Grundsätze der Feineinstellung von AFOs bei Kindern mit Zerebralparese

Einleitung(edit | edit source)

Knöchel-Fuß-Orthesen (AFOs, auch Unterschenkelorthesen genannt) werden häufig für gehfähige Kinder mit Zerebralparese (CP) verschrieben, die gemäß dem Gross Motor Function Classification System (GMFCS) in die Stufen I bis III klassifiziert sind.
⁽¹⁾
Die Verwendung von AFOs soll verschiedene Vorteile mit sich bringen, darunter verbesserte zeitlich-räumliche Gangparameter wie eine größere Schrittlänge, eine höhere Gehgeschwindigkeit und eine geringere Schrittfrequenz.
⁽¹⁾
In diesem Artikel werden verschiedene Möglichkeiten zur Feineinstellung („Tuning“) starrer AFOs für Kinder mit Zerebralparese anhand von Fallbeispielen erläutert, um den Entscheidungsprozess zu veranschaulichen.

Normales Gangbild und pathologische Gangmuster bei Zerebralparese
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Der normale Gangzyklus besteht aus der Standphase (Fersenauftritt/initialer Kontakt, Stoßdämpfungsphase, mittlere Standphase, terminale Standphase und Vorschwungphase) und der Schwungphase (Beschleunigungsphase, mittlere Schwungphase und Abbremsphase).

In jeder Phase des Gangzyklus werden bestimmte Positionen der unteren Extremitäten erwartet. Beim Fersenauftritt (initialer Kontakt) sollte das Knie vollständig gestreckt sein. Während der Fuß in der Stoßdämpfungsphase auf den Boden kommt, sollte das Knie leicht gebeugt sein. Während der mittleren Standphase bewegt sich das Knie von der Extension in eine neutrale Position, wobei der Fuß in eine Dorsalextension geht. Von der terminalen Standphase geht der Fuß zur Vorschwungphase in die Plantarflexion. In der Schwungphase wird der Fuß erneut in Dorsalextension gebracht, um vom Boden fern zu bleiben. Schließlich befindet sich der Fuß während der Abbremsphase in der Dorsalextension und bereitet sich erneut auf den nächsten Fersenauftritt vor.
⁽²⁾

Ausführliche Informationen über den Gangzyklus finden Sie in diesem optionalen Artikel: Der Gangzyklus.

Häufige pathologische Gangmuster bei Zerebralparese
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Kinder mit Zerebralparese können mehrere häufige pathologische Gangmuster aufweisen. Ein solches Muster ist der „echte“ Zehenspitzengang (True equinus), der durch eine Spitzfußstellung im Sprunggelenk und eine neutrale Ausrichtung von Hüfte und Knie gekennzeichnet ist.
⁽²⁾

Ein weiteres mögliches Gangmuster ist der „Sprunggang“ (Jump gait), bei dem sowohl eine Spitzfußstellung am Sprunggelenk als auch eine Flexion von Hüfte und Knie auftritt. Ein „scheinbarer“ Zehenspitzengang (Apparent equinus) ist auch ein mögliches Gangbild bei Kindern mit Zerebralparese. In diesem Fall befindet sich das Sprunggelenk zwar in einer neutralen Position, das Kind steht jedoch aufgrund einer übermäßigen Beugung von Hüfte und Knie auf den Zehenspitzen.⁽²⁾

Schließlich kann der Kauergang (Crouch gait) auftreten, wenn eine übermäßige Dorsalextension des Fußes mit einer Flexion von Hüfte und Knie einhergeht.
⁽²⁾

Funktionelle Ganganalyse für die Feineinstellung von AFOs
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Bei einer funktionellen Ganganalyse beurteilt der Orthetiker bzw. Orthopädietechniker den Komfort, holt das Feedback des Patienten ein und führt eine visuelle, beobachtende Ganganalyse durch, einschließlich der Überprüfung der Beinlänge.

Bei der visuellen Ganganalyse können folgende Parameter berücksichtigt werden:

• zeitlich-räumliche Parameter
  • Gehgeschwindigkeit
  • Schrittlänge
  • Fuß-Boden-Abstand („ground clearance“) während der Schwungphase
  • Auftreten von Stolpern / Stürzen

• Analyse der Standphase
  • Fersenauftritt (initialer Kontakt)
    • Vorhandensein / Qualität des Aufsetzens mit der Ferse
    • Muster der Gewichtsübernahme
  • Gewichtsverlagerung
    • Achten Sie auf eine asymmetrische Gewichtsverteilung

• Ausrichtung der unteren Extremitäten
  • Rotationsmuster unterhalb des Knies und an der Hüfte
  • Fuß- und Zehen-Boden-Abstand während der Schwungphase

