori­zon­ta­le Aus­rich­tung der Meta­tar­sal­köpf­chen behindert.
• Bei einer zu spit­zen oder zu stark gerun­de­ten Form wird der Vor­fuß wie in eine spit­ze Tüte gescho­ben und dadurch die Zehen in eine Fehl­stel­lung gezwungen.
• Bei nach­gie­bi­gem und gerun­de­tem Unter­grund wird dem Bal­len kei­ne form­sta­bi­le Unter­la­ge zum Abstoß zur Ver­fü­gung gestellt (Abb. 1).

Die­se Bedin­gun­gen im Kon­fek­ti­ons­schuh ver­ur­sa­chen eine fal­sche Aus­rich­tung des Bal­len- und Zehen­be-rei­ches und kön­nen zu Beschwer­den füh­ren. Wäh­rend Stau­chung und Pferch­ung des Vor­fu­ßes als Ver­ur­sa­cher von Spreiz­fuß, Meta­tar­sal­gie und Hal­lux val­gus viel dis­ku­tiert wor­den sind, wird die soge­nann­te Bal­lig­keit im Schuh als wei­te­rer Ver­ur­sa­cher kaum beachtet.

Der Fuß leis­tet einen sehr wich­ti­gen Bei­trag zum Ver­ständ­nis des gesam­ten Hal­te- und Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes. Nach Tom Myers ¹ begin­nen alle gro­ßen Mus­kel­fas­zi­en­ver­läu­fe am Fuß oder umgrei­fen ihn. So beginnt zum Bei­spiel die soge­nann­te ober­fläch­li­che Rücken­li­nie an den Zehen und ver­läuft vom Bal­len über die Fuß­soh­le, sodann über Fer­se, Wade, Ober­schen­kel­rück­sei­te, Rücken und Nacken über den Kopf bis zu den Augen­brau­en. Sie rich­tet den Kör­per auf. Die Spi­ral­li­nie dage­gen zieht sich spi­ra­lig um den Kör­per und umfasst die ande­ren ana­to­mi­schen Mus­kel­fas­zi­en­zü­ge am Fuß (Abb. 2). Es ist leicht vor­stell­bar, dass Ver­än­de­run­gen oder Stö­run­gen im Fuß nicht nur dort, son­dern auch im Ver­lauf der Mus­kel­fas­zi­en­zü­ge zu Beschwer­den füh­ren kön­nen. So ist aus der ortho­pä­di­schen Pra­xis bekannt, dass durch fal­sche Belas­tung des Vor­fu­ßes nicht nur Meta­tar­sal­gi­en, son­dern auch Rücken­schmer­zen auf­tre­ten können.

Die Zehen­grund­ge­len­ke agie­ren im Vor­fuß­ge­fü­ge wie eine Ein­zel­rad­auf­hän­gung bei einem Fahr­zeug: Die Köp­fe der Mit­tel­fuß­kno­chen sind nicht über Gelen­ke unter­ein­an­der ver­bun­den, son­dern sie wer­den pas­siv über star­kes Bin­de­ge­we­be, fas­zia­le Struk­tu­ren und aktiv durch Mus­ku­la­tur ver­spannt, ins­be­son­de­re durch den que­ren Kopf des Mus­cu­lus adduc­tor hal­lu­cis. Alle ver­span­nen­den Ele­men­te des Bal­lens lie­gen unter­halb des Äqua­tors der Mit­tel­fuß­köpf­chen (Abb. 3). Beim Gang passt sich der Bal­len an den Boden an und zeigt bar­fü­ßig auf ebe­nem Boden ein typi­sches Belas­tungs­mus­ter: beim Auf­tref­fen einen hohen Druck­auf­bau an der Fer­se, beim Abstoß einen hohen Druck in der Mit­te des Bal­lens. Unter Beach­tung der ana­to­mi­schen Aus­ge­stal­tung kann sich die Bal­len­par­tie nach dor­sal wöl­ben; die Wöl­bung nach plant­ar wird dem­ge­gen­über von der Ana­to­mie begrenzt ².

