Ziel ist es, Schmerzen zu lindern, Mobilität wiederherzustellen und Patienten eine möglichst hohe Lebensqualität zurückzugeben. Um diesen Erfolg zu messen, werden im klinischen Alltag vor allem sogenannte Functional Scores, wie der Knee Society Score (KSS), der Oxford Knee Score (OKS) oder der Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) herangezogen [2 – 4]. Diese Scores haben ihre Berechtigung – sie sind standardisiert, vergleichbar und lassen sich schnell erheben. Functional Scores basieren überwiegend auf subjektiven Angaben der Patienten und einfachen klinischen Tests. Sie geben Aufschluss über Schmerz, Zufriedenheit und grobe Funktionsniveaus, erfassen jedoch nicht die Belastungssituation des Gelenks oder die Qualität der Bewegung. Hier setzt die moderne Gang- und Bewegungsanalyse an. Während konventionelle Videoanalysen bereits wichtige Informationen zur Bewegungsqualität liefern, ermöglicht die Kombination aus Motion-Capture und Kraftmessplatten darüber hinaus die objektive Erfassung von kinetischen Parametern, wie Gelenkmomenten und -kräften und somit entscheidende Informationen, um asymmetrische Belastungsverteilungen, Schon- oder Kompensationsverhalten und Dysbalancen zu identifizieren. Für Patienten mit Knie-TEP ist eine objektive Bewegungsanalyse relevant, da diese Informationen zur Beurteilung des Rehabilitationsfortschritts aufdeckt und mögliche Risikofaktoren für spätere Überlastungsschäden, persistierende Schmerzen oder eine Prothesenlockerung identifiziert. 

Erkenntnisse unserer klinischen Studie

Das Institut für funktionelle Diagnostik Köln (IFD Cologne) hat gemeinsam mit der MediaPark Klinik Köln eine klinische Studie zum Bewegungs- und Belastungsverhalten bei Patienten nach Knie-TEP durchgeführt. Für die Studie wurden 48 Patienten eingeschlossen, welche entweder das Prothesenmodell Journey II CR von Smith and Nephew oder Triathlon CR von Stryker vom selben Operateur in der Mediapark Klinik implantiert bekamen. Die Patienten führten sechs und zwölf Monate postoperativ eine biomechanische Bewegungsanalyse mittels Motion-Capture-Verfahren durch. Dabei wurden die Bewegungen Gang und Treppenabsteigen analysiert (Abb.1). Die Ganganalyse erfolgte im selbstgewählten Tempo und beim alternierenden Treppenabsteigen ohne Festhalten am Handlauf. Die biomechanischen Parameter dieses Artikels beschreiben den Knieflexionswinkel zum Zeitpunkt der maximalen vertikalen Bodenreaktionskraft und die Kniewinkeländerung in Flexion vom initialen Fußkontakt bis zum zuvor genannten Knieflexionswinkel (Abb. 2). Zu beiden Zeitpunkten und einen Tag prä-OP gaben die Patienten Selbstauskunft zum aktuellen Schmerz und Belastungsverhalten. Dazu wurden die beiden etablierten Fragebögen WOMAC [3] und OKS [4] verwendet. Der WOMAC besteht aus insgesamt 24 Fragen mit numerischer Ratingskala von 0 bis 10, die die Kategorien Schmerz, Steifigkeit und Funktionalität abdecken. Der OKS besteht aus zwölf Fragen zu Schmerz und Funktionalität mit einer 5-Punkte-­Likert-Skala. Bei beiden Fragebögen impliziert ein niedriger Score ein geringes Ausmaß an Beschwerden. Zusätzlich wurde eine Kontrollgruppe (n = 30) untersucht, welche keine orthopädischen Erkrankungen der unteren Extremitäten oder Verletzungen / Operationen in den letzten Jahren aufwies. Die Kontrollgruppe unterschied sich nicht in Bezug auf das Alter von der Patientengruppe, wies jedoch einen signifikant geringeren BMI im Vergleich auf (KG: 24,6 kg/m² IG: 28,4 kg/m²). Die Kontrollgruppe führte die biomechanische Bewegungsanalyse und die Erhebung der Fragebögen einmalig durch. 

