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Die Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin behandelt die klinische Praxis und deren angrenzende Felder im Sinne translationaler Forschung, die den Einfluss von körperlicher Aktivität, Bewegung, Training und Sport sowie Bewegungsmangel von gesunden Personen und Patienten aller Altersgruppen erforscht. Dies umfasst die Auswirkungen von Prävention, Diagnose, Therapie, Rehabilitation und körperlichem Training sowie das gesamte Feld der Sportmedizin und sportwissenschaftliche, physiologische und biomechanische Forschung.

Die Zeitschrift ist die führende und meistgelesene deutsche Zeitschrift für die gesamte Sportmedizin. Sie richtet sich an alle Ärzte, Physiologen und sportmedizinisch/sportwissenschaftlich interessierte Wissenschaftler aller Disziplinen sowie an Physiotherapeuten, Trainer, Praktiker und Sportler. Die Zeitschrift ermöglicht allen Wissenschaftlern online Open Access zu allen wissenschaftlichen Inhalten und viele Kommunikationsmöglichkeiten.

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Sportmedizin
ORIGINALIA
KNIEBANDAGEN UND POSTURALE STABILITÄT

Verbessern Kniebandagen die posturale Standfähigkeit bei Meniskusverletzungen?

Can Knee Braces improve Postural Stability in Patients with Meniscus Injuries?

ZUSAMMENFASSUNG

Problemstellung: Bewegungen mit plötzlicher Kniegelenksbelastung oder kombiniertem Rotations-Flexionsmanöver führen bei vielen Patienten mit Meniskusverletzungen zur Beschwerdezunahme. Bei diesen Kombinationsbewegungen ist besonders die posturale Kontrolle von Muskeltonus und Reflex-Muskel-Koordination zum Erhalt des stabilen Standes und Ganges gefordert. Obwohl von Sportärzten oft eine subjektive Stabilitätszunahme durch das Tragen einer funktionellen Bandage beobachtet wird, wurde bisher noch nicht der Einfluss von Bandagen auf die posturale Stabilität bei Meniskusverletzungen untersucht.
Methoden: An der Studie nahmen 27 Patienten mit arthroskopisch gesicherter, unilateraler Meniskusläsion teil. Präoperativ wurde die Balancefähigkeit im Einbeinstand mittels Computerunterstützter Dynamischer Posturographie von beiden Beinen mit und ohne Bandage gemessen und der Stabilitätsindex berechnet. Um Gruppenunterschiede zu ermitteln wurde der t-Test, bzw. die univariate ANOVA verwendet.
Ergebnisse: Durch das Tragen einer Bandage verbesserte sich die Gesamtstabilität beim erkrankten Bein von 3,6±1,2° auf 3,0±1,1° um 16,7% (p<0,01). Die gesunde Seite wies eine 17,1-prozentige Zunahme der posturalen Stabilität von 3,5±0,9° auf 2,9±0,8° (p<0,01) auf. Signifikante Unterschiede im Vergleich „krankes Bein“ vs. „gesundes Bein“ ergaben sich nicht. Diskussion: Wir konnten erstmalig nachweisen, dass die Anwendung einer funktionellen Kniebandage zu einer signifikanten Steigerung der posturalen Stabilität bei Patienten mit Meniskusläsion führt. Da eine stabilere Standfähigkeit mit Bandage ebenfalls auf der gesunden Seite festgestellt werden konnte, muss man aber von einer verletzungsunspezifischen Wirkungsweise funktioneller Bandagen ausgehen.

Schlüsselwörter: posturale Stabilität, Posturographie, Meniskus, Knie, Bandage.

SUMMARY

Background: Many patients with meniscus injuries report increasing complaints after  movements  that  suddenly  place  stress  on  the  knee  or  after  combined rotation  and  flexion  movements   Maintaining  postural  and  gait  stability  after combined  movements  requires  especially  control  of  muscle  tone  and  reflex/muscle coordination. Patients often report a subjective increase in stability when wearing a functional knee brace. The influence of knee braces on postural stability in patients with meniscus injuries has, however, not yet been investigated. Methods:  Twenty-seven  patients  with  arthroscopically-confirmed  unilateral meniscal lesions took part in the study. Their ability to maintain balance in the oneleg stance was assessed preoperatively using dynamic posturography. Both sides were tested with and without a knee brace. Moreover, stability index scores were calculated. Groups were compared using Student's t-test or one-way ANOVA. Results:  Using  a  knee  brace  was  associated  with  an  increase  in  overall  stability index scores from 3.6°±1.2° to 3.0°±1.1° (16.7%) on the injured side (p<0.01*) and from 3.5°±0.9° to 2.9°±0.8° (17.1%) on the healthy side (p<0.01*). The differences between injured and uninjured legs were not significant. Discussion: We showed for the first time that the use of a functional knee brace leads to a significant increase in the postural stability of patients with meniscal lesions. Since functional knee braces also improved postural stability on the healthy side, however, their effects are likely to be independent of meniscus injury.

