Seit einigen Jahren wird die Technik der Scherwellen-Elastographie zunehmend verwendet, speziell in der Leber- und Mamma-Diagnostik [1 – 3]. Bildlich kann man sich die Scherwelle als die Ringe auf der Wasseroberfläche vorstellen, die bei einem Steinwurf ins Wasser entstehen. Es handelt sich also um eine Welle, die quer zum eigentlichen Ultraschallsignal verläuft. Das besondere an der Scherwellen-Elastographie ist, dass mit ihr die physikalische Eigenschaft der Elastizität bzw. Steifigkeit quantifiziert werden kann. Die Werte werden entweder als Druckeinheit (kPa) oder als Geschwindigkeit (m / s) abgebildet. Dabei gilt, je höher der Wert, desto höher die Steifigkeit der Struktur.

Diagnostik am Bewegungsapparat

Es liegt nahe, diese Funktion auch zur Diagnostik am Bewegungsapparat einzusetzen. Die Anzahl der wissenschaftlichen Studien zur Scherwellen-Elastographie am Bewegungsapparat sowie deren praktische Applikationen nimmt rasant zu. Wir wollen mit den folgenden Überlegungen und Fallbeispielen aufzeigen, warum die Scherwellen-Elastographie am Bewegungsapparat langfristig eine derzeit bestehende diagnostische Lücke schließen könnte.

Eine zunehmende Dehnung eines Muskels oder einer Faszie lässt eine Zunahme der Steifigkeit der Struktur erwarten. In einem Modell kann dies anhand der Faszia thorakolumbalis nachvollzogen werden. Wir haben die Steifigkeit der Faszia thorakolumbalis standardisiert in verschiedenen Positionen untersucht (Neutralstellung, Hüftflexion mit gestreckten Beinen 45°, zusätzliche maximale thorakale Flexion). Die zu erwartende Zunahme der Steifigkeit der Faszia thorakolumbalis kann in diesem Modell gezeigt werden (Abb. 1 – 3). In einem weiteren Modell haben wir den M. adductor longus in unterschiedlichen Abduktionswinkeln untersucht. Auch in diesem Modell ist die Zunahme der Steifigkeit des M. adduktor longus mit zunehmender Abduktionsstellung nachweisbar (Abb. 4 – 6). Lässt man den Patienten aus der Vordehnung maximal isome­trisch anspannen, so resultiert eine höhere Steifigkeit im M. adduktor longus bei 45° Abduktion im Vergleich zur 85° (Abb. 7 + 8). Dieses Ergebnis ist unter Beachtung des Prinzips der optimalen Kraftentwicklung eines Muskels bei optimaler Vordehnung ebenfalls logisch.

Die Korrelationen vermehrte Dehnung einer Struktur oder vermehrte muskuläre Anspannung / Kraft gleich erhöhte Steifigkeit eröffnen uns diverse Möglichkeiten in der Diagnostik unserer Patienten und Sportler, wie wir anhand der folgenden Beispiele demonstrieren wollen. Die Steifigkeitswerte sind farblich über dem B-Bild hinterlegt. Wir haben die Darstellung so gewählt, dass niedrige Steifigkeitswerte blau und hohe rot wiedergegeben werden.

Fall 1 (Abb. 9 a + b): Fußballspieler 2. Bundesliga mit Adduktorenschmerzen links, klinischer Untersuchungsbefund mit erhöhtem Muskeltonus im M. adduktor longus, im Ultraschall B-Mode keine strukturelle Läsion detektierbar, in der Scherwellen-Elastographie findet sich eine erhöhte Steifigkeit im linken M. adductor longus in Neutralposition. Nach Behandlung durch den Physiotherapeuten ist der Spieler nach zwei Tagen wieder voll in der Lage, ins Mannschaftstraining einzusteigen. 

Fall 2 (Abb. 10 a – d): Fußballspieler, 2. Bundesliga, Beschwerden an der rechten Wade nach Sprungbelastungen, im MRT zeigt sich eine kleine fasziale Verletzung zwischen M. gastrocnemius und M. soleus. Trotz intensiver physiotherapeutischer Therapie nach drei Wochen weiterhin Beschwerden und nicht vollumfänglich trainingsfähig. In der Scherwellen-Elastographie zeigt sich eine erhöhte Steifigkeit des Faszien­abschnitts. Nach einmaliger Injektion der Region mit Procain und Traumeel sofortiges Nachlassen der Steifigkeit in der Faszie, drei Tage später voll trainingsfähig.

