Unter­su­chung des Ein­flus­ses von Pro­na­ti­ons­leis­ten auf Pati­en­ten mit Gonarthrose

M. Faber, L. Granzow, M. Tettke, M. Kraft
Die Versorgung von an milder bis mittlerer Gonarthrose erkrankten Patienten mit Pronationsleisten zählt zu den konservativen Behandlungsmöglichkeiten. Zur Untersuchung des Einflusses der keilförmigen Schuheinlagen auf die Erkrankung wurden bereits einige Studien veröffentlicht, die jedoch keine einheitliche Meinung hervorbringen. Mithilfe bereits etablierter (Schmerzskala) und neuer Methoden (dreidimensionale Darstellung der Knochenelemente und farbkodierte Gelenkspaltkarten) wird der Einfluss der Pronationsleisten auf die Erkrankung betrachtet. Zwei Patienten wurden direkt, eine Woche und einen Monat nach der Versorgung untersucht.

Ein­lei­tung

Gonar­thro­se ist eine Erkran­kung des Knie­ge­len­kes, die sich durch einen belas­tungs­ab­hän­gi­gen Schmerz bemerk­bar macht. Es han­delt sich um eine irrever­si­ble, dege­ne­ra­ti­ve und pri­mär nicht ent­zünd­li­che Erkran­kung 1. Sie hängt eng mit der Belas­tung des Knies zusam­men. Daher wird jedem adi­pö­sen Betrof­fe­nen zu einer Gewichts­re­duk­ti­on gera­ten, um die Belas­tung des Gelen­kes zu ver­rin­gern 2.

Anzei­ge

Die Grün­de für die Dege­ne­ra­ti­on des Gelenk­knor­pels sind weit­ge­hend unbe­kannt 3. Laut Micha­el et al. 4 wer­den mecha­ni­sche und enzy­ma­ti­sche Fak­to­ren dis­ku­tiert. Es ist dar­über hin­aus schwer zu defi­nie­ren, was der Begriff Arthro­se genau umfasst. Dar­aus resul­tiert, dass es nur schwer mög­lich ist, zu defi­nie­ren, wann bei einem Pati­en­ten eine Arthro­se vor­liegt 5.

Mitt­ler­wei­le wird die Arthro­se als mul­ti­fak­to­ri­el­le Erkran­kung betrach­tet. Arthro­se kann daher als pro­gres­si­ves Organ­ver­sa­gen bezeich­net wer­den, das nicht nur eine pri­mä­re Schä­di­gung, son­dern auch fort­lau­fen­de Adap­ti­ons- und Repa­ra­tur­vor­gän­ge des Organs umfasst 6. Die WHO sieht für eine Arthro­se die vier Risi­ko­fak­to­ren Alter, Fami­li­en­ge­schich­te, Fett­lei­big­keit und Gelenkt­rau­ma­ta 7, wohin­ge­gen Drein­hö­fer die sechs Fak­to­ren Alter, gene­ti­sche Deter­mi­nan­ten, Geschlecht, Gewicht, Ver­let­zun­gen und Gelenk­de­for­mi­tä­ten auf­lis­tet 8. Bezüg­lich der Gonar­thro­se besteht weit­ge­hen­de Einig­keit, dass die­se Form der Arthro­se spe­zi­ell bei Men­schen mit patho­lo­gi­scher Varus- oder Val­gus­stel­lung auf­tritt 9 10.

Die Sta­tis­tik in Abbil­dung 1 stellt die im Jahr 2006 an Gonar­thro­se und Coxar­thro­se (Hüft­ge­len­kar­thro­se) sowie an Arthro­se der Fin­ger­end­ge­len­ke und der Mit­tel­hand-/Hand­wur­zel­ge­len­ke Erkrank­ten gegen­über. Dar­aus ist abzu­le­sen, dass hin­sicht­lich der Gonar­thro­se Frau­en öfter als Män­ner betrof­fen sind, und die Prä­va­lenz mit dem Alter steigt. Knapp 25 % aller Frau­en und etwa 21 % aller Män­ner im Alter von 65 bis 74 Jah­ren lei­den an Gonarthrose.

