Knieschmerzen von Grund auf behandeln

Es gibt Hinweise darauf, dass Fußorthesen schmerzhafte Kniesymptome lindern und möglicherweise sogar Verletzungen vorbeugen können. Der Schlüssel kann die Pronationskontrolle sein, die wiederum die Tibialinnenrotation und die Ausrichtung der Frontalebene beeinflusst.

Von Paul R. Scherer, DPM

Die medizinische Literatur schwieg über die mechanischen Ursachen von Knieschmerzen, bis die Sportmediziner meiner Meinung nach einen möglichen kausalen Zusammenhang zwischen hypermobilen Fußgelenken und Knieschmerzen bei Läufern erkannten. Knieschmerzen waren zuvor als Folge von Osteoarthritis angesehen worden und es wurde angenommen, dass sie keine andere Ätiologie als Bandschäden haben, die zu instabilen Kniegelenken führen. Die Wirkung der Fußbewegung war keine Überlegung. Nun spiegelt die Literatur jedoch ein vollständigeres Verständnis der Pathomechanik mechanisch induzierter Knieschmerzen und der Rolle von Fußorthesen bei der Behandlung wider.

Nicht alle Knieschmerzen sollten auf abnormale Mechanik zurückgeführt werden. In ähnlicher Weise wird eine Intervention mit biomechanikverändernden Geräten zur Behandlung aller Knieschmerzen unabhängig von ihrer Herkunft sicherlich zu mehr Behandlungsfehlern als zu Erfolgen führen. Die Literatur legt nahe, dass der Ursprung der meisten Knieschmerzen mechanisch ist, insbesondere beim Sportler. Es müssen jedoch auch die anderen möglichen Ursachen für Knieschmerzen erwähnt werden, bevor eine theoretische Grundlage für den Einsatz von Fußorthesen geschaffen werden kann. Der Ausschluss der anderen Differentialdiagnosen ist für eine erfolgreiche Orthesentherapie unerlässlich. Anekdotisch umfassen die Nachahmer Schäden an intraartikulären Strukturen (insbesondere den Menisken und ihren Koronarbändern), Kollateralbandschäden, peripatellare Tendinitis oder Bursitis, Plica-Syndrome, Osgood-Schlatter-Krankheit, Neurome, Ganglien und mehrere andere, aber selten auftretende Pathologien.

Die mechanischen Ursachen der Knieschmerzen eines Patienten können oft ans Licht gebracht werden, indem versucht wird, die Mechanik der unteren Extremität zu verändern, um festzustellen, ob sich die Symptome bessern. Strapping, Taping, Oberschenkel-Kräftigungsübungen, Keilpolster und vorgefertigte Orthesen bieten kostengünstige diagnostische Werkzeuge, um festzustellen, dass die Symptome auch mechanischen Ursprungs sind (mit dem Verständnis, dass, wie bei anderen diagnostischen Werkzeugen, falsch negative Ergebnisse möglich sind). 1-4

Abbildung 1. Die Pronation des Subtalargelenks mit anschließendem Kollaps des Mitteltarsalgelenks erzeugt eine Innenrotation der Tibia und erzeugt ein signifikantes Rotationsmoment am Knie. Die orthetische Kontrolle des Fußes begrenzt sowohl die Menge als auch die Geschwindigkeit der Innenrotation.

Die Pathologie der Knieschmerzen kann im Sinne dieses Artikels in drei anatomische oder geografische Bereiche unterteilt werden: Schmerzen im vorderen Knie, zuletzt als patellofemorales Schmerzsyndrom (PFPS) bezeichnet; mediale oder laterale Knieschmerzen; und ligamentöse Knieverletzungen, vor allem Verletzungen des vorderen Kreuzbandes, die bei Sportlerinnen häufiger auftreten.

Anvisieren der Tibia
Das Ausmaß der Tibia-Innenrotation und das daraus resultierende transversale Ebenenmoment am Kniegelenk wird durch Pronation des Subtalargelenks und den daraus resultierenden Kollaps des Mitteltarsalgelenks bestimmt.5,6 Es wurde weiter vorgeschlagen, dass die Menge und Geschwindigkeit der übermäßigen Fußpronation die Menge und Kraft der Tibialinnenrotation erhöht.7 Dieser Vorgang erhöht das Dislokationsmoment am Knie in der Querebene. Demonstrationen haben gezeigt, dass Gelenkkräfte und insbesondere Momente am Kniegelenk mit Orthesen beim Laufen verändert werden können.8

