Über­prü­fung der Wirk­sam­keit dyna­mi­scher Unter­schen­kel­orthe­sen in Prep­reg-Tech­nik mit­tels 3‑D-Gang­ana­ly­se

J. Wühr, K. Tiemeyer, K. Bosch, U. Hafkemeyer
Im SPZ Westmünsterland (Standort Coesfeld) werden seit zwei Jahren dreidimensionale (3-D-) Bewegungsanalysen durchgeführt, um eine bestmögliche Versorgung gehfähiger Patienten zu gewährleisten. Werden dynamische Unterschenkelorthesen in Prepreg-Technik verordnet, können mit dieser Methode die Wirksamkeit und die Wirkweise dokumentiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass dynamische Unterschenkelorthesen bei schlaffen Lähmungen (z. B. bei Spina bifida) und bei unilateralen Cerebralparesen überwiegend gute Gangbildverbesserungen bewirken; bei spastischen Diparesen entscheidet häufig der Einzelfall.

Ein­lei­tung

Die Ver­ord­nung von Hilfs­mit­teln wie z. B. Ein­la­gen und Orthe­sen gehört zum All­tag der neu­ro­or­tho­pä­di­schen Sprech­stun­de des SPZ West­müns­ter­land. Im Jahr 2014 wur­den am Stand­ort Coes­feld ca. 1.700 Kin­der in die­ser Sprech­stun­de unter­sucht. In der Regel stel­len sich die Pati­en­ten am SPZ West­müns­ter­land min­des­tens zwei­mal pro Jahr zur ortho­pä­di­schen Ver­laufs­kon­trol­le vor; hin­zu kom­men sepa­ra­te Ter­mi­ne zur Hilfs­mit­tel­ab­nah­me, an denen die Ver­sor­gun­gen auf ihre Pass­ge­nau­ig­keit und Funk­ti­ons­ge­rech­tig­keit über­prüft wer­den. Bei geh­fä­hi­gen Kin­dern wird in der Regel an die­sem Ter­min auch eine appa­ra­ti­ve Gang­ana­ly­se durch­ge­führt. Die­se eng­ma­schi­gen Kon­trol­len sind erfor­der­lich, da sich im Wachs­tum u. a. die Hebel­ver­hält­nis­se ver­än­dern und sich der Bedarf an Hilfs­mit­teln bzw. The­ra­pien ver­än­dern kann. Nur so kann gewähr­leis­tet wer­den, dass es weder zu einer Unter- noch zu einer Über­ver­sor­gung kommt.

Eines der häu­figs­ten Krank­heits­bil­der, mit denen sich Pati­en­ten in der neu­ro­or­tho­pä­di­schen Sprech­stun­de vor­stel­len, ist die infan­ti­le Cere­bral­pa­re­se (ICP). Nach Nomen­kla­tur der WHO wird die Cere­bral­pa­re­se nicht mehr anhand des betrof­fe­nen Kör­per­teils beschrie­ben, son­dern je nach Schä­di­gungs­ort auf einer oder bei­den Hirn­he­mi­sphä­ren (uni- und bila­te­ral) klas­si­fi­ziert. Bei einer uni­la­te­ra­len Cere­bral­pa­re­se kommt es in der Peri­phe­rie zu einer spas­ti­schen Mono- oder Hemi­pa­re­se; bei einer bila­te­ra­len Cere­bral­pa­re­se kann es zu Di‑, Tri- oder Tetrapa­re­se kom­men, fer­ner zu Athe­to­se und Ata­xie 1.

Drei­di­men­sio­na­le Bewegungsanalyse

Eine drei­di­men­sio­na­le (3‑D-)Bewegungsanalyse bie­tet die Mög­lich­keit, den Kör­per in sei­ner Gesamt­heit oder Tei­le des Kör­pers (z. B. Kopf, Arm, Fuß, Bein) sowohl zeit­lich als auch räum­lich zu erfas­sen. Dies ermög­licht u. a., Gelenk­win­kel über den gesam­ten Gang­zy­klus detail­liert dar­zu­stel­len. Neben den Gelenk­win­keln wer­den auch wei­te­re kine­ma­ti­sche Para­me­ter (z. B. Schritt­län­ge und Stand­pha­sen­dau­er) auf­ge­zeich­net. Durch die Kom­bi­na­ti­on mit Kraft­mess­plat­ten kön­nen die auf die Gelen­ke wir­ken­den Kräf­te und Dreh­mo­men­te (Kine­tik) berech­net wer­den 2 3.