Die Belas­tungs­li­nie im leicht gebeug­ten Bein ver­läuft vom Zen­trum des Hüft­ge­len­kes hin zur Mit­te des Talus des Fußes. Dabei soll­te die Linie idea­ler­wei­se durch das Zen­trum des Knie­ge­len­kes füh­ren, alle Gelen­ke soll­ten auf einer Gera­den lie­gen. Abwei­chun­gen von der natür­li­chen Belas­tungs­li­nie sind als Varus- oder Val­gus­stel­lung bekannt. Weicht die Belas­tungs­li­nie stark von der natür­li­chen ab, kann dies zu unna­tür­li­chen Belas­tun­gen des media­len und late­ra­len Knie­be­rei­ches füh­ren und das Risi­ko, an Gonar­thro­se zu erkran­ken, erhö­hen 11. Die Fehl­stel­lung bedingt eine ein­sei­tig ver­stärk­te Belas­tung des Knor­pel­ge­we­bes im Knie und kann infol­ge­des­sen zu Abrieb des Gewe­bes füh­ren. Dadurch wan­delt sich der Auf­bau des Knies und auch die Belas­tungs­li­nie ver­än­dert sich leicht. Auf­grund der resul­tie­ren­den unna­tür­li­chen Belas­tung kann der Druck im Knie anstei­gen und das Knor­pel­ge­we­be nicht mehr aus­rei­chend ernährt wer­den. Infol­ge­des­sen kann sich das Volu­men des Knor­pels reduzieren.

Je nach Grad des Knor­pel­schwun­des wer­den ver­schie­de­ne Stu­fen der Gonar­thro­se unter­schie­den 12. Im schlimms­ten Fall wur­de das Knor­pel­ge­we­be kom­plett zer­stört, der Knie­ge­lenk­spalt ist sehr eng und Kno­chen reibt auf Kno­chen (Grad IV und V). Die nach­fol­gend betrach­te­te mil­de bis mitt­le­re Gonar­thro­se bezeich­net einen Knor­pel­ab­rieb, der zu einem bis zur Hälf­te ver­klei­ner­ten Gelenk­spalt führt (Grad I und II) 13.

Es gibt vie­le Behand­lungs­mög­lich­kei­ten, wobei die kon­ser­va­ti­ven den ope­ra­ti­ven The­ra­pien auf­grund des gerin­ge­ren Risi­kos vor­ge­zo­gen wer­den. Zu den ope­ra­ti­ven wer­den u. a. die Arthro­sko­pie, die Umstel­lungs­os­teo­to­mie, der Knie­ge­lenk­er­satz oder die Gelen­kar­thro­dese (Gelenk­ver­stei­fung) gezählt 14. Eine kon­ser­va­ti­ve Behand­lungs­mög­lich­keit ist bei­spiels­wei­se die phy­si­ka­li­sche The­ra­pie. Hier­zu gehö­ren Ther­mo­the­ra­pie oder Elek­tro­the­ra­pie, die unter ande­rem zur Ver­bes­se­rung der Beweg­lich­keit, zur Mus­kel­kräf­ti­gung, zur Koor­di­na­ti­ons­schu­lung und zur Prä­ven­ti­on von sekun­dä­ren Ein­bu­ßen wei­te­rer Funk­tio­nen die­nen 15. Wei­ter­hin gehö­ren die medi­ka­men­tö­se Behand­lung der Sym­pto­me mit­tels NSAR (nicht­ste­ro­ida­le Anti­rheu­ma­ti­ka) zur Schmerz­stil­lung und Ent­zün­dungs­hem­mung sowie intra­ar­ti­ku­lä­re Injek­ti­on und Punk­ti­on wie auch die Hilfs­mit­tel­ver­sor­gung mit­tels Ban­da­gen, Orthe­sen zur Achs­kor­rek­tur, Kom­pres­si­ons­ban­da­gen und Schuh­zu­rich­tung wie bei­spiels­wei­se val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­ten zu den kon­ser­va­ti­ven Behand­lungs­mög­lich­kei­ten 16. Letz­te­re sind keil­för­mi­ge Schu­hein­la­gen, die bei media­ler Gonar­thro­se late­ral und bei late­ra­ler Gonar­thro­se medi­al erhöht sind. Auf­grund die­ser ein­sei­ti­gen Erhö­hung wird eine Ver­schie­bung der Belas­tungs­li­nie inner­halb des Bei­nes ver­mu­tet, sodass die Belas­tung im Knie auf die gesun­de Sei­te ver­la­gert wird. Dadurch könn­te sich das Knor­pel­ge­we­be der erkrank­ten media­len bzw. late­ra­len Knie­flä­che aus­deh­nen und mög­li­cher­wei­se rege­ne­rie­ren. Sie die­nen als zu unter­su­chen­des Hilfs­mit­tel in der beschrie­be­nen Studie.