Gren­zen der Ver­for­mung des Fußes

Mit einem Laser­scan­ner wur­de ermit­telt, wie stark das vor­de­re Quer­ge­fü­ge inver­tiert wer­den kann. Anhand der Vor­fuß­brei­te lässt sich des­sen pro­zen­tua­le Ver­for­mungs­fä­hig­keit ermit­teln. Im Mit­tel scheint sich der Vor­fuß um ca. 10 % der Vor­fuß­brei­te durch­bie­gen zu kön­nen. Hier­bei spie­len jedoch vie­le Fak­to­ren wie Gene­tik, Liga­men­te, Mus­keln, Trai­nings­zu­stand und Alter eine Rol­le. Bei einem jun­gen, trai­nier­ten Mann (Fuß­bal­ler) betrug bei­spiels­wei­se die Durch­bie­gungs­fä­hig­keit 6,8 mm und war damit wesent­lich gerin­ger als bei einem älte­ren Pro­ban­den von 70 Jah­ren, des­sen Vor­fuß sich 15 mm in die Bal­lig­keit aus­run­de­te, da bei ihm schon struk­tu­rel­le dege­ne­ra­ti­ve Ver­än­de­run­gen vor­han­den waren und die sta­bi­li­sie­ren­den Ele­men­te an Fes­tig­keit ver­lo­ren hatten.

An gebrauch­ten Schu­hen (Abb. 4) ³lässt sich die Vor­fuß­be­las­tung gut erken­nen: Ent­spre­chend der pedo­gra­fi­schen Mes­sung braucht sich die Soh­le im zen­tra­len Bal­len­be­reich auf, das Mate­ri­al für die Last­auf­nah­me unter dem Vor­fuß wird redu­ziert, und der Fuß kommt in eine Rin­ne zu lie­gen. Die­ser Effekt wird ver­stärkt, wenn in die­sen Bereich des Schuh­bo­dens wei­che Dämp­fungs­ma­te­ria­li­en ein­ge­bracht wer­den (Abb. 1).

Aber nicht nur gebrauch­te Schu­he zei­gen eine Hohl­le­gung des Ballen­bereiches, son­dern auch neue Schu­he sind im Bal­len­be­reich schon pri­mär gerun­det. So ergab eine com­pu­ter­to­mo­gra­fi­sche Unter­su­chung neu­er unbe­nutz­ter Schu­he ⁴, dass bei allen Exem­pla­ren der Bal­len­be­reich in sei­ner Mit­te tie­fer­ge­legt ist (Abb. 5).

Die Kon­tur des Schuh­un­ter­baus wird im Leis­ten fest­ge­legt. Ver­schie­de­ne Leis­ten unter­schied­li­cher Her­stel­ler wur­den dar­auf­hin ver­mes­sen. Kei­ner der unter­such­ten Leis­ten war eben, son­dern jeder wies eine Bal­lig­keit unter­schied­li­chen Aus­ma­ßes auf; die Bal­len­mit­te war bis zu 7 mm tie­fer­ge­legt (Abb. 6), bei gebrauch­ten Schu­hen konn­ten Aus­keh­lun­gen von über 10 mm gemes­sen werden.

Test­un­ter­la­gen wur­den ent­spre­chend den ermit­tel­ten Bal­lig­kei­ten aus­ge­schlif­fen und das Ver­hal­ten des Fußes com­pu­ter­to­mo­gra­fisch unter­sucht. Dabei zeig­te sich: Bei bal­li­gem Unter­grund dreht sich der media­le Strahl nach außen, und der Groß­ze­hen­strahl wird supi­niert. Die Meta­tar­sal­köpf­chen 2, 3 und 4 tre­ten tie­fer, und der Bal­len­be­reich run­det sich aus. Dage­gen steht beim pla­nen Unter­grund der media­le Strahl regel­recht pro­niert und das Groß­ze­hen­grund­ge­lenk in der Linie der Meta­tar­sa­li­a­köpf­chen (Abb. 7a u. b). Als pla­ner Unter­grund wur­de eine Plat­te aus gewell­tem Feder­stahl von 0,26 mm Dicke über die Ver­suchs­an­ord­nung gelegt und belas­tet. Die­se Plat­te ist in que­rer Rich­tung sta­bil, in Längs­rich­tung jedoch fle­xi­bel. Sie wur­de für wei­te­re Ver­su­che in Ein­la­gen und als Brand­soh­le in Schu­he ein­ge­baut ⁵.