Key Words: postural stability, posturography, meniscus, knee, brace

EINLEITUNG

Meniskusverletzungen führen zu eingeschränkter Gelenkpropriozeption
Meniskusläsionen zählen zu den häufigsten Verletzungen in der Sporttraumatologie. Leider bleibt oft nur die arthroskopische Resektion,  da  selbständiges  Remodelling  und  Reparaturvorgänge der  größtenteils  avaskulären  Menisken  kaum  möglich  sind  (2). Dabei  haben  Menisken  zahlreiche  Aufgaben  im  gesunden  Kniegelenk  (112).  Neben  Kniegelenksstabilität,  Schockabsorption und Stressreduktion gewährleisten die Menisken optimale Kraftverteilung  und  Gelenkkongruenz  (32).  Als  weitere  Aufgabe  sei die  Gelenkpropriozeption  genannt.  Hierunter  versteht  man  den Sinn für Position und Bewegung von Extremitäten, wobei diese als  Ergebnis  sensorischer  Eingänge  von  Muskulatur,  Haut  und Gelenkstrukturen zu verstehen ist (26). Freie Nervenendigungen (Nozizeptoren) und korpuskuläre Mechanorezeptoren (3, 6, 7, 34), nämlich  schnell  adaptierende  Pacini-Körperchen,  langsam  adaptierenden  Ruffini-Endigungen  und  Golgi-Sehnenorgane,  ermöglichen  die  hierfür  notwendige  Innervation.  Sie  lassen  sich u. a. in Meniskusvorder- und hinterhörnern finden (3, 36). V. a. bei endgradiger  Flexion/ Extension  vermitteln  sie  so  eine  afferente Rückkopplung und induzieren durch Signale über den aktuellen Kompressions-  oder  Spannungszustand  zentrale  Korrekturbewegungen  (12, 27).  Eine  verminderte  Gelenkpropriozeption  tritt durch traumatische/degenerative  Meniskusverletzungen ein, ins besondere wenn nur die Resektion des betroffen Meniskusanteils bleibt (13, 19).

Propriozeption,  visuelles  System  und  Vestibularapparat sind wichtige Regulatoren der posturalen Kontrolle
In diesem Zusammenhang taucht der Begriff der posturalen  Stabilität auf, die dem aufrechten Stand und Gang dient. Diese ist ein dynamischer Prozess, der ständig zahlreiche Afferenzen aus vestibulären, visuellen und propriozeptiven Rezeptoren -zentral verarbeitet (25). Und gerade die von Patienten beklagten  Kombinationsbewegungen wie  der  rasche  Wechsel  von  Ent-  zur  Belastung,  vom  Zwei-  zum Einbeinstand, offenen zu  geschlossenen Augen oder plötzliche Gewichtsverlagerungen fordern die  Gelenkpropriozeption, die wiederum  zu  einer  erhöhten  Aktivität  posturaler  Kontrollmechanismen führt. (34, 35, 36).

PROBLEM- UND ZIELSTELLUNG

Oft wird eine subjektive Schmerzreduktion und Erhöhung der empfundenen Gelenkstabilität durch das Tragen einer  Kniegelenksbandage geäußert.  Daher  vermuteten  wir,  dass  eine  Propriozeptionssteigerung  z. B.  durch  Bandage  ebenfalls  zu  verbesserter  Standstabilität führt. Auch wenn zur Veränderung der Propriozeption bei Meniskusverletzungen Untersuchungen insbesondere mit Winkelreproduktionstests  durchgeführt  wurden,  ist  dieser  ganzheitliche  Ansatz  mit Blick auf die Gesamtstatik bisher völlig unklar (29).
Zentrale  Fragestellung  unserer  Studie  war  daher,  ob Kniegelenksbandagen  bei  Meniskusläsionen  zu  einer  Verbesserung  der  posturalen  Stabilität  führen.  Falls  eine  Zunahme  der Standstabilität  mittels  Computerunterstützter  Dynamischer Posturographie  demnach  erstmalig  objektivierbar  wäre,  könnte Patienten  mit  hoher  subjektiver  Instabilität  und  nur  relativer Operationsindikation (geringer meniskaler Schaden, Kontraindikationen für eine Operation) nachweislich geholfen werden.