Die Ergebnisse zeigen, dass die Patienten bereits sechs Monate nach der Operation über eine signifikante Verbesserung von Funktion und Beschwerdesituation im Vergleich zum präoperativen Level berichteten, die sich bis zwölf Monate post-OP weiter steigerte (Abb. 3). Die größten Funktionseinschränkungen zwölf Monate post- OP gaben die Patienten noch beim Treppenabsteigen (Score: 1,52), gefolgt von anstrengenden Hausarbeiten (Score: 1,25) im WOMAC-Score an. Die Bewegungsanalyse vom Gang und Treppenabsteigen verdeutlicht eine signifikante Verbesserung der biomechanischen Parameter der Sagi­t­talebene zwischen sechs und zwölf Monate post-OP. Jedoch sind auch noch 12 Monate post-OP auffällige Unterschiede der exzentrischen Knieflexion und des maximalen Knieflexionswinkels im Vergleich zur Kontrollgruppe festzustellen. Beim Treppenabsteigen ist der Knieflexionswinkel zum Zeitpunkt der maximalen vertikalen Bodenreaktionskraft um 10,6° geringer im Vergleich zur Kontrollgruppe [p < 0,001] und das Bewegungsausmaß um 5,4° [p < 0,001]. 

Auch im Gang auf ebenen Boden bestehen signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen mit reduziertem funktionellen Bewegungsausmaß des Kniegelenks in der Sagittalebene (Knieflexionswinkel:  – 7,3° p < 0,001, Bewegungsausmaß in Flexion:  – 5,2° p < 0,001) (Abb. 2). Ein signifikanter Zusammenhang zwischen den Functional Scores und den objektiven Bewegungsparametern ließ sich in der Patientengruppe nicht nachweisen.

Warum diese Diskrepanz relevant ist: Risikoabschätzung und Therapieplanung

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass gute Score-Werte nicht automatisch eine vollständige funktionelle Wiederherstellung bedeuten. Insgesamt verdeutlicht die Selbstauskunft der Patienten eine gute Funktion und hohe Zufriedenheit postoperativ. Trotz einer insgesamt beachtlichen Patientenzufriedenheit sind ca. 20 % der Patienten postoperativ mit den Ergebnissen nicht zufrieden, welches vermehrt auf anhaltende Schmerzen, eine eingeschränkte Beweglichkeit und nicht erfüllte Erwartungen zurückgeführt werden kann [5, 6]. Mehrere biomechanische Studien zeigen übereinstimmend, dass auch bis zu einem Jahr postoperativ Auffälligkeiten im Gangbild bestehen bleiben. Dabei wird ebenfalls von einem stiff knee gait pattern berichtet sowie von veränderten spatio-temporale Parameter, asymmetrischen Belastungsmustern oder kompensatorischen Strategien. Diese Bewegungs- und Belastungsparameter können von gängigen Functional Scores nicht erfasst werden. Die Diskrepanz zwischen guter Selbstauskunft der Patienten und fortbestehenden biomechanischen Defiziten ist für eine adäquate Nachbehandlung relevant. Verbleibende Bewegungsdefizite können langfristig zu Fehlbelastungen führen, die wiederum Beschwerden oder eine ungünstige Prothesenbeanspruchung nach sich ziehen [10]. Gerade hochfunktionelle Alltagsaktivitäten, wie Treppensteigen nehmen sowohl in der klinischen Forschung als auch in der Rehabilitation bislang nur einen geringen Stellenwert ein, sind jedoch häufig noch nach einem Jahr eingeschränkt [11]. Eine alleinige Score-basierte Beurteilung könnte daher zu frühzeitiger Belastungsfreigabe oder unzureichend individualisierter Rehabilitation führen. 

