Telemetrische Lastmessungen bei Physiotherapie

Zusammenfassung

Hintergund

Nach osteosynthetischer Versorgung von Frakturen oder Pseudarthrosen ist in der Regel Übungsstabilität mit Teilbelastung gegeben. Überlastungen können zu schädlichen Frakturspaltbewegungen und somit Pseudarthrosen, Repseudarthrosen sowie zum Implantatversagen führen. Da die Patienten frühzeitig physiotherapeutisch beübt werden müssen, ist die Kenntnis der hierbei auf die Osteosynthese übertragenen Last entscheidend.

Methode

Bei 15 Patienten mit durch instrumentierte Plattenosteosynthesen versorgten Femurpseudarthrosen wurde telemetrisch das auf die Platte wirkende Biegemoment während 7 definierter physiotherapeutischer Übungen 2 und 8 Wochen postoperativ gemessen.

Ergebnisse

Die geringsten Platten-/Osteosynthesebelastungen wurden beim Muskelanspannen (Median 3,6 Nm nach 2; 2,4 Nm nach 8 Wochen) sowie bei schleifender Ferse (3,7 Nm nach 2; 2,0 Nm nach 8 Wochen) gemessen. Größere Belastungen ergaben sich beim Heben des gestreckten Beins in Rückenlage (4,1 Nm nach 2; 3,2 Nm nach 8 Wochen). Bei dessen Heben in Seiten- (10,1 Nm nach 2; 5,5 Nm nach 8 Wochen) und Bauchlage (10,4 Nm nach 2; 6,2 Nm nach 8 Wochen) traten hohe Belastungen auf. Durch Anwinkeln des Beins im Knie konnte diese Werte verringert werden (7,5 Nm nach 2; 4,1 Nm nach 8 Wochen). PNF-Übungen (PNF: propriozeptive neuromuskuläre Fazilitation) lagen bezüglich der Belastung im mittleren Bereich (6,2 Nm nach 2; 3,2 Nm nach 8 Wochen). Auffällig waren die großen Streuungen, die beim Heben des gestreckten Beins in Bauch- und Seitenlage zu sehr hohen 3. Quartilen von 19 bzw. 17 Nm führten. Der Vergleich zwischen den Messzeitpunkten zeigte eine deutliche Verringerung (bis Halbierung) der Platten-/Osteosynthesebelastung zwischen der 2. und der 8. Woche. Beim intraindividuellen Vergleich der Übungen mit einer standardisierten axialen Belastung von 10 kg (100 N) fanden sich beim Muskelanspannen, Schleifen der Ferse, Heben des gestreckten Beins in Rückenlage im Median Faktoren zwischen 1,4 und 2,1, die 3. Quartile wiesen Faktoren bis zu 3,0 auf. Für das Heben des gestreckten Beins in Bauch- und Seitenlage ergaben sich als Medianwerte Faktoren von 4,0 bzw. 3,7 und 3. Quartile mit Faktoren von 5,5 und 5,6.

Schlussfolgerung

Während üblicher krankengymnastischer Übungen können Belastungen der Osteosynthese auftreten, die deutlich über diejenigen einer erlaubten Teilbelastung hinausgehen. Eine Vermeidung der Überlastungen ist allgemein durch Modifikation der Übungen und individuell durch eine kontinuierliche Messung während derselben möglich.

Abstract

Background

After osteosynthesis of fractures or nonunions, exercise stability with partial weight bearing is usually given. Overloading can lead to harmful fracture gap movements and, thus, to nonunion or recurrent nonunion and to implant failure. Since the patients must receive physiotherapy early, it is crucial to know how much load is transferred to the osteosynthesis.

Methods

In 15 patients suffering from femoral nonunions and treated with instrumented plate osteosyntheses, the bending moment acting on the plate was measured by telemetry during 7 defined physiotherapy exercises, 2 weeks and 8 weeks postoperatively.

Results

The lowest measured plate loads were found for voluntary tensing of the thigh muscles (median 3.6 Nm at 2 weeks, 2.4 Nm at 8 weeks) as well as slipping heel exercises (3.7 Nm at 2 weeks, 2.0 Nm at 8 weeks). Higher loads result while lifting the extended leg in the supine position (4.1 Nm at 2 weeks, 3.2 Nm at 8 weeks). When the leg is raised in the lateral (10.1 Nm at 2 weeks, 5.5 Nm at 8 weeks) and prone (10.4 Nm at 2 weeks, 6.2 Nm at 8 weeks) positions high stresses occurred. By flexing the leg at the knee, the load could be reduced (7.5 Nm at 2 weeks, 4.1 Nm at 8 weeks). Loads during PNF (proprioceptive neuromuscular fascilitation) exercises were in an intermediate range (6.2 Nm at 2 weeks, 3.2 Nm at 8 weeks). High intraindividual deviations are observed, for the exercises with lifting of the leg in the prone and lateral position, very high third quartiles of 19 Nm and 17 Nm are detected. Between the time points week 2 and week 8, a reduction in the plate load is observed during exercises with large values such as lifting the extended leg in the prone and lateral positions by half. The comparison of exercises intraindividually with a standardized axial load of 10 kg (100 N), the exercises maximal voluntary tensioning, slipping the heel, lifting the extended leg in supine position, median factors between 1.4 and 2.1 with quartiles up to 3.0 are calculated. For lifting the extended leg in the prone and lateral positions, factors of 4.0 and 3.7 and 3rd quartiles by factors of 5.5 and 5.6 are calculated.

Conclusion

Conventional physiotherapy exercises can load the osteosynthesis far beyond a permitted partial weight-bearing value. Avoidance of overloading is possible generally by modifying the exercises or individually by continuous measurement during the exercises.