Fall 3 (Abb. 11 a + b): Patientin mit linksseitiger retropatellarer Arthrose und Lateralisation der Patella, in der Scherwellen-Elastographie zeigt sich unter isometrischer Anspannung des Quadriceps ein verminderter Steifigkeitszuwachs des linken M. vastus medialis im Vergleich zur Gegenseite. Intensives Ansteuerungstraining des M. vastus medialis wurde empfohlen. 

Fall 4 (Abb. 12 a – c): Patient mit linksseitigen lumbalen Beschwerden im Sinne einer Hypomobilität, in der Scherwellen-Elastographie vermehrte Steifigkeit der Faszia thorakolumbalis. Nach myofaszialen Therapien der LWS und des Beckens zeigt sich keine wesentliche Verringerung der Steifigkeit der Faszia thorakolumbalis. Nach Manipulation der Facette L5 / S1 links zeigt sich die Steifigkeit der Faszia thorakolumbalis deutlich reduziert.

Die dargelegten Fallbeispiele geben einen ersten Einblick, die uns Therapeuten mit der Scherwellen-Elastographie eröffnet werden. Zum einen bietet die Scherwellen-Elastographie die Möglichkeit, myofasziale Dysfunktionen in kürzester Zeit zu objektivieren und zu quantifizieren. Das Verfahren stellt daher eine sinnvolle Ergänzung zur subjektiveren manuellen Palpation dar. Es können sowohl Steifigkeitsunterschiede in passiven Bewegungen als auch aktive Muskelbewegungen bewertet werden. Dieses kann und sollte Einfluss auf die Therapieplanung und -steuerung haben. Für uns ist der Biofeedback-Aspekt ein weiterer wichtiger Vorteil der Methode. Gerade seitendifferente Befunde können durch die farbkodierte Darstellung der unterschiedlichen Steifigkeiten von den Patienten und Sportlern gut nachvollzogen werden und erhöhen die Compliance für die Therapie.

Die Forschung bezüglich der Scherwellen-Elastographie befindet sich erst im Anfangsstadium [4 – 6]. Wir lernen hinsichtlich der Interpretation der Befunde und deren Therapiekonsequenzen täglich dazu. Normwerte für die Faszien und Muskeln (alters-, geschlechts-, gewichts- und positionsabhängig) liegen noch nicht ausreichend vor. Aber der Einsatz der Scherwellen-Elastographie im Alltag lohnt sich schon jetzt.

Literatur

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2. Sporea I, Gilja OH, Bota S, Şirli R, Popescu A.: Liver Elastography – an update. Med Ultrason. 2013 Dec;15(4):304-14
3. Gkali CA, Chalazonitis AN, Feida E, Sotiropoulou M, Giannos A, Tsigginou A, Dimitrakakis C. Breast Elastography: How We Do It. Ultrasound Q. 2015 Dec;31(4):255-61.
4. Snoj Ž, Wu CH, Taljanovic MS, Dumić-Čule I, Drakonaki EE, Klauser AS.: Ultrasound Elastography in Musculoskeletal Radiology: Past, Present and Future. Semin Musculoskelet Radiol. 2020 Apr;24(2):156-166.
5. García González P, Escoda Menéndez S, Meana Morís AR.: Elastography in musculoskeletal Imaging: A tool or a toy? Radiologia (Engl Ed). 2022 Nov-Dec;64(6):566-572.
6. Stiver ML, Mirjalili SA, Agur AMR.: Measuring Shear Wave Velocity in Adult Skeletal Muscle with Ultrasound 2-D Shear Wave Elastography: A Scping Review. Ultrasound Med Biol. 2023 Jun;49(6):1353-1362.

These clinical pictures may have or may acquire degenerative and inflammatory components. To avoid the indicated surgery, where applicable, but also as follow-up treatment after surgery, another treatment that can be used alongside and supplementary to the generally accepted indicated treatments is infiltration with various substances. Corticoids were and are popularly used for injection treatments. Both the corticoids and local anaesthetics are effective in treating acute pain but are also reputed to be potentially cytotoxic and to hinder healing. On the other hand, the supply of oxygen and nutrients to damaged structures and their metabolic and structural integrity must be rapidly restored. Are there any (biological) alternatives?