Unter­su­chun­gen an mit val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten ver­sorg­ten Pati­en­ten mit Gonar­thro­se erga­ben, dass die­se weni­ger NSAR ein­neh­men müs­sen als Pati­en­ten ohne keil­för­mi­ge Schu­hein­la­gen 17 18 19. Kea­ting et al. berich­te­ten bereits 1993, dass die Schmerz­lin­de­rung durch val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­ten inner­halb der ers­ten drei Tage bis zu einer Woche des Tra­gens ein­tritt. Pati­en­ten, die in die­ser Zeit kei­ne Ver­bes­se­rung spür­ten, konn­ten den Effekt auch nach wei­te­rem Tra­gen nicht wahr­neh­men 20. Wei­ter­hin war eine ver­grö­ßer­te Com­pli­an­ce bei den Pati­en­ten mit val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten zu beob­ach­ten 21 22 23. Als ein Ergeb­nis der Unter­su­chun­gen der Stu­di­en­grup­pe von Shelbur­ne et al. stell­te sich her­aus, dass val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­ten die Belas­tung wäh­rend des Gehens redu­zie­ren 24. Sasa­ki et al. Fan­den her­aus, dass val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­ten bei Pati­en­ten mit star­ker Gonar­thro­se, also wei­test­ge­hend zer­stör­tem Knor­pel­ge­we­be im Knie, kei­nen Effekt brach­ten 25. Auch die an mil­der Gonar­thro­se erkrank­ten Pati­en­ten wur­den mit den keil­för­mi­gen Schu­hein­la­gen ver­sorgt. Die­se berich­te­ten hin­ge­gen über Erfol­ge wie: ver­rin­ger­te Schmer­zen im Knie­ge­lenk, Ver­bes­se­run­gen des Lau­fens, ein Gefühl von gestei­ger­ter Sicher­heit des Knies wäh­rend des Bewe­gens und über gestei­ger­te Mus­kel­stär­ke der unte­ren Extre­mi­tät. Wei­ter­hin äußer­ten sich ver­sorg­te Pati­en­ten über redu­zier­te Schmer­zen im unte­ren Rücken­be­reich 26.

Es gibt eben­falls publi­zier­te Unter­su­chun­gen, die kei­ne Wir­kung von val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten her­aus­fin­den konn­ten. Keil­för­mi­ge Schu­hein­la­gen sind laut Ben­nell et al. eine preis­wer­te und leicht erreich­ba­re kon­ser­va­ti­ve Behand­lungs­me­tho­de, aller­dings konn­te kein Vor­teil gegen­über fla­chen Ein­le­ge­soh­len her­aus­ge­fun­den wer­den 27. Zwar konn­te ein redu­zier­ter media­ler Druck beob­ach­tet wer­den, die phy­si­sche Aus­wir­kung auf das Knie­ge­lenk konn­te nicht abschlie­ßend geklärt wer­den. Baker et al. haben eben­falls kei­nen kli­nisch rele­van­ten Effekt auf die Ver­bes­se­rung der Gonar­thro­se her­aus­ge­fun­den 28.

Letzt­end­lich sind val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­ten eine kos­ten­güns­ti­ge, nicht­in­va­si­ve Mög­lich­keit der Sym­ptom­be­hand­lung von Gonar­thro­se. Da anhand der durch­such­ten Lite­ra­tur jedoch kei­ne kla­re Aus­sa­ge über die Wirk­sam­keit der Ein­la­gen getrof­fen wer­den kann, soll eine wei­te­re Unter­su­chung erfolgen.

