Sportmedizin, Biomechanik und Propriozeption

Transkript

1 Sportmedizin, Biomechanik und Bernhard Segesser, Xaver Kälin Praxisklinik Rennbahn Drs.med. Segesser, Rist, Weisskopf, Martin, Denzler, Knoll, Biomechanik Kälin Muttenz - Basel

2 Was ist? Schutzmechanismus des Bewegungsapparats? Schema des Informationsflusses im Nervensystem (Prometheus 2005) 2

3 Was ist? Muskelaktivierung und muskuläre Bewegungskontrolle auf instabilem Boden? Schema des Informationsflusses im Nervensystem (Prometheus 2005) 3

4 Schulung von Bewegungsautomatismen zur Haltungskontrolle? Leistungssteigerung durch sverbesserung 4

5 Was ist? Master s Games Kategorie über 110 Jahre Muskelkontrolle ist nicht alles! Aber ohne Muskelkontrolle ist alles nichts! 5

6 Was ist? Gelenke, Haut, Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur somatosensible Fasern somatomotorische Fasern Das Afferenzen Informationsnetz des Menschen Efferenzen ZNS viszerosensible Fasern viszeromotorische Fasern Eingeweide, Gefässe Schema des Informationsflusses im Nervensystem (Prometheus 2005) Drüsen, glatte Muskulatur, Herzmuskulatur 6

7 Was ist? Gelenke, Haut, Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur somatosensible Fasern somatomotorische Fasern Afferenzen ZNS Efferenzen viszerosensible Fasern viszeromotorische Fasern Eingeweide, Gefässe Schema des Informationsflusses im Nervensystem (Prometheus 2005) Drüsen, glatte Muskulatur, Herzmuskulatur 7

8 Was ist? ist die Verarbeitung sensorischer Informationen zur Steuerung einer Bewegung Verschaltungsebenen der Sensomotorischen Integration (Abb. aus Gollhofer, Lohrer, Alt, Sonderheft ) 8

9 Was ist? ist die Verarbeitung sensorischer Informationen zur Steuerung einer Bewegung Sehen Riechen Schmecken Hören Tasten 9

10 Was ist? Leonardo da Vinci: Der Fuß ist ein Meisterwerk Dazu: > 30,000 Nervenendungen 26 Knochen: 14 phalangeale 5 metatarsale 7 tarsale 32 Muskeln und Sehnen 107 Bänder der Fuß als Sinnesorgan Der Fuss liefert die Informationen zur Steuerung einer Bewegung 10

11 Was ist? Der Fuss liefert die Informationen zur Steuerung einer Bewegung als Greiforgan 11

12 Was ist? Der Fuss liefert die Informationen zur Steuerung einer Bewegung als Werkzeug 12

13 Was ist? 13

14 14

15 Was ist? 15

16 Was ist? 16

17 Was ist? 17

18 Was ist?

19 Was ist? 19

20 Was ist? 20

21 Was ist? 21

22 Was ist? 22

23 Was ist? 23

24 Was ist? rhythmisiert unsere Bewegung 24

25 Was ist? 25

26 Was ist? Dank Beeinflussung des Bewegungs- und Landeverhaltens des Fusses in Abhängigkeit von der Bodenbeschaffenheit 26

27 Störung der durch Traumatisierung des Gewebes durch Verkümmerung der Sinne durch ungenügende Verarbeitung der empfangenen Signale durch äussere Einflüsse mechanischer Art 27

28 Störung der durch Traumatisierung des Gewebes durch Verkümmerung der Sinne durch ungenügende Verarbeitung der empfangenen Signale durch äussere Einflüsse mechanischer Art 28

29 Störung der 29

30 Supinationstrauma 30

31 Bandverletzungen Akute Läsionen des Sprunggelenks werden am besten durch Frühmobilisation und propriozeptives Training behandelt Es scheint keine Gründe für eine frühe Operation zu geben Eine allfällige Operation kann auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen G.Mann, Recurrent Ankle Sprain, Isr.J.Sportmed,

