Muskeldehnung zur Behandlung und Vorbeugung von Kontrakturen bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen

Kontrakturen (eingeschränkte Gelenkbeweglichkeit) sind auf den Verlust der Dehnbarkeit der gelenkumspannenden Weichteile zurückzuführen und sind eine häufige Komplikation bei Rückenmarksverletzungen.1,2 In einer Studie wurde festgestellt, dass querschnittgelähmte Patienten 6 bis 7 Wochen nach der Verletzung im Durchschnitt sieben Kontrakturen (SD=6,2) aufwiesen.1 Kontrakturen sind aus vielen Gründen unerwünscht, vor allem aber, weil sie die Ausführung motorischer Aufgaben verhindern.1,3,4,5 So erschweren beispielsweise Ellenbogenbeugekontrakturen Tetraplegikern mit gelähmten Trizepsmuskeln die Gewichtsbelastung durch die oberen Gliedmaßen und damit die Erlangung von Unabhängigkeit bei Transfers.6,7,8 Kontrakturen führen auch zu unansehnlichen Verformungen und es wird angenommen, dass sie die Patienten zu Spastizität, Druckstellen, Schlafstörungen und Schmerzen prädisponieren.1,2,5,8,9,10,11,12

Mechanismen der Kontraktur

Kontrakturen sind entweder neural oder nicht-neural vermittelt.13 Neural vermittelte Kontrakturen sind auf Spastizität (d. h. unwillkürliche reflexartige Kontraktion der Muskeln) zurückzuführen13,14,15,16,17 und sind eine häufige Folge von Läsionen der oberen Motoneuronen.18 Spastizität wird in der Regel medikamentös behandelt.18 Einige glauben zwar, dass Dehnen auch zu einer funktionell bedeutsamen und dauerhaften Verringerung der Spastizität führt, doch muss dies erst noch durch qualitativ hochwertige Studien verifiziert werden.

Nicht-nervös vermittelte Kontrakturen sind auf strukturelle Anpassungen der Weichteile zurückzuführen (für Übersichten siehe Gossman et al,19 Akeson et al,20 und Herbert21,22). Tierstudien23,24,25 deuten darauf hin, dass solche Veränderungen als Reaktion auf eine längere Ruhigstellung auftreten, insbesondere bei der Ruhigstellung von Weichteilen in verkürzten Positionen. Eine zehntägige Ruhigstellung der Knöchel von Kaninchen in Plantarflexionsstellung (verkürzte Position der Plantarflexormuskeln) führt zu einer Verringerung der Ruhelänge der Soleus-Muskel-Sehnen-Einheiten um etwa 10 %,25 was ausreicht, um einen funktionell bedeutsamen Verlust der Sprunggelenksbeweglichkeit zu bewirken. Die Muskelverkürzung geht mit einer Verringerung der Anzahl der Sarkomere, Veränderungen in der Ausrichtung des intramuskulären Bindegewebes und einer Verringerung der Sehnen-Ruhelänge einher.23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34

Effekte des Muskeldehnens

Das Dehnen ist zu einem weithin akzeptierten Mittel zur Behandlung und Vorbeugung von Kontrakturen bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen geworden.35,36,37 So ist es heute gängige Praxis in Einrichtungen für Rückenmarkverletzte, dass die Therapeuten routinemäßig jede größere Gruppe von Weichteilen täglich 2 bis 5 Minuten dehnen, insbesondere wenn die Patienten unmittelbar nach der Verletzung bettlägerig sind. Folglich ist es nicht ungewöhnlich, dass Therapeuten zwischen 30 und 60 Minuten pro Tag mit jedem Patienten verbringen, um Dehnungen durchzuführen. Trotz der Zeit, des Aufwands und der Ressourcen, die für diese Art der Dehnung aufgewendet werden, wurde die Wirksamkeit dieser Intervention nur in wenigen, streng konzipierten Studien untersucht.38