Ziel des Pro­jek­tes ist die Unter­su­chung der Aus­wir­kung von val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten mit 5 mm Höhe auf Pati­en­ten mit gerin­ger bis mitt­le­rer Gonar­thro­se. Zur Ermitt­lung des Knie­spal­tes wird ein nicht­in­va­si­ves bild­ge­ben­des Ver­fah­ren (Magnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie) und zur Bestim­mung der Schmer­zen eine kli­nik­in­ter­ne Schmerz­ska­la genutzt.

Mate­ri­al und Methode

Für die Unter­su­chun­gen wird eine klei­ne Pati­en­ten­grup­pe, die an mil­der Gonar­thro­se lei­det, mit 5 mm hohen val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten ver­sorgt. Die ers­ten Auf­nah­men wer­den mit­hil­fe des Magnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phen (MRT) direkt nach der Ver­sor­gung (T1) ange­fer­tigt, um den Auf­bau des Knies vor der Ver­sor­gung als Ver­gleich her­an­zie­hen zu kön­nen. Wei­te­re Auf­nah­men wer­den eine Woche (T2) und einen Monat (T3) nach der Ver­sor­gung angefertigt.

Bevor die Pati­en­ten den MRT betre­ten dür­fen, wer­den sie über das Gerät, des­sen Wir­kungs­wei­se und die dabei zu beach­ten­den Regeln (z. B.: kein Herz­schritt­ma­cher, kei­ne Metall­tei­le am Kör­per) auf­ge­klärt. Zum Ablauf der Mes­sun­gen: Die Pati­en­ten geben vor jeder Mes­sung ihre Schmer­zen mit­hil­fe einer kli­nik­in­ter­nen Schmerz­ska­la an. Die­se reicht von 0…10, wobei null für kei­ner­lei Schmer­zen und zehn für „unto­le­rier­ba­re Schmer­zen, Aggres­si­on, Depres­si­on und Gedan­ken von Sui­zid“ steht.

Nach­dem die Pati­en­ten die­se Anga­be gemacht haben, wer­den vier ver­schie­de­ne Auf­nah­men mit­hil­fe des MRT bin­nen 15 Minu­ten ange­fer­tigt. Die Auf­nah­men wer­den mit und ohne Pro­na­ti­ons­leis­te jeweils mit 10…25 % KG (Kör­per­ge­wicht) und 35…50 % KG Belas­tung erzeugt. Die Posi­ti­on der Pati­en­ten ist von ihnen selbst zu hal­ten, es erfolgt kei­ne Zwangs­fi­xie­rung, um die phy­sio­lo­gi­sche Belas­tung des Knies nicht zu beein­träch­ti­gen. Für jede Mes­sung wird mit­tels geeig­ne­ter Soft­ware eine farb­ko­dier­te Kar­te erstellt, die den Abstand zwi­schen Femur und Tibia unter ver­schie­de­nen Bedin­gun­gen darstellt.

Der für die Mes­sun­gen zur Ver­fü­gung ste­hen­de MRT der Fir­ma Esao­te ist ein Nie­der­feld-MRT und ver­fügt über eine um 90° in die Ver­ti­ka­le schwenk­ba­re Pati­en­ten­lie­ge. Da die Auf­nah­men auf­grund der ver­schie­de­nen Belas­tun­gen des Knies in einer auf­rech­ten Posi­ti­on ange­fer­tigt wer­den, wird das Gerät in eine 84°-Stellung gebracht. Schnel­le drei­di­men­sio­na­le MRT-Sequen­zen (SSF, TR=20, TE=10, FA=65, FOV 240 x 240 x 120 mm, Matrix 200 x 128, Schicht­di­cke 1,9 mm, Auf­nah­me­dau­er 1.28 min) wer­den opti­miert, um einen Kom­pro­miss zwi­schen Bild­qua­li­tät (Auf­lö­sung, Signal) und Auf­nah­me­dau­er (Zeit, in der der Pati­ent mög­lichst still in einer bestimm­ten Belas­tungs­si­tua­ti­on ste­hen soll­te) zu erlangen.