• Kontrolle der proximalen Gelenke
  • Rumpf
    • vertikale Ausrichtung
    • Stabilität beim Gehen
• Becken
  • Neigung des Beckens
  • dynamische Kontrolle beim Gehen
• Hüfte und Knie
  • Timing der Extension
  • Qualität der Bewegung während des gesamten Gangzyklus

Feineinstellung der Kombination aus starrer AFO und Schuhwerk (AFO-FC)
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Das Tuning der Kombination aus starrer AFO und Schuhwerk (AFO – Footwear Combination, AFO-FC) „kann als der Prozess definiert werden, bei dem Feinjustierungen an der Gestaltung der AFO-FC vorgenommen werden, um ihre Leistung bei einer bestimmten Aktivität zu optimieren. Die biomechanische Optimierung umfasst den gesamten Prozess der Gestaltung, Ausrichtung und Feineinstellung der AFO-FC.“
⁽³⁾

Es ist wichtig zu beachten, dass die Dorsalextension und Plantarflexion des Sprunggelenks in einer starren AFO blockiert sind, sodass eine Kompensation der Bewegung an anderen Gelenken erforderlich ist.

Ziele des AFO-FC-Tunings
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Zu den wichtigsten Zielen des AFO-FC-Tunings gehören die Optimierung der Ausrichtung der unteren Extremität und die Reduzierung des Energieaufwands beim Gehen.

Prinzipien des AFO-FC-Tunings
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„Die Ausrichtung der Bodenreaktionskraft (Ground Reaction Force, GRF) relativ zu den Gelenken während des normalen Gangs ist der Schlüssel zu einem kontrollierten, energieeffizienten Gang.“
⁽⁴⁾

Es gibt Evidenz dafür, dass bei Kindern mit beweglichen Hüften und Knien das Tuning der AFOs durch Zurichtung (Erhöhungen, Keile) und Schuhe die Bodenreaktionskräfte beeinflussen und die Position der Hüften und Knie des Kindes während des Gehens verbessern kann.⁽²⁾

Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie eine AFO-FC die Kinetik und Kinematik des Gehens eines Kindes mit CP verändern kann.⁽²⁾

AFO eingestellt in Plantarflexion: Die AFO ist nach hinten geneigt und bleibt in einem Schuh nach hinten geneigt. Wenn ein Kind diese AFO trägt und versucht zu stehen oder zu gehen, wird es in die Hyperextension des Knies gedrückt. Eine Verkürzung entweder des M. gastrocnemius oder der ischiokruralen Muskulatur verhindert jedoch, dass das Knie die überstreckte Position erreicht. Infolgedessen wird das Kind gezwungen, sich auf die Zehenspitzen zu stellen, was zu einer instabilen Standposition führt. Eine korrekte Zurichtung der AFO würde dies verhindern.

AFO eingestellt in Dorsalextension: Die AFO ist nach vorne geneigt, was sich verstärkt, wenn die AFO in den Schuh eingesetzt wird. Diese Positionierung würde zu einem Kauergang und einer Flexion des Knies führen. Eine korrekte Zurichtung (Erhöhung, Keil) würde dies verhindern.

Elemente des AFO-FC-Tunings
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Bei der Feineinstellung einer AFO wählt der Orthetiker bzw. Orthopädietechniker das am besten geeignete Design und Material, um den Fuß und das Sprunggelenk in drei Ebenen zu kontrollieren.
⁽⁴⁾
Die wichtigsten Bereiche sind im Folgenden aufgeführt.

Sprunggelenkswinkel in der AFO („Angle of the Ankle in the AFO“ / AAAFO, innerer Winkel): der Winkel des Fußteils relativ zur Unterschenkelfassung (Schaft) in der AFO, in der Sagittalebene beobachtet
⁽²⁾

• der fixierte Sprunggelenkswinkel der AFO kann in Dorsalextension, in 90 Grad oder in Plantarflexion sein
• der AAAFO sollte eine Verkürzung des M. gastrocnemius berücksichtigen
  ⁽⁴⁾
  

Ausrichtung zur Werkbank („Bench Alignment“) :
⁽²⁾

• wie steht die AFO im Verhältnis zur Oberfläche der Werkbank bzw. zur Horizontalen?
• steht die AFO senkrecht, in Vorneigung oder in Rückneigung?
• die optimale Ausrichtung der AFO (inkl. Zurichtung) liegt im Allgemeinen bei 90 Grad

Absatzhöhe von AFO mit Schuhwerk (AFO-FC) :
⁽⁴⁾

• die Sprengung des Schuhs beeinflusst den Winkel der AFO – dies wird zum Shank-to-Vertical Angle (SVA) im Stehen

