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Skapulakinematik

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  • 1. Skapulakinematik bei atraumatischer Schulterinstabilität1 3-D-Untersuchung mittels elektromagnetischer Sensoren Scapular Kinematics in Atraumatic Shoulder Instability 3-D-Examination Using Electromagnetic Sensors Autoren T. Schçttker-Kçniger1 , A. Schwaller1 , J.-P. Baeyens2 , J. Cabri3 , J. Taeymans1 Institute 1 Int. FH Physiotherapie „Thim van der Laan“, CH-Landquart 2 Dept. Experimental Anatomy, Dept. Manual Therapy, Vrije Universiteit Brussels, B-Brüssel 3 Faculdade de Motricidade Humana Universidade TØcnica de Lisboa, P-Lissabon Schlüsselwçrter l" Schulterinstabilität l" Skapulakinematik l" Biomechanik l" Skapuladysfunktion Key words l" shoulder instability l" scapular kinematics l" biomechanics l" scapular dysfunction eingereicht 9.1.2007 akzeptiert 11.2.2007 Bibliografie DOI 10.1055/s-2007-963472 Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York · ISSN 1433-2671 Korrespondenzadresse Thomas Schçttker-Kçniger, PT, MSc, OMT-DVMT Feuerhausstr. 3 D-82256 Fürstenfeldbruck Thomas.Schoettker@ t-online.de Einleitung ! Aufgrund visueller Beobachtung differenzierten Imman et al. 1994 [9] die Schulterkinematik in eine skapulothorakale und humeroskapulare Komponente und beschrieben unterschiedliche Merkmale einer harmonischen humerothoraka- len Bewegung. Die Autoren gingen bei Gesunden von einem skapulohumeralen Rhythmus von 2:1 aus. Das bedeutet, dass sich z.B. 120 humero- thorakale Elevation aus 80 humeroskapularer und 40 skapulothorakaler Elevation zusammen- setzt. Es wird davon ausgegangen, dass eine Ver- änderung der Skapulakinematik Einfluss auf die humeroskapulare Kinematik und somit auf das glenohumerale Gelenk hat. So konnten neue Studien [7, 5] zeigen, dass eine Veränderung der Skapulaposition zu einer ver- änderten glenohumeralen Relation führt. Ver- schiedene Autoren gehen von einer Veränderung der Skapulakinematik als mçgliche Ursache bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen des Schultergürtels aus, wie z.B. Schulterinstabilität [3, 22, 31, 32] oder Impingement-Syndrom [8, 11, 19, 20, 27]. Der Einfluss der Skapulakinematik auf das Gle- nohumeralgelenk lässt sich mittels verschiede- ner Verfahren untersuchen. Klassisch erfolgt die Befunderhebung durch klinische Untersuchung Zusammenfassung ! Bei 17 Probanden mit atraumatischer Schulterin- stabilität und einer asymptomatischen Kontroll- gruppe wurde die Skapulakinematik gemessen und analysiert. Während sich in beiden Gruppen keine signifikanten Unterschiede der Skapulaki- nematik zwischen der humerothorakalen Arm- hebung in der frontalen und sagittalen Ebene fanden, zeigten die Ergebnisse, dass die Proban- den mit atraumatischer Schulterinstabilität sig- nifikant weniger skapulothorakale Rotation nach oben und nach lateral hatten als die Kontroll- gruppe. Die grafischen Auswertungen ergaben deutliche Unterschiede in der Qualität sowie im Muster der skapulothorakalen Bewegungen. Diese Ergebnisse unterstützen die These, dass bei Schulterinstabilität eine Skapuladysfunktion vorliegen und diese am Zustandekommen einer dezentrierten glenohumeralen Position beteiligt sein kann. Bei Schulterinstabilität sollte die Un- tersuchung der Skapulakinematik Bestandteil des Assessments sein. Abstract ! Scapular kinematics were measured and ana- lysed in 17 subjects with atraumatic shoulder in- stability and an asymptomatic control group. No significant differences in the scapular kinematics of humero-thoracic arm lifting in the frontal and sagital plane could be detected in both groups. However, the results showed that the subjects with atraumatic shoulder instability had signifi- cantly less upward and lateral scapulo-thoracic rotation than the control group. This results support the thesis that shoulder instability can correspond with scapular dys- function which can contribute to the de- velopment of a decentralised glenohumeral position. In cases of shoulder instability the examination of scapular kinematics should be part of the assessment. 1 Die Untersuchung wurde im Rahmen des Master-Studi- engangs 2003/2005 an der Internationalen Fachhoch- schule Physiotherapie „Thim van der Laan“ Landquart/ Schweiz durchgeführt. