Neuromechanische Funktionstestung

Distorsionen des Sprunggelenks gehören mit einer Prävalenz von 10 – 30 % aller Sportverletzungen zu der am häufigsten auftretenden muskuloskelettalen Verletzung bei Sportlern [1]. Die Inzidenz akuter Sprunggelenksdistorsionen zeigt jedoch eine hohe Variation in Abhängigkeit der betriebenen Sportart. 

Die höchsten Verletzungsraten sind in der Regel bei Sportarten zu beobachten, die durch schnelle Cutting-Bewegungen, Sprünge oder repetitive Start-Stop Antritte gekennzeichnet sind, wie beispielsweise bei Basketball, Fußball oder Volleyball [2, 3]. Größere Verletzungswahrscheinlichkeiten scheinen zudem bei Frauen im Vergleich zu Männern aufzutreten [3]. Der Großteil aller Sprunggelenksdistorsionen (ca. 80 % [4]) ist auf ein Verletzungsmechanismus von kombinierter Inversion und Adduktion bei gleichzeitiger Plantarflexion zurückzuführen, was aus mechanischer Sicht primär eine Ruptur des Lig. fibulotalare anterius und anschließend auch des Lig. fibulocalcaneare und Lig. fibulotalare posterois begünstigt [1, 5]. Unabhängig von der Primärbehandlung und der Anzahl betroffener Ligamente, kommt es in bis zu 70 % der Patienten mit akuter Distorsion des lateralen Sprunggelenkskomplexes zu einem chronischen Verlauf und damit einer Entwicklung der chronischen Sprunggelenkinstabilität (engl.: chronic ankle instability, CAI) [2]. Leitsymptome sind hierbei i) wiederkehrende Verletzungsepisoden, ii) ein anhaltendes Instabilitätsgefühl („Giving way“), iii) persistente Schmerzen oder iv) ein reduzierter Bewegungsumfang des Sprung­gelenks (engl.: range of motion, ROM) [6, 7], welche bis zu einem Jahr nach der Erstverletzung bestehen bleiben können [6].

Mechanische und funktionelle Instabilität

In der aktuellen Literatur wird bei chronischer Sprunggelenksinstabilität grundsätzlich zwischen mechanischer und funktioneller Instabilität unterschieden. Unter der mechanischen Instabilität wird primär eine Laxität innerhalb der Sprunggelenkkomplexe mit zusätz­licher Bandinstabilität verstanden, welche meist auf eine Diskontinuität des Bandapparates zurückzuführen ist [8, 9]. Funktionelle Defizite hingegen äußern sich meist in einer defizitären Kraft- und Gleichgewichtsfähigkeit sowie einer beeinträchtigten Propriozeption und neuromuskulären Kontrolle [10, 11]. Während die mechanische Sprunggelenksinstabilität mithilfe einer Anam­nese, bildgebender Verfahren und stand­ardisierter klinischer Tests (Anterior Drawer Test, Talar Tilt Test oder Squeeze Test [12] diagnostiziert werden kann, können funktionelle Defizite mittels kinematischer, kinetischer sowie neurophysiologischer Messinstrumente analysiert werden [13]. Dennoch variieren die derzeit eingesetzten Methoden zur Differenzierung der Dimensionen der funktionellen Instabilität erheblich, was die Aufstellung einheitlicher Diagnose-Kriterien erschwert. Aufgrund dieser Tatsache ist das Ziel dieses Artikels, aktuelle evidenzbasierte methodologische Zugänge zur funktionellen Sprunggelenksdiagnostik zusammenzufassen. 

Funktionelle Diagnostik

Zur Diagnostik der funktionellen Instabilität nach Distorsion des Sprunggelenks, werden nach aktueller Evidenz mehrere Teildimensionen unterschieden (Abb. 1). Diese umfassen die Diagnostik der posturalen Kontrolle und Propriozeption, der Kraftfähigkeit sowie die Untersuchung spezifischer und pathologischer Bewegungsmuster und Veränderungen in der neuronalen Ansteuerung [6, 10]. 

Posturale Kontrolle

Defizite im Bereich der posturalen Kontrolle bei Patienten mit chronischer Sprunggelenksinstabilität sind auf hoher Evidenzstufe mittels meta-analy­tischer Untersuchungen belegt [10, 14 – 16]. Generell werden hierbei die Bereiche der statischen (störreizfrei) und dynamischen (reaktiv-antizipative Aufgaben mit Störreiz) posturalen Kontrolle unterschieden [17]. In einer kürzlich erschienenen Übersichtsarbeit von Thompson und Kollegen [10] konnte aufgezeigt werden, dass insbesondere dynamische Time-To-Stabilize Verfahren ein hohes diskriminierendes Potenzial aufweisen, um Defizite in der posturalen Kontrolle bei Patienten mit Sprunggelenksinstabilität zu identifizieren. Hierbei wird überwiegend die zeitliche Dimension erfasst, welche angibt, wie schnell die Haltungskontrolle nach einer externen Pertubation oder eines einbeinigen Landevorgangs wiedererlangt werden kann [16, 18, 19]. Mit längerer Zeit steigt in der Regel die Auffälligkeit in der Pathobiomechanik [16]. Hinsichtlich der statischen Haltungskontrolle (bspw. Mittels Stabilometrie) sind insbesondere die Parameter des Schwankweges (medio-lateral vs. anterior-posterior) (Abb. 2) von Interesse, sowie Größen der Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Frequenz [10, 20]. 