Um das Ver­hal­ten des Fußes in der Schritt­ab­wick­lung zu ermit­teln, wur­de die aus­ge­schlif­fe­ne Test­rin­ne in Wür­fel geschnit­ten, geh­bar gemacht und der Druck­auf­bau im Bal­len­be­reich unter­sucht ⁶: Wäh­rend sich das Vor­fuß­ge­fü­ge auf ebe­nem, pla­nem Unter­grund abflacht und ein Druck im Bereich der Bal­len­mit­te ent­steht, ändert sich die Art des Druck­auf­baus im Vor­fuß bei defi­nier­ter bal­li­ger Unter­la­ge. In der Ter­mi­nal-Stance-Pha­se wird zwar im Klein- und Groß­ze­hen­be­reich Kon­takt auf­ge­nom­men, dann aber senkt sich das Vor­fuß­ge­fü­ge und nimmt zum Abdruck – trotz inver­tier­ten Bal­lens – in der Mit­te des Bal­lens Druck auf, um Kraft zur Vor­wärts­be­we­gung auf den Boden zu über­tra­gen. Dar­aus erge­ben sich fol­gen­de Überlegungen:

• Eine erzwun­ge­ne per­ma­nent gleich­för­mi­ge Ver­for­mung führt auf Dau­er zu einer Schä­di­gung der Fußstrukturen.
• Es ent­steht eine unnö­ti­ge zusätz­li­che Weg­stre­cke: z. B bei 5 mm Bal­lig­keit pro Boden­kon­takt (1 cm pro Dop­pel­schritt) erge­ben bei 10.000 Boden­kon­tak­ten 100 m.
• Ener­gie-Mehr­ver­brauch: Da der Fuß jeweils aus dem „Loch“ wie­der he­rausgeholt wer­den muss, ent­steht Ermüdung.
• Es ergibt sich eine län­ge­re Boden­reaktionszeit, da der Fuß erst absin­ken muss, um sich wie­der absto­ßen zu können.
• Sta­bi­li­tät im Vor­fuß geht ver­lo­ren, weil eine klei­ne­re Boden­kon­takt­flä­che pro­vo­ziert wird. Das führt zu Insta­bi­li­tät beim Stand und in der Bewegung.
• Die unphy­sio­lo­gi­sche Auf­la­ge­flä­che sorgt für eine unna­tür­li­che und damit grö­ße­re Belas­tung für den Fuß.
• Es ent­steht eine unde­fi­nier­te Auf­la­ge­flä­che für Fuß­bet­tun­gen bzw. ortho­pä­di­sche Einlagen.

Die Bal­lig­keit im Vor­fuß­be­reich von Leis­ten und Schu­hen steht im Wider­spruch zur Ana­to­mie des Fußes: Dem Vor­fuß steht im Kon­fek­ti­ons­schuh kei­ne ebe­ne und form­sta­bi­le Auf­la­ge­flä­che zur Ver­fü­gung. Die Köpf­chen der Meta­tar­sa­lia 2, 3 und 4 und die ent­spre­chen­den Zehen­grund­ge­len­ke sin­ken tie­fer; im Gegen­satz dazu wird der Groß­ze­hen­strahl ange­ho­ben sowie außen­ro­tiert und damit das pro­na­to­ri­sche Ein­dre­hen des media­len Strahls mit Tie­fer­le­gen des Groß­ze­hen­grund­ge­lenks ver­hin­dert – der Vor­fuß wird insta­bil. Das hat nega­ti­ve Aus­wir­kun­gen auf den Fuß – in Form einer Meta­tar­sal­gie — und beein­flusst den gan­zen Hal­te- und Bewe­gungs­ap­pa­rat im Sin­ne der kine­ti­schen Ket­te. Zwar kann sich der Fuß in der Bal­lig­keit defor­mie­ren – dafür ist er ja so beweg­lich aus­ge­stal­tet –, aber eine per­ma­nen­te Fehl­stel­lung in der Bal­lig­keit, zusätz­lich zum knap­pen Raum­an­ge­bot im Vor­fuß­quar­tier, führt zu einer Über­for­de­rung der sta­bi­li­sie­ren­den Struk­tu­ren, zu Meta­tar­sal­gi­en, zu Spreiz­fuß, Kral­len- und Ham­mer­ze­hen, zu einer Begüns­ti­gung des Hal­lux val­gus und zu einer nega­ti­ven Beein­flus­sung des gesam­ten Hal­te- und Bewegungsapparates.