Der Einsatz von Dehnungen zur Behandlung und Vorbeugung von Kontrakturen wird in der Regel durch Tierstudien23,39 gerechtfertigt, die zeigen, dass die schädlichen strukturellen und morphologischen Veränderungen, die mit der Ruhigstellung in verkürzten Positionen einhergehen, durch eine längere Ruhigstellung in verlängerten Positionen (d. h. kontinuierliche Dehnung) verhindert25 oder umgekehrt23 werden können. Eine solche kontinuierliche Dehnung scheint den Umbau des Weichteilgewebes auszulösen. Während jedoch Tierstudien zeigen, dass eine kontinuierliche Dehnung schädliche Längenanpassungen in den Muskeln umkehren kann, ist die Wirkung kürzerer Dehnungsperioden weniger klar. Nur zwei Studien29,40 haben die Auswirkungen kurzer täglicher Dehnungsperioden auf die Dehnbarkeit des Weichgewebes untersucht. In diesen Studien wurde festgestellt, dass bei der Ruhigstellung der Soleus-Muskeln von Mäusen bei kurzen Längen schädliche Längenanpassungen wie die Verringerung der Sarkomerzahl und der Muskellänge in Ruhe teilweise verhindert werden konnten, indem die Ruhigstellung mit nur 15 Minuten Dehnung pro Tag unterbrochen wurde. Dreißig Minuten Dehnung reichten aus, um diese Veränderungen vollständig zu verhindern. Bisher hat noch keine Studie die Wirkung von weniger als 15 Minuten täglicher Dehnung in einem Tiermodell untersucht, obwohl Dehnungen dieser Dauer üblicherweise in der Klinik angewandt werden.

Eine große Anzahl von Humanstudien hat die Auswirkungen von Dehnungen auf die Dehnbarkeit von Weichteilen untersucht. Die meisten dieser Studien haben jedoch nur die Auswirkungen der Dehnung auf die Gelenkmobilität und den Bewegungsumfang innerhalb von Minuten nach Beendigung der Dehnungsintervention untersucht. Die kurz nach Beendigung der Dehnung beobachtete Zunahme der Gelenkbeweglichkeit ist in erster Linie auf viskose Verformung zurückzuführen,41,42,43,44,45,46,47 und muss nicht die strukturellen Anpassungen der Weichteile widerspiegeln, die für eine dauerhafte Zunahme der Dehnbarkeit erforderlich sind.22 Aus diesem Grund können Studien, die nur über Messungen innerhalb von Minuten nach Beendigung der Dehnung berichten, keine Beweise für die Wirksamkeit bestimmter Arten von Muskeldehnungen zur Behandlung und Prävention von Kontrakturen liefern. Nur Studien, die die Gelenkbeweglichkeit viele Stunden oder Tage nach Aufhebung der Dehnung messen, wenn die vorübergehenden Auswirkungen der viskosen Verformung abgeklungen sind, können für diesen Zweck herangezogen werden.

Unseres Wissens hat nur eine randomisierte Studie38 die dauerhaften Auswirkungen der Dehnung auf Kontrakturen bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen untersucht. In dieser Studie wurde die Wirkung von 4 Wochen täglicher 30-minütiger Dehnungen (7,5 N.m) an den Knöcheln von kürzlich verletzten Paraplegikern und Tetraplegikern untersucht. Die Beweglichkeit der Knöchel wurde 24 Stunden und erneut 1 Woche nach Beendigung der Dehnung gemessen. Trotz hervorragender statistischer Leistung wurde kein Behandlungseffekt festgestellt. Die Autoren spekulierten, dass dies darauf zurückzuführen sein könnte, dass begleitende Maßnahmen (wie die routinemäßige Positionierung der Knöchel in 90-Grad-Stellung im Rollstuhl) ausreichten, um Plantarflexionskontrakturen umzukehren oder zu verhindern, und dass die Muskeldehnung keinen zusätzlichen Nutzen brachte. Möglicherweise war das Dehnungsprotokoll aber auch von unzureichender Intensität oder Dauer. Diese Ergebnisse unterscheiden sich von denen zweier gut konzipierter randomisierter Studien an anderen Bevölkerungsgruppen, die beide eine therapeutische Wirkung von 4-24 Stunden Dehnung pro Tag bei Patienten mit Kopfverletzungen4 und älteren bettlägerigen Patienten feststellten.48 Die Ergebnisse dieser beiden Studien spiegeln jedoch möglicherweise eher eine viskose Verformung als eine dauerhafte Erhöhung der Gewebedehnbarkeit wider. Daher sind eindeutig mehr randomisierte klinische Studien erforderlich, um festzustellen, ob Dehnung für die Behandlung und Vorbeugung von Kontrakturen wirksam ist, und wenn ja, um die optimale Dosierung der Dehnung zu klären.

