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Michael Günther

Übertragbarkeit von Erfahrungen aus der Sportprothetik – Ein Fallbeispiel

Transferability of Experience from Sports Prosthetics – a Case Study

Abstract

Mit der wachsenden Bedeutung des Behindertensports und den sich ständig erweiternden technischen Möglichkeiten der Orthopädietechnik werden Versorgungen mit Sportprothesen auch für die tägliche Praxis relevanter. Dabei müssen verschiedene Anforderungen berücksichtigt werden, die zum Teil den Erfahrungen aus Alltagsversorgungen direkt widersprechen, so etwa in Fragen der Statik und der Schaftgestaltung. Im Artikel ist der Versorgungsfall einer Oberschenkel- Prothese zum joggen beschrieben, wobei insbesondere auf die oben genannten Punkte eingegangen sowie eine optimierte Ventiltechnik vorgestellt wird.

Against the background of an ever growing importance of disabled sports as well as the constantly enhancing technical means in prosthetics, the fitting of amputee sportsmen gets more and more relevant even in day to day practice. There are a variety of demands, which have to be taken into consideration here – some of them directly opposed to experience values as derived from standard fittings, mainly in terms of static alignment and socket design. The article depicts the fitting of a transfemoral amputee with a jogging prosthesis, putting emphasis on the mentioned topics, and moreover introducing an optimized valve technology.

Einleitung

Der Behindertensport ist in den letzten Jahren zu einer festen Institution geworden, nicht nur in Form der vierjährlich stattfindenden Vorzeigeveranstaltung der Paralympics, sondern auch im Rahmen unzähliger kleinerer Sportfeste und Meisterschaften, bei denen Menschen mit Handicap ihre Kräfte messen [6]. Im Zuge dessen hat auch die technische Entwicklung große Fortschritte gemacht, wenngleich der Sektor der Sportprothesen bei weitem immer noch kein Massenmarkt ist. Durch die geringe Zahl an entsprechenden Versorgungen kann auch nur begrenzt auf Erfahrungswerte und etablierte Standards zurückgegriffen werden.

Tatsächlich ist die individuelle Versorgungstechnik für Sportler in der Fachpresse nur recht spärlich beschrieben. Wohl werden entsprechende Passteile in einschlägigen Veröffentlichungen gewürdigt, ohne allerdings genauer auf Schaftgestaltung und Aufbaufragen einzugehen. Michael et al [3] betonen im Hinblick auf die hohen Qualitätsanforderungen der Sportversorgungen die Rolle der Amputationstechnik und des Zusammenspiels zwischen Chirurgen, Therapeuten und Technikern. Eine statistische Untersuchung von Sportverletzungen während der Paralympics 1996 [4] weist darauf hin, dass ungleich verteilte Belastung auf Prothesenbein und erhaltenes Bein das Verletzungsrisiko erhöhen – eine zwar wenig überraschende Tatsache, die aber natürlich bei der Gestaltung einer Sportprothese nicht ignoriert werden sollte. „Anforderungen an eine Sportprothese“ wurden weiterhin von Hueskes 2002 beschrieben [2], auch hier mit Hauptaugenmerk auf den verwendeten Passteilkomponenten und eher grundsätzlichen Überlegungen zu Stabilitäts- und Gewichtsfragen. Die hoch entwickelte Technologie, die heutzutage im Wettkampfsport eingesetzt wird, ermöglicht ständig neue Rekorde, lässt aber auch die Frage nach Regeländerungen aufkommen; vor allem seit die schnellsten Beinamputierten die Bestzeiten unversehrter Athleten anzugreifen beginnen, wie aktuell der Südafrikaner Oscar Pistorius, ein Thema welches ebenfalls in der Fachpresse erörtert wurde [1].
Die nachfolgend beschriebene Versorgung wurde im Rahmen einer Meisterprüfung durchgeführt. Wie sich zeigte, gelten im Bezug auf Schaftdesign, Prothesenaufbau und die Berücksichtigung von Hautirritationen bei Sportprothesen offensichtlich einige andere Regeln als von Alltagsversorgungen bekannt.
Der Artikel beschreibt die Lösung dieser Probleme anhand einer Fallstudie und beleuchtet die Frage der Übertragbarkeit auf sonstige Sport- oder auch Alltagsprothesen.

Beschreibung des Versorgungsfalls

Der versorgte Patient ist 22 Jahre und wurde im Alter von 19 Jahren infolge eines Arbeitsunfalls am linken Oberschenkel amputiert. Dank intensiver Physiotherapie ist folgender Patientenzustand gegeben:

• Muskelstatus durchgehend 5
• Aktivitätsgrad 4
• keinerlei Bewegungseinschränkungen.