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit168 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 2. [12, 14, 24] und konventionelle Radiografie [31, 32]. Die klini- schen Tests sind bislang jedoch nicht ausreichend validiert. Die quantitativen Auswertungen der Rçntgenstudien konzentrierten sich auf das Glenohumeralgelenk und zeigten primär durch Su- perpositionsartefakte eine eingeschränkte Verwertbarkeit [7]. Außerdem erlauben Rçntgenuntersuchungen nur eine 2-dimen- sionale Darstellung der Position von Humerus und Skapula. Neuere Studien unter Verwendung der offenen Magnetreso- nanztomografie (MRT) in Verbindung mit 3-dimensionalen Bild- bearbeitungsverfahren [4, 5, 7] erlauben eine äußerst präzise 3-dimensionale Rekonstruktion aller knçchernen Anteile des Schultergürtels in verschiedenen funktionellen Positionen. Mit offener MRT-Technik ist es mçglich, eine Darstellung der Anteile des Schultergürtels in verschiedenen Positionen durchzuführen. Aber auch diese Untersuchungsmethode kann keine Bewegung aufzeichnen und sie ist daran gebunden, dass sich die Proban- den in liegender Position befinden. Da der Effekt der Muskelak- tivität auf die Anteile des Schultergürtels von großer Bedeutung ist [7] und grundsätzlich von der Stellung des Probanden (hori- zontal oder vertikal) abhängt, bedeutet dies eine weitere Ein- schränkung der klinischen Verwertbarkeit der Ergebnisse der MRT-Studien. Als weiteres Verfahren zur quantitativen Bewegungsanalyse des Schultergürtels stehen verschiedene Markersysteme zur Verfü- gung [10, 21, 23, 25, 36], die eine 3-dimensionale Darstellung der Bewegung von Humerus und Skapula erlauben. Die Anwen- dung und biomechanische Auswertung dieser Markersysteme wurde von der International Society of Biomechanics (ISB) soweit standardisiert, dass ihre Ergebnisse vergleichbar sind [38]. Lange Zeit wurde die Messgenauigkeit dieser Markersysteme als unzu- reichend angesehen, da sie in klinischen Studien an die Verwen- dung von Hautsensoren gebunden sind [7]. Das Problem der in Schulterstudien dabei auftretenden Hautverschiebung wurde von Karduna et al [10] mittels interner Markerfixierung an der Skapula bis 120 Armelevation in einer Studie validiert. Heute existieren somit schon äußerst valide quantitative Daten über das normale skapulothorakale Bewegungsmuster und die gewünschte, normale skapulohumerale Relation. Offen ist je- doch die Frage, wie und ob sich das skapulothorakale Bewe- gungsmuster bei Dysfunktionen und speziell bei muskulärer Dysfunktion bzw. bei Stçrung der neuromuskulären Steuerung des glenohumeralen Gelenks verändert. Die Literatur [6, 16–18, 29, 34, 37] geht davon aus, dass speziell bei der atraumatischen Schulterinstabilität eine Stçrung der neuromuskulären Steue- rung bzw. eine Muskeldysfunktion vorliegt. Ziel der vorliegenden Studie war es die Skapulakinematik bei Probanden mit atraumatischer Schulterinstabilität sowie bei ei- ner asymptomatischen Kontrollgruppe zu analysieren. Es wur- de untersucht, ob sich die Skapulakinematik bei der Armhe- bung in der frontalen und sagittalen Ebene unterscheidet, und ob es mçglich ist quantitative oder qualitative Unterschiede zwischen den Gruppen festzustellen. Material und Methode ! Probanden Die Schultern von 19 gesunden (OD) und 17 Probanden mit atraumatischer Schulterinstabilität (ATIN) wurden untersucht (l Tab.1). Um eine mçglichst große Anzahl an Probanden zu untersuchen und weil dem Untersucherteam das Messinstru- ment nur für 1 Woche zur Verfügung stand, erfolgten die Mes- sungen an orthopädischen Zentren in Frankfurt, Heidelberg, München, Bad Tçlz und Fürstenfeldbruck. Vor den Messungen wurden alle Probanden über die Studie informiert und ihre Ein- willigung schriftlich dokumentiert. Bei Probanden unter 18 Jah- ren war eine erziehungsberechtigte Person anwesend. Im Vorfeld der Studie wurden die Probanden an den unterschied- lichen Zentren anhand der Ein- und Ausschlusskriterien rekrutiert (l Tab.2). Um eine mçglichst große Homogenität zu gewährleis- ten, fand vor den eigentlichen Messungen bei allen Teilnehmern zusätzlich eine Untersuchung statt. Dabei zeigten alle Teilnehmer der Kontrollgruppe (OD) ein unauffälliges Ergebnis. Die Probanden der experimentellen Gruppe (ATIN) hatten in ih- rer Krankengeschichte mindestens eine Schulterluxation nicht traumatischer Genese. Zum Zeitpunkt der Studie befanden sich 15 Probanden wegen „Schulterinstabilität“ in medizinischer Be- handlung. Bei allen lagen MRI-Aufnahmen vor, die keine trau- Tab. 1 Beschreibende Merkmale der Probanden (ATIN = atrauma- tische Schulterinstabilität; OD = gesunde Probanden; * Mittelwerte und Spannweite) Total ATIN OD Anzahl der Probanden (Schultern) 36 17 19 Alter* (Jahre) 27 (15 – 49) 27,9 (16 – 49) 26,2 (15 – 49) Grçße* (cm) 174,8 (158 – 205) 178,9 (165 – 205) 171,1 (158 – 193) Gewicht* (kg) 69,6 (45 – 100) 77,1 (54 – 100) 62,9 (45 – 86) BMI* (kg/m2 ) 22,6 (16,7 – 28,1) 23,9 (19,4 – 28,1) 21,4 (16,7 – 24,3) Male-female Ratio 20:16 12:5 8:11 Tab. 2 Ein- und Ausschlusskriterien der Probanden mit atraumatischer