CoxaTrain bei Coxarthrose im Fokus der Forschung

Unter der Leitung von Hannah Steingrebe untersuchte eine Studie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die biomechanischen und klinischen Effekte der CoxaTrain bei Patienten mit milder bis moderater Coxarthrose. Die Daten belegen ihre Wirksamkeit und eröffnen Perspektiven zum Einsatz von flexiblen Hüftorthesen in der Arthrose-Therapie. Ein Interview mit der Sport- und Bewegungswissenschaftlerin zu den wichtigsten bislang veröffentlichten Ergebnissen.

Hannah Steingrebe: Der Kernbefund ist für mich, dass das Tragen der Orthese das Schmerzempfinden reduziert hat. Das konnten wir bei den meisten der 21 Probanden beobachten – nicht nur beim normalen Gehen, sondern über alle Bewegungsaufgaben hinweg. Nach einer Woche Tragezeit berichteten sie sowohl bei Belastung als auch in Ruhe und sogar in der Nacht, wenn die Orthese nicht mehr aktiv getragen wird, von weniger Schmerzen und dass sie sich besser bewegen konnten.

Hannah Steingrebe: Für Patienten und Ärzte sind Schmerzreduktion und Funktionsverbesserung maßgeblich, diese Parameter wollten wir vielfältig abdecken. Für unsere Studie musste bei den Teilnehmern eine unilaterale Arthrose vorliegen und ein gewisses Aktivitätsniveau, das Funktionstests wie den Sechs-Minuten-Walking-Test und komplexe Bewegungsaufgaben erlaubte. Mit Fragebögen wurde über die visuelle Analogskala täglich der Schmerz erfasst – eine Woche lang ohne Orthese und sieben Tage während des Tragens der Orthese. Es wurde systematisch abgefragt, bei welchen Bewegungen und wann Schmerzen vorlagen, also zum Beispiel auch in der Nacht.  Außerdem haben die Patienten ein Trageprotokoll geführt.

“Für Patienten und Ärzte sind Schmerzreduktion und Funktionsverbesserung maßgeblich.“

Eine weitere Frage war: Können wir auch biomechanische Effekte belegen und mit klinischen Verbesserungen in Zusammenhang bringen? Welche Veränderungen sehen wir zum Beispiel am Gangbild oder in der Belastung des Gelenks? Daten dazu lieferte uns die 3D-Bewegungsanalyse mit einem Kamerasystem und zwei Kraftmessplatten.

Hannah Steingrebe: Bei diesen Aufgaben lassen sich mögliche Effekte der Orthese auf den Bewegungsumfang, den Range of Motion, des Hüftgelenks präziser beobachten. Sie sind im Vergleich zum normalen Geradeausgehen muskulär anspruchsvoller und können differenzierter aufzeigen, wie sich die CoxaTrain auf Bewegungsmuster auswirkt und ob eine Normalisierung des Gangbilds erreicht werden kann. Beim Geradeausgehen lassen sich vor allem Effekte auf die Hüftextension gut abbilden. Beim Kurvengehen und Treppensteigen können hingegen Effekte in der Frontal- und in der Transversalebene besser hervortreten. Beim Treppensteigen wird vor allem die Hüftadduktion gefordert, beim Gehen von 90-Grad-Kurven die Innen- und Außenrotation. Die Forschungslage zeigt, dass bei Arthrose meist die Hüftextension eingeschränkt ist, die Adduktion abnimmt und die Innenrotation oft schmerzbedingt vermieden wird. Gerade bei Patienten wie in unserem Kollektiv, die noch sportlich aktiv sind und leichte bis mittlere Symptome zeigen, werden Einschränkungen erst bei herausfordernden Aufgaben ersichtlich und es kann erforscht werden, wie ihnen eine flexible Orthese helfen kann, aktiv zu bleiben.