Klinische Implikationen

Optimales Dehnungsprotokoll

Die Herausforderung für Therapeuten besteht darin, die verfügbaren Erkenntnisse zu nutzen, um vernünftige Entscheidungen für die klinische Praxis zu treffen. Es ist beunruhigend, dass die erste randomisierte klinische Studie zum Dehnen von Patienten mit Rückenmarksverletzungen keine klinisch sinnvolle Wirkung zeigte, obwohl die täglichen Dehnungen weit über die in der klinischen Praxis üblichen Dehnungen hinausgingen (d. h. trotz 30 Minuten Dehnung pro Tag). Die Gründe, die für die Anwendung von Dehnungen sprechen, sind jedoch überzeugend. In Anbetracht der schwerwiegenden Folgen von Kontrakturen empfehlen wir Therapeuten nicht, das Dehnen auf der Grundlage einer einzigen negativen randomisierten Studie einzustellen. Stattdessen sollten Therapeuten rückenmarksverletzten Patienten weiterhin Dehnungsübungen anbieten, zumindest solange, bis weitere randomisierte Studien etwas anderes zeigen. In der Zwischenzeit kann es ratsam sein, die Dehnungen so lange wie praktisch möglich durchzuführen (d. h. mindestens 20 Minuten und vielleicht sogar 12 Stunden pro Tag), um die Wahrscheinlichkeit eines therapeutisch sinnvollen Effekts zu maximieren.

Wenn die Dehnungen länger als ein paar Minuten pro Tag durchgeführt werden sollen, müssen die Therapeuten von der arbeitsintensiven Tradition der manuellen Durchführung der Dehnungen mit den Händen abrücken. Stattdessen sollten die Gliedmaßen so gelagert werden, dass die gefährdeten Weichteile gedehnt werden, und wenn möglich sollten Lagerungsprogramme in die Rehabilitationsprogramme und das tägliche Leben der Patienten integriert werden. Oft sind dafür nur relativ einfache Geräte erforderlich. So können beispielsweise die Kniesehnenmuskeln von bettlägerigen Patienten mit einer am Bett befestigten Schiene und einem Flaschenzug problemlos über längere Zeit gedehnt werden (Abbildung 1). Die extrinsischen Fingerbeugemuskeln der Hand können mit einer einfachen Holzvorrichtung gedehnt werden (Abbildung 2), und die Schulterstreckermuskeln von sitzenden Tetraplegikern können gedehnt werden, indem die Arme auf hohe Tische gelegt werden (Abbildung 3). Handschienen sind ebenfalls ein wirksames Mittel, um die Weichteile in eine gestreckte Position zu bringen. Eine Schiene, die die Metacarpophalangealgelenke (MCP) in Flexion und die Interphalangealgelenke (IP) in Extension immobilisiert, kann dazu beitragen, eine MCP-Hyperextension und IP-Flexionskontrakturen49 zu verhindern (beides kommt bei Tetraplegikern mit Läsionen an oder oberhalb von C5 häufig vor, insbesondere wenn auch ein Ödem vorhanden ist). Dehnungen, die auf eine dieser Arten durchgeführt werden, können von Therapeuten und Pflegepersonal leicht aufrechterhalten und durchgeführt werden. Natürlich muss darauf geachtet werden, dass Strategien zur Verhinderung von Kontrakturen in einer Gruppe von Weichteilen nicht zu Kontrakturen in der antagonistischen Gruppe von Weichteilen führen.