Schulterinstabilität (ATIN) Einschlusskriterien Ausschlusskriterien Zeichen und Symptome einer atraumatischen Schulterinstabilität neurologische Erkrankungen das erste luxationsausslçsende Ereignis war mit keinem oder nur einem minimalen Trauma ohne signifikante Schmerzen verbunden Schmerzen oder Erkrankungen in anderen relevanten Strukturen (z. B. HWS,BWS) die Luxation oder Subluxation hat sich spontan oder wurde vom Probanden selbst reponiert (keine Reposition durch den Arzt) jede Art von Schulteroperationen rheumatologische Erkrankungen oder Kollagenosen (Ehlers-Danlos- oder Marfan-Syndrom) Radiologische Zeichen oder andere Hinweise einer traumatischen Luxation Andere Diagnosen des Schultergürtels(z. B. Rotatoren- manschettenruptur) Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit 169 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 3. matisch bedingten Ursachen für eine Schulterinstabilität doku- mentierten. Vor der experimentellen Messung wurden bei allen Teilnehmern eine subjektive und eine zielgerichtete kçrperliche Untersuchung durchgeführt. Im Rahmen der subjektiven Untersuchung diente ein Fragebogen zur Verifizierung der Krankengeschichte sowie der subjektiven Symptome. Ein DASH-Fragebogen (Disability of arms, hand and shoulder) ermittelte den Grad der subjektiven Behinderung. Die kçrperliche Untersuchung bestand aus einer aktiven Unter- suchung der Schulterbeweglichkeit (ROM + Qualität), einer Funk- tionsprüfung der Muskeln der Rotatorenmanschette sowie einem Screening von HWS, BWS und den entsprechenden neuralen Strukturen. Weiterhin wurden bei allen Probanden 6 Instabili- tätstests durchgeführt (Anterior drawer test, posterior drawer test, sulcus sign, apprehension test, relocation test, surprise sign), von denen bei allen mindestens 2 Tests positiv waren. Insgesamt konnten im Vorfeld 19 Probanden mit Schulterinsta- bilität rekrutiert werden. Da 2 Probanden aufgrund der darge- stellten Voruntersuchung von der Studie ausgeschlossen wurden, nahmen an der Studie insgesamt 17 Probanden mit atraumati- scher Schulterinstabilität teil. Messinstrument Die Messungen erfolgten mit einem elektromagnetischen Markersystem mit 6 Freiheitsgraden (Flock of Birds – FoB, As- cension Technology, Burlington, VT, USA). Die Abteilung für experimentelle Anatomie und Manuelle Therapie der Freien Universität Brüssel stellten dem Untersucherteam (T.S.-K. und A.S.) das Messinstrument und die notwendige Software zur Verfügung, dessen Messgenauigkeit vom Hersteller mit 1,8 mm/0,5 angegeben und in diversen Studien bestätigt wird [1, 33, 35]. Methode Die Hautsensoren wurden mit doppelseitigem Klebeband am Sternum und der flachen Oberseite des Akromion befestigt. Der Humerussensor wurde mittels speziell entwickelter Man- schette am distalen Oberarm montiert (l Abb. 1a, b). Diese Anwendungsmethode von Hautsensoren zur Ermittlung der Skapulabewegung wurde in einer Studie mit invasiver Fixie- rung des Sensors an der Spina scapulae validiert und zeigte besonders bis zu einer Armhebung von 120 eine hohe Über- einstimmung [10]. Anschließend erfolgte zur Bestimmung der lokalen Koordina- tensysteme von Humerus, Thorax und Skapula die Digitalisie- rung der knçchernen Landmarken gemäß den Empfehlungen des ISB ([38] l Abb. 2a–c). Die gleichen Untersucher führten jeweils alle für die Studie not- wendigen Arbeiten und Messungen durch. Protokoll Der Proband saß während der gesamten Messung aufrecht ca. 2m vor dem Transmitter auf einem Holzhocker. Es wurde darauf geachtet, dass seine Koronalebene parallel zu der des Transmit- ters eingestellt war (Abb. l 3a, b). Folgende 2 aktive Bewegungen wurden untersucht: E Armhebung bis 120 in der sagittalen Ebene (l Abb. 3a, b); E Armhebung bis 120 in der frontalen Ebene (l Abb. 4a, b). Der Proband wiederholte jede Bewegung 3-mal, wobei ein Un- tersucher (T.S.-K.) den Probanden verbal anleitete (z.B. Tempo, Bewegungsweg) und der andere (A.S.) den FoB bediente. Datenauswertung und statistische Analyse Nach der Aufzeichnung der Rohdaten in einem Laptop (Dell Lati- tude D800, USA) erfolgte die Auswertung und grafische Darstel- lung mittels Mathcad 13 (Mathsoft Engineering Education Inc., USA). Die notwendigen biomechanischen Formeln und Program- me hatte J.