Vom Labor in die Praxis: Wie Bewegungsanalysen implementiert werden können

In spezialisierten Kliniken und Einrichtungen steht die instrumentelle Bewegungsanalyse mit Motion-Capture-Systemen als Goldstandard zur Verfügung. Diese hochauflösenden Verfahren erlauben eine präzise Darstellung von Bewegungs- und Belastungsmustern der Patienten. Da eine aufwendige Labordiagnostik nicht überall realisierbar ist, gewinnen praxisnahe Alternativen an Bedeutung. Schon einfachere Verfahren wie standardisierte Krafttests, Videoanalysen oder mobile Sensortechnik liefern wertvolle Hinweise zur objek­tiven Funktionsbewertung. So wird die Bewegungsanalyse, neben den Functional Scores, zu einem wichtigen Instrument für die Versorgung von Patienten mit Knie-TEP – insbesondere bei Patienten mit persistierenden Beschwerden oder hohem funktionellem Anspruch.

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Der wachsende Anspruch der Patienten, bis ins hohe Alter mobil und sportlich zu bleiben, verdeutlicht die Notwendigkeit evidenzbasierter Empfehlungen zu Return To Sport (RTS) Entscheidungen.

RTS als Kontinuum im Rehabilitationsprozess

In den letzten Jahren wurde die Rückkehr zum Sport zu vordefinierten Zeitpunkten besprochen und angestrebt. Neuerdings wurde diese Vorstellung durch die Idee ersetzt, dass RTS kein zeitbasierter, sondern kriterienbasierter und schrittweiser Prozess im Genesungsverlauf ist, dessen Grundlage eine sichere und konsequente Rehabilitation bildet. So werden zu erreichende Faktoren mehr in den Fokus der rehabi­litativen Ziele gesetzt. Hierbei ist die Phase der postoperativen Frührehabilitation entscheidend für den Erfolg der langfristigen Genesung. Primäre Therapiemaßnahmen zielen darauf ab, Schmerzen und Gelenkergüsse zu minimieren, die Wundheilung zu fördern, die Gelenkbeweglichkeit wiederherzustellen und die umgebende Muskulatur zu aktivieren. Physiotherapie und angeleitetes Training gelten als integraler Bestandteil dieses Prozesses. In den späteren Phasen der Rehabili­tation folgen Funktionsziele, wie die Wiederherstellung der Muskelkraft, Ausdauer und Bewegungskoordination. Im zunehmenden Maße sollten moderne Methoden zur quantitativen Prüfung dieser Funktionsziele genutzt werden (Abb. 1a + 1b). Maßgeblich sind hier die Oberflächen-Elektromyografie zur Untersuchung der Muskelfunktion, die 3D Funktions-/Ganganalyse zur Überprüfung motorischer Abläufe rund um die TEP und die Kraftdiagnostik zu nennen. Sind Alltagsfunktionen gut möglich, sollten vorbereitende sportartspezifische Belastungen unter trainingstherapeutischer Anleitung erfolgen, um die Belastungstoleranz zu steigern und das Bewegungsvertrauen zu schaffen. 