Um die Auf­nah­men ver­schie­de­ner Pati­en­ten ver­glei­chen zu kön­nen, sind genau­es Ein­hal­ten und Beach­ten der Mess­sze­na­ri­en unab­ding­bar. Daher muss die gewünsch­te Belas­tungs­si­tua­ti­on gemes­sen und über­wacht wer­den. Dies wird mit­hil­fe einer an der TU Ber­lin ent­wi­ckel­ten MRT-kom­pa­ti­blen Belas­tungs­mess­vor­rich­tung, zuge­hö­ri­ger Soft­ware und zuge­hö­ri­gem Schein­wer­fer rea­li­siert. Die Vor­rich­tung ent­hält vier Kraft­sen­so­ren (KD140, ME-Mess­sys­te­me GmbH, Deutsch­land), die mit einem Trä­ger­fre­quenz­ver­stär­ker (MVD2555, Hot­tin­ger Bald­win Mess­tech­nik GmbH, Deutsch­land) ver­bun­den ist. Die eben­falls an der TU Ber­lin ent­wi­ckel­te Soft­ware für die Mess­wert- und die Belas­tungs­er­fas­sung wur­de mit Mat­lab (The Mathworks, Inc., USA) erstellt. Mit­hil­fe der Trä­ger­fre­quenz­tech­nik und guter Schir­mung mit­tels Kup­fer­man­tel kön­nen die MRT-Auf­nah­men par­al­lel zu den Belas­tungs­er­fas­sun­gen erstellt wer­den. Der für die Pati­en­ten ange­brach­te Schein­wer­fer mit blau­en, grü­nen und roten LED stellt ein leicht zu ver­ste­hen­des Feed­back-Sys­tem dar. Mit­hil­fe der Far­ben wird dar­ge­stellt, ob die Belas­tung zu gering (blau), kor­rekt (grün) oder zu hoch (rot) ist. Über die Fre­quenz wird die Abwei­chung vom vor­ge­ge­be­nen Bereich dar­ge­stellt (stei­gen­de Fre­quenz mit stei­gen­dem Abstand). Die Pati­en­ten kön­nen so die Belas­tung selbst nach­re­gu­lie­ren. Nach­fol­gen­de Pha­sen wie Seg­men­tie­rung, Regis­trie­rung und Berech­nung des Knie­spal­tes wer­den eben­falls mit­hil­fe einer an der TU Ber­lin in Mat­lab ent­wi­ckel­ten Soft­ware durch­ge­führt. Es wird ver­sucht, so vie­le auto­ma­ti­sche Schrit­te wie mög­lich ein­zu­bau­en, um sub­jek­ti­ve Ein­flüs­se zu mini­mie­ren. Für die Seg­men­tie­rung wur­de ein halb­au­to­ma­ti­sches Live­wire-Sys­tem, für die Regis­trie­rung ein auf einer auto­ma­ti­schen Opti­mie­rung basie­ren­der Ansatz und ein auf dem Ver­fah­ren der „ray-tri­ang­le-inter­sec­tion“ (Schnitt­punkt von Strah­len mit Drei­ecken) basie­ren­der Algo­rith­mus zur Berech­nung des Knie­spal­tes erstellt.

Dabei wird die Trans­ver­sal­ebe­ne, die sich im Knie zwi­schen Tibia und Femur befin­det, belie­big oft unter­teilt. Die Auf­lö­sung der end­gül­ti­gen Farb­kar­te wird dabei durch die Anzahl der Unter­tei­lun­gen der Ebe­ne gebil­det. Mit­hil­fe der „ray-tri­ang­le-inter­sec­tion“ kann der Abstand zwi­schen Femur und Tibia ent­lang eines Strah­les der Belas­tungs­rich­tung für jedes Teil des Ras­ters annä­hernd ermit­telt und somit eine farb­ko­dier­te Kar­te des Knie­spal­tes dar­ge­stellt werden.

Wei­ter­hin kann unter Zuhil­fe­nah­me der Regis­trie­rung von Femo­ra und Tibiae die Trans­la­ti­on und Rota­ti­on von Femur oder Tibia mit­tels der Ver­schie­bungs­ma­trix errech­net werden.