-P. Baeyens, PhD (Dept. Manual Therapy, Vrije Univer- siteit Brussels, Belgien) geschrieben und zur Verfügung gestellt. Wegen der besseren klinischen Interpretierbarkeit [15] fand die Auswertung der Bewegungen mittels „Schraubachsen“-Methode (Helical axis; [38]) statt. In einem ersten Schritt wurden die 3 Rotationen der Skapula in Relation zum Thorax (Rotation nach oben/unten und nach medi- al/lateral; Kippung nach anterior/posterior; l Abb. 5a–e) sowie die Bewegungen des Humerus in Relation zum Thorax berechnet und grafisch dargestellt. Zur Interpretation der skapulothoraka- len Bewegungen in zeitlicher Relation zur humerothorakalen Be- wegung dienten die zeitliche Bestimmung und die grafische Dar- stellung der skapulothorakalen zur humerothorakalen Bewegung (l Abb. 6, 7a, b, 8a, b). Die qualitativen Merkmale der skapulothorakalen Bewegung wurden mittels der grafischen Darstellung der 3 Versuche ei- nes jeden Probanden visuell analysiert. Die Berechnung der quantitativen Merkmale der skapulotho- rakalen Bewegungen erfolgte durch die Bestimmung der Grad- zahlen für die Rotation nach oben/unten, Rotation nach medi- al/lateral und Kippung nach anterior/posterior der Skapula bei jeweils 0, 30, 60, 90 und 120 humerothorakaler Elevation. Die anschließend berechneten Differenzen der Werte be- schreiben die Grçße der skapulothorakalen Bewegungen für Abb. 1 a, b a Aufbau des Messinstruments. b Befestigung der Hautsensoren. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit170 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 4. die Intervalle 0 – 30, 30 – 60, 60 – 90 und 90 – 120 humero- thorakaler Elevation sowie für die gesamte humerothorakale Elevation von 0 – 120 (l Abb. 9a–c). Als Grundlage für diese Berechnungen diente der jeweils 2. Versuch jedes Probanden. Um die klinische Relevanz der ermittelten skapulothorakalen Bewegungen während der Armhebung in der sagittalen Ebe- ne zu verbessern, wurde die Ausgangsposition der Skapula in Relation zum Thorax mittels Euler-Winkel (x-y-z-Konvention; Abb. 3 a, b Elevation des Humerus in der sagittalen Ebene. Skapula Humerus Global Thorax c a b Abb. 2 a–c Knçcherne Landmarken und Koordinatensysteme (AA = Angulus acromialis, AC = Art. acromioclavicularis, AI = Angulus inferior scapulae, C7 = dornfortsatz C7, EL = Epicondylus lateralis, EM = Epicondylus medialis, IJ = Incisura jugularis, PC = Proc. coracoideus, PX = Proc. xiphoideus, T8 = Dornfortsatz T8, TS = Trigonum scapulae). Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit 171 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 5. [39]) ermittelt. Alle Werte der Skapulakinematik wurden mit einem Histogramm und grafischer Darstellung der kumulier- ten Häufigkeiten und anschließendem Kolmogorov-Smirnov- Test auf Normalverteilung überprüft. Die Grçße der skapulothorakalen Rotation für 3 ermittelte Pa- rameter der Skapula (Rotation nach oben/unten, Rotation nach medial/lateral und Kippung nach anterior/posterior) wurden für die 5 Intervalle der Armhebung in der sagittalen sowie in der frontalen Ebene statistisch miteinander verglichen. Inner- halb der beiden Gruppen fand der Vergleich zwischen den ska- pulothorakalen Bewegungen während der Armhebung in der sagittalen Ebene und denen während der Armhebung in der frontalen Ebene statt. Hierfür kam jeweils der 2-seitige t-Test für 2 verbundene Stichproben zum Einsatz. Der statistische Vergleich zwischen den gesunden und den Pro- banden mit atraumatischer Schulterinstabilität erfolgte mithilfe des 2-seitigen t-Tests für 2 nicht verbundene Stichproben. Der Alpha-Level für die Intervalle 0 – 30, 30 – 60, 60 – 90und 90 – 120 wurde auf 0,05 festgesetzt. Um bei den wiederholten a b c d e Abb. 5 a–e Skapulothorakale Rotationen und Gleitbewegungen nach Zatsiorsky [2]. a Rotation nach oben/unten um die fast anterior/posterior gerichtete Achse (Upward/downward rotation). b Rotation nach lateral/ medial um die nahezu vertikal stehende Achse (auch Medial-/Lateralrota- tion genannt). c Kippung nach posterior/anterior um die nahezu medial- lateral gerichtete Achse (Anterior/posterior tipping). d Skapulothorakale Elevation/Depression. e Protraktion/Retraktion. Abb. 4 a, b Elevation des Humerus in der fronta- len Ebene. 60 40 20 0 20 40 3xskapulothorakaleBewegung(°) 50 0 50 100 150 humerothorakale Elevation (°) Rotation nach oben (+) / unten (–) Kippung nach posterior (+) / anterior (–) Rotation nach lateral (+) / medial (–) Abb. 6 Skapulothora- kale in Relation zur hu- merothorakalen Bewe- gung bei einem gesunden Probanden. 40 3xskapulothorakaleBewegung(°) humerothorakale Elevation (°) 20 0 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Abb. 7 a, b Skapulamuster bei atraumatischer Schulterinstabilität be- stehend aus Rotation nach oben (schwarz), Kippung nach posterior (blau) und Rotation nach medial (grau). Die Rotation nach medial zeigt sich kli- nisch als „Scapula winging“. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit172 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 6. t-Tests eine „Inflation“ des Alpha-Levels zu verhindern wurde er entsprechend der Bonferroni-Methode für das Bewegungsin- tervall 0 – 120 angepasst und auf 0,01 gesetzt. Die statistische Berechnung erfolgte mit WinSTAT für Microsoft Excel (Copy- right 2006 Robert K. Fitch). Die Grçße des skapulohumeralen Rhythmus ergab sich aus der Subtraktion des Werts der skapulothorakalen Rotation nach oben vom ermittelten Wert der humerothorakalen Elevation und anschließender Division durch den Wert der skapulotho- rakalen Rotation nach oben. Ergebnisse ! Vergleich der qualitativen Merkmale Alle asymptomatischen Probanden zeigten bei der humerotho- rakalen Elevation in der sagittalen wie in der frontalen Ebene ein einheitliches skapulothorakales Bewegungsmuster aus Ro- tation nach oben und nach lateral sowie Kippung nach posterior. Die Qualität der skapulothorakalen Bewegung kann in dieser Gruppe als gleichmäßig bezeichnet werden. Bei den 3 Wieder- holungen waren die skapulothorakalen Bewegungen annährend deckungsgleich (l Abb. 6). In der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität fand sich kein einheitliches Bewegungsmuster der Skapula: E Rotation nach oben und nach medial sowie Kippung nach posterior (l Abb. 7a, b): 4 Probanden; E Rotation nach oben und nach lateral sowie Kippung nach an- terior: 2 Probanden; E Rotation nach oben und nach medial sowie Kippung nach an- terior: 1 Proband. Die Qualität der skapulothorakalen Bewegung bei den 3 Wiederholungen war in dieser Gruppe sehr unregelmäßig (l Abb. 8a, b). Quantitativer Vergleich innerhalb der asymptomati- schen Gruppe Bei der skapulothorakalen Rotation nach oben wie auch bei der nach lateral nahm die Grçße der Bewegung von Intervall zu In- tervall zu und war bei 90 – 120 humerothorakaler Elevation am grçßten. Die Kippung nach posterior erfolgte hingegen sehr früh während der humerothorakalen Elevation (l Abb.9a–c). Beim Vergleich zwischen der Armhebung in der frontalen und der sagittalen Ebene zeigte sich nur ein signifikanter Unterschied innerhalb der Gruppe bei der skapulothorakalen Rotation nach lateral. Diese war während der Armhebung in der frontalen Ebe- ne mit 10,35 ( € 8,18) signifikant geringer (p =0,007) als in der sa- gittalen (17,28 €7,19). Mit einem Mittelwert von 42,86 ( € 8,13) für die Rotation nach oben während der Armhebung in der sagit- talen bzw. 42,35 ( € 6,97) in der frontalen Ebene waren die Mit- telwerte für diese Bewegungsrichtung fast identisch. Quantitativer Vergleich innerhalb der Gruppe mit atraumatischer Instabilität Der Vergleich der skapulothorakalen Bewegung während der Armhebung in den 2 verschiedenen Ebenen ergab nur einen statistisch signifikanten Unterschied (p = 0,0002) für die Rotati- on nach lateral. Mit einem Mittelwert von 35,3 ( € 7,64) ska- pulothorakaler Rotation nach oben während der Armelevation in der sagittalen bzw. 33,5 ( € 9,33) in der frontalen Ebene wa- ren die skapulothorakalen Bewegungsausschläge für diese Be- wegungsrichtung wiederum fast identisch. Quantitativer Vergleich zwischen den Gruppen Im Vergleich zur asymptomatischen Gruppe war Rotation nach oben in der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität signifikant kleiner (sagittale Ebene: p = 0,008, frontale Ebene p = 0,003; l Abb. 9a). Im Bewegungsintervall 90 – 120 Armelevation in der sagitta- len Ebene war die Rotation nach lateral mit 1,19 ( € 4,40) bei atraumatischer Schulterinstabilität im Vergleich zur asympto- matischen Gruppe (4,73 € 4,42) signifikant kleiner (p = 0,028; l Abb. 9b). Insgesamt zeigten sich die Unterschiede für beide Bewegungsrichtungen am deutlichsten im Bewegungsintervall 90 – 120 Armelevation (l Abb. 9a, b). Für die Kippung nach posterior fanden sich im Vergleich zur asymptomatischen Gruppe keine statistisch signifikanten Unter- schiede. Hier war jedoch auffällig, dass der Mittelwert für die Kippung nach posterior im Intervall 90 – 120 Armelevation in der sagittalen Ebene negativ war, was einer Kippung nach ante- rior entspricht (l Abb. 9a–c). Die Auswertung der Ausgangstellung der Skapula vor der Armhebung in der sagittalen Ebene ergab zwischen beiden Gruppen für die Rotation nach oben wie auch für die Lateral- 3xskapulothorakaleBewegung(°) 3xskapulothorakaleBewegung(°) humerothorakale Elevation (°) humerothorakale Elevation (°) 50 40 30 20 10 0 –10 –10 –100 –50 0 50 100 150 –50 0 50 100 150 30 20 10 0 –20 a b Abb. 8 a, b Typisches skapulothorakales Bewe- gungsmuster bei atraumatischer Schulterinstabili- tät. a Während Armelevation in sagittaler Ebene. b Während Armelevation in frontaler Ebene. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit 173 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 7. rotation keine signifikanten Unterschiede. Für die Ausgangs- tellung der Kippung nach anterior wurden statistisch signi- fikante Unterschiede (p = 0,03) zwischen den Gruppen gefun- den. Hier zeigte die Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität signifikant mehr Kippung nach anterior als die Vergleichsgruppe (l Abb. 10a–c). Skapulohumeraler Rhythmus Für die Armhebung in der sagittalen Ebene betrug der skapu- lohumerale Rhythmus in der asymptomatischen Gruppe 1,8:1, während bei atraumatischer Instabilität ein Wert von 2,5:1 be- rechnet wurde. Diskussion ! Obwohl die Anwendung des Hautsensors am Akromion vali- diert wurde [10] muss aufgrund eines methodischen Problems davon ausgegangen werden, das die Messgenauigkeit in allen Studien, die diese Methodik anwandten, nicht so hoch ist wie angegeben. In der Validierungsstudie wurde der Hautsensor mit einem doppelseitigen Klebeband gleichzeitig am Akromi- on und der 2. Sensor knçchern an der Spina scapulae fixiert. Durch die zeitgleiche Fixierung der Sensoren ist davon auszu- gehen, dass die Hautbewegung geringer ausfiel als in Studien alleine mit dem Hautsensor. Aus diesem Grund entschieden sich die Autoren der vorliegen- den Studie, nur den Bereich mit sehr hoher Validität bis 120 Armelevation zu untersuchen. Die Ergebnisse der asymptomatischen Gruppe stimmen sowohl was das Bewegungsmuster als auch die Grçße der Bewegung betrifft mit den Resultaten vorheriger Studien mit gleicher Me- thode überein [2, 10, 21]. Deshalb ist anzunehmen, dass auch die Ergebnisse der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabi- lität valide sind. Der Vergleich innerhalb der Gruppen für die Armhebung in den 2 Ebenen zeigte für beide Gruppen nur einen signifikanten Unterschied bei der Skapularotation nach lateral. Dieser Unter- schied ist darauf zurückzuführen, dass die Probanden für die Elevation in der frontalen Ebene den Arm in der Ausgangsstel- lung bereits in Außenrotation hielten. Daher sollte dem Unter- schied keine klinische Bedeutung beigemessen werden. Die Er- gebnisse für die asymptomatische Gruppe entsprechen somit den Ergebnissen von Koh et al. [15]. Interessanterweise zeigte auch die Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität keine Unterschiede in der Grçße der Skapu- lakinematik während der Armhebung in der frontalen und der sagittalen Ebene. Diese Beobachtung kçnnte klinisch relevant sein, da sie ein Vorgehen begründet, bei dem der Patient zu- nächst in einer für ihn „sicheren“ Ebene die Skapularotationen sowie das humeroskapulare Zusammenspiel erarbeitet (z.B. bei ventraler Instabilität in der sagittalen Ebene). Zwischen den asymptomatischen Probanden und denen mit atraumatischer Schulterinstabilität fanden sich signifikante Unterschiede bezüglich Muster, Qualität und Grçße der Armelevation im Intervall Armelevation im Intervall Skapularotationnachoben Armelevation im Intervall 60 50 40 30 30 20 10 0 25 20 15 10 5 0 –5 0 - 30° 30 - 60° 60 - 90° 90 - 120° 0 - 120° 0 - 30° 30 - 60° 60 - 90° 90 - 120° 0 - 120° 0 - 30° 30 - 60° 60 - 90° 90 - 120° 0 - 120° LateralrotationderSkapula(°)Skapulakippungnachposterior(°) – 1,8 3,7 5,1 9,1 10,4 11,9 12,9 10,4 14,4 35,2 42,9 4,8 3,8 4,6 4 3,9 4,7 1,2 4,7 13,9 17,3 15 13 11 9 7 5 3 1 –1 –3 –5 3,1 3,5 4,4 2,4 2,6 1,3 0,77 8,5 8,1 ± Standardabweichung ± Standardabweichung ± Standardabweichung a b c Gruppe ATIN OD ★ ★ Abb. 9 a–c Vergleich der Mittelwerte und Standardabweichungen der skapulothorakalen Bewegung während der Armhebung in der sagittalen Ebene (ATIN = Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität; OD = asymptomatische Gruppe; H = statistisch signifikanter Unterschied (p 0,05) im Vergleich zur asymptomatischen Gruppe (2-seitiger t-Test für 2 unabhängige Stichproben). 3° Skapula Spina scapulae Akromioklavikular- gelenk 30° a b c Abb. 10 a–c Ruheposition der Skapula nach Nordin et al. [30]. Mittel- werte der Ausgangsstellung während der Armelevation in der sagittalen Ebene. OD-Gruppe: a = 9,9, b = 25,5, c = 3,1; ATIN-Gruppe: a = 8,3, b = 21,1, c = 8,2. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit174 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 8. skapulothorakalen Bewegung. Die Beobachtung vieler Phy- siotherapeuten, dass sich die Skapula von Patienten mit Schulterinstabilität oder Impingement oftmals „anders be- wegt als normal“ bestätigte sich. So zeigten 7 von 17 Pro- banden mit atraumatischer Schulterinstabilität ein veränder- tes Skapulamuster. Außerdem wies nahezu jeder Proband dieser Gruppe bei den 3 Wiederholungen der Armhebung ein sehr inkonstantes und „unsicheres“ Skapulamuster auf (l Abb. 8a, b). Die klinische Relevanz von Stçrungen der Skapulakinematik nicht nur für die Funktion des Glenohu- meralgelenks, sondern auch für die der