PATIENTEN UND METHODEN

Probanden
Teilnehmer  waren  27  Patienten,  davon  23  Männer  und  4  Frauen (36, 8±17,8 J, 177,7±9,4 cm, 82,5±11,3 kg). Alle Probanden hatten bis auf  eine  unilaterale  Innen-  oder  Außenmeniskusverletzung keine Erkrankung des orthopädischen, neurologischen, vestibulären oder optischen Systems. Zur Statuserhebung wurde neben der Anamnese eine körperliche Untersuchung durchgeführt. Bandverletzungen und Ruheschmerzen waren Ausschlussgründe.
Die  präoperative  Verdachtsdiagnose  wurde  stets  im  Rahmen  der therapeutischen  Arthroskopie  verifiziert.  Patienten  ohne  Arthroskopie  oder  sich  im  Anschluss  nicht  bestätigter  Meniskusläsion wurden ausgeschlossen. Die Studie war durch die Ethikkommission der Universität Ulm (Antrag-Nr. 323/08) genehmigt worden. Die Rechte der Studienteilnehmer waren gemäß der Erklärung von Helsinki geschützt.

Messapparatur
Bei  dem  verwendeten  Balancetrainingsgerät  (Biodex  Balance  System®,  Shirley,  USA)  handelt  es  sich  um  eine  Plattform,  die  freie Beweglichkeit  in  mediolateraler,  sowie  anterioposteriorer  Achse aufweist  und  bei  einer  Messgenauigkeit  auf  0,1°  genau  bis  zu  20° abkippen kann. Die durchschnittliche Auslenkung im zeitlichen Verlauf wird als mediolateraler Stabilitätsindex (MLSI), anterioposteriorer  Stabilitätsindex  (APSI)  und  gesamter  (overall)  Stabilitätsindex (OSI) berechnet (Einheit: Winkelgrad). Neben einem stabilen Level lassen  sich  zwölf  dynamische  Level  einstellen,  bei  denen  sich  die Platte passiv auslenken kann. Die Standfestigkeit nimmt von Level 1 bis Level 12 kontinuierlich zu. Wir wählten zur besseren Vergleichbarkeit unserer Experimente das mittlere Level 8, da dieses in vielen Studien üblicherweise verwendet wird. Zur realitätsnahen Prüfung der Standstabilität wurde der Bildschirm verdeckt und der Blick des Teilnehmers war frei geradeaus bei geöffneten Augen.

Durchführung des Versuchs
Die  Teilnehmer  konnten  sich  im  Rahmen  eines  Probedurchgangs mit der Apparatur vertraut machen. Während der Messung  trugen alle Personen ihre eigenen Turnschuhe und der jeweilige Fuß stand in  Neutralposition  auf  der  Plattform.  Die  Messungen  erfolgten je  Bein  3x20s.  Die  Reihenfolge  wurde  zur  Gewährleistung  von Strukturgleichheit mittels Briefwahl randomisiert: Es gab dabei folgende vier Modalitäten: 1. Erkranktes Knie ohne Bandage, 2. Gesundes Knie ohne Bandage, 3. Erkranktes Knie mit Bandage, 4. Gesundes Knie mit Bandage. Auch wenn ein Trainingseffekt unwahrscheinlich war  (30),  wurde  die  Untersuchungsreihenfolge  der  Modi  randomisiert.  Durch  die  Studie  von  Hoffman  et  al.  (16)  war  außerdem  gezeigt worden, dass die Seitendominanz eines Beines die posturale Stabilität  nicht  beeinflusst,  so  dass  wir  nur  von  „erkrankter“  und „gesunder“  Extremität  sprechen.  Als  Kniegelenksbandage  wurde die  kassenübliche  Fixationsbandage  StabiloGen®  (BORT,  Weinstadt,  Deutschland)  verwendet,  die  laut  Hersteller  v. a.  auch  bei Patellainstabilität,  Gelenkergüssen,  Schwellungen,  Arthrose  und Arthritis,  postoperativen  Reizzuständen  und  Bandschwäche eingesetzt wird. Der operative Eingriff wurde grundsätzlich am Folgetag durchgeführt.

Statistik
Es  wurde  neben  deskriptiver  Statistik  computerunterstützt  der Stabilitätsindex [Winkelgrad] berechnet. Der Fallzahlplanung  lagen Daten bisheriger Reliabilisierungsstudien zugrunde. Für Zweigruppenvergleiche  wurde  der  Student-t-Test  eingesetzt.  Mittels  einfacher ANOVA erfolgte der Mehrgruppenvergleich aller vier Modi (Signifikanzniveau p<0,05). Die statistischen Analysen wurden mit dem Statistikpaket SPSS gemacht.