In der Kine­ma­tik wer­den die Gelenk­win­kel in allen drei Ebe­nen des Kör­pers erfasst; dies geschieht in einem kör­per­ei­ge­nen Koor­di­na­ten­sys­tem. Beschränkt man sich allein auf visu­el­le Dia­gnos­tik wie z. B. in der Video­do­ku­men­ta­ti­on, kann sich der Ein­druck der Gelenk­win­kel ver­fäl­schen, da der Pati­ent in der Sagit­tal­ebe­ne bei fest instal­lier­ter Kame­ra im Ver­lauf tan­gen­ti­al auf­ge­nom­men wird. Allein die drei­di­men­sio­na­le Bewe­gungs­ana­ly­se ermög­licht es, den Pati­en­ten im gesam­ten Ver­lauf stets in allen drei Ebe­nen zu erfassen.

In der Sagit­tal­ebe­ne wer­den u. a. die Gelenk­win­kel des Knies und der Hüf­te erfasst; dies ermög­licht z. B., Streck­de­fi­zi­te und ihre even­tu­el­len Aus­gleichs­be­we­gun­gen zu detek­tie­ren. In der Fron­tal­ebe­ne kann durch Betrach­tung der kine­ma­ti­schen Daten z. B. das Auf­tre­ten eines Tren­delen­burg- und Duchen­ne-Hin­kens sehr gut erkannt wer­den, des Wei­te­ren, ob eine Glied­ma­ße ab- oder addu­ziert wird. In der Trans­ver­sal­ebe­ne ist gut erkenn­bar, ob es in einem Gelenk zu Innen- oder Außen­ro­ta­ti­on kommt und ob eine Kör­per­hälf­te füh­rend ist.

Das 3‑D-Gang­la­bor im SPZ Westmünsterland

Im SPZ West­müns­ter­land wird für die 3‑D-Bewe­gungs­ana­ly­se ein Sys­tem der Fir­ma Vicon mit zehn Boni­ta-10-Kame­ras, zwei Boni­ta-Video­ka­me­ras zur Video­do­ku­men­ta­ti­on sowie zwei Amti-Kraft­mess­plat­ten genutzt. Die Mes­sun­gen erfol­gen meist im Rah­men der Hilfs­mit­tel­ab­nah­me, um die Wirk­sam­keit der ver­ord­ne­ten Orthe­sen bzw. Ein­la­gen nach­zu­wei­sen 4. Dabei wird zunächst das Bar­fuß­gang­bild doku­men­tiert, im Anschluss erfolgt die Mes­sung mit Orthe­sen. Die Mar­ker­plat­zie­rung erfolgt nach dem Plugin-Gait-Modell (Full Body Model; Vicon Nexus 1.8). Wird mit Schu­hen und Orthese(n) gemes­sen, wer­den die Mar­ker des Fußes auf den Schuh über­tra­gen. In weni­gen Fäl­len kann es not­wen­dig sein, den Knie­mar­ker auf den Orthe­sen­rand zu kle­ben; auch hier wird der Knie­dreh­punkt im Stand auf die Orthe­se pro­ji­ziert. Nach Mög­lich­keit wird jedoch der Knie­mar­ker, wie auch alle ande­ren Mar­ker außer denen des Fußes, unver­än­dert gelas­sen, um eine größt­mög­li­che Ver­gleich­bar­keit zu erzie­len. Aus­wer­tung und Erstel­lung der Gra­fi­ken erfol­gen mit Vicon Poly­gon 4.0.

In den ver­gan­ge­nen zwei Jah­ren wur­den 126 3‑D-Bewe­gungs­ana­ly­sen an 106 Kin­dern durch­ge­führt. 64 der 126 unter­such­ten Kin­der sind mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen ver­sorgt. Die Indi­ka­ti­on für die Orthe­sen­ver­sor­gung wur­de am häu­figs­ten auf­grund einer Cere­bral­pa­re­se (ins­ge­samt 51, 29 davon uni­la­te­ral, 22 bila­te­ral), in sechs Fäl­len wegen Spi­na bifi­da gestellt. Sie­ben Kin­der wie­sen ande­re Erkran­kun­gen auf. Das Alter bei Erst­un­ter­su­chung lag im Mit­tel bei 12,0 Jahren.