Der Patient stellt somit einen Musterpatienten für die Versorgung mit einer Oberschenkelsportprothese dar. Die einzige Problematik war die schlechte Stumpfendbeschaffenheit (Abb.1). Zu erkennen ist ein ca.1 cm hervorstehendes Femurende, eine Hautverpflanzung sowie Vernarbungen.

Abbildung 1

Die Prothese wurde zunächst ganz konventionell in sitzbeinumgreifender Form hergestellt. Im Laufe der Anproben stellte sich heraus, dass einige Modifikationen erforderlich waren, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass sich die Stumpfumfangsmaße aufgrund der Trainingseinheiten rasch veränderten. Tabelle 1 zeigt die Veränderungen der Umfangsmaße im Laufe von 3 Wochen, gemessen jeweils zur gleichen Vormittagszeit.

Es ist zu erkennen, dass sich die Stumpfmaße besonders im Steuerungsbereich veränderten. Allerdings waren nicht nur die Volumenveränderungen auffällig, sondern auch die Hautverfärbung am Stumpfende. Trotz vorschriftgemäßer Stumpfreduzierung war das Stumpfende weiterhin rot verfärbt. Erste Versuche, dieses Problem zu lösen, in dem das Schaftende abwechselnd enger und weiter gestaltet wurde, blieben ohne Erfolg. Wie sich später herausstellte, war die Ursache der Verfärbung nicht in der Gestaltung des Stumpfendbereiches zu finden, sondern in der des Steuerungsbereiches. Vermutlich durch die Tatsache, dass der Patient die Sportprothese ständig aktiv sichern und in der Schwungphase kräftig durchschwingen muss, liegt quasi eine permanente Muskelaktivität vor, welche die Venen einengt und dadurch den Blutrückfluss zum Herzen hemmt. Der nächste Probeschaft wurde versuchsweise gänzlich ohne Reduzierung des Umfangsmaßes im Steuerungsbereich gefertigt, um den Muskeln den nötigen Raum zu geben. Das Ergebnis war, eine unverändert sehr gute Prothesenführung und -kontrolle, keine Rotverfärbung des Stumpfendes und ein immer noch bestens haftender Prothesenschaft ohne Vakuumverlust. Offensichtlich wirkt sich hier die oben erwähnte „Daueraktivität“ der Stumpfmuskulatur positiv aus, ohne die der Schaft deutlich zu weit wäre.
Ein weiterer Aspekt des Trainingseffektes spiegelte sich in den nötigen Aufbaukorrekturen wieder. Vom Grundaufbau entsprechend der Herstellerempfehlung musste sukzessive abgewichen werden, vor allem nach dem der Patient begonnen hatte, den fürs Joggen erforderlichen Bewegungsablauf zu verinnerlichen und die Prothese mehr einzusetzen. Der Optimierungsprozess erforderte in diesem Fall also nicht nur eine fortgesetzte Anpassung der Prothese an die Bedürfnisse des Amputierten, sondern hatte gleichzeitig auch noch zu berücksichtigen, dass sich der Trainingsstand – und damit ebenjene Bedürfnisse ebenfalls stetig veränderten. Die wichtigsten Justierungen waren zwischen Schaft und Kniepassteil nötig. Letztlich resultierte eine im Vergleich zur Alltagsprothese des Patienten deutlich verstärkte Adduktionsstellung des Schaftes mit entsprechender Lateralisierung des Unterbaus(Abb.2;3). Um eine asymmetrische Beckenrotationsbewegung bei größerer Schrittlänge zu vermeiden, wurde der Schaft in erhöhter Flexion (~8°) aufgebaut, was dem Patienten mehr Stabilität sowie Dynamik ermöglichte. Der Schaft ist dabei soweit nach anterior verschoben, dass der Patient im Stand eine minimale passive Kniesicherung, bei freigegebenem Gelenk, erfährt. Die Lotlinie lag dabei ca. 0,5 cm vor der Knieachse. Alle Passteile unterhalb vom Knie sind nach Herstellerangaben aufgebaut und nur im dorsiplantaren Bereich justiert worden, um dem Sportler die letzte Feineinstellung für eine gleichmäßige Schrittlänge zu geben.