Hannah Steingrebe: Diese zwei Arten beschreiben, wie man in eine Kurve gehen kann. Ist das betroffene Bein bei der Drehung außen, spricht man vom Step-Turn. Erfolgt die Drehung über das Innenbein, vom Spin-Turn. Step-Turn und Spin-Turn erfordern verschiedene Bewegungsmuster, vor allem hinsichtlich der Rotation im Hüftgelenk. Ein Großteil unserer Bewegungen im Alltag hat solche Drehungen, sodass es relevant ist zu schauen, ob die CoxaTrain darauf Einfluss hat. Wir wollten daher in der Studie auf beide Arten schauen, und im Vergleich waren die Effekte auch unterschiedlich und beim Spin-Turn größer. Wir haben mit Orthese eine erhöhte Eingangsgeschwindigkeit gemessen, was auf mehr Bewegungssicherheit hindeuten kann und einen reduzierten Bewegungsumfang der Hüfte in der Transversalebene – also weniger Rotation, das aber bei gleichbleibendem Gelenkmoment.

Hannah Steingrebe: Eine verminderte Innenrotation gilt zwar als typisch für das veränderte Gangbild von Arthrose-Patienten, wir sehen aber gleichzeitig keine erhöhte Belastung im Gelenk. Mit Blick auf die beobachteten klinischen Effekte – weniger Schmerz und mehr funktionelle Kapazität – verweist dieses Ergebnis auf eine Verbesserung innerhalb des verbliebenen Bewegungsumfangs. Die Patienten scheinen mit der Orthese nicht mehr in die schmerzhaften Endpunkte zu gehen und können dadurch insgesamt wieder mobiler und zum Teil auch schneller werden. Spannend ist demnach der Bezug: Wollen wir für mehr Beweglichkeit den Bewegungsumfang erweitern oder einschränken? Das ist immer auch abhängig von der Bewegungsrichtung und der Bewegungsaufgabe, die wir ausführen, sowie von der parallel auftretenden Gelenkbelastung. Es sollte also immer in Relation gesehen werden.

“Innerhalb des verbliebenen Bewegungsumfangs scheinen die Patienten mit der Orthese nicht mehr in die schmerzhaften Endpunkte zu gehen und können dadurch insgesamt wieder mobiler und zum Teil auch schneller werden.”

Hannah Steingrebe: Bei beiden Bewegungsaufgaben konnten wir mit der Orthese eine Schmerzreduktion beobachten und sehen, dass die Patienten ihren verfügbaren Bewegungsradius besser nutzen. Beim Kurvengehen ging es verstärkt um die Rotation im Hüftgelenk, weil der Körperschwerpunkt in eine neue Gehrichtung ausgerichtet werden muss. Das Treppensteigen bildet hingegen die Hüftadduktion sehr gut ab und damit auch die Beckenstabilität. Beim Auf- und Absteigen von Treppen müssen wir unseren Körperschwerpunkt anheben oder abbremsen und gleichen das unter anderem über den Rumpf aus. Viele Menschen mit Coxarthrose neigen irgendwann zu einer Beckenvorkippung in Kompensation zu der eingeschränkten Hüftextension, je geschädigter das Gelenk ist. Das transferiert Lasten in Bereiche, die dafür nicht ausgelegt sind. Es kommt zu Folgeproblemen, etwa in den Iliosakralgelenken. Mit der CoxaTrain konnten wir eine Aufrichtung des Beckens nachweisen. Die Orthese wirkte in diesem Fall einem arthrosebedingten Muster direkt entgegen und kann ein physiologischeres Gangbild begünstigen.

Hannah Steingrebe: Das Treppensteigen war die einzige Bewegungsaufgabe, bei der mit der Orthese die Hüftextension wieder gesteigert werden konnte. Das liegt aber vermutlich daran, dass die maximale Hüftextension geringer ausfällt als beim Kurven- oder Geradeausgehen. Die Patienten erreichen daher auch hier nicht mehr die schmerzhaften Endpunkte ihres Bewegungsumfangs und können ihre Gelenkfunktion verbessern.

“Was eine Orthese in welchem Bereich leistet, hängt von der Person und ihren individuellen Erwartungen und Ansprüchen ab.”