Gang­bild­auf­fäl­lig­kei­ten bei ICP

Bei der ICP kommt es auf­grund ange­bo­re­ner oder erwor­be­ner zere­bra­ler Läsio­nen zu einer Ver­än­de­rung des Mus­kel­to­nus‘ mit Aus­wir­kun­gen auf die gesam­te Moto­rik und damit auf das Gang­bild des Betrof­fe­nen. Unter­schie­den wer­den hier­bei neu­ro­lo­gi­sche von bio­me­cha­ni­schen Fak­to­ren, die sich jedoch wech­sel­sei­tig beein­flus­sen kön­nen 5. Neu­ro­lo­gi­sche Fak­to­ren sind bei­spiels­wei­se ein erhöh­ter Mus­kel­to­nus bei oft gleich­zei­ti­ger Schwä­che bestimm­ter Mus­kel­grup­pen, des Wei­te­ren Koor­di­na­ti­ons- und Gleich­ge­wichts­stö­run­gen. Zu den bio­me­cha­ni­schen Fak­to­ren zäh­len z. B. über­lan­ge Seh­nen, Gelenk- und Mus­kel­kon­trak­tu­ren (oft als Fol­ge der o. g. neu­ro­lo­gi­schen Fak­to­ren) und Ver­än­de­run­gen der Hebelarme.

Typi­scher­wei­se ist das Bewe­gungs­mus­ter von Pati­en­ten mit ICP gekenn­zeich­net durch eine Spas­tik bestimm­ter Mus­kel­grup­pen, wel­che u. a. schnel­le Bewe­gun­gen hemmt. Wei­ter­hin sind funk­tio­nel­le und/oder struk­tu­rel­le Gelenk­kon­trak­tu­ren in Kom­bi­na­ti­on mit Streck­de­fi­zi­ten häu­fig zu beob­ach­ten. Das Gang­bild ist daher häu­fig gekenn­zeich­net durch einen Spitz­fuß­gang mit erhöh­ter Knie- und Hüft­fle­xi­on über den gesam­ten Gang­zy­klus. Eine redu­zier­te Hyper­ex­ten­si­on der Hüf­te muss dabei nicht auf ein struk­tu­rel­les Streck­de­fi­zit der­sel­ben hin­deu­ten; es kann als kom­pen­sa­to­ri­sche Bewe­gung ent­ste­hen, wenn durch ein Streck­de­fi­zit im Knie­ge­lenk der Ober­kör­per ver­stärkt vor­ge­neigt wird, um aus­rei­chend Sta­bi­li­tät zu bekom­men 6.

Die Spas­tik kann durch Emo­tio­nen wei­ter ver­stärkt wer­den, bei­spiels­wei­se durch Stress, wel­cher u. a. bei unsi­che­rer Hal­tung auf­kommt. So wird ein Teu­fels­kreis geschaf­fen, da die erhöh­te Spas­tik die Gelenk­kon­trak­tur ver­stär­ken kann und die bio­me­cha­ni­schen Vor­aus­set­zun­gen für einen sta­bi­len Stand bzw. Gang immer weni­ger gewähr­leis­tet sind. Bekommt der Pati­ent eine dyna­mi­sche Unter­schen­kel­orthe­se, gelingt in den meis­ten Fäl­len ein pri­mä­rer Fer­sen­kon­takt. Einer über­mä­ßi­gen Fle­xi­on der Knie- und Hüft­ge­len­ke wäh­rend der Stand­pha­se wird ent­ge­gen­ge­wirkt; das Gang­bild wird sta­bi­li­siert und ver­ti­ka­li­siert. Des Wei­te­ren wird es öko­no­mi­siert, denn der Kau­er­gang führt durch sei­ne ungüns­ti­gen und hohen auf die Gelen­ke wir­ken­den Momen­te zu einem ver­mehr­ten Ener­gie­ver­brauch 7.

Gang­bild­auf­fäl­lig­kei­ten bei Spi­na bifida

Je nach Läsi­ons­ni­veau kommt es bei der Spi­na bifi­da zu sym­me­tri­schen oder asym­me­tri­schen moto­ri­schen und sen­si­blen Stö­run­gen, wobei die sen­si­blen Defi­zi­te meis­tens zwei Seg­men­te tie­fer lie­gen als die moto­ri­schen 8. Die Aus­prä­gun­gen der Bewe­gungs­stö­run­gen bei Spi­na bifi­da sind sehr ver­schie­den, zum einen wegen der unter­schied­li­chen Läsi­ons­hö­he des jewei­li­gen Pati­en­ten, zum ande­ren auf­grund der unter­schied­lich guten Anpas­sungs- und Kom­pen­sa­ti­ons­fä­hig­keit. Eine ver­früh­te Aus­sa­ge zur Geh­fä­hig­keit des betrof­fe­nen Kin­des soll­te daher ver­mie­den wer­den; den­noch ist eine Läsi­on ab L3 oder höher wegen der damit ver­bun­de­nen ein­ge­schränk­ten Funk­ti­on des M. quadri­ceps ein nega­ti­ver Prä­dik­tor für eine spä­te­re mög­li­che Gehfähigkeit.