Methode zur Positionierung der Kniesehnenmuskeln in einer gestreckten Position für bettlägerige Patienten. Das Knie wird mit einer Kniestreckungsschiene in Streckung gehalten, während die Hüfte mit über Kopf angebrachten Schlingen und Rollen in Beugung gehalten wird

Vorrichtung zur Verabreichung einer verlängerten Dehnung an die extrinsischen Fingerbeugemuskeln. Die Hand und der Unterarm werden in ein einfaches Holzgerät geschnallt, das am Handgelenk angelenkt ist. Die extrinsischen Fingerbeugemuskeln werden gedehnt, indem das Handgelenk in Streckung gebracht wird, während die Fingergrund- und Fingerzwischengelenke in Streckung gehalten werden. Diese Art der Dehnung kann bei inkompletten Tetraplegikern mit willentlicher Kontrolle der Fingerbeugemuskeln, aber Lähmung der Fingerstreckermuskeln oder bei Tetraplegikern mit C5 und höher angezeigt sein. Diese Art der Dehnung ist ungeeignet, wenn versucht wird, einen Tenodesis-Griff zu fördern

Methode zur Verabreichung einer verlängerten Dehnung an die Schulterstreckmuskeln. Der Arm wird mit gebeugter Schulter auf einem hohen Tisch positioniert

Vorbeugung und Vorbeugung von Kontrakturen

Es wird weithin angenommen, dass Kontrakturen eher verhindert als behandelt werden können und dass weniger Dehnung erforderlich ist, um die Dehnbarkeit der Weichteile zu erhalten als zu erhöhen. Obwohl die Gültigkeit dieser Annahmen noch nicht bewiesen ist, sind Therapeuten gut beraten, ihre Bemühungen auf die Verhinderung von Kontrakturen zu konzentrieren. So können beispielsweise Supinationskontrakturen des Unterarms (eine häufige Kontraktur bei Tetraplegikern mit C5-Läsionen) verhindert werden, indem sichergestellt wird, dass die Patienten jeden Tag gleich lange Zeit mit pronierten und supinierten Unterarmen sitzen. Möglicherweise sind geringfügige Änderungen an den Armlehnen von Rollstühlen erforderlich, aber ansonsten ist dies ein relativ einfach umzusetzendes Lagerungsprotokoll. Ist die Supinationskontraktur dagegen erst einmal etabliert, ist es schwierig, den Unterarm effektiv zu strecken, und oft sind umständliche Schienen erforderlich.50 Auf die gleiche Weise können Hüft- und Schulteradduktoren-Kontrakturen bei bettlägerigen Patienten verhindert werden, indem die Patienten einfach zumindest einen Teil des Tages so gelagert werden, dass die Schultern2 und die Beine abduziert statt adduziert sind.

Faktoren, die Patienten für Kontrakturen prädisponieren

Die Fähigkeit, Kontrakturen zu verhindern, liegt größtenteils in der genauen Vorhersage derselben.51 Gefährdet sind Weichteile, die gewöhnlich in verkürzten Positionen gehalten werden. Glücklicherweise ist es möglich, Weichteilkontrakturen vorherzusagen, indem man Faktoren wie Innervationsmuster, Schmerzen, Ödeme, Unabhängigkeit bei verschiedenen Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) und die Position, in der der Patient den größten Teil des Tages verbringt (d. h. im Bett oder im Rollstuhl; siehe Tabelle 1), berücksichtigt. Patienten mit vollständiger C5- und C6-Tetraplegie sind beispielsweise anfällig für Ellenbogenbeugekontrakturen. Diese Patienten haben eine Lähmung der Trizeps-, nicht aber der Bizepsmuskeln. Daher neigen sie dazu, mit gebeugten Ellenbogen zu sitzen und zu liegen. Das Problem tritt besonders bei Patienten auf, die über längere Zeit in Rückenlage gepflegt werden. In dieser Position ist es für Patienten mit einer Lähmung der Trizepsmuskeln schwierig, ihre einmal gebeugten Ellbogen passiv auszustrecken.