Um das Inver­tie­ren zu ver­hin­dern, soll­te der Vor­fuß im Schuh auf einen ebe­nen Unter­grund gestellt wer­den, der wäh­rend der gesam­ten Tra­ge­zeit des Schuhs plan bleibt. Wird die Bal­lig­keit ent­fernt, muss das ent­fern­te Volu­men dem Leis­ten wie­der zurück­ge­ge­ben wer­den. Dadurch ver­än­dert sich bei glei­chem Volu­men die Geo­me­trie und damit auch der Umfang an den rele­van­ten Mess­punk­ten: er nimmt zu. Die­ses Volu­men muss umver­teilt wer­den, ent­we­der unter dem Leis­ten, an den Rän­dern und/oder auf den Leis­ten. Beim hier bespro­che­nen Ver­such wur­de ein Leis­ten umge­baut (Abb. 8a u. b); der neue Leis­ten erhielt dar­auf­hin einen gera­den Boden und eine optisch erkenn­ba­re Ver­än­de­rung. Die­se Leis­ten­form ermög­licht eine fuß­ge­rech­te bar­fuß­ähn­li­che Belas­tung im Schuh.

In einer ein­fach ver­blin­de­ten ran­do­mi­sier­ten Stu­die an 33 fuß­ge­sun­den Pro­ban­den ⁷wur­de unter­sucht, ob ein fes­ter pla­ner Unter­grund gegen­über einem nach­gie­bi­gen pla­nen Unter­grund zu einer Kom­fort­ein­bu­ße führt. Dazu erhiel­ten die Teil­neh­mer der Stu­die einen fabrik­neu­en Schuh (Snea­k­er, glei­ches Fabri­kat, glei­che Mach­art, glei­che Serie). Die dar­in vor­lie­gen­de Ein­le­ge­soh­le wur­de mit einer quer­stei­fen, längs­fle­xi­blen Feder­stahl-Ein­le­ge­soh­le im Cross­over-Ver­gleich getes­tet. Die Ein­le­ge­soh­len sahen iden­tisch aus, sodass optisch kein Unter­schied zu erken­nen war (Abb. 9a u. b). Wie zu erwar­ten, führ­te die Quer­aus­stei­fung zum glei­chen Druck in der Mit­te des Bal­lens wie beim Bar­fuß­gang über die Druck­mess­plat­te. Der Druck beim Gang mit der Ori­gi­nal-Ein­le­ge­soh­le war jedoch gegen­über dem Bar­fuß­gang auf­grund der bal­li­gen Ver­for­mung der Ein­le­ge­soh­le und der Lauf­soh­le – und damit auch des Vor­fu­ßes – redu­ziert. Die quer­stei­fe Feder­stahl­ein­la­ge führ­te nicht zu einer Beein­träch­ti­gung des Tra­ge­kom­forts, und die Pro­ban­den favo­ri­sier­ten den Schuh mit der quer­stei­fen Federstahleinlage.

Fazit

Um die funk­tio­nel­le Ein­heit Fuß/Schuh zuguns­ten des Fußes aus­zu­rich­ten, ist eine pla­ne Unter­la­ge für den Vor­fuß wich­tig. Das ist für alle Schuh­trä­ger jedes Alters sinn­voll, ins­be­son­de­re auch unter Berück­sich­ti­gung der demo­gra­fi­schen Ent­wick­lung in Euro­pa, die eine Über­al­te­rung der Gesell­schaft zeigt und damit auch eine Über­al­te­rung der Füße, die an ihre Leis­tungs­gren­ze gelangt sind. Um am gesell­schaft­li­chen Leben teil­ha­ben zu kön­nen, ist ein funk­tio­nie­ren­der Fuß jedoch unab­ding­bar. Es ist unzwei­fel­haft, dass ein Schuh­werk, das die Phy­sio­lo­gie des Fußes zu wenig berück­sich­tigt, die Lebens­qua­li­tät beein­träch­tigt und den Alte­rungs­pro­zess der Füße vor­an­treibt. Die Fol­gen lie­gen nahe: Knick-Senk­fuß, Spreiz­fuß und Meta­tar­sal­gie sind die häu­figs­ten kli­ni­schen Erschei­nungs­bil­der bei Fuß­de­for­mi­tä­ten. Ver­schie­de­ne Fak­to­ren wie Über­ge­wicht, Band­la­xi­tät und ins­be­son­de­re unge­eig­ne­tes Schuh­werk kön­nen die Aus­prä­gung von Fehl­stel­lun­gen ver­stär­ken und schließ­lich von einer fle­xi­blen in eine kon­trak­te Form mit sekun­dä­rer Ver­än­de­rung der Fuß­ske­lett-Ana­to­mie führen.