32 Bandverletzungen ligamentäres Trauma Rezidiv mechanische Instabilität propriozeptives Defizit funktionelle Instabilität verringerte neuromuskuläre Kontrolle Kreislauf der Beeinflussung der durch Verletzungen von Bandstrukturen 32

33 Bandverletzungen Der Grund für eine chronische funktionelle Instabilität ist oft keine mechanische Instabilität, sondern eine Störung der durch Dehnung und Zerreissung der Nervenendigungen von Ligamenten und Gelenkkapsel (Freeman). G.Mann, Recurrent Ankle Sprain, Isr.J.Sportmed,

34 Bandverletzungen Bei persistierender Instabilität ist eine Rekonstruktion des Bandapparats erforderlich 34

35 Bandverletzungen Ruhigstellung stört die Gewebeernährung und behindert ein propriozeptives Training 35

36 Lig. Fibulotalare anterius Lig. Fibulocalcaneare ORTHESENWAHL abhängig von der Bewegungskontrolle und Bewegungsunterstützung einer Orthese 36

37 Mechanische Wirkungsweise verschiedener Stabilisationshilfen weiche Orthesen harte Orthesen Stabilschuhe 37

38 Aktiver Bewegungsumfang: Isokinetik Inversion Eversion 38

39 Max. aktive Inversion: Isokinetik [Grad] 39

40 Gehen auf instabiler Unterlage 40

41 Kadaveruntersuchungen Eine Flexion im oberen Sprunggelenk von über 20 und eine Extension im oberen Sprunggelenk von über grad beanspruchen die lateralen Ligamente. Deshalb ist der Bewegungsumfang im OSG während der Heilungsphase auf diese Werte zu limitieren. Wirth et al, 1978, Stacoff et al, 1989, Ozeki et al,

42 Gehen: max. Flexion: 10 / max. Extension 6 42

43 Aktiver Bewegungsumfang: Isokinetik 43

44 Maximale aktive Dorsalextension: Isokinetik [Grad] 44

45 Seitwärts-Stoppbewegung 45

46 Maximale Supination bei Seitwärtsbewegungen [Grad] 46

47 Hebelverhältnisse Stabilschuhe Schuhsohle starr verbunden mit den seitlichen Stabilisatoren Hebelwirkung der Schuhsohle 47

48 Entkoppelung Schuhsohle / Stabilisationshilfe Schuh adaptiert sich an den Untergrund Orthese kann im Schuh rotieren 48

49 Laufen: max. Flexion: 5 / max. Extension 23 49

50 Maximale Dorsalextension Laufen Δ α ext lauf [Grad] 50

51 Fazit Stabilschuhe sind die besten Stabilisationshilfen unmittelbar nach akuten Verletzungen des OSG (in den ersten 5-8 Wochen). Gehen ist erlaubt, Laufen nicht. Harte Orthesen (Steigbügelverbindung, Torsionsfreigabe zwischen Vorfuss und Rückfuss) sind am besten geeignet nach der primären Heilung der Ligamente bei wiederaufnahme der sportlichen Aktivität. Weiche Orthesen (ohne Steigbügelverbindung) haben eine relativ unbedeutende mechanische Stabilisationswirkung. 51

52 Supinationstrauma Behandlung: 1. Stabilisation und kontrollierte Frühmobilisation/Physiotherapie 2. Muskeltraining / Sensomotorisches Training () 52

53 Bandverletzungen propriozeptives Training 53

54 Muskuläre Kompensation der Instabilität Die M. Peronei sind die aktiven lateralen Stabilisatoren der Sprunggelenke 54

55 Funktion Peroneus 55

56 Funktionelle Quantifizierung der Sprunggelenk-Stabilität Maximalkraftmessung (Isokinetik) Kinematik auf weicher Unterlage Druckverteilungsmessung 56