Ergeb­nis­se

Die unter­such­ten Pati­en­ten lei­den bei­de unter mil­der media­ler Gonar­thro­se, die nach innen lie­gen­de Sei­te des Knies ist erkrankt. Ein Pati­ent hat die­ses Lei­den am lin­ken, der ande­re am rech­ten Bein. Bei­de wer­den auf­grund der media­len Erkran­kung mit einer late­ra­len Schuh­au­ßen­rand­er­hö­hung am betrof­fe­nen Bein ver­sorgt. Die­se soll die Belas­tungs­li­nie etwas ver­schie­ben, sodass die media­le erkrank­te Sei­te ent­las­tet wird.

Bei­de Pati­en­ten ver­spür­ten wäh­rend des Tra­gens der Pro­na­ti­ons­leis­ten einen Rück­gang der Schmer­zen (Abb. 2) und hat­ten das Gefühl bes­se­rer Knie­sta­bi­li­tät. Das Dia­gramm in Abbil­dung 2 ent­hält die ver­schie­de­nen Unter­su­chungs­zeit­punk­te am Tag der Ver­sor­gung (T1), eine Woche (T2) und einen Monat (T3) spä­ter und die anhand der kli­nik­in­ter­nen Ska­la ange­ge­be­nen Schmerzen.

Der gerin­ge Anstieg des Pati­en­ten 2 vom zwei­ten auf den drit­ten Zeit­punkt der Unter­su­chung könn­te durch lan­ges Gehen ver­ur­sacht wor­den sein. Der Pati­ent teil­te wäh­rend der Unter­su­chung mit, dass er nach dem Zeit­punkt T2 auf­grund bes­se­ren Wohl­be­fin­dens akti­ver wurde.

Die Abbil­dun­gen 3 und 4 zei­gen die farb­ko­dier­ten Kar­ten für zwei ver­schie­de­ne Auf­nah­me­si­tua­tio­nen. Jedes Bild zeigt von links nach rechts in der ers­ten Zei­le: den Knie­spalt unter der Bedin­gung eins, den Knie­spalt unter der Bedin­gung zwei, Dif­fe­renz der Knie­spal­te; zwei­te Zei­le: 3D-Modell seit­lich, 3D-Modell von oben, Trans­la­ti­ons- und Rota­ti­ons­pa­ra­me­ter zwi­schen der ers­ten und zwei­ten Bedin­gung. In den 3D-Model­len sind die Tibia (grau) und zwei über­ein­an­der geleg­te Femo­ra (blau und rot) zu sehen, dabei wur­de die Tibia bei­der Auf­nah­men digi­tal mit­hil­fe der bereit­ste­hen­den Soft­ware über­ein­an­der gelegt. Der zu Grun­de lie­gen­de Pro­zess wird Regis­trie­rung genannt: Die ver­schie­den­far­bi­gen Femo­ra zei­gen an, inwie­weit sich die­se zwi­schen den Auf­nah­men unter­schei­den. Die Para­me­ter geben an, wel­che Lage bei­de Femo­ra gegen­über der Tibia ein­ge­nom­men haben. Bei der Regis­trie­rung muss stets auf die Exakt­heit geach­tet wer­den, da auf die­ser Grund­la­ge die Knie­spal­te berech­net wer­den und es ansons­ten zu feh­ler­haf­ten Wer­ten kommt. Mit­hil­fe der berech­ne­ten Knie­spal­te kann nach­fol­gend eine Aus­sa­ge über die Volu­men­än­de­rung des Knor­pels getrof­fen werden.

Abbil­dung 3 visua­li­siert den Unter­schied zwi­schen dem Knie­spalt mit (oben links) und ohne Pro­na­ti­ons­leis­te (oben mit­tig) des Pati­en­ten mit media­ler Gonar­thro­se am rech­ten Bein. Die Bil­der wur­den bei der stär­ke­ren Belas­tung von 35…50 % KG direkt nach der Ver­sor­gung mit der Pro­na­ti­ons­leis­te aufgenommen.