Unter Beach­tung die­ser Über­le­gun­gen soll­te ein Schuh die fol­gen­den For­de­run­gen erfül­len, um Meta­tar­sal­gi­en zu ver­mei­den: Er soll aus­rei­chend lang, aus­rei­chend breit und weit sein. Dar­über hin­aus soll er eine ana­to­misch ori­en­tier­te Spit­ze besit­zen und sich an die Dyna­mik des Fußes anpas­sen. Der Schuh soll­te Raum für eine Ein­le­ge­soh­le bzw. für Kor­rek­tu­ren zur Ver­fü­gung stel­len. Ins­be­son­de­re soll er eine pla­ne form­sta­bi­le Bal­len­par­tie besit­zen und die­se über die gesam­te Tra­ge­zeit des Schuhs erhal­ten, um dem Fuß einen kor­rek­ten belas­tungs­fä­hi­gen Unter­grund zu bieten.

Für die Autoren:
Dr. med. Nor­bert L. Becker
Priv. Insti­tut für ange­wand­te Bio­me­cha­nik Tübingen
Wil­helm­stra­ße 134, 72074 Tübingen
norbert.becker@uni-tübingen.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

1. Myers TW. Ana­to­my Trains: Myo­fas­zia­le Leit­bah­nen für Manu­al- und Bewe­gungs­the­ra­peu­ten. 2. Aufl. Mün­chen: Urban & Fischer, 2010
2. Becker N, Flick S, Obens T, Wei­ßer J. Grund­le­gen­des zum Ein­fluss einer quer­aus­stei­fen­den Ein­la­ge auf Fuß und Schuh. Ortho­pä­die-Schuh­tech­nik, 2014; 1: 22–28. https://www.ostechnik.de/images/stories/documents/becker_n_queraussteifende_einlage.pdf (Zugriff am 31.01.2018)
3. Becker N, Flick S, Obens T, Wei­ßer J. Grund­le­gen­des zum Ein­fluss einer quer­aus­stei­fen­den Ein­la­ge auf Fuß und Schuh. Ortho­pä­die-Schuh­tech­nik, 2014; 1: 22–28. https://www.ostechnik.de/images/stories/documents/becker_n_queraussteifende_einlage.pdf (Zugriff am 31.01.2018)
4. Becker N, Flick S, Obens T, Wei­ßer J. Grund­le­gen­des zum Ein­fluss einer quer­aus­stei­fen­den Ein­la­ge auf Fuß und Schuh. Ortho­pä­die-Schuh­tech­nik, 2014; 1: 22–28. https://www.ostechnik.de/images/stories/documents/becker_n_queraussteifende_einlage.pdf (Zugriff am 31.01.2018)
5. Becker N, Grau S, Obens T . Vor­fuß­de­for­mie­rung bei pla­nem und bal­li­gem Unter­grund. Ortho­pä­die-Schuh­tech­nik, 1994; 1: 20–23
6. Becker N, Grau S, Obens T . Vor­fuß­de­for­mie­rung bei pla­nem und bal­li­gem Unter­grund. Ortho­pä­die-Schuh­tech­nik, 1994; 1: 20–23
7. Becker N, Obens T, Weis­ser J, Flick D. Quer­sta­bi­li­tät im Kon­fek­ti­ons­schuh durch Feder­stahl­ein­la­gen: Eine pedo­ba­ro­gra­phi­sche Wir­kungs­stu­die mit Anwen­dungs­be­ob­ach­tung. Ortho­pä­de, 2014; 1:1–8