HWS oder BWS kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Die skapulothorakale Bewegung bezüglich der Rotation nach oben und der Lateralrotation war in der Gruppe mit atrauma- tischer Schulterinstabilität bei der Armelevation bis 120 sig- nifikant geringer als in der asymptomatischen Gruppe –, ein Resultat, das sich auch in der Berechnung des skapulohumera- len Rhythmus widerspiegelt. In der asymptomatischen Gruppe wurde ein skapulohumeraler Rhythmus von 1,8:1 errechnet, während sich in der Gruppe mit atraumatischer Schulterinsta- bilität ein Wert von 2,5:1 ergab. Der Wert der asymptomati- schen Gruppe entspricht den Angaben von Imman et al. [9]. Graichen et al. [7] untersuchten mittels offener MRT-Technik und 3-dimensionaler Bildverarbeitungsmethoden den Einfluss der Muskelaktivität auf das 3-dimensionale Bewegungsmuster des Schultergürtels. Sie ermittelte bei 14 asymptomatischen Probanden exakt den gleichen skapulohumeralen Rhythmus von 1,8:1 für 120 aktive Elevation/Abduktion wie die vorlie- gende Studie. Für die passive Elevation/Abduktion errechneten sie bei den asymptomatischen Probanden einen skapulohume- ralen Rhythmus von 2,4:1, der erstaunlicherweise sehr nah an dem in dieser Studie ermittelten Wert für die Gruppe mit atrau- matischer Schulterinstabilität liegt. Diese Übereinstimmung der beiden Studien kçnnte ein Hin- weis darauf sein, dass die verminderte Skapulabewegung in der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität ein Zei- chen für herabgesetzte Muskelaktivität der Skapularotatoren ist. Die Mitbewegung der Skapula kçnnte in diesem Fall eher auf die passive Spannung der unterschiedlichen skapulohume- ralen Strukturen bzw. deren propriozeptive Wirkung als auf eine gezielte Aktivierung der Skapularotatoren zurückzufüh- ren sein. Der Gedanke wird eventuell auch durch die Beobach- tung unterstützt, dass die grçßten Unterschiede jeweils ab 90 Armelevation auftraten. Diese Studie kann nur bedingt beschreiben, welche Auswirkungen eine Veränderung der Skapulakinematik auf das Glenohumeralge- lenk hat. Sicher erscheint, dass die gemessene verminderte Skapu- larotation nach oben und nach lateral zu einer relativ vermehrten humeroskapularen Bewegung führt und somit das Glenohumeral- gelenk frühzeitig in eine endgradige Gelenksposition gelangt. Die- se Feststellung ist für die Behandlung von Schulterinstabilität und Impingement von Bedeutung. Die von von Eisenhart-Rothe et al. [5] angewandte offene MRT- Technik erlaubt eine Beurteilung des Einflusses einer veränder- ten Skapulaposition auf das Glenohumeralgelenk. Sie konnten in ihrer Studie zeigen, dass eine verminderte Skapularotation nach oben sowie eine verminderte Lateralrotation der Skapula Auswirkungen auf die Funktion der Muskeln der Rotatorenman- schette und auf die Grçße des subakromialen Raums hat [5, 7]. Da sie ihre Untersuchungen nur bei Probanden in liegender Po- sition durchführen konnten, war unklar, wie sich die Skapula unter funktionellen Bedingungen verhält. Die vorliegende Studie bestätigte, dass die Skapula bei atrau- matischer Schulterinstabilität unter funktionellen Bedingun- gen signifikant weniger Rotation nach oben und Lateralrotati- on aufweist als bei Gesunden. Die Resultate beider Studien zusammen liefern einen guten Einblick in einen mçglichen funktionellen Zusammenhang zwi- schen latenter Schulterinstabilität und subakromialem Impin- gement. Von Eisenhart-Rothe et al. [5] schlossen ihre Studie Pathomechanics in Atraumatic Shoulder Instability mit folgender Feststellung: „[…] In der Annahme, dass bei den meisten Patienten mit atraumatischer Schulterinstabilität eine Fehlposition der Ska- pula zumindest zum Teil eine Dezentrierung des Humerus- kopfes hervorruft, kçnnen diese Patienten nicht nur operativ behandelt werden. Eine Operation kann die Fehlposition der Skapula nicht korrigieren und muss deshalb scheitern. Wegen der hohen Korrelation zwischen Skapula-Fehlposition und der Richtung der Dezentrierung des Humeruskopfes sollte eine physiotherapeutische Strategie an die Instabilitätsrich- tung angepasst sein […]“. Diese Feststellung wird durch die Ergebnisse der vorliegen- den Studie untermauert. Die zu geringe Skapulabewegung so- wie die ¾nderungen des Bewegungsmusters und der Bewe- gungsqualität lassen sich prinzipiell nur durch ein gezieltes Rehabilitationsprogramm beeinflussen. Hier muss jedoch da- rauf hingewiesen werden, dass der in der Physiotherapie häu- fig angewandte Begriff Skapulafixierung und Maßnahmen wie die widerlagernde Mobilisation (FBL) kritisch und differenziert zu betrachten sind. Zeigt diese Studie doch, dass bei funktio- nellen Bewegungen häufig ein Zuwenig an