In den ers­ten bei­den Bil­dern der obe­ren Rei­he in Abbil­dung 3 ist zu erken­nen, dass der Knie­spalt an der media­len Sei­te des rech­ten Bei­nes (unte­re Bild­hälf­te) eine inten­si­ve­re Rot­fär­bung auf­weist als die late­ra­le (obe­re Bild­hälf­te). Dies ist auf einen stark ver­eng­ten Knie­spalt der media­len erkrank­ten Sei­te zurück­zu­füh­ren. Wird die Dif­fe­renz (drit­tes Bild der obe­ren Rei­he) zwi­schen dem ers­ten Bild mit Schu­hein­la­ge und dem zwei­ten Bild ohne Ein­la­ge gebil­det, kann der Effekt der Pro­na­ti­ons­leis­te beschrie­ben wer­den. An der media­len Sei­te hat sich kaum etwas ver­än­dert, was als Grün­fär­bung zu erken­nen ist. An der late­ra­len Sei­te hin­ge­gen gab es eine Ver­än­de­rung. Die Gelb­fär­bung weist auf eine Ver­klei­ne­rung des Knie­spal­tes hin. Die­ser Effekt bekräf­tigt somit die The­se, dass Pro­na­ti­ons­leis­ten die gesun­de Sei­te belas­ten und die erkrank­te Sei­te ent­las­ten. Die Gelb­fär­bung deu­tet dabei auf die Belas­tung der gesun­den Sei­te hin. Die media­le und erkrank­te Sei­te soll­te hin­ge­gen ent­las­tet wer­den, dabei wäre ein ver­grö­ßer­ter Knie­spalt (Blau­fär­bung) erwar­tet wor­den. Da die Auf­nah­men jedoch direkt nach der Ver­sor­gung ange­fer­tigt wur­den, konn­te sich die erkrank­te Knie­sei­te noch nicht erho­len und daher konn­te noch kein Effekt der Erho­lung beob­ach­tet werden.

Die Ergeb­nis­se in Abbil­dung 4 zei­gen ver­glei­chen­de Auf­nah­men des Pati­en­ten mit media­ler Gonar­thro­se am lin­ken Bein zum Zeit­punkt T1 (oben links) und T3 (oben mit­tig) ohne die ver­schrie­be­ne val­gi­sie­ren­de Pro­na­ti­ons­leis­te. Wäh­rend der Auf­nah­men belas­te­te der Pati­ent das zu ver­mes­sen­de Bein mit 10…25 % KG.

Die erkrank­te media­le Sei­te des lin­ken Bei­nes ist auch hier an der inten­si­ve­ren Rot­fär­bung der ers­ten bei­den Bil­der der obe­ren Rei­he in Abbil­dung 4 zu erken­nen, die auf einen ver­klei­ner­ten Knie­spalt hin­weist. Die gebil­de­te Dif­fe­renz (rechts oben) des ers­ten Bil­des direkt nach der Ver­sor­gung und des zwei­ten Bil­des nach einem Monat bekräf­tigt eben­falls die The­se über die Wirk­sam­keit von Pro­na­ti­ons­leis­ten. Die Gelb­fär­bung der late­ra­len Sei­te signa­li­siert eine Ver­en­gung des Knie­spal­tes, die Grün- bis Blau­fär­bung der media­len Sei­te weist hin­ge­gen auf eine Ver­grö­ße­rung hin. Unter der Beach­tung, dass bei­de Bil­der ohne Pro­na­ti­ons­leis­te auf­ge­nom­men wur­den, kann fest­ge­stellt wer­den, dass sich der Knie­spalt der erkrank­ten media­len Sei­te ver­grö­ßert, der gesun­de late­ra­le Knie­spalt hin­ge­gen etwas ver­engt hat. Die Pro­na­ti­ons­leis­te hat somit für eine Ent­las­tung der media­len Sei­te gesorgt, das Gewe­be scheint sich erholt zu haben. Aller­dings bestä­tig­te nicht jede Auf­nah­me die getrof­fe­ne The­se so deutlich.