Das Gang­bild bei Spi­na bifi­da ist übli­cher­wei­se gekenn­zeich­net durch eine schlaf­fe Läh­mung der unte­ren Extre­mi­tä­ten, d. h., der Fuß­auf­satz erfolgt ent­we­der voll­flä­chig oder pri­mär mit dem Vor­fuß. Des Wei­te­ren kommt es häu­fig zu Tren­delen­burg- und Duchen­ne-Hin­ken. Am Knie lässt sich eine erhöh­te Fle­xi­on in der Stand­pha­se beob­ach­ten; die maxi­ma­le Fle­xi­on in der Schwung­pha­se ist hin­ge­gen meist redu­ziert. Am Hüft­ge­lenk ist die Hyper­ex­ten­si­on ein­ge­schränkt und zuguns­ten einer erhöh­ten Fle­xi­on ver­scho­ben. Alle Effek­te sind umso stär­ker aus­ge­prägt, je höher sich das Läsi­ons­ni­veau an der Wir­bel­säu­le befindet.

Dyna­mi­sche Unter­schen­kel­orthe­sen in Prepreg-Technik

Mit Hil­fe der Prep­reg-Tech­nik aus Car­bon ist es inzwi­schen mög­lich, hoch­dy­na­mi­sche und vor allem ultra­leich­te Orthe­sen her­zu­stel­len (Abb. 5). Die hier unter­such­ten dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen in Prep­reg-Tech­nik wer­den indi­vi­du­ell für den ein­zel­nen Pati­en­ten gefer­tigt und bestehen aus einer voll­kon­tak­ti­gen Fuß­fas­sung (meist Poly­pro­py­len), die eine ana­to­mi­sche Kor­rek­tur des Fußes auch unter Belas­tung gewähr­leis­tet. Die Füh­rung der Prep­reg-Feder ver­läuft von der Plan­t­ar­sei­te des Fußes der Ana­to­mie der Fer­se fol­gend dor­sal am Unter­schen­kel ent­lang und endet in einer tibia­len Kon­dy­len­an­stüt­zung. Der Ein­satz einer sol­chen Feder ermög­licht es, auf zusätz­li­che Knö­chel­ge­len­ke zu ver­zich­ten, sodass in der Regel die­se Orthe­sen auf­grund der schlan­ken Aus­füh­rung in kon­fek­tio­nier­tem Schuh­werk getra­gen wer­den kön­nen. Je nach Fer­ti­gungs­wei­se kon­trol­liert die Feder durch ihre Stei­fig­keit unter­schied­lich stark das Bewe­gungs­aus­maß der Dorsalextension/Plantarflexion im Sprung­ge­lenk. Im Gegen­satz zu vor­kon­fek­tio­nier­ten Federn kann durch die hand­werk­lich gefer­tig­te Feder der Fer­sen­auf­bau redu­ziert wer­den 9.

Mit Hil­fe die­ser Orthe­sen soll bei den oben vor­ge­stell­ten Pati­en­ten zum einen die not­wen­di­ge Kor­rek­tur des Rück­fu­ßes über den lan­gen Hebel sicher­ge­stellt wer­den, zum ande­ren ermög­li­chen die Orthe­sen eine Hem­mung der Plan­t­ar­fle­xi­on in der Schwung­pha­se, was zu einem pri­mä­ren Fer­sen­kon­takt füh­ren soll. In der mitt­le­ren Stand­pha­se wirkt die dor­sa­le Feder exten­die­rend auf das Knie­ge­lenk, dies bewirkt gleich­zei­tig auch eine Stre­ckung der Hüf­te. Das Gang­bild wird somit sta­bi­li­siert und vertikalisiert.

Ergeb­nis­se ICP

Für die uni­la­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se wur­de exem­pla­risch ein Pati­ent mit einem (wie oben beschrie­be­nen) typi­schen Gang­bild aus­ge­wählt. Die­ser Pati­ent (Pati­ent 1) ist ein zum Unter­su­chungs­zeit­punkt 15-jäh­ri­ger Jun­ge mit spas­ti­scher Hemi­pa­re­se und Spitz­fuß rechts, der zuletzt 2013 ope­ra­tiv behan­delt wurde.

Für die bila­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se wur­den zwei Kin­der aus­ge­wählt, die ein typi­sches, jedoch unter­schied­li­ches Gang­mus­ter auf­wei­sen. Bei Pati­ent 2 han­delt es sich um ein zum Unter­su­chungs­zeit­punkt 8‑jähriges Mäd­chen mit links­be­ton­ter spas­ti­scher Diple­gie. Es besteht ein funk­tio­nel­ler Spitz­fuß, der links stär­ker aus­ge­prägt ist als rechts, beid­seits mit einer zusätz­li­chen Pes-pla­no­val­gus­Kom­po­nen­te. Pati­ent 3 ist zum Unter­su­chungs­zeit­punkt 7 Jah­re alt; es besteht eine rechts­be­ton­te spas­ti­sche Tetraparese.