Allgemeine Empfehlungen zu RTS nach Endoprothetik und prognostische Faktoren

Im Allgemeinen wird Patienten mit TEP die Teilnahme an körperlichen und sportlichen Aktivitäten empfohlen, um die knöcherne Integration der Prothese zu fördern [1]. Zudem verringert sportliche Aktivität das Risiko von Lockerungen, steigert die muskuläre Leistungsfähigkeit und mindert das kardiovaskuläre Risiko [2]. Sportarten werden je nach Intensität, Dauer und Häufigkeit mechanischer Belastungen in low-impact, moderate-impact und high-impact Sportarten eingeteilt [3]. Grundsätzlich wird die Wiederaufnahme von low-impact und moderate-impact Sportarten von Experten und Chirurgen befürwortet. Bei moderate-impact Sportarten wird die Vorerfahrung der Patienten mit der Technik der betreffenden Sportart als entscheidend betrachtet, um eine sichere Ausübung zu gewährleisten. Empfehlungen für Knieendoprothesen sind im Allgemeinen restriktiver als für Hüftendoprothesen. Bisher wurde von körperlich anspruchsvollen und hochintensiven Belastungen abgeraten, um das Risiko von Implantatverschleiß zu minimieren. Allerdings gibt es bisher keine Langzeitstudien, die eindeutig den Zusammenhang zwischen hochintensiven sportlichen Belastungen und vermehrter Abnutzung nachweisen [4, 5]. Daher gibt es derzeit keine einheitliche Empfehlung für die Wiederaufnahme von high-impact Sportarten für Patienten mit Endoprothesen. Allgemeine positiv-prognostische Faktoren für Patienten sind ein jüngeres Alter, ein niedriger BMI und das Fehlen weiterer Gelenkbeschwerden. Die individuelle Sporttechnik ist ebenfalls entscheidend für die Prothesenbelastung. Hier können ebenfalls biomechanische Analysen genutzt werden, um eine quantitative und sportartspezifische Erfassung von Bewegung und Belastung zu gewährleisten und unter Berücksichtigung individueller Faktoren wie Technik und Intensität im RTS Prozess zu prüfen.

Grundlagen der Belastungen und Belastbarkeit von Endoprothesen

Die Belastung und Belastbarkeit von Endoprothesen wird maßgeblich von vier verschiedenen Faktoren beeinflusst: dem Implantat-Design, der Operationstechnik, verschiedenen patientenbezogenen Faktoren wie auch der sportlichen Aktivität [6]. Es ist essenziell zu verstehen, dass die interne Mechanik einer TEP sowohl die Zielbewegung des Gelenks (Kinematik) als auch die von extern wirkenden Kräfte (Kinetik) innerhalb dieser Bewegungen verarbeiten muss. Bei Knieendoprothesen wurde beobachtet, dass veränderte antero-posteriore Translationen und Rotationsbewegungen im Tibiofemoralgelenk den Verschleiß des Implantats erhöhen und somit die Lebensdauer der Prothese verkürzen können [7]. Die Mechanik der Prothese variiert je nach Material und Design, abhängig der Gelenk­kongruenz, erhaltener Strukturen  (am Kniegelenk u. a. hinteres Kreuzband, Kniescheibe), der Kopplung der Prothesenelemente und des Inlays (mobile vs. fixed-bearing). Alternative Gleitpaarungen können die Lebensdauer und Funktion von Hüftgelenkprothesen bei jüngeren und aktiveren Menschen verbessern. Hier muss zwischen Oberflächen mit erhöhten Abriebraten, die zu aseptischen Lockerungen führen können, und Oberflächen mit einem höheren Frakturrisiko bei Stoßbelastungen in high-impact Sportarten abgewogen werden [8, 9]. Ein weiterer Einflussfaktor ist die Art der Fixierung der Prothese (u. a. zementiert oder zementfrei). Die Prothesenmechanik beeinflusst auch das Bewegungsausmaß des Gelenks, welches für geplante sportliche Belastungen relevant ist. Bei Knieendoprothesen kann die Flexionsfähigkeit ein begrenzender Faktor für bestimmte sportliche Belastungen, wie den Fersensitz im Yoga, sein. Auch die Ausrichtung des Kniegelenks in der Frontalebene ist für die Belastung und Widerstandsfähigkeit der Prothese von Bedeutung. Obwohl kein Unterschied zwischen mechanischer und kinematischer Gelenkausrichtung im Hinblick auf den Implantatverschleiß festgestellt wurde, deutet eine Abweichung von nur 3° in Varus- oder Valgusstellung auf eine veränderte Druckverteilung im medialen und lateralen Kompartiment hin [10]. Der chirurgische Zugang zum Gelenk kann zu vorübergehender oder langfristiger postoperativer Muskelschwäche führen, wie z. B. bei einem direkten lateralen Zugang über die Abduktoren zum Hüftgelenk [6]. Bei RTS-Entscheidungen sollten zusätzlich patientenspezifische Belastungsfaktoren wie Körpergewicht, Bandfunktion, Muskelstatus, individuelle Bewegungstechniken und Begleiterkrankungen berücksichtigt werden [11].