Propriozeption

Unter Propriozeption wird die Wahrnehmung von Gelenkspositionen und -bewegungen im Raum verstanden [21]. Hierbei spielen sensorische Rückmeldungssysteme, basierend auf einer Vielzahl von Mechanorezeptoren in Bändern, Sehnen und partizipierenden Muskeln [10], eine wichtige Rolle. Veränderung der propriozeptiven Fähigkeiten bei chronischer Sprunggelenksinstabilität sind in der aktuellen Literatur gut dokumentiert [16]. Hierbei wird angenommen, dass eine Deafferen­zierung der lateralen Bandkomplexe sowie ein verminderter sensorischer Input einen wichtigen Beitrag zum wiederholten Auftreten von Verletzungsserien leistet [22]. In der methodischen Heran­gehensweise zur Quantifizierung propriozeptiver Veränderungen bei chronischer Sprunggelenksinstabilität werden überwiegend Testungen über die aktive oder passive Reproduktion der Gelenkstellungen [16, 22, 23] oder die Detektion langsamer passiver Gelenkbewegungen [16] herangezogen. Unter Ausschluss visueller Rückmeldung, kann der Gelenkwinkelreproduktionstest (engl.: Joint Position Sense) reliabel und valide eingesetzt werden, um Defizite in der Propriozeption zu evaluieren [24]. 

Bewegungsmuster

Patienten mit chronischer Sprung­gelenksinstabilität zeigen im Vergleich zu gesunden Kontrollgruppen veränderte Bewegungsmuster innerhalb diverser funktioneller Aufgaben wie dem Gehen, Laufen oder während Landungen [6]. Hinsichtlich der Pathobiomechanik funktionell instabiler Patienten, kann i) eine stärkere Inversion und Plantarflexion des Fußes im Verhältnis zur Tibia, ii) ein stärker seitlich abweichender Druckpunkt während des gesamten Standes und iii) eine veränderte neuronale Aktivierung der Peroneal-Muskulatur beobachtet werden [25]. Derartige kinematische Spezifikationen prädisponieren für weitere Verletzungsserien [26], ebenso wie die Bewegungsvariabilität beim Fußaufsatz und der Positionierung des Fußes [27 – 29]. In der funktionellen Testung empfehlen sich hierbei sportart-spezifische Bewegungen wie diverse Sprungvarianten, Richtungswechsel oder Landungen [27, 30, 31]. Mithilfe kinematischer Methoden (marker-basiert oder markerlos) können pathologische Gelenkwinkelstellungen – insbesondere Segmentstellungen des Fußes im Vergleich zum Unterschenkel – beurteilt werden. Hierbei können sowohl visuelle Begutachtungen genutzt, als auch komplexere Verfahren wie moderne 3D Motion-Capture Systeme und Kraftmessplatten eingesetzt werden. 

Kraftfähigkeit

In der aktuellen Literatur sind Defizite in der muskulären Funktion bei Patienten mit chronischer Sprunggelenks­instabilität gut belegt [10]. Hierbei scheint insbesondere die Kraft der Invertoren, Evertoren und Plantarflexoren des Sprunggelenkes beeinträchtigt zu sein [32]. Im Hinblick auf den Kontraktionsmodus der Muskulatur sind hier sowohl Konzentrik als auch Exzentrik betroffen [10]. Zur Testung der Muskelfunktion werden überwiegend isokinetische (Abb. 3) und isometrische Kraftmessungen eingesetzt, da diese aufgrund ihrer hohen Reliabilität zuverlässige Aussagen erlauben. In der Praxis werden zudem auch hand-gehaltene dynamometrische Messungen [33] im Seitenvergleich durchgeführt.  

Neuronale Ansteuerung

Ursache für posttraumatische Rückgange der Muskelkraft bei Sprunggelenksinstabilität können entweder durch eine Atrophie der gelenksumgreifenden Muskulatur oder durch Hemmungen in der neuronalen Ansteuerung (arthrogene Muskelinhibition) bedingt werden [34, 35]. Bis dato konnte in einer Reihe wissenschaftlicher Untersuchungen eine reduzierte Aktivierbarkeit der Muskulatur während des Verletzungsmechanismus nachgewiesen werden [34 – 37]. Zur Untersuchung der neuronalen Ansteuerung wird häufig die Oberflächen-Elektromyographie (EMG) herange­zogen, welche es ermöglicht, die myo­elektrische Aktivität mittels Spannungsdifferenzmessungen während funktionellen Bewegungen (Gehen, Laufen, Richtungswechsel, Sprünge) oder maximalen Muskelkontraktionen zu quantifizieren (Abb. 4) [27, 30, 38]. Hierbei konnte innerhalb mehrerer Experimente beobachtet werden, dass Patienten mit funktioneller Instabilität pathologisch veränderte Reflexamplituden und damit einhergehende verlangsamte ­Reaktionszeiten der Evertoren (M. peroneus longus & brevis) aufweisen [39 – 41]. Einige Autoren vermuten, dass eine verzögerte Kontraktion der Evertoren zu einer elektromechanischen Verzögerung führt, welche die Generierung einer adäquaten Ever­sionskraft während einer schnellen Inversion verhindert [41].

Fazit

Aus Sichtweise einer hohen Standar­disierung und wissenschaftlichen Evidenz empfiehlt sich im Rahmen neuromechanischer Funktionstestungen zur funktionellen Instabilität die Kombi­nation aus isokinetischen Untersuchungen der Muskelkraft der Evertoren und Invertoren, die Quantifizierung der Propriozeption mittels Joint Position Sense Verfahren sowie die Beurteilung der dynamischen posturalen Kontrolle mithilfe dynamischer „Time-to-stabilize“ Verfahren. Ergänzend sind weitere Tests zur Beurteilung der Bewegungskoor­dination (kinematische Verfahren) sowie der neuronalen Ansteuerung (z. B. mittels Elektromyogramm (EMG)) sinnvoll. 

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