Im Fol­gen­den wird das Gang­bild der Pati­en­ten exem­pla­risch anhand der Gelenk­win­kel der Knie­ge­len­ke sowie der Sprung­ge­len­ke in der Sagit­tal­ebe­ne betrachtet.

In Abbil­dung 1a und b sind die Knie­win­kel von Pati­ent 1 (uni­la­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se) über einen Gang­zy­klus dar­ge­stellt. Fünf Mess­rei­hen wur­den dabei zu einem Mit­tel­wert und der zuge­hö­ri­gen Stan­dard­ab­wei­chung zusam­men­ge­fasst. Die senk­rech­ten Stri­che bezeich­nen das jewei­li­ge Ende der Standphase.

Das Bar­fuß­gang­bild ist in Abbil­dung 1a dar­ge­stellt. Man erkennt ein deut­lich asym­me­tri­sches Gang­mus­ter. Auf der hemi­pa­re­ti­schen Sei­te (rechts) ist die Kniefle­xi­on bei Last­über­nah­me redu­ziert, wie auch in der initia­len Schwung­pha­se. Die Stand­pha­sen­dau­er ist rechts eben­falls kür­zer als links. Beim Gehen mit der dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­se (sie­he Abb. 1b) kommt es zu einer deut­lich ver­bes­ser­ten Gang­sym­me­trie. Rechts wird eine stär­ke­re Kniefle­xi­on zur Stoß­dämp­fung sowie eine ver­bes­ser­te Kniefle­xi­on in der initia­len Schwung­pha­se gemessen.

Abbil­dung 1c zeigt den Sprung­ge­lenk­win­kel bds. bar­fuß, Abbil­dung 1d mit Orthe­se rechts. Bar­fuß erfolgt rechts ein pri­mä­rer Vor­fuß­kon­takt; dies zeigt sich in der Dar­stel­lung des Sprung­ge­lenk­win­kels an der Plan­t­ar­fle­xi­on beim initia­len Kon­takt und bei Last­über­nah­me (0–10 % des Gang­zy­klus‘). Eben­falls erkenn­bar ist eine Plan­t­ar­fle­xi­on in der mitt­le­ren und ter­mi­na­len Schwung­pha­se. Mit Orthe­se zeigt der Pati­ent einen pri­mä­ren Fer­sen­kon­takt (Dor­salex­ten­si­on im Sprung­ge­lenk beim initia­len Kon­takt); es wird im Anschluss bei Last­über­nah­me eine phy­sio­lo­gi­sche Plan­t­ar­fle­xi­on durch­ge­führt. Im wei­te­ren Ver­lauf kommt es zu einer Dor­salex­ten­si­on, die aller­dings in der ter­mi­na­len Stand­pha­se erhöht ist und dabei sogar grö­ßer aus­fällt als auf der kon­tralate­ra­len Sei­te. In der Schwung­pha­se wird das Sprung­ge­lenk durch die Orthe­se in Dor­salex­ten­si­on gehal­ten. Die dyna­mi­sche Orthe­se bie­tet somit umfang­rei­che Bewe­gungs­mög­lich­kei­ten in der Stand­pha­se, ohne die not­wen­di­ge Kor­rek­tur zu vernachlässigen.

Pati­ent 2 (bila­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se) zeigt bar­fuß ein Gang­bild mit deut­lich erhöh­ter initia­ler Kniefle­xi­on (Abb. 2a). Es wird kei­ne (wei­te­re) Kniefle­xi­on zur Stoß­dämp­fung bei Last­über­nah­me gemes­sen; es kommt wei­ter­hin zu einer deut­lich ver­früh­ten und teil­wei­se erhöh­ten Knie(hyper)extension in der mitt­le­ren Stand­pha­se. Mit Orthe­sen (Abb. 2b) ver­än­dern sich die Knie­win­kel nur unwe­sent­lich. Es wird wei­ter­hin eine erhöh­te initia­le Kniefle­xi­on gemes­sen, zusätz­lich kommt es zu einer leich­ten Fle­xi­on für die Stoßdämpfung.