Shank-to-Vertical Angle (SVA):
⁽⁴⁾

• der SVA ist der Winkel des Schafts relativ zur Vertikalen (Lot), gemessen in der Sagittalebene, wenn das Kind in der AFO steht
• die Linie an der Tibiavorderseite stellt die Linie des Schafts dar
• der SVA wird als „nach vorne geneigt“ (Vorneigung) beschrieben, wenn der Schaft im Verhältnis zur Lotlinie nach vorne kippt, und als „nach hinten geneigt“ (Rückneigung), wenn der Schaft im Verhältnis zur Lotlinie nach hinten kippt
  • er wird in Grad angegeben, wobei die Senkrechte 0° entspricht
  • Beispiel: Ein plantarflektiertes Sprunggelenk befindet sich nach hinten geneigt (in Rückneigung) es sei denn, es wird ein Keil bzw. eine Erhöhung eingefügt
• die Höhe der Zurichtung und die Position von Vorfuß und Ferse bestimmen die Neigung der AFO
• es kann notwendig sein, bei der Anpassung einer AFO fixierte Fehlstellungen zu berücksichtigen
  • Beispiel: Ein Kind hat eine Kniebeugekontraktur von 10 Grad. Durch eine Zurichtung kann der Fuß des Kindes flach auf dem Boden stehen. Das Ziel ist es, die fixierte Flexionsstellung unter Berücksichtigung des optimalen SVA anzupassen

„Während der mittleren Standphase ist bei einem normalen Gang eine gewisse Neigung der Tibia erforderlich. Daher kann mit einem fixierten Sprunggelenk und einem SVA von 90° (bei vorausgesetztem Kontakt zwischen Ferse und Boden) kein optimales Gangmuster erreicht werden, da die fixierte Stellung die erforderliche tibiale Neigung verhindert. Deshalb muss erkannt werden, dass AAAFO und SVA voneinander unabhängig sind und eine individuelle Beurteilung des Patienten erfordern.“
⁽⁴⁾

Fallbeispiele ( edit | edit source )

8-jähriges Kind mit diplegischer CP, GMFCS Stufe I:

• Sprunggelenkswinkel in der AFO (AAAFO): rechte Seite = 90-5°; linke Seite = 90-8°
• Ausgangszustand in der AFO: SVA = 0°, was eine leichte Hyperextension des Knies verursacht
• durch Hinzufügen eines 10mm-Keils wurde der SVA auf 8° erhöht und die Knieausrichtung optimiert

11-Jähriger mit rechtsseitiger hemiplegischer CP, GMFCS Stufe I:

• Barfußlaufen: initialer Kontakt mit dem Vorfuß, Bodenreaktionskraft zu weit anterior
• AAAFO von 90-15°, um seine Fußposition zu kontrollieren
• SVA von 8° (Vorneigung)
• Gehen mit AFO: verbesserte Position der Bodenreaktionskraft an Fuß und Knie

13-Jähriger mit diplegischer CP, GMFCS Stufe II, Kombination aus Kauer- und Sprunggang:

• hat eine Mehretagen-OP hinter sich
• Spastik der unteren Extremitäten, insbesondere an den Knien
• hat bilaterale starre AFOs
• AAAFO eingestellt auf 90-10°, Zurichtung mit dem Ergebnis einer Vorneigung von 10° (90+10), um die Verkürzungen in der ischiokruralen Muskulatur und im Gastrocnemius auszugleichen
• dies hilft, seine Position des Kauergangs beizubehalten (d.h. nicht zu verstärken) und eine weitere Knie-/Hüftflexion zu verhindern
• das Ziel war es, eine Verschlechterung zu vermeiden und die Fähigkeit zum aufrechten Gehen zu erhalten

10-Jähriger mit diplegischer CP, GMFCS Stufe II, komplexes Gangbild mit Kauergang:

• bilaterale starre AFOs helfen, die Fußposition zu kontrollieren und bieten eine gewisse Knie-/Hüftextension
• die Innenrotation, der Valgus und der Kauergang konnten nicht vollständig korrigiert werden

Fazit(edit | edit source)

Bei der Arbeit mit Kindern mit Zerebralparese müssen wir uns bewusst sein, dass es sich um ein „sich ständig veränderndes Bild” handelt. Während bei Kindern im Alter von bis zu 6 bis 8 Jahren allgemeine Verbesserungen zu beobachten sind, kann es während der Wachstumsphase zu Verschlechterungen kommen. Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass es keine Lösung gibt, die immer funktioniert. Oftmals sind Kompromisse erforderlich. Orthetiker bzw. Orthopädietechniker müssen ständig überprüfen, neu untersuchen und anpassen.⁽²⁾

Ressourcen(edit | edit source)

• How does a systematic tuning protocol for ankle foot orthosis-footwear combinations affect gait in children in cerebral palsy?
• AFO tuning: Balancing function and satisfaction
• Orthesen bei Zerebralparese
  

Referenzen(edit | edit source)