Vortrag Nitsche Kreuzband

Zur Trainingsmethodik nach Rekonstruktion
des vorderen Kreuzbandes
Dipl. sportwiss. Nico Nitzsche / Prof. Dr. med. H. Schulz
Lehrstuhl für Sportmedizin / TU Chemnitz
Rehabilitationszentrum ADMEDIA Chemnitz

• biomechanisches, trainingswissenschaftliches
und sportmedizinisches Problem
• Trainingswissenschaft und Sportmedizin seit vielen
Jahren den Focus der Forschung innerhalb der
medizinischen Trainingstherapie

• damit der Trainingsprozess innerhalb der Trainingstherapie
auch nachweislich rehabilitiv wirken kann
(WASMUND-BODENSTEDT 1982; THORHAUER 1992), muss dort auch aus
trainingswissenschaftlicher und sportmedizinischer Sicht eine
Überprüfung der Methoden durchgeführt werden
• Trainingsinhalte innerhalb der Trainingstherapie
(=Trainingsprozess) müssen nach dem Prinzip der Zweckmäßigkeit,
der Ökonomie und der Effektivität ausgewählt
werden (vgl. HARRE 1976; MARTIN 1977; FROBÖSE 2003)

„Eine Erhöhung der Effektivität der Sporttherapie als Zukunftsziel
der Sportwissenschaft soll in den nächsten Jahrzehnten
weiterhin zentrales Ziel der Erforschung des „Therapeutikums
Sport“ sein.“ (SCHEIBE 1995)

Trainingsmethodik bei Zustand nach
Kreuzbandplastik

Allgemeine Statistik zur LCA Ruptur
• erleiden ca. 2% Männer und ca. 5% Frauen der Durchschnittsbevölkerung
• jährlich ca. 100000 primäre OP in USA (NOYES 2001); ca. 90000 / Jahr in
Deutschland (Kongress Sportorthopäde 2001)
• Häufigkeit liegt bei 0,5 - 1 VKB pro tausend Einwohner (USA,
Mitteleuropa)
• geschlechtsspezifische Varianz ist anlagebedingt
• Rückkehr zum Fußballsport nach operativer Versorgung mindestens 9
Monate
• langfristig führt vorderer Kreuzbandriss (mit und ohne OP) zum
Gelenksverschleiß (RENSTRÖM / KELM 2007)
• vordere reißt zehnmal häufiger als das hintere
• präoperative Beweglichkeit wird bei 38 - 81% der operierten Patienten
erreicht (NOYES 2001)

Situation der Forschung
• letzten 10 Jahre ca. 4800 peer-reviewed Arbeiten zu VKB
veröffentlicht (RENSTRÖM / KELM 2007)
• 55% mit OP-Verfahren beschäftigt
• 40% mit Komplikationen
• 5% mit klinisch veröffentlichten Ergebnissen
• keine klar strukturierten Vergleiche zu konservativen und
operativen Behandlungen (VELTRI 1997)
• keine exakte geklärte biomechanische Funktionsweise des VKB
(RENSTRÖM / KELM 2007)

Fazit: Forschungsstand
• Grundlagenwissen zum VKB sehr gering
• Pseudowissen konkurriert mit begrenztem wissenschaftlich
gesicherten Erkenntnissen (vgl. FROBÖSE 2003; RENSTRÖM 2007; SCHMIDT-WIDTHOFF 2007)
• defizitäre Anzahl von (klinischen) Trainingsstudien mit
kontrolliertem Training im Rehabilitationsprozess

Pathophysiologie
Verletzungsmechanismus (STROBEL 1995 / PETERSEN 2005)
• Kombination aus Flexion, Abduktion und Außenrotation bei
relativer Fixierung von Fuß und Unterschenkel
•Hyperextension
• Flexion-Varus-Innenrotationstrauma

Pathomechanik
• Kreuzbandinsuffizienz mit kinematischen Veränderungen
• Desintegration der Roll-Gleitbewegung zwischen Femur und Tibia
• vermehrter Einsatz der Hinterhörner zur Abbremsung der
Tibiatranslation
• resultiert in chronischer Überbeanspruchung dieser Strukturen
(SCHMIDT-WIETHOFF / DARGEL 2007)

Arthroskopischer Befund einer frischen vorderen
Kreuzbandruptur (AGLIETTI 1997)
a) Aufgefaserter und partiell abgerundeter
Kreuzbandstumpf bei
Komplettruptur.
b) Assoziierter traumatischer Knorpelschaden
der medialen Femurkondyle.