Früher wurde angenommen, dass die Biomechanik der Frontalebene, die zu medialen und lateralen Knieschmerzen führt, proximal durch die Position des Femurs am Hüftgelenk gesteuert wird, wodurch die Position des Knies entweder im Genu valgum oder im Varum verändert wird. Die Verringerung des Q-Winkels bei Patienten mit Genu varum bei Unterstützung einzelner Gliedmaßen erhöht das Inversionsmoment am Kniegelenk.9 Veröffentlichte Daten legen nahe, dass das seitliche Verkeilen verschiedener Fußorthesendesigns dieses Inversionsmoment am Kniegelenk verringern kann, eine wichtige Funktion von Fußorthesen.9

Es wird angenommen, dass die Ätiologie von PFPS multifaktoriell ist, aber die Forschung legt nahe, dass die oben beschriebene Pathomechanik eine Rolle spielt.10 Insbesondere Studien, die die Fußhaltung mit der Ausrichtung des patellofemoralen Gelenks in Verbindung bringen, legen nahe, dass der Q-Winkel sowohl von der Tibia-Innenrotation als auch von der Femur-Anteversion beeinflusst wird.

Eine der ersten kinematischen Laufstudien postulierte, dass die transversale Ebenenbewegung des Beines und die übermäßige frontale Ebenenbewegung des Fußes in Richtung der Pronation eine abnormale Kopplung erzeugen und zur Fehlstellung der Patella am Femur beitragen.5 Eine frühere Studie deutete darauf hin, dass die übermäßige Pronation und die daraus resultierende interne Tibiadrehung des Beins eine Verzögerung der externen Tibiadrehung hervorrufen, während der Femur mit einem externen Rotationskurs fortfährt und erneut ein schädliches Drehmoment auf das Knie erzeugt.7,11 Der Zusammenhang zwischen Q-Winkel und PFPS-Schmerz wird weiterhin diskutiert, aber eine Studie aus dem Jahr 1986 zeigte eine Verringerung des Q-Winkels, wenn die Innenrotation durch Orthesen verhindert wird.12 Diese Untersuchung zeigte einen kausalen Zusammenhang zwischen dem erhöhten Q-Winkel und PFPS und schlug vor, dass eine mögliche Lösung mit kundenspezifischen funktionellen Orthesen zur Hand sein könnte.12-14

Orthetische Ergebnisse

Abbildung 2. Die laterale Fersenspalttechnik verändert die Symmetrie der Fersenschale und erzeugt eine größere Bodenreaktionskraft lateral zur subtalaren Gelenkachse.

Bis Methoden entwickelt sind, die den genauen Zusammenhang zwischen abnormaler Fußmechanik und patellofemoraler Gelenkmechanik bestätigen, müssen sich Kliniker auf Ergebnisstudien verlassen, um ihre klinische Entscheidungsfindung in Bezug auf Orthesen, benutzerdefinierte oder andere, zu leiten. Eine Reihe von Studien zeigen überwiegend ein positives Ergebnis mit funktionellen Orthesen. Obwohl das tatsächlich verwendete Gerät stark von Material, Konstruktion, Guss oder Flexibilität abhängt, sind alle so konzipiert, dass die Fußbewegung zwischen Fersenkontakt und Fersenlift begrenzt wird, wenn nicht speziell, um die Pronation des Subtalargelenks zu begrenzen.

Eng et al. verwendeten acht Wochen lang weiche Fußorthesen mit Dehnungs- / Kräftigungsübungen bei jugendlichen Patientinnen mit patellofemoralen Schmerzen und berichteten über eine signifikant stärkere Schmerzreduktion beim Laufen und Treppensteigen als eine Kontrollgruppe, die nur die Übungen machte.4 Eine andere Studie verwendete ein halbstarres thermoplastisches Gerät bei nur einem Athleten, fand jedoch eine signifikante Verbesserung der Schmerzen und der Funktion.15 Darüber hinaus ergab eine Studie mit kundenspezifischen halbstarren Orthesen bei Teilnehmern mit patellofemoralen Schmerzen, dass sich die Bewertungen von Steifheit, Schmerzen und körperlicher Funktion nach nur zweiwöchiger Verwendung der Geräte verbesserten.16 Auch eine Studie, die klassische kundenspezifische Funktionsgeräte verwendete, die als Wurzelorthesen bestimmt waren und aus korrigierten und ausgeglichenen Positiven hergestellt wurden, berichtete über eine 67% ige Verbesserung der Schmerzen nach sechs Monaten. Alle bis auf drei von 41 Patienten, die Follow-up-Fragebögen ausgefüllt hatten, gaben an, dass sie ihre Geräte noch sechs Monate nach Beginn der Behandlung trugen.17 Interessanterweise deuten keine Berichte auf eine Zunahme der patellofemoralen Schmerzen durch die Verwendung vorgefertigter oder kundenspezifischer Orthesen hin, die die Fußpronation verlangsamen, reduzieren oder begrenzen sollen.