Die Auf­nah­men in Abbil­dung 5 sind stark von der Fle­xi­on des Knies über­la­gert, was sehr gut im Dif­fe­renz­bild (oben rechts) zu erken­nen ist. Wäh­rend die Dun­kel- bis Hell­blau­fär­bung eine Spalt­ver­grö­ße­rung visua­li­siert, wird durch die Rot­tö­ne eine Spalt­ver­klei­ne­rung dar­ge­stellt. Da die Spalt­ver­klei­ne­rung ledig­lich an der pos­te­rio­ren Sei­te des Knies zu fin­den ist, han­delt es sich um eine ein­deu­ti­ge Fle­xi­on (Beu­gung). Die­ser Effekt konn­te wäh­rend der Auf­nah­men nicht ver­mie­den wer­den, da kei­ne Zwangs­fi­xie­rung des Knies vor­ge­nom­men wur­de, um nicht in die natür­li­che Belas­tung einzugreifen.

Zusam­men­fas­sung

Bei bei­den Pati­en­ten konn­te ein posi­ti­ver Effekt der Pro­na­ti­ons­leis­ten auf den Knie­spalt fest­ge­stellt wer­den. Die The­se, dass die erkrank­te Knie­sei­te ent­las­tet wird und sich infol­ge­des­sen erholt, kann durch eine Grün- bis Blau­fär­bung in Abbil­dung 4 (Knie­spalt­ver­grö­ße­rung) belegt wer­den. Laut The­se wird die gesun­de Sei­te infol­ge der val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten etwas mehr belas­tet. Dies kann durch die Gelb­fär­bung, wie bei­spiels­wei­se in Abbil­dung 3, bewie­sen wer­den. Auch die redu­zier­ten Schmer­z­an­ga­ben und die Aus­sa­gen über ver­bes­ser­te Sta­bi­li­tät der Pati­en­ten stüt­zen den her­aus­ge­fun­de­nen posi­ti­ven Effekt.

Aus­blick

Die­se neue Metho­de der quan­ti­ta­ti­ven Bestim­mung des Knie­spal­tes bei Pati­en­ten mit Gonar­thro­se erweist sich als gute Her­an­ge­hens­wei­se, bei der die Pati­en­ten wenig belas­tet wer­den. Die farb­ko­dier­ten Kar­ten des Knie­spal­tes und die ermit­tel­ba­ren Trans­la­ti­ons- und Rota­ti­ons­pa­ra­me­ter geben Auf­schluss über den Ein­fluss auf die Gonar­thro­se. Der­zeit stellt der Über­la­ge­rungs­ef­fekt der Fle­xi­on noch ein Pro­blem dar, an dem gear­bei­tet wer­den sollte.

Da die farb­ko­dier­ten Kar­ten nicht immer ein­deu­tig zu ver­ste­hen sind und nur eine sehr klei­ne Grup­pe von Pati­en­ten ver­mes­sen wur­de, kön­nen die gezeig­ten Ergeb­nis­se ledig­lich als Trend inter­pre­tiert wer­den. Die mit dem MRT ange­fer­tig­ten Auf­nah­men decken sich mit den Anga­ben der Pati­en­ten auf der Schmerz­ska­la. Da bei­de Pati­en­ten ein bes­se­res Gefühl wäh­rend des Gehens und weni­ger Schmer­zen hat­ten, ist aus Sicht der Autoren kein Grund zu fin­den, war­um Pati­en­ten mit Gonar­thro­se nicht mit val­gi­sie­ren­den Pro­na­ti­ons­leis­ten ver­sorgt wer­den soll­ten. Es soll­te eine Stu­die fol­gen, bei der mehr Pati­en­ten unter­sucht und even­tu­ell zusätz­lich höhe­re Ein­la­gen (7…10 mm) genutzt werden.

Dank­sa­gung

Wir möch­ten der Stif­tung Oskar-Hele­ne-Heim in Ber­lin, Deutsch­land für die per­fek­te Unter­stüt­zung und für die För­de­rung die­ses Pro­jek­tes danken.

Für die Autoren:
Dipl.-Ing. Mar­ko Faber
Fach­ge­biet Medizintechnik
Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Berlin
Dove­str. 6
10587 Ber­lin
m.faber@tu-berlin.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/Reviewed paper

Zita­ti­on
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