Ganganalyse und Biofeedback-Training für Trauma-Patienten

Introduction

Bandverletzungen und Frakturen der unteren Extremitäten schränken die Bewegungsfreiheit der Patienten und damit die Lebensqualität beträchtlich ein. Häufige Verletzungsarten sind Kreuzbandrupturen und Frakturen des oberen Sprunggelenks. Davon besonders betroffen sind sportlich aktive Menschen, die anschließend möglichst schnell wieder die volle Belastbarkeit und funktionelle Beweglichkeit erreichen möchten.

Wir stellen in diesem Artikel vor, wie in diesem Kontext mobile Ganganalysen und Biofeedback-Training auf Basis der Moticon ReGo Sensorsohlen helfen, den Behandlungserfolg objektiv sichtbar zu machen. Für Therapeuten und Patienten bietet sich durch Ganganalyse und Biofeedback die Chance, die erste Phase der Rehabilitation möglichst zielgerichtet, zügig und komplikationsfrei zu durchlaufen.

Relevanz

Bisher waren Ganganalysen an Labore oder spezielle Räumlichkeiten und an komplizierte und zeitaufwändige Ausrüstung gebunden.

Das Moticon ReGo System bietet demgegenüber durch seine einfache Handhabung sowie durch die vollautomatisierte Datenauswertung eine effiziente und kostengünstige Alternative für den täglichen Praxiseinsatz. Für den Einsatz an Patienten sind lediglich die kabellosen ReGo Sensorsohlen sowie die ReGo App notwendig.

Dabei dienen die ReGo Report-Parameter aus der Ganganalyse dazu, die Belastungssituation und die Lastverteilung im realen Bewegungsablauf zu beschreiben sowie räumliche oder zeitliche Parameter wie die Schrittlänge oder Bodenkontaktzeiten darzustellen. Damit können Therapeuten vorliegende Asymmetrien und andere Auffälligkeiten im Gangbild der Patienten erkennen und auf Basis dieser objektiven Ergebnisse anschließend individualisierte Reha-Programme entwickeln oder gezielt intervenieren.

Zusätzlich wirkt sich die Anwendung von Biofeedback positiv auf den Behandlungserfolg aus. Seit etwa 30 Jahren wird es in der Rehabilitation angewandt, um nach Verletzungen das Wiedererlernen von Bewegungsmustern, zum Beispiel das eines stabilen Gangbilds, zu unterstützen (1). Der Einsatz kann somit den Rehabilitationsprozess verbessern und das Auftreten von Komplikationen vermindern. Ein systematischer Review (1) bestätigt die Effektivität von Biofeedback-Training bei Patienten mit verschiedenen Erkrankungen, die Gangauffälligkeiten aufweisen.

In der Regel wird die verordnete Teilbelastung bei Trauma-Patienten bisher mündlich mitgeteilt und nur punktuell mit Hilfe einer Körperwaage eingeübt. Die ReGo Biofeedback-Funktionen bieten im Gegensatz dazu die Chance, die Teilbelastung kontinuierlich während der Bewegungsausführung zu schulen und zu überprüfen sowie die Patienten unmittelbar einzubeziehen. Dadurch kann die Ergebnisqualität der Behandlung und die Zufriedenheit der Patienten zusätzlich gesteigert werden. Eine Studie von van Lieshout et al. (2) bestätigt, dass das Moticon ReGo System im Vergleich zu Kraftmessplatten valide Feedback-Daten bietet.

In einer Untersuchung von Hershhko et al. (3) konnte nachgewiesen werden, dass die Gangrehabilitation mit Biofeedback effektiver war, weil die Patienten die Belastungsgrenze besser einhalten konnten als diejenigen Patienten, die ausschließlich eine mündliche Instruktion erhielten. In einer weiteren Studie konnte nachgewiesen werden, dass kontinuierliches Biofeedback im Hinblick auf die Einhaltung von Belastungsgrenzen effektiver ist, als die Benutzung einer Körperwaage ist (4).

Studien-/Fallbeschreibung

Im vorliegenden Beispiel erlitt eine 12 Jahre alte Leichtathletin ein Abrutschen des rechten Hüftkopfes (Epiphysiolysis Capitis Femoris). Wie im Titelbeitrag der Zeitschrift für Physiotherapeuten beschrieben, wurde die Verletzung operativ durch Reposition und Verschraubung mit einer SCEFE-Schraube versorgt. Über acht Wochen wurde die Belastung des betroffenen Beins stufenweise von vollständiger Entlastung, über Sohlenkontakt und anschließender Teilbelastung, jeweils mittels Unterarm-Gehstützen, bis zur Vollbelastung gesteigert.

Im Zeitraum vom 23.07.2022 bis zum 11.10.2022 wurden insgesamt 21 therapiebegleitende Moticon ReGo Gangtests zur Ganganalyse durchgeführt. Bei 15 Gangtests kam zusätzlich das integrierte ReGo Biofeedback zum Einsatz, um die Aufbelastungsphase und die Gangschule der Patientin aktiv zu unterstützen.