ERGEBNISSE

Probanden und Verletzungsmuster
Bei  den  Probanden  handelte  es  sich  vorwiegend  um  Männer,  was  v. a.  in  der  geschlechtsspezifischen  Häufigkeit  von Meniskus verletzungen begründet ist. Mögliche Einflüsse bezüglich Geschlecht,  Alter,  Größe  und  Gewicht  konnten  jedoch  bei  dieser Evaluation  vernachlässigt  werden,  da  bei  jedem  die  gesunde  Seite als  Kontrolle diente. Dieses Vorgehen ist mit unserer bisher in Teilen  publizierten  Reliabilisierungsstudie  der  Computerunterstützten Dynamischen Posturographie mit ca. 100 Probanden konform (28).
17  Patienten  hatten  eine  Innenmeniskus-  und  acht  eine Außenmeniskusverletzung.  Zwei  Patienten  wiesen  sowohl  eine  Innen- als auch Außenmeniskusläsion auf (Tab. 1). Sechs weitere Patienten mussten nach durchgeführter Arthroskopie aufgrund fehlender Meniskusläsion oder Begleitverletzungen  ausgeschlossen werden.

Signifikante Verbesserung der posturalen Stabilität mit Bandage
Die posturale Stabilität ist um so höher, je niedriger der Stabilitätsindex ist. Für den Gesamtstabilitätsindex (OSI) lag der Wert des verletzen Kniegelenks ohne Bandage bei 3,6±1,2° und mit  Bandage bei 3,0±1,1°, was einer Erhöhung der posturalen  Stabilität von 16,7% (p<0,01) entsprach. Für das gesunde Bein wurde ein Gesamtindex von 3,5±0,9° (ohne Bandage) registriert, welcher sich mit Bandage um 17,1% auf einen Wert von 2,9±0,8° (p<0,01)  verbesserte. Vergleicht  man  die  Indizes  beider  Gelenke,  so  fällt  auf,  dass  weder ohne (p=0,85) noch mit Bandage (p=0,56) ein signifikanter Unterschied  zwischen  dem  kranken  und  gesunden  Bein  bestand.  Die Nebenzielgrößen  anterioposteriorer  Stabilitätsindex  (APSI)  und mediolateraler  Stabilitätsindex  (MLSI)  und  deren  Signifikanzen können Tab. 2 und Abb. 1-3 entnommen werden.


DISKUSSION

Formulierung des Studienziels
Ziel unserer Studie war es zu untersuchen, ob das Tragen von Kniegelenksbandagen bei Meniskusläsionen zur Verbesserung der posturalen Stabilität führt. Bei gänzlich fehlender Datenlage zum Einfluss von Bandagen auf die Standstabilität bei Meniskuspatienten wurde zudem die gesunde Seite untersucht. Damit sollten wichtige Rückschlüsse  über  die  spezifische  Wirkungsweise  der  Bandagen gewonnen werden.
Wir konnten zeigen, dass funktionelle Gelenkbandagen zu einer  starken  Verbesserung  der  posturalen  Standfähigkeit  führen  – und zwar unabhängig von einer vorliegenden Meniskusverletzung.

Die Prüfung und Verbesserung der Gelenkpropriozeption ist Gegenstand zahlreicher Studien
Zur Steigerung der Gelenksensation stehen operative und konservative Möglichkeiten zur Verfügung. So wurde eine Erhöhung des Gelenkstellungssinns gemessen mit dem Biodex System 3 Dynamometer® durch Allografttransplantation bei Meniskusläsionen erzielt (33). Auch wenn ungeklärt war, wie ein transplantierter Meniskus reinnerviert wird, führte man die Steigerung der Propriozeption auf eine  erhöhte  Anzahl  im  Gelenk  befindlicher  Mechanorezeptoren zurück,  welche  mit  dem  neuen  Ersatzmeniskus  implantiert  worden waren. Auch eine Meniskusresektion führte bei Jerosch (22, 33) zur  verbesserten  Kniegelenkspropriozeption.  Neben  operativen Techniken  kann  eine  kurzfristige  Besserung  der  Propriozeption auch  durch  elastische  Kniegelenksbandagen  beobachtet  werden. Perlau  (29)  untersuchte  den  Effekt  einer  Bandage  bei  Gesunden und zeigte eine Verbesserung der Propriozeption. Der Benefit von Bandagen  wurde  auch  bei  Rupturen  des  vorderen  Kreuzbandes und rezidivierenden posttraumatischen  Patellaluxationen und Gonarthrose unterstrichen (8, 18, 19, 20).