Das Gang­bild von Pati­ent 3 (eben­falls bila­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se) ent­spricht dem häu­fig anzu­tref­fen­den oben beschrie­be­nen Kau­er­gang mit erhöh­ter Kniefle­xi­on über den gesam­ten Gang­zy­klus und feh­len­der Exten­si­on in der mitt­le­ren Stand­pha­se (Abb. 3a). Auch mit Orthe­sen wer­den die Knie­win­kel wie­der nur unwe­sent­lich beein­flusst (Abb. 3b). Exem­pla­risch für bei­de Pati­en­ten mit bila­te­ra­ler Cere­bral­pa­re­se zei­gen die Abbil­dun­gen 3c und d die Wir­kung der dyna­mi­schen Orthe­sen am Sprung­ge­lenk bei Pati­ent 3. Wäh­rend es bar­fuß (Abb. 3c) zu einer ver­mehr­ten Dor­salex­ten­si­on bei Last­über­nah­me kommt, wird neben einer ver­früh­ten Fer­sen­an­he­bung (redu­zier­te Dor­salex­ten­si­on in der ter­mi­na­len Stand­pha­se) eine deut­lich ver­mehr­te Plan­t­ar­fle­xi­on vor allem rechts in der Vor­schwung­pha­se gemes­sen. Mit den dyna­mi­schen Orthe­sen (Abb. 3d) wer­den die Sprung­ge­len­ke bds. in Dor­salex­ten­si­on gehal­ten. Im Gegen­satz zu dem Pati­en­ten mit uni­la­te­ra­ler Cere­bral­pa­re­se (sie­he Abb. 1c) wird das Poten­zi­al (sprich die Dyna­mik) der Orthe­sen nicht aus­ge­nutzt. Es bleibt bei einer rela­tiv kon­stan­ten Dor­salex­ten­si­on, die nur bei Last­über­nah­me ver­stärkt wird.

Ergeb­nis­se Spi­na bifida

Bei Pati­en­ten mit Spi­na bifi­da zei­gen die Unter­su­chun­gen meist deut­li­che Gang­bild­ver­bes­se­run­gen durch die Orthe­sen. Pati­ent 4 ist ein zum Unter­su­chungs­zeit­punkt 6‑jähriges Mäd­chen mit Spi­na bifi­da, Läsi­ons­hö­he L4/L5. Es besteht bds. ein funk­tio­nel­ler Spitz-Klump­fuß, der links stär­ker aus­ge­prägt ist als rechts.

In Abbil­dung 4a zeigt sich im Bar­fuß­gang eine deut­lich erhöh­te initia­le Kniefle­xi­on mit anschlie­ßen­der gerin­ger Fle­xi­on zur Stoß­dämp­fung. Mit Orthe­sen (Abb. 4b) erkennt man eine deut­li­che Ver­bes­se­rung des Gang­bil­des; z. B. wird die erhöh­te Kniefle­xi­on beim initia­len Kon­takt deut­lich redu­ziert. Es zeigt sich wei­ter­hin eine gute, wenn auch noch erhöh­te Kniefle­xi­on zur Stoß­dämp­fung. Anhand der Sprung­ge­lenk­win­kel (Abb. 4c u. d) lässt sich eben­falls die Wirk­sam­keit der Orthe­sen im Gang­ab­lauf gut nach­voll­zie­hen. Aus dem pri­mä­ren Vor­fuß­kon­takt mit leich­ter Plan­t­ar­fle­xi­on beim initia­len Kon­takt sowie deut­lich erhöh­ter Dor­salex­ten­si­on bei Last­über­nah­me (Abb. 4c) wird ein pri­mä­rer Fer­sen­kon­takt in Dor­salex­ten­si­on mit anschlie­ßen­der Plan­t­ar­fle­xi­ons­be­we­gung sowie redu­zier­ter Dor­salex­ten­si­on bei Last­über­nah­me (Abb. 4d); im Ver­gleich zu bar­fuß ist die Dor­salex­ten­si­on mit Schu­hen und Orthe­sen zwar redu­ziert wor­den, bleibt ins­ge­samt jedoch erhöht (ins­be­son­de­re rechts). In der ter­mi­na­len Stand­pha­se ist die Dor­salex­ten­si­on im Sprung­ge­lenk sowohl bar­fuß als auch mit Orthe­sen wei­ter­hin teils deut­lich erhöht. Wäh­rend es in der Schwung­pha­se bar­fuß wie­der zu einer Plan­t­ar­fle­xi­on des Sprung­ge­len­kes kommt, wird die­ses mit Orthe­sen in Dor­salex­ten­si­on gehalten.