Blood cell secretome (BCS)

BCS (Orthokine) is a cell-free cocktail of all the factors quantitively released from the blood cells during coagulation. These factors initiate regeneration/wound healing after wound closure. They are released under controlled conditions at 37 ^oC using the medical device EOT II. Although the healing effect cannot be attributed to one single factor alone, the role of the various growth factors in BCS in tissue healing has been established (e.g. TGF, HGF, IGF, PDGF, FGF). Other BCS components to which an effect can be attributed are cytokines, lipid mediators and extracellular vesicles.

Case study shoulder injury

A female water polo player (29) presented at our practice with pain and loss of strength in her left shoulder. She usually trained 6 times a week and had already struggled painfully through her last matches. Clinically, ultrasound showed well marked subacromial bursitis, which was apparently not caused by trauma, and a partial supraspinatus tendon tear in the left shoulder (see also Fig.1). She received conservative treatment with targeted physiotherapy and osteopathy to improve/optimise function/biomechanics over a period of two months with concomitant gentle loa­ding and cooling treatment. Puncture of the subacromial bursa and 1x subacromial bursa infiltration with corticoids were also performed.

Four weeks after the corticoid infiltration, BCS was infiltrated four times on the supraspinatus tendon under ultrasound control (every 3 – 4 days, 2 mL per infiltration). After the first infiltration, the patient already reported reduced pain, after the third, freedom from pain at rest, and after the fourth, only minimal pain under loading. Additional concomitant measures inclu­ded function analysis, function training and dry needling. Ultrasound follow-up after three months showed marked structural improvement in the supraspinatus tendon. The patient continues to report freedom from pain under full loading. We attach ultrasound images for information purposes (Figs. 2 and 3), being well aware that ultrasound images are not compa­rable to ”initial MRI images“.

Fig. 2 Before treatment: ultrasound image of the affected left shoulder. Visible supraspinatus tendon tear.

Fig. 3 Follow-up after 3 months: ultrasound image of the affected left shoulder. Visible structural improvement in the supraspinatus tendon tear.

Currently available studies on BCS

A study on supraspinatus tendinopathy published in 2018 shows that infiltration with BCS is markedly superior to a corticoid in the medium term [2]. A series of earlier studies show improved healing of tendons and muscles with BCS in both humans and animals [3 – 7]. These studies show histologically well marked improvement in tissue structure and, where investigated, significantly improved clinical findings. According to the currently available data, BCS improves the local metabolic environment inter alia by normalising cell physiology and reducing local oxygen radical formation. This allows local stem cells and macrophages to be active in tissue regeneration [8,9]. This pro­perty is also beneficial for acute and chronic joint injuries [10,11]. Post-operative treatment with BCS is also possible and significantly improves the outcome post ACL reconstruction [11].

Conclusion

BCS is effective in soothing the painful inflammatory process (as in the des­cribed case) and, unlike corticoids, initiates regeneration of the damaged tissue. As the maintenance of the structure and function of the rotator cuff is crucial to the health of the shoulder joint, local BCS infiltrations are avai­lable as a supplement to the indicated established treatments to achieve a rapid and reliable return to match fitness.

References

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[2] Damjanov et al. PMID: 30167587

[3] von Wehren et al. PMID: 30900032

[4] Majewski et al. PMID: 19875360

[5] Genç et al. DOI: 10.1016/j.aott.2018.01.005

[6] Geburek et al. PMID: 26113022

[7] Wright Carpenter et al. PMID: 15532000 und PMID: 15532001

[8] Blázquez et al. PMID: 31316380

[9] Shirokova et al. PMID: 31847701

[10] Baltzer et al. PMID: 18674932

[11] Darabos et al. PMID: 21360125

Diese Krankheitsbilder können eine degenerative und entzündliche Komponente haben oder aber erwerben. Zur gegebenenfalls angezeigten Vermeidung operativer Maßnahmen, aber auch zur Nachbehandlung einer solchen, bieten sich neben und ergänzend zu der allgemein anerkannt angezeigten Behandlung auch Infiltrationsmethoden an. Für eine Behandlung mit Injektionen wurde und wird gerne auf Corticoide zurückgegriffen. Diese und auch Lokalanästhetika wirken gut gegen akuten Schmerz, haben aber den Ruf, potenziell zelltoxisch zu sein und die Heilung zu behindern. Die Versorgung der geschädigten Strukturen und deren metabolische und strukturelle Integrität sollte jedoch schnell wieder hergestellt werden. Gibt es dabei (biologische) Alternativen?