Return To Sport am Beispiel Golf

Nach einer Hüft- oder Knie-TEP ist die Rückkehr zum Golf als low-impact Sportart ein erreichbares Ziel. Postoperativ ist sogar mit einer Steigerung der Golfaktivität zu rechnen, verbunden mit einem leichten Anstieg des Handicaps [12]. Laut Literatur können 80 % aller Patienten wieder Golf spielen. 

Bei Hüftprothesen liegt die Erfolgsrate bei 90 %, im Durchschnitt 4,5 Monate nach der Operation. Bei Knieprothesen sind es 70 %, im Durchschnitt 3,8 Monate postoperativ. Laut Schätzungen spielen etwa 20 % aller Patienten mit Endoprothesen Golf [13]. Aufgrund der hohen Anzahl der Golfspielenden stellen biomechanische Kenntnisse über diese Sportart eine wichtige Säule innerhalb der RTS Entscheidungen nach TEP. Die physischen Anforderungen beim Golf betreffen die Bewegung auf dem Platz, insbesondere jedoch den Golfschwung. Während ersteres in der Regel gut funktioniert, kann der Golfschwung mit höheren Spitzenbelastungen verbunden sein und gilt daher weiterhin als herausfordernd. Ein voller Schwung mit hoher Geschwindigkeit sollte vorerst vermieden werden, um Torsionsbelastungen auf die Prothese zu minimieren [14]. Zu Beginn des Wiedereinstiegs stehen „Putten“ und leichtes „Chippen“ im Vordergrund, gefolgt von Eisenabschlägen vor Driverabschlägen. Die Dauer dieses Verzichts sollte individuell abgestimmt werden, unter Berücksichtigung der Prothesenverankerung, des Heilungsverlaufs und des Trainingszustands. Da ein voller Golfschwung für die meisten Patienten jedoch ein entscheidendes Kriterium für die Ausübung der Sportart ist, stellen die Auswahl geeigneter Golfschläger sowie die Anpassung der Schwungtechnik wichtige Schlüsselfaktoren dar, um langfristig geringe Belastungen auf die Prothese zu gewährleisten. Eine funktionelle Diagnostik mit Golfschwunganalyse gibt Aufschluss über die individuellen Fähigkeiten und die Schwung­­technik und unterstützt die Entscheidungsfindung zu einem langfristig gesunden RTS (Abb. 2).

Fallbeispiel

Eine 58-jährige Patientin, sechs Monate nach Knie-TEP links, erwünscht eine Funktionsanalyse mit Beurteilung ihrer Golfschwungtechnik. Das Ziel liegt auf einer schrittweisen Rückkehr zum intensiven Golfspiel mit Leistungssteigerung und der Überwindung noch funktioneller Einschränkungen. Die Golfsch­wung­analyse verdeutlicht eine erhöhte Rotationsbelastung am vorderen linken Kniegelenk zum Zeitpunkt des Balltreffpunktes, die es durch Änderung der Schwungtechnik zu korrigieren gilt. Zur Entlastung des linken Kniegelenks wurde ein vermehrter Einsatz des rechten Beins im Abschlag mit gesteigerter Gewichtsübernahme von rechts empfohlen. Auch die Kraftdiagnostik der Kniestreckmuskulatur zeigt noch auffällige Defizite im Vergleich zur gesunden Gegenseite. Zudem besteht beidseits ein Kraftdefizit zu sportspezifischen Referenzwerten (Abb. 3). Neben einer sukzessiven Steigerung der Abschlaggeschwindigkeit zur stufenweisen Belastungssteigerung und individuellen Technikanpassung wurde der Patientin ebenfalls ein begleitendes Krafttraining zum Ausgleich der Seitendifferenzen wie auch eine Steigerung der Kraft beidseits im Sinne der sportlichen Belastung empfohlen.

Literatur

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