Veränderungen der plantaren Druckverteilung im Stand im Verlauf der Heilung von Frakturen des Unterschenkels und des oberen Sprunggelenks

Abstract

Nach einer Fraktur des oberen Sprunggelenks, des Tibiaschaftes oder des Tibiakopfes verändern Patienten schmerz- und therapiebedingt ihr Geh- und Stehverhalten. Auch die plantare Druckverteilung im Gehen scheint sich aktuellen Studien zufolge bei diesen Patienten zu ändern. Bisher wurden Änderungen der plantaren Druckverteilung im Stehen im Heilungsverlauf noch nicht untersucht. Womöglich könnten diese jedoch einen diagnostischen und prognostischen Wert haben. Ziel dieser Studie war es deshalb, die Änderung der plantaren Druckverteilung im Stehen im Heilungsverlauf nach Frakturen des Unterschenkels und des oberen Sprunggelenks zu untersuchen. Hierfür wurden mittels Pedographie (instrumentierte Einlegesohlen mit je 16 Drucksensoren) verschiedene plantare Parameter prospektiv longitudinal bei 61 Patienten und 44 Probanden im zehnsekündigen Stand erhoben. Unterschiede wurden bei Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden und zwischen den Frakturtypen untersucht. Die Messung wurde im Heilungsverlauf erstmals innerhalb von vierzehn Tagen nach der operativen Versorgung (V1) durchgeführt und anschließend 30 bis 60 Tage (V2), 70 bis 110 Tage (V3) und 130 bis 230 (V4) Tage nach der Operation wiederholt. Es wurden hierbei die folgenden Parameter analysiert: Die Kraft auf der Fußsohle in % des Körpergewichts, die Belastung des Vorfußes (Zehen), des Mittelfußes, des Rückfußes (Ferse), des Vorfußes, des Rückfußes/dorsalen Stützstrahles, des lateralen Stützstrahles, des medialen Stützstrahles, der lateralen Seite, der medialen Seite, des Metatarsus I, des Metatarsus II, des Metatarsus III, des Metatarsus IV und des Metatarsus V jeweils in Prozent der Belastung des gesamten Fußes und die Lage des Center of pressure (Cop) in anteroposteriorer und mediolateraler Richtung. Zusätzlich wurde über Schmerzfragebögen der Zusammenhang zwischen dem Schmerz und der Kraftbelastung des verletzten Beines untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie sind: 1. In den Zeiträumen zwischen V1 und V2, sowie zwischen V2 und V3 stieg die Kraft auf dem verletzten Bein signifikant an. Zwischen V3 und V4 erfolgte kein weiterer Kraftanstieg. 2. Im Zeitraum V4 zeigten die Patienten eine höhere Belastung der lateralen Fußsohle, während bei den gesunden Probanden eine signifikant höhere Belastung der medialen Seite bestand (p = 0,024). Passend hierzu lag das Cop bei den Patienten weiter lateral als bei gesunden Probanden (p = 0,048). 3. Im Zeitraum V2 belasteten Patienten mit einer Tibiakopffraktur den Vorfuß signifikant mehr als Patienten mit einer oberen Sprunggelenks- oder Tibiaschaftfraktur (p = 0,002). Dementsprechend wurde der Rückfuß bei Patienten mit Tibiakopffrakturen in diesem Zeitraum signifikant weniger belastet als bei den anderen beiden Patientengruppen (p = 0,002). Auch die Belastung des medialen Stützstrahles war in diesem Zeitraum bei Patienten mit einer Tibiakopffraktur signifikant höher als bei Patienten mit Tibiaschaft- oder Sprunggelenksfrakturen (p = <0,001). 4. Im Zeitraum V3 lag das Cop in mediolateraler Richtung bei Patienten mit Tibiaschaftfrakturen signifikant weiter lateral als bei Patienten mit Sprunggelenksfrakturen (p = 0,049). 5. Im zeitlichen Verlauf zwischen V1 und V2 nahm bei Patienten mit einer Tibiakopffraktur die Belastung des medialen Stützstrahls signifikant mehr zu als bei Patienten mit einer Fraktur des oberen Sprunggelenks (p = 0,047). Auch die Belastung des Metatarsus I stieg bei Patienten mit einer Tibiakopffraktur signifikant mehr als bei Patienten mit einer Sprunggelenksfraktur (p = 0,003). Die Lage des Cops in anteroposteriorer Richtung veränderte sich in diesem Zeitraum bei Patienten mit Tibiakopffrakturen signifikant weiter nach anterior als bei Patienten mit Sprunggelenksfrakturen (p = 0,008). 6. Zwischen dem empfundenen Schmerz und der Kraftbelastung des verletzten Beines bestand im zeitlichen Verlauf ein geringer negativer Zusammenhang (p = 0,141). Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass Frakturen des oberen Sprunggelenks, des Tibiaschaftes oder des Tibiakopfes die plantare Druckverteilung im Stehen charakteristisch beeinflussen. Messungen der Druckverteilung sind in der Klinik schnell und einfach durchführbar und können, wie die Ergebnisse dieser Studie erstmals zeigen, Veränderungen im Heilungsverlauf darstellen.