57 Zielsetzung der Studie Vergleich von Effekten zweier Therapieformen bei der Behandlung von Sprunggelenkinstabilitäten: Konventionelle Physiotherapie - 9 Sitzungen zu 30 Min. - danach Heimübungen täglich (3 Monate) Physiotherapie unter Einbezug eines instabilen Schuhs - 9 Sitzungen zu 30 Min. - danach Tragen des Schuhs im Alltag (3 Monate) 57

58 Stichprobe 1. Patienten mit chronischen Sprunggelenkinstabilitäten (n=30) Versuchsgruppe (n=15), Therapie mit MBT Kontrollgruppe (n=15), Therapie ohne MBT 2. Randomisierung der Versuchs-, bzw. der Kontrollgruppe: Sportliche Aktivität Alter Geschlecht 58

59 Funktionelle Kontrollmessungen Biomechanik Erste Messung vor Beginn der Physiotherapie Zweite Messung unmittelbar nach Beendigung der 9 Therapie- Sitzungen Dritte Messung 3 Monate nach Therapie-Ende Maximalkraft Kinematik Druck 59

60 Maximalkrafttest Inversion Eversion 60

61 Resultate Maximalkraft Peroneii Maximales Drehmoment Eversion [Nm] konv. MBT 5 0 t1 t2 t3 Therapieverlauf 61

62 Supination vor der Therapie 62

63 Resultate Supination Supination (ROM) auf weicher Unterlage [Grad] konv. MBT t1 t2 t3 Therapieverlauf 63

64 Supination 3 Monate nach der MBT-Therapie 64

65 Druckverteilung beim Barfuss gehen auf harter Unterlage max. lateraler Fersendruck max. medialer Fersendruck 65

66 Resultate Druckverteilung Fersendruck-Koeffizient (pmax_medial/pmax_lateral) konv. MBT t1 t2 t3 Therapieverlauf max. lateraler Fersendruck max. medialer Fersendruck 66

67 Schlussfolgerungen Unmittelbar nach der Therapie Zwischen der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe konnten keine signifikanten Unterschiede gemessen werden. Somit waren beide Therapien kurzfristig gleich erfolgreich. Drei Monate nach Therapie-Ende Die funktionelle Stabilität war bei der Versuchsgruppe mit instabilem Schuh höher als bei der Kontrollgruppe. Die Nachhaltigkeit der Therapie war somit höher als diejenige der konventionellen Therapie. 67

68 Fazit Das Tragen des instabilen Schuhs über Stunden ermöglicht ein längeres und somit auch intensiveres Training der stabilisierenden Muskulatur als die relativ kurze Dauer der täglichen Heimübungen. Optimierung eines propriozeptiven Trainings durch spezifischen Trainingsschuh 68

69 Sehnenverletzungen 25 % der Achillessehnenrupturen werden primär fehldiagnostiziert 69

70 Achillessehnenruptur Achillessehnen reissen nicht so wie sie in den Büchern beschrieben werden 70

71 Achillessehnenruptur Offene Technik Unterschiedliche Länge der rupturierten Fasern 71

72 Achillessehnenruptur medial lateral 72

73 Achillessehnenruptur 73

74 Achillessehnenruptur B.D., female gymnastics, german national team 74

75 Achillessehnenruptur B.D., femal gymnastics, german national team 75

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88 Winkel d Zeichenerklärung: d = Abstand Calcaneus Tibia-/ Fibula-Gelenksspalt (senkrecht zur Fibula) α = Flexionswinkel Fuss (zur Fibula) β = Flexionswinkel Calcaneus (zur Fibula) α β 88