Saxenas Artikel von 200318 über PFPS erregte die Aufmerksamkeit der Podologie sowie der orthopädischen und physikalischen Therapie. Diese retrospektive Überprüfung bewertete die Wirksamkeit von kundenspezifischen halbstarren Wurzelorthesen bei 102 Patienten, die über Symptome von Chondromalazie patellae, PFPS oder retropatellarer Dysplasie klagten. Alle Probanden erhielten ähnliche funktionelle kundenspezifische Geräte, hergestellt aus neutralen Suspensionsgüssen und gebildet aus Polypropylen mit Rückfuß- oder Vorfußpfosten. Die Mehrheit der Rückfußpfosten hatte einen Varus von 2º oder etwas mehr, eine ähnliche Orthesenkomponente wie ein 2 mm medialer Skive. Zwei bis vier Wochen nach Orthese dispensal, 76.5% der Patienten berichteten über eine Verbesserung der Knieschmerzen durch orthetische Eingriffe. Zwei Prozent der Patienten waren asymptomatisch und 17% hatten keine Veränderung.

Die jüngste randomisierte klinische Studie zu Orthesen und Knieschmerzen untersuchte die Verwendung von funktionellen Orthesen bei der Behandlung von patellofemoralen Schmerzen.14 Die Studie verglich eine vorgefertigte funktionelle Orthesentherapie mit einer Behandlung mit einem spezifischen Physiotherapieprotokoll, um die Symptome von PFPS zu reduzieren. Die vorgefertigten Orthesen wurden entwickelt, um die subtalare Pronation zu begrenzen.(Abbildung 1) Die Patienten wurden randomisiert, um die Testorthesen, Scheinorthesen, Physiotherapie oder eine Kombination aus Physiotherapie und Orthesen zu erhalten.

Leider waren die verwendeten Testorthesen nicht nur vorgefertigt; sie dienten nicht der Kontrolle der Fußfunktion, sondern wurden „mit Komfort als primärem Ziel an ihre Schuhe angepasst.“ Die Testorthesen wurden auch bis zu einem gewissen Grad angepasst, um den Komfort durch Heißformen und durch Hinzufügen von Keilen oder Fersenerhöhungen zu „optimieren“.

Unabhängig davon waren die Ergebnisse der Studie immer noch sehr beeindruckend, was den Wert der Orthesen anbelangt. Nach sechs und 12 Wochen waren die Testfußorthesen signifikant wirksamer als die Scheingeräte zur Verbesserung von Schmerz und Funktion sowie sechs 20- bis 60-minütige Sitzungen mit Physiotherapie, Taping und Heimübungen kombiniert. Die Kombination von Physiotherapie mit orthetischer Therapie verbesserte das Ergebnis nicht.

Am interessantesten ist der Behandlungskostenfaktor. Die Studie wurde in Australien durchgeführt, wo die Physiotherapiekosten für die sechs Sitzungen 495 US-Dollar betrugen. Drei Paar Orthesen für jeden Patienten kosten 174 US-Dollar, einschließlich einer Schätzung der Beratungsgebühren.

Mechanik des medialen Kompartiments
Pathomechanik der Knieschmerzen des medialen Kompartiments stellt ein völlig anderes Szenario dar als der Mechanismus, der Schmerzen im vorderen Knie hervorruft. Mediale Knieschmerzen betreffen in erster Linie die Traktion der Kniebänder und die anschließende Weichteilverletzung, die zu knorpeligen und knöchernen Veränderungen führt. Drei Artikel identifizieren einen engen Zusammenhang zwischen übermäßiger Pronation des Fußes und ACL-Verletzung.18-21 Es ist gut dokumentiert, dass die Pronation des Subtalargelenks in Kombination mit dem daraus resultierenden Mitteltarsalkollaps zu einer übermäßigen tibialen Innenrotation führt, wodurch sich das Knie in den Valgus bewegt, was wiederum die Spannung auf der ACL erhöht.22 Die Spannung an den medialen Seitenbändern ist ebenfalls erhöht, wenn sich das Knie in einer Valgus-Position befindet. Eine erhöhte Spannung des Ligaments eines Gelenks resultiert normalerweise aus Kräften, die nicht senkrecht zur Gelenkachse wirken. Dieselben dynamischen Kräfte können auch den Verschleiß eines Gelenks induzieren, der zu einer nicht traumatischen Osteoarthritis (OA) führen kann. Dies wirft die Möglichkeit auf, dass die orthetische Steuerung der Fußbewegung in dem Bemühen, diese nicht senkrechte Bewegung um die Achse zu dämpfen, die resultierende OA verhindern oder minimieren könnte.