Abbildung 2, 3

Ventilkonstruktion

Mit dem Sporttreiben – hier Joggen – treten generell höhere Belastungen auf, durch die möglicherweise auch kleinste Passungenauigkeiten problematisch werden können. Bei aller gebotenen Sorgfalt bleibt schließlich der Ventilbereich als „Schwachstelle“ im Bezug auf Hautreibung, da sich ein konfektioniertes Ventilpassteil zum Einen zwangsläufig nicht komplett formschlüssig in die konkave Schaftinnenfläche einfügt und vor allem einen anderen Haftreibungskoeffizienten als das Schaftmaterial hat. Das heißt, die Haut gleitet in diesem Übergangsbereich bei Bewegung unterschiedlich gut und wird durch die sich aufbauende Zugspannung gereizt. Im Rahmen der beschriebenen Versorgung wurde deswegen das Ventilpassteil entsprechend modifiziert. Entgegen der üblichen Vorgehensweise wurde beim Tiefziehen des Innenschaftes kein Ventildummy verwendet, sondern der Ventilring nachträglich aufgesetzt, beziehungsweise in das erhitzte Schaftmaterial eingearbeitet (Abb.4;5;6). Hierbei war es wichtig, dass das Bauteil mit einer durchgehenden Materiallippe luftdicht fixiert ist.

Abbildung 4, 5, 6

Dazu hat es sich bewährt, das Tiefziehmaterial mit einem Heißluftgerät zu erhitzen und mit Hilfe eines silikonbeschichteten Werkzeugs gleichmäßig über den Rand des Ventilringes zu schieben, bis circa 3 mm Schichtdicke erreicht sind. Zwischen Gipsseite und dem Ventil sollten ebenfalls etwa 3 mm an Schaftmaterial stehen bleiben. Zur Fertigstellung muss schließlich ein Loch geschnitten werden – am besten mit einem heißen Skalpell, um direkt eine glatte Schnittfläche zu erreichen. Auf das Einschraubteil des Ventils wird ein Stück des gleichen Materials geklebt, welches genau entsprechend der Schaftinnenkontur geformt wird. Hier sind mehrere Schritte des Erhitzens, Anformens und Beschleifens erforderlich. Vom eigentlichen Innenschaft muss das erwärmte Material durch Vaseline isoliert werden, was ein Verschmelzen verhindert. Bei sorgfältiger Arbeit ist eine praktisch übergangslose Einpassung des Ventils möglich (Abb. 7;8).

Abbildung 7, 8

Der Patient zeigte sich mit dieser Konstruktion sehr zufrieden und auch das Stumpfende zeigte keinerlei Anzeichen von Ventilabrücken oder gar Hautirritationen mehr. Er treibt inzwischen aktiv Sport und versucht sich unter anderem als Sprinter.

Fazit

Der Versorgungsfall zeigt einige Besonderheiten auf, die sich vielleicht so verallgemeinern lassen, dass bei Sportprothesen besonders viel Augenmerk auf die individuellen Aspekte der Versorgung gelegt werden muss. So kann es passieren, dass ein nach normalen Maßstäben zu voluminöser Schaft genau passend ist oder ein auf den ersten Blick „schräger“ Aufbau im Renntempo plötzlich „gerade“ erscheint. Im Vergleich zu Alltagsversorgungen muss dem entsprechend ein erheblich höherer Aufwand getrieben werden, um den Erfolg zu gewährleisten. In diesem Sinne ist auch die vorgeschlagene Ventilmodifikation zu betrachten, die sicherlich etwas anspruchsvoller in der Umsetzung ist, auf Grund ihrer Vorteile dennoch auch für Alltagsprothesen eine interessante Lösung sein könnte.

Fotos: Michael Günther

Autor:

Michael Günther
Email: ot-michaelguenther@gmx.de

Literatur

1. Hood, M: Running against the wind [sports prosthetics], Spectrum, IEEE, 2005 Juni, Vol. 42(6), pp. 13-14
2. Hueskes GD: Anforderungen an eine Sportprothese, Orthopädie-Technik 5/02, pp. 426-429
3. Michael JW, Gailey RS, Bowker JH: New developments in recreational prostheses and adaptive devices for the amputee, Clinical Orthopeadics and Related Research, 1990 Juli, Vol. 256, pp. 64-75
4. Nyland J, Snouse SL, Anderson M, Kelly T, Sterling JC: Soft tissue injuries to USA paralympians at the 1996 summer games, Arch Phys Med Rehabil, 2000 März, Vol. 81(3), pp. 368-373
5. Quade K, Frischmann J: Orthopädie-Technik und Sport aus der Sicht des Hochleistungssportes, Orthopädie-Technik 6/97, pp. 536-544
6. Scherer HW: Beinprothesen im Behindertensport, Orthopädie-Technik 46 (1995)