Dis­kus­si­on

Die Pati­en­ten 1 bis 4 wur­den exem­pla­risch für typi­sche Gang­bil­der bei uni- und bila­te­ra­ler Cere­bral­pa­re­se sowie Spi­na bifi­da aus­ge­wählt. Wäh­rend die Gang­mus­ter für uni­la­te­ra­le Cere­bral­pa­re­se (Pati­ent 1) und Spi­na bifi­da (Pati­ent 4) reprä­sen­ta­tiv sind, zeigt sich bei der bila­te­ra­len Cere­bral­pa­re­se durch unter­schied­li­che Kom­pen­sa­ti­ons­me­cha­nis­men ein dif­fe­ren­zier­te­res Bild, daher wur­den hier zwei Bei­spie­le her­an­ge­zo­gen (Pati­en­ten 2 und 3).

Bei Pati­en­ten mit uni­la­te­ra­ler Cere­bral­pa­re­se (Pati­ent 1, Hemi­pa­re­se rechts) kann die Wirk­sam­keit der dyna­mi­schen Orthe­se bestä­tigt wer­den. Es ist jedoch ersicht­lich, dass in die­sem indi­vi­du­el­len Fall die Feder­stär­ke erhöht wer­den kann, um die deut­li­che Plan­t­ar­fle­xi­on bei Last­über­nah­me sowie die erhöh­te Dor­salex­ten­si­on in der ter­mi­na­len Stand­pha­se (sie­he Abb. 1c) zu redu­zie­ren und damit auch den Zeit­punkt der ver­spä­te­ten Fer­sen­an­he­bung zu optimieren.

Bei den Pati­en­ten mit bila­te­ra­ler Cere­bral­pa­re­se (Pati­en­ten 2 und 3) waren die Ergeb­nis­se in Bezug auf Knie- und Sprung­ge­lenk­win­kel ähn­lich; unter Ein­be­zug wei­te­rer Gang­pa­ra­me­ter sowie auch der per­sön­li­chen Kon­text­fak­to­ren wur­den jedoch unter­schied­li­che Kon­se­quen­zen gezogen.

Pati­ent 2 (links­be­ton­te spas­ti­sche Diple­gie) zeig­te ins­ge­samt kei­ne wesent­li­chen Gang­bild­ver­bes­se­run­gen unter Nut­zung der dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen. Da sich auch die statomo­to­ri­schen Mög­lich­kei­ten der Pati­en­tin ver­bes­sert hat­ten, wur­de sie im spä­te­ren Behand­lungs­ver­lauf auf eine Ver­sor­gung mit Sprung­ge­lenk­orthe­sen umgestellt.

Pati­ent 3 (rechts­be­ton­te spas­ti­sche Tetrapa­re­se) ist ein typi­sches Bei­spiel, bei dem zwar eine wesent­li­che Gang­bild­ver­bes­se­rung aus­ge­blie­ben ist, das Gang­bild aber ins­ge­samt deut­lich sta­bi­ler wur­de und sich vor allem die Gangspur­pa­ra­me­ter wie Schritt­län­ge und Gang­ge­schwin­dig­keit mit Orthe­sen deut­lich erhöht haben. In die­sem Fall wur­de die Indi­ka­ti­on für eine Ver­sor­gung mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen in Prep­reg-Tech­nik bestätigt.

Bei Pati­en­ten mit Spi­na bifi­da konn­te anhand von Pati­ent 4 gezeigt wer­den, dass sie i. d. R. von die­ser spe­zi­el­len Orthe­sen­ver­sor­gung pro­fi­tie­ren. Mit Hil­fe der 3‑D-Bewe­gungs­ana­ly­se konn­te nicht nur die Wirk­sam­keit nach­ge­wie­sen wer­den, son­dern es gab dar­über hin­aus noch Hin­wei­se auf eine not­wen­di­ge Modi­fi­ka­ti­on. So wur­de auch bei die­ser Pati­en­tin ersicht­lich, dass die Feder­stär­ke der Orthe­se erhöht wer­den muss, um die erhöh­te Dor­salex­ten­si­on bei Last­über­nah­me zu redu­zie­ren und damit auf die Kniefle­xi­on ein­wir­ken zu können.

Anhand der Bei­spie­le der Pati­en­ten 1 und 4 kann man an den Sprung­ge­lenk­win­keln (Abb. 1c und 4c/d) nach­voll­zie­hen, wel­che Bewe­gung eine dyna­mi­sche Unter­schen­kel­orthe­se in Prep­reg-Tech­nik zulässt, ohne dabei gleich­zei­tig not­wen­di­ge Kor­rek­tu­ren ein­zu­schrän­ken. Am Bei­spiel der Pati­en­tin 4 mit Spi­na bifi­da hät­te die Bewe­gung im Sprung­ge­lenk im Gegen­teil sogar stär­ker ein­ge­schränkt wer­den kön­nen. Im All­tag des SPZ hat sich gezeigt, dass ins­be­son­de­re Pati­en­ten mit einer uni­la­te­ra­len Cere­bral­pa­re­se oder mit schlaf­fen Läh­mun­gen wie bei einer Spi­na bifi­da das Poten­zi­al die­ser Orthe­sen­ver­sor­gung sehr gut aus­nut­zen und umset­zen können.