After a fracture of the upper ankle joint, the tibial shaft or the tibial plateau, patients change their walking and standing behavior due to pain and therapy. According to recent studies, the plantar pressure distribution during walking also appears to change in these patients. Changes in plantar pressure distribution during standing have not yet been investigated during the healing process. However, these could possibly have diagnostic and prognostic value. The aim of this study was therefore to investigate the change in plantar pressure distribution during standing in the course of healing after fractures of the lower leg and upper ankle joint. For this purpose, pedography (instrumented insoles with 16 pressure sensors each) was used to prospectively record various plantar parameters over time in 61 patients and 44 test subjects in a ten-second stance. Differences were investigated in patients compared to healthy subjects and between fracture types. The measurements were taken for the first time during the healing process within fourteen days after surgical treatment and then repeated 30 to 60 days, 70 to 110 days and 130 to 230 days after the operation. The following parameters were analyzed: The force on the sole of the foot in % of the body weight, the load on the forefoot (toes), the midfoot, the hindfoot (heel), the forefoot, the hindfoot/dorsal support beam, the lateral support beam, the medial support beam, the lateral side, the medial side, metatarsus I, metatarsus II, metatarsus III, metatarsus IV and metatarsus V, each as a percentage of the load on the entire foot and the position of the center of pressure in the anteroposterior and mediolateral directions. In addition, pain questionnaires were used to investigate the relationship between the pain and the force load on the injured leg. This study is the first to investigate changes in plantar pressure distribution after fractures of the lower leg and upper ankle joint in patients. The most important results of the study are: 1. in the periods between V1 (0 to 14 days postoperatively) and V2 (30 to 60 days postoperatively), and between V2 and V3 (70 to 110 days postoperatively), the force on the injured leg increased significantly. There was no further increase in strength between V3 and V4 (130 to 230 days postoperatively). 2. in the period V4 (130 to 230 days postoperatively), the patients showed a higher load on the lateral sole of the foot, while the healthy subjects had a significantly higher load on the medial side (p = 0.024). In line with this, the Cop was further lateral in the patients than in healthy subjects (p = 0.048). 3. in period V2 (30 to 60 days postoperatively), patients with a tibial plateau fracture loaded the forefoot significantly more than patients with an upper ankle or tibial shaft fracture (p = 0.002). Accordingly, the hindfoot was loaded significantly less in patients with tibial plateau fractures during this period than in the other two patient groups (p = 0.002). The load on the medial support beam was also significantly higher in patients with a tibial plateau fracture than in patients with tibial shaft or ankle fractures during this period (p = <0.001). 4. in period V3 (70 to 110 days postoperatively), the center of pressure in the mediolateral direction was significantly more lateral in patients with tibial shaft fractures than in patients with ankle fractures (p = 0.049). 5. in the time course between V1 (0 to 14 days postoperatively) and V2 (30 to 60 days postoperatively), the load on the medial support beam increased significantly more in patients with a tibial plateau fracture than in patients with a fracture of the upper ankle joint (p = 0.047). The load on metatarsus I also increased significantly more in patients with a tibial plateau fracture than in patients with an ankle fracture (p = 0.003). The position of the center of pressure in the anteroposterior direction changed significantly more anteriorly in patients with tibial plateau fractures than in patients with ankle fractures (p = 0.008). 6. there was a small negative correlation between the perceived pain and the force load on the injured leg over time (p = 0.141). In summary, it can be concluded that fractures of the upper ankle joint, the tibial shaft or the tibial plateau characteristically influence the plantar pressure distribution during standing. Pressure distribution measurements can be carried out quickly and easily in the clinic and, as the results of this study show for the first time, can show clear changes in the healing process.