Schmerz erhöht die Anfälligkeit für Kontrakturen, weil er die Tendenz zur Kontraktion nicht gelähmter Muskeln verstärkt, was wiederum die Zeit verlängert, die die Weichteile in verkürzten Positionen verbringen. Die Unabhängigkeit bei den Aktivitäten des täglichen Lebens trägt ebenfalls dazu bei, die Anfälligkeit für bestimmte Arten von Kontrakturen vorherzusagen. So strecken beispielsweise C6-Tetraplegiker, die sich den ganzen Tag über selbständig fortbewegen, ihre Ellbogen passiv aus, während sie ihr Gewicht mit den oberen Gliedmaßen tragen6,7,8 und entwickeln daher mit geringerer Wahrscheinlichkeit Ellbogenbeugekontrakturen als stärker abhängige C5- oder C6-Tetraplegiker.

Auch das Muster und das Ausmaß der Spastik beeinflussen die Anfälligkeit für Kontrakturen.18 Dies liegt nicht nur daran, dass Spastizität die Dehnbarkeit von Muskeln direkt beeinflusst (d. h. zu neural vermittelten Kontrakturen beiträgt, wie oben erörtert), sondern auch daran, dass Spastizität die Zeit erhöht, die Muskeln und umgebende Weichteile in verkürzten Positionen verbringen.13,16,52,53 Beispielsweise kann eine konstante Spastizität der Ellenbogenbeugemuskeln die Zeitspanne erhöhen, die der Ellenbogen in einer gebeugten Haltung verbleibt, und somit strukturelle Anpassungen der Weichteile initiieren, die den Beugeseiten des Ellenbogens umspannen. Ebenso wie Spastizität indirekt zu Kontrakturen beitragen kann, kann sie diese auch verhindern. Patienten, die ansonsten anfällig für Ellenbogenbeugekontrakturen sind, können von einer regelmäßigen und starken Spastik der Ellenbogenstrecker profitieren (dieses Spastikmuster ist bei C5-Tetraplegikern häufiger anzutreffen als bei C6-Tetraplegikern), da die Spastik dazu beitragen kann, die Zeit, die der Ellenbogen in einer gebeugten Position verbringt, zu minimieren.

Auswirkungen von Kontrakturen bei Personen mit Rückenmarksverletzungen

Die Auswirkungen von leichten Verlusten der Dehnbarkeit der Weichteile variieren je nach Grad der motorischen Funktion (siehe Tabelle 1). Während die meisten Kontrakturen unerwünscht sind, ist die Vermeidung einiger Kontrakturen wichtiger als andere. Ein leichter Verlust der Dehnbarkeit der Weichteile im Bereich der Beugeseite des Ellenbogens hat für C5-Tetraplegiker, die nicht in der Lage sind, ihr Gewicht mit den oberen Gliedmaßen zu tragen, kaum funktionelle Auswirkungen. Derselbe Verlust kann jedoch C6-Tetraplegiker daran hindern, mit Transfers unabhängig zu werden.6,7,8 In gleicher Weise hat ein leichter Verlust der Dehnbarkeit der Weichteile, die den plantaren Aspekt des Knöchels umspannen (z. B. der M. soleus), nur geringe funktionelle Auswirkungen für einen hochgradig rollstuhlabhängigen Tetraplegiker, aber deutliche Auswirkungen für einen gehfähigen Low-Level-Paraplegiker. Natürlich sollte man sich darauf konzentrieren, den Verlust der Dehnbarkeit dort zu verhindern, wo ein solcher Verlust wichtige funktionelle Einschränkungen mit sich bringt.