Bei Pati­en­ten mit spas­ti­schen Diple­gi­en ist der Nut­zen der dyna­mi­schen Orthe­sen­ver­sor­gung oft nicht so deut­lich erkenn­bar. Die Grün­de hier­für sind viel­fäl­tig: Mit zuneh­men­der beid­sei­ti­ger Spas­tik kommt es ver­mehrt zu einer Spitz­fuß­stel­lung; auch Streck­de­fi­zi­te in Hüft- und Knie­ge­len­ken füh­ren zu einer Ver­schlech­te­rung des Gang­bil­des, das auch mit einer Orthe­sen­ver­sor­gung nur ein­ge­schränkt ver­än­dert wer­den kann.

Hier sind wei­te­re Fak­to­ren wich­tig, um die Wirk­sam­keit eines Hilfs­mit­tels im All­tag beur­tei­len zu kön­nen. Dies sind u. a. Gangsta­bi­li­tät, das Sicher­heits­ge­fühl und natür­lich auch die Kor­rek­tur eines funk­tio­nel­len Spitz­fu­ßes, der sich ohne Orthe­sen­ver­sor­gung zuneh­mend ver­schlech­tern kann.

Bei jeder Bewe­gungs­ana­ly­se müs­sen selbst­ver­ständ­lich alle Ein­flüs­se und Kon­text­fak­to­ren berück­sich­tigt wer­den, die sich auf das Gang­bild aus­wir­ken kön­nen. Gera­de bei Mes­sun­gen mit Kin­dern spie­len Aus­dau­er und Moti­va­ti­on eine gro­ße Rol­le, um aus­sa­ge­kräf­ti­ge Mes­sun­gen zu erhal­ten. Spe­zi­ell bei 3‑D-Mes­sun­gen müs­sen die Pati­en­ten eine aus­rei­chen­de Geduld mit­brin­gen, da z. B. die kor­rek­te Mar­ker­plat­zie­rung sehr zeit­in­ten­siv ist. Aus die­sen Grün­den wird auch jede 3‑D-Mes­sung im Gang­la­bor des SPZ West­müns­ter­land zusätz­lich mit einer Video­ana­ly­se von fron­tal und sagit­tal kli­nisch überprüft.

Fazit

Mit Hil­fe der 3‑D-Bewe­gungs­ana­ly­se konn­te gezeigt wer­den, dass bei Kin­dern mit uni­la­te­ra­len Cere­bral­pa­re­sen die Ver­sor­gung mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen in Prep­reg-Tech­nik in den meis­ten Fäl­len zu einer deut­li­chen Ver­bes­se­rung des Gang­bil­des und damit auch der Gangsta­bi­li­tät führt. Bei bila­te­ra­len Cere­bral­pa­re­sen zeigt die Ver­sor­gung mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen dif­fe­ren­zier­te­re Ergeb­nis­se. Hier wur­den ver­mehrt kei­ne oder nur gering­fü­gi­ge Gang­bild­ver­bes­se­run­gen beob­ach­tet. Eine Ver­sor­gung mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen kann den­noch im Indi­vi­du­al­fall in Betracht gezo­gen wer­den, wenn ande­re Kri­te­ri­en als die rei­ne Ver­bes­se­rung des Gang­bil­des im Vor­der­grund ste­hen, z. B. die Kor­rek­tur einer Fuß­de­for­mi­tät, die einen län­ge­ren Hebel erfor­dert, dem Pati­en­ten aber mehr Dyna­mik als eine star­re Ver­sor­gung bie­tet. Bei Pati­en­ten mit Spi­na bifi­da zeig­te sich, dass die meis­ten Kin­der sehr deut­lich von einer Ver­sor­gung mit dyna­mi­schen Unter­schen­kel­orthe­sen pro­fi­tie­ren. Die Feder­stär­ke soll­te jedoch regel­mä­ßig durch Gang­ana­ly­sen kon­trol­liert und im Wachs­tum ange­passt werden.

Für die Autoren:
Dr. rer. nat. Julia­ne Wühr
Gang­la­bor – SPZ Westmünsterland
St.-Vincenz-Hospital
Chris­to­pho­rus-Kli­ni­ken GmbH
Süd­ring 41, 48653 Coesfeld
juliane.wuehr@christophorus-kliniken.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
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