Die Posturographie ermöglicht eine realitätsnahe Funktionsprüfung der unteren Extremität
Neben  der  oft  subjektiv  wahrgenommenen  Steigerung  der Gelenksensibilität  wurde  in  den  aufgeführten  Studien  versucht,  die   Effektivität  von  Bandagen  mittels  kinesthetischer Tests  zu  objektivieren.  Hierzu  zählen  Gelenkbewegungs-  und Gelenkstellungstests.  Bei  differierenden  Messprotokollen  waren die Ergebnisse nicht immer einheitlich: Gemäß Beynnon und Renström (4) beeinflusst nämlich nicht nur die gemessene Gelenkposition die kinästhetische Wahrnehmung; für die Gelenksensibilität ist  weiterhin  relevant,  ob  die  Gelenkbewegung  aktiv  oder  passiv durchgeführt  wird,  oder  ob  z. B.  zusätzliche  axiale  Belastung  mit verstärkter  Aktivierung  von  Mechanorezeptoren  auf  die  Gelenke einwirkt.

Die  unspezifische  Erhöhung  der  posturalen  Stabilität  durch Bandagen bestätigt frühere Untersuchungen zur Propriozeption
Bei dem Gesamtindex (OSI) zeigte sich eine Verbesserung um ein Sechstel  beim  verletzten  Bein  (Tab.  1,  Abb.  1).  Dennoch  trat  die Erhöhung  der  Stabilität  auch  am  gesunden  Knie  ein,  so  dass  der Effekt unspezifisch für Menikusläsionen war. Daher vermuten wir, dass  meniskale  Mechanorezeptoren  für  die  Wirkung  der  Orthese belanglos  sind.  Vielmehr  scheinen  stattdessen  die  in  der  Gelenkkapsel gelegenen Ruffini-Rezeptorendigungen und die spezifischen Hautrezeptoren  hierfür  verantwortlich  zu  sein.  Dies  wurde  auch bei  Testung von Gelenkbewegung und -  stellung beobachtet (13, 14, 15, 17, 23) und bestätigte sich nun in der  Posturographie. So wurde auch  beschrieben,  dass  bei  vermehrter  Gelenkflüssigkeit  (Erguss) mit  konsekutiv  erhöhter  Kapsel spannung  Besserungen  von  Stellungssinn und Ganganalyse eintraten (8), hingegen nach i. a.  Injektion von  Lokalanästhetika  im  Tierversuch Gangunregelmäßigkeiten auffielen  (9).  Auch  Thijs  (33)  diskutierte  interessanterweise  in  seiner  Studie  über  Allografttransplantation  von  Menisken,  ob  für die  gesteigerte  Propriozeption  nicht  allein  die  im  Transplantat lokalisierten Mechanorezeptoren, sondern auch die Wiederherstellung der ursprünglichen Kapselspannung (mit den dort befindlichen Mechanorezeptoren) verantwortlich sei. Schließlich trat die Verbesserung schon 6 Monate postoperativ auf. Der entscheidende Punkt ist also, dass durch das Transplantat die Gelenkhomöostase wiederhergestellt wird, da ein nervaler Anschluss der  Mechanorezeptoren kaum zu vermuten ist.

Fazit für die Praxis
Wir haben erstmalig die Wirkung funktioneller Bandagen auf posturale Stabilität und Gesamtstatik bei Meniskusverletzungen untersucht. Aufgrund  der  unspezifischen  Verbesserung  der  Standstabilität  auch am  gesunden  Bein  konnten  wir  die  Wichtigkeit  von  Rezeptoren  in Haut und Gelenkkapsel, nicht jedoch in den  Menisken für die posturale Stabilität unterstreichen. Eine  deutliche Verbesserung der Propriozeption und posturalen Stabilität ist von großem klinischen Interesse, da Defizite mit erhöhtem  (Re-) Verletzungsrisiko assoziiert sind (11, 19, 24, 31), Bandagen aber zu einer reduzierten Verletzungshäufigkeit führen (5). Daher  profitieren gerade Patienten mit subjektiv hohem Instabilitätsgefühl,  relativer  Operationsindikation/  Kontraindikationen  oder assoziierter Kapselbandinstabilität von Gelenkbandagen.

Angaben zu finanziellen Interessen und Beziehungen, wie Patente, Honorare oder Unterstützung durch Firmen: Keine.

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Korrespondenzadresse:
Dr. med. Hans-Georg Palm
Abteilung für Unfallchirurgie und Orthopädie
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Oberer Eselsberg 40
89081 Ulm
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