In der ersten Phase mit Entlastung und Teilbelastung wurde zunächst die ReGo Biofeedback-Funktion zur Kontrolle der Belastungen verwendet. Als Biofeedback werden dabei in Echtzeit zwei unterschiedliche Töne ausgegeben, jeweils bei Annäherung und Überschreitung der Grenze für die Teilbelastung. Die Grenzen wurden vor Durchführung der Gangtests in der ReGo App auf 20 kg respektive 30 kg eingestellt.

In der zweiten Phase, ab der Vollbelastung des verletzten Beines, kam die ReGo Biofeedback-Funktion zur Schulung des physiologischen Abrollens des Fußes zum Einsatz. In der ReGo App kann dafür die Ziel-Endposition für das Abrollen im Vorfuß eingestellt werden. Während der Durchführung der Gangtests wurden wiederum zwei unterschiedliche Töne für die Annäherung und Überschreitung der Grenze ausgegeben. Durch die variablen Grenzen konnte die Patientin in der Rehabilitation schrittweise an ein vollständiges Abrollen herangeführt werden.

Die zusätzlich zur Ganganalyse und Biofeedback angewandte, konservative Rehabilitation beinhaltete folgende Maßnahmen:

1. Manuelle Lymphdrainage
2. Narbenbehandlung
3. Funktionelle Mobilisation angrenzender Gelenke
4. Spannungsausgleich auf muskulär-, ligamentär- und faszialer Ebene im Hüft-Beckenbereich
5. Erweiterung der Hüftgelenksbeweglichkeit
6. Krafttraining der hüftumliegenden Muskulatur und des Rumpfes

Ergebnisse

Im Belastungshistogramm (Load Histogram) ist zu sehen, dass die Teilbelastungsgrenze von 20 kg auf dem rechten Bein eingehalten wurde. In der Abbildung zur Druckverteilung (Mean Pressure Distribution) ist ab dem Zeitpunkt der Vollbelastung im Test vom 15.09.2022 noch eine auffällige Druckspitze im rechten Vorfuß zu erkennen, die sich bis zum letzten Test aber normalisiert. Ebenso nehmen die Kraftkurven (Ground Reaction Force) ab der Vollbelastung ein symmetrisches Bild an, mit zwei Maxima für den Fersenauftritt und den Abdruck vom Vorfuß.

Die mittlere Ganglinie (Gait Line) zeigt das Abrollverhalten des Fußes in anterior-posteriore und transversale Richtung. Bei dem Test vom 23.07.2022 ist eine verkürzte Ganglinie im Vor- und Rückfuß zu erkennen, was dafür spricht, dass der Fuß wegen der Teilbelastung vorsichtig und mittig aufgesetzt wurde. Gleichermaßen weisen die Auftritts- und Endpunkte (Initial/Final Ground Contact Points) beim ersten Test eine deutliche Streuung auf, die im Zeitverlauf abnimmt, wodurch das Gangbild stabiler und einheitlicher wird.

Alle genannten und weiteren (z. B. Schrittanzahl, Schrittlänge) Parameter können im Sinne einer Fortschrittskontrolle im Zeitverlauf über mehrere Tests dargestellt werden. In der Abbildung ist deutlich der Übergang von der Teilbelastung auf die Vollbelastung des rechten Beins zu sehen. Weiterhin ist der Symmetrie-Index (LSI) dargestellt, der im Zeitverlauf ebenfalls ansteigt.

Diskussion

Zusammenfassend zeigen diese Daten den Erfolg der Rehabilitationsmaßnahmen an. Die Ergebnisse der Testungen im Verlauf der Rehabilitation können aber auch in der Physiotherapie genutzt werden, um bei Auffälligkeiten gezielt zu intervenieren.

Im aktuellen Beispiel etwa ist in dem Test vom 23.07.2022 zu sehen, dass die mittlere Ganglinie des rechten Fußes zum einen verkürzt ist, wie oben bereits beschrieben, und außerdem eine Tendenz nach lateral annimmt. Das spricht dafür, dass die Patientin, vermutlich durch eine Schonhaltung, eher seitlich und unvollständig über den Fuß abgerollt ist. Folgend wurde dies in den Rehabilitationsmaßnahmen insofern berücksichtigt, dass das Abrollen über die Großzehe geschult wurde, was dem physiologischen Gangmuster entspricht. Das vollständige Abrollen wurde wiederum anhand des Final Stance Trainings gezielt verbessert. Das Final Stance Training ist neben der Teilbelastungskontrolle eine weitere Biofeedback-Option, die ReGo bietet. Hierbei erhält der Patient auditorisches oder haptisches Feedback, wenn sich der Körperschwerpunkt während der Standphase ausreichend weit über die Sohle bewegt hat, das heißt, dass der Patient ausreichend abgerollt ist. Die weiteren Tests im Zeitverlauf zeigen eine deutlich symmetrischere und vollständigere Ganglinie im Vergleich mit dem linken Fuß.