Übermäßige Dehnbarkeit des Gewebes kann die Funktion behindern

Manchmal ist eine übermäßige Dehnbarkeit ebenso unerwünscht wie eine begrenzte Dehnbarkeit und kann Patienten daran hindern, wichtige funktionelle Aufgaben auszuführen. Eine übermäßige Dehnbarkeit der hinteren Oberschenkelmuskeln kann C6-Tetraplegiker daran hindern, mit durchgestreckten Knien ohne Stütze auf einem Bett zu sitzen,37 eine Fähigkeit, die für das selbstständige Anziehen und Umlagern wichtig ist. Sofern die Kniesehnenmuskeln nicht übermäßig dehnbar sind, verhindert die passive Länge der Kniesehnenmuskeln, dass der Patient in voller Hüftflexion nach vorne fällt37 (Abbildung 4a). Die Kniesehnenmuskeln können jedoch nicht verhindern, dass der Körper nach vorne fällt, wenn sie zu stark dehnbar sind (Abbildung 4c). Daher sind Patienten mit übermäßiger Dehnbarkeit der hinteren Oberschenkelmuskeln benachteiligt, da sie sich auf ihre oberen Gliedmaßen verlassen müssen, um ihren Körper zu stützen. Andererseits verhindert eine begrenzte Dehnbarkeit der hinteren Oberschenkelmuskeln, dass der Patient seinen Körperschwerpunkt vor die Hüfte verlagern kann, so dass der Körper nach hinten fällt (Abbildung 4b). Zumindest in diesem Fall gibt es einen schmalen Grat zwischen ausreichender und übermäßiger Dehnbarkeit, und einige Patienten können von Strategien profitieren, die den Verlust der Dehnbarkeit eher fördern als verhindern.

Der Einfluss der Dehnbarkeit der hinteren Oberschenkelmuskeln auf die Fähigkeit von C6-Tetraplegikern, mit gebeugten Hüften und gestreckten Knien zu sitzen. Wenn die Kniesehnenmuskeln eine optimale Dehnbarkeit (a) aufweisen, begrenzen sie passiv die Hüftbeugung, während das Knie in Extension gehalten wird. Wenn der Schwerpunkt des Rumpfes, des Kopfes und der Arme vor den Hüften liegt, kann der Patient ohne Unterstützung sitzen und die oberen Gliedmaßen für gezielte Aufgaben wie das Anziehen einsetzen. Wenn die Kniesehnenmuskeln nur begrenzt dehnbar sind (b), verhindert die Spannung in den Kniesehnenmuskeln passiv die Hüftbeugung, und der Patient ist nicht in der Lage, seinen Körperschwerpunkt vor das Hüftgelenk zu legen. Infolgedessen neigt der Patient dazu, nach hinten zu fallen und muss die oberen Gliedmaßen zum Abstützen des Körpers verwenden. Wenn die Kniesehnenmuskeln übermäßig dehnbar sind (c), bieten sie der Hüftbeugung keinen Widerstand und der Patient fällt nach vorne (der Kopf fällt zwischen die Knie). In diesem Fall ist der Patient auf seine oberen Gliedmaßen angewiesen, um den Körper zu stützen

Eine begrenzte Dehnbarkeit des Gewebes unterstützt manchmal die Funktion

In besonderen Fällen können Kontrakturen die funktionelle Bewegung unterstützen. Ein effektiver passiver Tenodese-Griff bei C6- und C7-Tetraplegikern hängt von Kontrakturen im Flexor pollicis longus und den extrinsischen Fingerbeugemuskeln ab.54,55,56,57,58 Kontrakturen in diesen Muskeln sorgen dafür, dass die aktive Handgelenksextension die Finger und den Daumen passiv in Flexion zieht. Auf diese Weise können Gegenstände passiv zwischen Daumen und Zeigefinger oder in der Handfläche gehalten werden. Die Herausforderung für Therapeuten besteht darin, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, die den Verlust der Dehnbarkeit der extrinsischen Finger- und Daumenbeugemuskeln fördern und gleichzeitig Kontrakturen in den Gelenken der Hand vermeiden.54