Mehrere Artikel dokumentieren die Wirksamkeit von Fußorthesen bei Knieschmerzen im medialen Kompartiment.23 Eine Studie an Patienten mit Osteoarthritis des medialen Kompartiments des Knies ergab, dass lateral verkeilte benutzerdefinierte Fußorthesen nicht nur die Knieschmerzen stärker reduzierten als die gleichen Orthesen ohne lateralen Keil, sondern dass die verkeilte Vorrichtung auch das maximale Knieadduktionsmoment während der frühen Haltung reduzierte.9 Frühere Forschungen haben diesen pathologischen Adduktionsmoment mit dem Fortschreiten der Kniearthrose oder der Unfähigkeit in Verbindung gebracht, sich vollständig von hohen Tibiaosteotomien zu erholen, um Genu Varum-Deformitäten zu korrigieren.24 Eine weitere ähnliche Studie verglich eine lateral verkeilte Einlegesohle mit neutralen Einlegesohlen bei Patienten mit Knie-OA und stellte fest, dass nach sechs Monaten die Einnahme von Schmerzmitteln signifikant niedriger und die Compliance bei denjenigen, die die verkeilten Einlegesohlen trugen, höher war.25

Überbeanspruchung und Bandverletzung können durch maßgefertigte Orthesen beeinflusst werden. Eine Studie, die dieses Konzept demonstrierte, beinhaltete die Bewertung einer Gruppe von Läuferinnen mit einer Vorgeschichte von Überbeanspruchung von Knieschmerzen, aber ohne Kniebandverletzung.26 Maßgefertigte halbharte funktionelle Fußorthesen wurden an die Läufer abgegeben, nachdem Abdrücke mit einem neutralen Suspensionsguss gemacht wurden. Die sechswöchige orthetische Intervention führte zu einer signifikanten Verringerung der Schmerzen im Vergleich zum Ausgangswert. Interessanterweise zeigte die Studie auch, dass die Orthesen bei gleichzeitiger Schmerzlinderung auch das maximale Außenrotationsmoment am Knie erhöhten und den maximalen Kalkaneuseversionswinkel verringerten. Diese biomechanischen Effekte können wiederum das Peak-Adduktionsmoment reduzieren.9,14,23 Diese Demonstration unterstützt das Konzept, dass die Innenrotation der Tibia, verursacht durch subtalare und mitteltarsale Bewegung, zu mechanisch induzierten Knieschmerzen beiträgt.

Vorbeugende Maßnahmen
Können maßgefertigte Orthesen schließlich die Häufigkeit oder Prävalenz von Bandverletzungen am Knie kontrollieren? Mehrere Artikel27,28 zeigten, dass kundenspezifische Geräte Stressfrakturen bei militärischen Rekruten wirksam reduzieren, und es gibt einige Hinweise in der sportmedizinischen Literatur, dass dies auch für Bandknieverletzungen gilt.

Einhundertfünfundfünfzig College-Basketballspielerinnen wurden auf Verletzungen des vorderen Kreuzbandes und des Seitenbandes untersucht.22 Die Athleten verwendeten während eines Zeitraums von vier Jahren keine Fußorthesen während des Trainings oder der Spiele. Dann, für die nächsten neun Jahre, Alle Teammitglieder trugen bei allen Aktivitäten im Zusammenhang mit Basketball Fußorthesen. Die ACL war 7,14-mal häufiger verletzt und die Seitenbänder waren 1,72-mal häufiger verletzt bei den Athleten, die die Orthesen nicht trugen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass durch die Verringerung der Tibia-Innenrotation und die Verbesserung des Timings der subtalaren Gelenkpronation Fußorthesen biomechanische Veränderungen erleichtern, die das Risiko von Kniebandverletzungen bei Sportlern senken.