Blood Cell Secretome (BCS)

BCS (Orthokine) ist ein zellfreier Cocktail aller Faktoren, die bei der Koagulation quantitativ aus den Blutzellen freisetzt werden. Diese initiieren nach dem Wundverschluss die Regeneration / Heilung einer Wunde. Diese Freisetzung geschieht unter Einsatz des Medizinprodukts EOT II unter kontrollierten Bedingungen bei 37 °C. Die heilende Wirkung einem einzigen dieser Faktoren zuschreiben ist nicht möglich. Jedoch ist die Rolle der verschiedenen Wachstumsfaktoren im BCS bei der Gewebeheilung etabliert (z. B. TGF, HGF, IGF, PDGF, FGF). Weitere Komponenten dieses BCS, denen eine Wirkung zugeschrieben werden kann, sind ­Zytokine, Lipidmediatoren und extrazelluläre Vesikel.

Fallbeispiel Schulterverletzung

Eine Wasser-Polo Spielerin (29) kam mit rezidivierenden Schmerzen und Kraftminderung in der linken Schulter in unsere Praxis. Sie trainiert üblicherweise 6x pro Woche und hatte sich zuvor schon durch die letzten Wettkämpfe gequält. Klinisch war eine anscheinend nicht durch Trauma verursachte sonographisch kräftig ausgeprägte Bursitis subacromialis und eine Teilläsion der Supraspinatussehne in der linken Schulter festzustellen (siehe auch Abb. 2). Sie wurde zwei Monate lang konservativ mittels spezieller Physiotherapie und Osteopathie zur Verbesserung/Optimierung der Funktion/Biomechanik behandelt. Begleitend wurden die Maßnahmen Schonung, Kühlung, Punktion der Bursa subacromialis und 1x Corticoid-Infil­tration subacromial in die Bursa durchgeführt.

Vier Wochen nach der Corticoid-Infiltration wurde 4x BCS sonographisch gesteuert an die Supraspinatussehne infiltriert (Abstand alle 3 – 4 Tage, jeweils 2mL). Bereits nach der 1. Infiltration meldete die Patientin Schmerzlinderung, nach der 3. Infiltration Schmerzfreiheit in Ruhe und nach der 4. Infiltration nur noch geringste Schmerzen unter Belastung. Begleitend wurden zusätzliche Maßnahmen einschließlich Funktionsanalyse, Funktionstraining und Dry Needeling angewandt. Die sonographische Verlaufskontrolle nach drei Monaten zeigte eine deutliche strukturelle Verbesserung der Supraspinatussehne. Die Patientin berichtet weiterhin Schmerzfreiheit unter Vollbelastung. Ultraschallaufnahmen fügen wir informativ bei (Abb. 3 und 4), wohl wissend, dass Sonobilder nicht vergleichbar mit „initialen MRT-Bildern“ sind.

Studienlage zu BCS

Zur Supraspinatus Tendopathie zeigt eine 2018 veröffentlichte Studie, dass Infiltration mit BCS mittelfristig einem Corticoid stark überlegen ist [2]. Eine Reihe früherer Studien zeigt sowohl beim Mensch als auch beim Tier eine verbesserte Heilung von Sehnen und Muskeln durch BCS [3 – 7]. Diese Studien zeigen eine histologisch stark verbesserte Gewebestruktur und, wo geprüft, eine signifikant gebesserte Klinik. Nach Datenlage verbessert BCS das lokale Metabolische Milieu u.a. durch Normalisierung der Zellphysiologie und Verringerung lokaler Sauerstoffradikalbildung. Lokale Stammzellen und Makrophagen können so an der lokalen Regeneration des Gewebes teilnehmen [8, 9]. Diese Eigenschaft kommt auch akuten und chronischen Gelenkverletzungen zugute [10, 11]. Eine post operative Versorgung mit BCS ist auch möglich und verbessert den Outcome nach VKB Plastik deutlich [11].

Fazit

BCS beruhigt (wie im beschriebenen Fall) effektiv das schmerzhafte Entzündungsgeschehen und leitet, im Gegensatz zu Corticoide, eine Regeneration des verletzten Gewebes ein. Da Erhalt der Struktur und Funktion der Rotatorenmanschette von hoher Bedeutung für die Schultergelenksgesundheit ist, bieten sich lokale BCS-Infiltrationen als Ergänzung der indizierten etablierten Therapien an, um eine rasche und sichere Wiederherstellung der Wettkampfs Fähigkeit zu erreichen.

Literatur

[1] Hardy et al. editors. The BMA guide to sports injuries. London: Dorling Kindersley; 2010

[2] Damjanov et al. PMID: 30167587

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