Tipps für die Praxis

Aus dem hier beschriebenen Fallbeispiel leiten sich aus physiotherapeutischer Sicht einige Interventions-Empfehlungen ab.

Ist die Ganglinie wie im aktuellen Beispiel verkürzt, sollte das vollständige Abrollen, vom Fersenaufsatz bis zum Verlassen der Großzehe, trainiert werden. Da unter Teilbelastung jedoch kein voller Sohlenkontakt möglich ist, kann die beteiligte Muskulatur zum Beispiel im Sitzen gekräftigt werden.

Die Wadenmuskulatur (Musculus Gastrocnemius und Musculus Soleus) ist besonders in der Mitte der Standphase bis zum Verlassen der Zehen aktiv (5) und sorgt für die Zunahme der vertikalen Unterstützung und das Fortschreiten des Körperschwerpunkts (6).

Durch die Kniebeugung im Sitzen wird bei dieser Übung besonders der Musculus Soleus trainiert. Dieser bewirkt in der Mitte und am Ende der Standphase ein Abbremsen der Beschleunigung (6). Aus diesem Grund ist es sinnvoll, den Musculus Soleus exzentrisch zu trainieren. Dafür senkt die/der Patient/in die Ferse in oben genannter Übung langsam zum Boden ab.

Spezielle Produktfunktionen

Zum Schluss möchten wir die wesentlichen Vorteile des ReGo Systems zusammenfassen und einige besonders hilfreiche Funktionen des ReGo System für die Arbeit mit Patienten hervorheben.

Die ReGo Gangtests bieten für Physiotherapeuten in der Praxis folgende Vorteile:

1. Die kontinuierlichen ReGo Testungen erlauben den Therapeuten eine objektive Erfolgskontrolle und Dokumentation über den gesamten Zeitverlauf der Rehabilitation.
2. Die ReGo Gangtests können kosten- und zeiteffizient an jedem beliebigen Ort durchgeführt werden, auch außerhalb der Rehabilitationseinrichtung und ohne Internetverbindung (offline). ReGo erlaubt Physiotherapeuten maximale örtliche Flexibilität, z.B. bei Hausbesuchen oder wechselnden Einsatzorten.
3. Die ReGo Biofeedback-Funktionen beziehen die Patienten aktiv in die Gangschule ein, erhöhen die Motivation und dadurch letztlich auch die Ergebnisqualität. ReGo erhöht dadurch die Kundenbindung zum Physiotherapeuten und die Kundenzufriedenheit.
4. Durch die standardisierten ReGo Tests und die automatische Bewegungserkennung ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse gewährleistet. So kann der Behandlungsfortschritt der Patienten und somit die Effektivität der entsprechenden Behandlung objektiv dokumentiert werden. Außerdem helfen die Ergebnisse den Physiotherapeuten dabei, die Behandlung zu individualisieren.
5. Das ReGo System ist wissenschaftlich validiert und bietet exzellente Datenqualität als Grundlage für medizinische Testungen im Marktvergleich (7).
6. Im Gegensatz zu kabelgebundenen Systemen beeinflussen die ReGo Sensorsohlen die Patienten nicht in ihrer Bewegung. Durch die komplett kabellose und sehr flache Bauweise wird eine realistische Erfassung des Gangbildes ermöglicht.
7. Das ReGo System kann auch für Tele-Rehabilitation eingesetzt werden. Die ReGo App bietet dazu eine spezielle Benutzeroberfläche für Patienten und einen Echtzeitzugriff auf die Testergebnisse für Therapeuten.

Literatur

1. Tate JJ, Milner CE. Real-time kinematic, temporospatial, and kinetic biofeedback during gait retraining in patients: a systematic review. Phys Ther 2010; 90(8):1123–34.

2. van Lieshout R, Stukstette MJ, Bie RA de, Vanwanseele B, Pisters MF. Biofeedback in Partial Weight Bearing: Validity of 3 Different Devices. J Orthop Sports Phys Ther 2016; 46(11):993–1001.

3. Hershko E, Tauber C, Carmeli E. Biofeedback versus physiotherapy in patients with partial weight-bearing. Am J Orthop (Belle Mead NJ) 2008; 37(5):E92-6.

4. Hustedt JW, Blizzard DJ, Baumgaertner MR, Leslie MP, Grauer JN. Is it possible to train patients to limit weight bearing on a lower extremity? Orthopedics 2012; 35(1):e31-7.

5. Tao W, Liu T, Zheng R, Feng H. Gait analysis using wearable sensors. Sensors (Basel) 2012; 12(2):2255–83.

6. Francis CA, Lenz AL, Lenhart RL, Thelen DG. The modulation of forward propulsion, vertical support, and center of pressure by the plantarflexors during human walking. Gait Posture 2013; 38(4):993–7.

7. Cramer LA, Wimmer MA, Malloy P, O’Keefe JA, Knowlton CB, Ferrigno C. Validity and Reliability of the Insole3 Instrumented Shoe Insole for Ground Reaction Force Measurement during Walking and Running. Sensors (Basel) 2022; 22(6).