Orthesenziele bei Knieschmerzen
Obwohl weitere Untersuchungen möglicherweise spezifischer sein müssen, unterstützen die vorliegenden Erkenntnisse die Verwendung von Fußorthesen nicht nur zur Schmerzlinderung bei mechanisch induzierten Knieschmerzen, sondern möglicherweise auch zur Vorbeugung von Kniebandverletzungen. Es gibt zwei Mechanismen, die in der Literatur dominant zu sein scheinen. Erstens erzeugt die schnelle Innenrotation der Tibia, die durch frühe und übermäßige Fußpronation verursacht wird, ein Drehmoment auf das Knie und positioniert die Patella ungleichmäßig gegen den Femur. Zweitens wird die Frontalebenenfehlstellung des Knies durch übermäßige Fußpronation übertrieben, was zu einer unerwünschten Traktion der Bänder führt. Fußorthesen können diese Szenarien steuern und möglicherweise umkehren, indem sie unerwünschte Fußbewegungen verhindern oder das Frontalebenenmoment am Knie verändern. 29

Das Ziel, Schmerzen im vorderen Knie, einschließlich PFPS, zu kontrollieren, kann erreicht werden, indem die innere Beinrotation mit einem eng anliegenden, halbstarren Gerät gesteuert wird, das eine Kalkaneuseversion und einen Kollaps des Mittelfußgelenks verhindert. In meiner klinischen Erfahrung adressiert ein halbstarres Gerät mit einem medialen Fersenspalt, einem flachen Rückfußpfosten und einer minimalen Bogenfüllung diese Probleme.

Das Ziel, mediale Knieschmerzen zu kontrollieren, scheint erreicht zu werden, indem ein größeres Eversionsmoment an der subtalaren Gelenkachse durch seitliches Verkeilen, entweder intrinsisch oder extrinsisch, in einer Orthese erzeugt wird, während die resultierende übermäßige Mitteltarsalbewegung mit einem halbstarren Gerät verhindert wird. Ein halbstarres Gerät mit seitlichem Skive, flachem Rückfußpfosten und einer Standardgewölbefüllung löst diese Probleme. (Abbildung 2)

Das Ziel, Verletzungen des medialen Seitenbandes und der ACL zu verhindern, besteht darin, die Bewegung im Fuß zu begrenzen. Dieses Konzept wird seit Jahrzehnten in allen Sportarten durch Taping und Umreifung angenommen, aber die Logik legt nahe, dass dies am besten mit einer Orthese erreicht wird, die die Mittel- und Subtalarbewegung steuert. Ein flexibleres Gerät mit einer Bogenfüllung ermöglicht es dem Gerät, bewegungseinschränkend zu sein, wenn sich der gesamte Fuß auf dem Boden befindet, aber flexibel bei Fersenkontakt und Fersenlift. (Abbildung 3)

Unabhängig vom verwendeten Material scheint die Fähigkeit von Fußorthesen, unerwünschte oder kompensatorische Bewegungen zu begrenzen, zu einer Umkehrung der Symptome und zur Verhinderung weiterer Schäden zu führen. Orthesenmodifikationen, die schädliche Momentarme reduzieren und unerwünschte Bewegungen stabilisieren, erzeugen effektivere Orthesen.

Paul R. Scherer, DPM, ist der unmittelbare frühere Vorsitzende der Abteilung für angewandte Biomechanik am Samuel Merritt College in Oakland, CA. Er ist CEO von ProLab Orthotics mit Sitz in Napa, Kalifornien.

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Tabelle 1. Orthesenempfehlungen für PFPS

• Neutraler Aufhängungsguss
• Halbstarre Polypropylenvorrichtung
• Ausgeglichen positiv bis senkrecht
• Minimale Gussfüllung zur Kontrolle der Bewegung von Vorderfuß zu Rückfuß
• Rückfußposition
• 2 mm medialer Skive, insbesondere bei umgestülptem Kalkaneus
• Eine obere Abdeckung, die sich der Schuhausrüstung oder dem Sportschuh des Patienten anpasst

Tabelle 2. Orthesenempfehlungen für mediale Kompartiment-Knieschmerzen

• Neutrale Aufhängung gegossen
• Halbstarres Polypropylen
• Gleichgewicht positiv zu senkrecht
• Standardgussfüllung
• Hinterfußpfosten
• 12 mm Fersenschale
• 4 mm seitlicher Skive
• Topcover im Einklang mit Schuhen und Aktivität des Patienten

Tabelle 3. Orthesen Empfehlungen für Knie Bänder Prophylaxe

• Neutral suspension cast
• Semi-starre polypropylen
• Positive cast korrektur ausgewogene zu senkrecht
• Mindest cast füllen
• EVA orthesen arch füllen
• 12mm ferse tasse
• Flache rückfuß post
• Kein abgeschrägter Hinterfußpfosten
• Topcover im Einklang mit den Schuhen und der Aktivität des Patienten