Skapularotation mit Schulterinstabilität und eventuell Impingement einher- geht. In der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilität stand die Skapula in der Ausgangsstellung signifikant mehr nach anterior gekippt als in der Vergleichsgruppe. Während der Armelevation zeigte die experimentelle Gruppe zwar auch weniger Kippung nach posterior, der Unterschied war aber nicht statistisch signi- fikant. Von klinischer Bedeutung kçnnte jedoch die Beobach- tung sein, dass bei atraumatischer Schulterinstabilität die Ska- pula ab 90 Armhebung in der sagittalen Ebene im Mittelwert eine Rotation nach anterior auftrat. Über Ursache und Auswir- kung dieser Beobachtung lässt sich keine Aussage machen. Als Ursache ist zwar ein Hypertonus des M. pectoralis minor und als Auswirkung wiederum eine Veränderung der Aktivität der Muskeln der Rotatorenmanschette sowie eine Veränderung der glenohumeralen Relation mçglich, da jedoch die offene MRT- Technik bis heute keine Beurteilung von Stellungsveränderun- gen in dieser Ebene erlaubt, bleiben für die Bewegungsrichtung noch viele Fragen offen [5]. Die Ergebnisse unterstützen die Anwendung des Scapula assist test [13] und des Scapula reposition test [13] bei der Untersu- chung von Patienten mit atraumatischer Schulterinstabilität. Nach den klinischen Erfahrungen der Autoren werden beide Tests auch zur Untersuchung von Patienten mit glenohumera- lem Impingement empfohlen. Als limitierender Faktor der Studie ist anzuführen, das die Messungen nur an einer kleinen Gruppe durchgeführt wer- den konnten. Zudem gab es innerhalb der Gruppe mit atrau- matischer Instabilität eine große Variabilität der Symptoma- tik. Beides kçnnte Ursache dafür sein, dass nur einige der in den Teilintervallen gefundenen Unterschiede statistisch nicht signifikant waren. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168–176 Originalarbeit 175 Heruntergeladenvon:FHCampusWien.Urheberrechtlichgeschützt.
  • 9. Schlussfolgerungen ! Bei Patienten mit atraumatischer Schulterinstabilität fanden sich signifikante Unterschiede bezüglich der Grçße der skapu- lothorakalen Rotation nach oben und der Lateralrotation sowie klinisch relevante qualitative ¾nderungen der Skapulakinema- tik. Für die weitere Forschung zu Diagnostik und Therapie von Skapuladysfunktionen wäre es wichtig, eine klinisch relevante Systematik zu formulieren und weitere notwendige Tests zu validieren [12–14, 23, 28]. Danksagung ! Für die gewährte Unterstützung bedanken sich die Autoren be- sonders bei Prof. Graichen und Prof. von Eisenhart-Rothe (Or- thopädische Universitätsklinik Frankfurt), Prof. Habermayer, Dr. Magosch und T. Baierle (Atos Klinik Heidelberg), Prof. Wie- demann (OCM München), Dr. Kettler (LMU München, Klinik für Chirurgie München Innenstadt), S. Hesslinger (Bad Tçlz), Prof. Plitz und Prof. Stucki (LMU München, Klinikum Großhadern) sowie bei Frau Wilke, Frau Davies-Knorr, Frau Hirsch und allen Kollegen und Schülern der KG-Schule München-Großhadern. Den Ehepartnern (Ruth und Urs) gebührt ebenfalls Dank für ihre Geduld und Unterstützung. Literatur 1 An KN, Jacobsen MC, Berglund LJ et al. Application of a magnetic track- ing device to kinesiologic studies. Journal of Biomechanics 1988; 21: 613–620 2 Borstad JD, Ludewig PM. Comparison of scapular kinematics between elevation and lowering of the arm in the scapular plane. Clinical Bio- mechanics 2002; 17: 650–659 3 Von Eisenhart-Rothe RM, Wiedemann E et al. MR-basierte 3-D-Analyse der glenohumeralen Translationen bei Patienten mit Schulterinstabi- lität. Zeitschrift für Orthopädie 2000; 138: 481–486 4 Von Eisenhart-Rothe RM, Jager A, Englmeier KH et al. Relevance of arm position and muscle activity on three-dimensonial glenohumeral translation in patients with traumatic and atraumatic shoulder insta- bility. American Journal of Sports Medicine 2002; 30: 514–522 5 Von Eisenhart-Rothe RM, Matsen F, Eckstein F et al. Pathomechanics in atraumatic shoulder instability. Scapular positioning correlates with humeral head centering. Clinical Orthopaedics and Related Research 2005; 433: 82–89 6 Gerber C. Classification of glenohumeral joint instability. Clinical Or- thopaedics and Related Research 2001; 1: 65–76 7 Graichen H, Bonel H, Stammberger T et al. Einfluss der Muskelaktivität auf das dreidimensionale Bewegungsmuster des Schultergürtels. Eine Untersuchung mittels offener MRT. Unfallchirurg 2001; 4: 288–293 8 Herbert L, Moffet H, McFadyen B et al. Scapular behaviour in shoulder impingement syndrome. Arch Phys Med Rehabil 2002; 83: 60–69 9 Imman VT, Saunders M, Abbott LC. Observations of the function of the shoulder joint. 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