89 Strassenschuh 89

90 Vacoped 90

91 Vacoped 91

92 Vacoped (vs. barfuss) 92

93 Vacoped (vs Strassenschuh) 93

94 Vacoped (mit Strassenschuh Gegenseite) 94

95 Vacoped (oben normal, unten Gegenseite Therapieschuh) 95

96 Aircast 96

97 Aircast 97

98 Aircast (vs. barfuss) 98

99 Aircast (vs Strassenschuh) 99

100 Aircast (mit Strassenschuh Gegenseite) 100

101 Aircast (oben normal, unten Gegenseite Therapieschuh) 101

102 Orthotech 102

103 Orthotech (Rennbahnklinik) 103

104 Orthotech-RBK (vs. barfuss) 104

105 Orthotech (vs Strassenschuh) 105

106 Orthotech (mit Achillesehnen-Schuh Gegenseite) 106

107 Orthotech (oben normal, unten Gegenseite Therapieschuh) 107

108 Sporlastic 108

109 Sporlastic 109

110 Sporlastic (vs. barfuss) 110

111 Sporlastic (vs Strassenschuh) 111

112 Sporlastic (mit Strassenschuh Gegenseite) 112

113 Sporlastic (oben normal, unten Gegenseite Therapieschuh) 113

114 Kuenzli 114

115 Kuenzli 115

116 Künzli-Schuh (vs. barfuss) 116

117 Kuenzli (vs Strassenschuh) 117

118 Kuenzli (mit Strassenschuh Gegenseite) 118

119 Kuenzli (oben normal, unten Gegenseite Therapieschuh) 119

120 Maximale Dorsalextension Normaler Stand Maximale Dorsalextension (ohne Keil) Normaler Stand Maximale Dorsalextension (ohne Keil) 120

121 Störung der durch Traumatisierung des Gewebes Orthesen Sportschuh 121

122 Sportschuh 122

123 Anforderungen an den Sportschuh 123

124 Anforderungen an den Sportschuh 124

125 Anforderungen an den Sportschuh Exzessive Impactkräfte Reduktion der Stosskräfte? Verletzungen - Gelenkschäden Verletzungsreduktion? Dämpfung / Cushioning 125

126 Biomechanik P. Brüggemann F y [BW] ,0 Zeit [norm.] Impact < 50 ms 126

127 Anforderungen an den Sportschuh 127

128 Anforderungen an den Sportschuh Fersenkeile 128

129 129

130 Pronationskontrolle Kontrolle der Rückfussbewegung durch subtalare Abstützung oder Korrektur der ligamentären Stabilität der unteren Sprunggelenks 130

131 Sportschuh Pronationskontrolle 131

132 Sportschuh Pronationskontrolle 132

133 Technische Lösungen

134 Sportschuh 134

135 Sportschuh nach Stacoff 135

136 Epidemiologie Millionen von Menschen joggen oder laufen % sind mindestens einmal pro Jahr verletzt. Krissoff & Ferris 1979, Cavanagh 1980, Caspersen et al. 1984, Jacobs & Bersen 1985, Frederick & Hagy 1986, Lysholm & Wiklander 1987, Matheson et al. 1987, Marti et al 1988, Macera et al. 1989, van Mechelen 1992, Rochcongar et al. 1995, Mayer et al

137 Biomechanik Fussaufsatz (n = 2, 6 steps) ATF [N] ,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 [sec] 137

138 Biomechanik Fussaufsatz Do. Flexion Grad ,0 0,1 0,2 0,3 0, Pl. Flexion 138

139 Biomechanik Fussaufsatz Do. Flexion P Grad ,0 0,1 0,2 0,3 0, Pl. Flexion D A 139

140 Pronation 140

141 Muskuläre Pronationskontrolle M. tibialis posterior M. flexor hallucis M. flexor digitorum 141

142 Der Schuh als Hebel in dorsoplantarer Richtung 142

143 Biomechanik Fussaufsatz Length of MTU (m. soleus), [cm] L_sol weich hart cm 30 n=9, k=3 28 0,0 0,1 0,2 0,3 143

144 Technische Lösung 144

145 145

146 146

147 Sportschuh 147

148 Sportschuh 148

149 Fazit Bisher: Korrektur von schuhinduzierten Fehlbewegungen z.b. Dämpfen Stützen - Führen Heute: Suche nach optimalen technischen Lösungen zur Unterstützung der Muskulatur T I M O (Technology Inducing Muscle potential Optimization) Biomechanik DSHS Köln 149

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