Hannah Steingrebe: Das muss man im jeweiligen Kontext sehen. Was eine Orthese in welchem Bereich leistet, hängt von der Person und ihren individuellen Erwartungen und Ansprüchen ab. Hinzu kommt, dass Schmerzen bei milder Coxarthrose fluktuieren, das heißt es gibt Phasen mit erhöhtem Schmerz und Phasen, in denen Patienten praktisch beschwerdefrei sind. Sind die Abstände zwischen Messzeitpunkten sehr groß, steigt die Wahrscheinlichkeit, verschiedene Schmerzphasen und damit temporäre Effekte zu erfassen. Unser Ziel war es daher, die Messzeitpunkte möglichst kompakt aneinanderzureihen, aber dennoch nicht nur unmittelbare Effekte der Orthese zu erfassen. Nach der einwöchigen Tragephase hatten sich die Probanden ausreichend an die CoxaTrain gewöhnt und sie konnte ihre Wirkmechanismen auf muskulärer Ebene entfalten. Die Patienten konnten demnach gut einschätzen, ob ihre Hüftschmerzen mit der Orthese nachlassen, und beim Sechs-Minuten-Walking-Test war auch für sie zu sehen, dass sie ihre maximale Gehstrecke ohne Beschwerden verlängern konnten. Das hat sehr zur Motivation beigetragen.

Hannah Steingrebe: Coxarthrose teilt sich nicht ausschließlich in der Hüfte mit. Die stärksten Effekte haben wir im Beckensegment gefunden, allein durch die anatomische Nähe, aber auch wegen der zirkulären Kompression der Orthese und ihrer Wirkung auf die Iliosakralgelenke. Die Oberkörperbewegung hingegen scheint im milden und moderaten Stadium noch nicht so stark beeinflusst zu sein. Auch im Kniegelenk haben wir im Vergleich nicht viele Veränderungen gesehen, abgesehen von vereinzelten höheren Gelenkmomenten. Das muss aber nicht auf ein Gonarthrose-Risiko verweisen, sondern kann mit der Ganggeschwindigkeit zusammenhängen. Mit der Orthese haben wir bei allen Bewegungsaufgaben gesehen, dass die Geschwindigkeit steigt. Wenn wir schneller gehen, generieren wir höhere Bodenreaktionskräfte, die Gelenkmomente beeinflussen. Für die weitere Coxarthrose-Forschung wären dabei Langzeiteffekte auf die Muskelaktivität interessant und inwieweit Lasten auf andere Gelenke übertragen werden.

“Verbesserungen innerhalb des verfügbaren Bewegungsumfangs tragen zur schmerzarmen Mobilisierung bei und können helfen, einen Gelenkersatz hinauszuzögern.”

Hannah Steingrebe: Um Hüftarthrose bereits früh erkennen und konservativ therapieren zu können, lohnt sich die biomechanische Bewegungsanalyse. Ein guter Diagnosefaktor ist zum Beispiel, wenn Patienten beginnen, der Innenrotation auszuweichen, um Schmerzen zu vermeiden. Eine flexible Orthese wie die CoxaTrain kann dann gerade für aktive Patienten, die noch nicht stark eingeschränkt sind, eine Lösung sein. Mit ihrer Unterstützung können sie ihre körperliche Aktivität besser aufrechterhalten und dadurch muskulär stabil bleiben. Eine Rückkehr zum physiologischen Gangbild muss dabei nicht immer das Therapieziel sein. Auch Verbesserungen innerhalb des verfügbaren Bewegungsumfangs tragen zur schmerzarmen Mobilisierung bei und können helfen, einen Gelenkersatz hinauszuzögern. Sollte eine OP doch notwendig werden, fällt mit einer gut ausgebildeten Muskulatur die Rehabilitation oft leichter. Und auch das Herz-Kreislauf-System profitiert von Aktivität. Wir haben hier also eine kleine Stellschraube, die große Effekte auf die Gesunderhaltung haben kann.

Schmerzlindernde Mobilisierung mit CoxaTrain
Die Hüftorthese CoxaTrain entlastet beim Gehen und bewirkt eine signifikante Schmerzreduktion im Lenden-Becken-Hüft-Bereich mit positiven Effekten auf die funktionelle Kapazität. Die Orthese umschließt mit zirkulärer Kompression den Beckenring, stabilisiert die Hüfte sowie den unteren Rücken und hilft, die oft schmerzenden Iliosakralgelenke (ISG) zu entlasten. Zwei ISG-Friktionspelotten, das Gluteal Pad und das bewegliche Trochanter Pad massieren beim Gehen und entspannen so die bewegungsausführende Muskulatur.

Mehr zur KIT-Studie
Umfassende Infos zum Forschungshintergrund, Studiendesign, Methodik und den gemessenen klinischen Effekten finden Interessierte hier.

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Bilder: Bauerfeind AG, Udo Schönewald, privat