Kernspintomografischer Befund einer frischen
vorderen Kreuzbandruptur (BARRY et al. 1996)
a) Kontinuitätsunterbrechung der
vorderen Kreuzbandstruktur
(Pfeil)
b) Kontusionsödem lateraler Femurkondylus
und dorsolaterales
Tibiaplateau (bone bruise, Pfeil)

OP - Techniken
• Patellasehne
• Semitendinosussehne
• Allograft
Arthroskopischer Befund
nach vorderer Kreuzbandrekonstruktion.
Ersatzplastik mit
Patellarsehnentransplantat

Trainingsysteme
Geschlossenes System
• distal gesetzter Widerstand
• mehrer Gelenke in
Bewegung einbezogen
• Agonist und Antagonist
werden gleichzeitig mit
einbezogen
Offenes System
• eingelenkige Bewegungen
• nur Agonistentraining
• Isolationstraining

Offene Systeme vs. geschlossene Systeme
• Therapeuten (Physiotherapeuten) bezeichnen geschlossene
Systeme als „funktionell“
• offene Systeme werden als „künstlich“ bezeichnet (FROBÖSE 2003)
• VKB Dehnung bei Streckung (ab 170°) und Beugung (90°)
keine exakte wissenschaftliche Begründung für
gegenwärtige Trainingsmethodik
(vgl. FRÖBÖSE 1993,2003 / RENSTRÖM et al. 2007)

Kinematik
•Überlagerung von Rotations- und
Translationsbewegungen aller drei Raumachsen
•Modellierung relativ kompliziert - Darstellung einer Ebene
(ROEMER 2006)
•Bewegung wird durch bandhafte Führung bestimmt
•Koordinaten der Drehachse verändern sich in
Abhängigkeit der Gelenkwinkelstellung
Einfluss auf Hebelarm der Patella

Gelenkmittelpunkte bei Modellierung
Viergelenkmechanismus als Modell
•Treffpunkt der Kreuzbänder ist tatsächlicher Gelenkmittelpunkt
(O‘CONNER/ ZAVATSKY 1990)
•durchschnittliche Breite für Kreuzbandansatz (GIRGIS et al. 1975)
ACL 2,3 cm
PCL 3,2 cm

•mit zunehmender Beugung im
Kniegelenk werden vordere
Faseranteile der Kreuzbänder
gedehnt
•hintere Anteile verkürzen sich
(WAGNER 1999)
•Vergleichsrechnung wandernde
Drehachse und Scharniergelenk
bei M. Quadrizeps bei 70°
•Wert vergrößert sich bei mehr
Flexion
•Differenzen können 1000N bis
2000N sein (ROEMER 2006)

Klinische Trainingsstudie
• Problem der Trainingstherapie nach dem Zustand der vorderen
Kreuzbandplastik
• Zeitabschnitt von der 10. – 14. Woche postoperativ
• Trainingssysteme vergleichen (offenes System vs.
geschlossenes System)

Zentraler Forschungsansatz
„Gezieltes Krafttraining in offenen Systemen hat keinen
negativen Einfluss auf die Laxizität der vorderen
Kreuzbandplastik nach postoperativ durchgeführten
Trainingsbelastungen im Bereich der medizinischen
Trainingstherapie und kann zur effizienten Genesung des
Patienten beitragen.“

Methodik - Studiendesign
Vorstudie
1. Messung Biometrie
2. Messung Isokinet
Hauptstudie - Prätest
1. Lachmann Test
2. Messung Oberschenkelumfang
3. Messung Isokinet
4. Fragebogen
Trainingsprogramm
Gruppe 1:
Geschlossenes System
Gruppe 2:
Offenes System
Hauptstudie - Posttest
1. Lachmann Test
2. Messung Oberschenkelumfang
3. Messung Isokinet
4. Fragebogen
5. Sportmotorischer Test

Testverfahren
Testverfahren
Biometrie
Lachmann - Test
Dynamometrie
Fragebogen
Sportmotorischer Test
Aussage
Umfangveränderung
Veränderungen der
Bandstabilität
Veränderungen der
Kraftfähigkeiten
Veränderungen im subjektiven
Befinden
Unterschiede im motorischen
Verhalten / Sporttauglichkeit

Biometrie - Umfangmessung

Test auf vordere Schublade – Lachmann Test

Dynamometrie
Test
Submaximaler
dynamischer
Krafttest
Kraftausdauertest
Winkelgeschwindigkeit
120° / Sek.
180° / Sek.
Probewiederholungen
3
3
Wiederholungen
10
20

Sportmotorischer Test - Achterlauf
Start/Ziel
1 2
• Dauer: 1 Minute
• maximale Anzahl der
Umrundungen
• verletzte Seite und gesunde
Seite werden tangentialen
Kräften ausgesetzt
• Reliabilität (0,91 - 0,97;
p < 0,001) (AGEBERG et al. 1998)

Parameter
Umfang
Maximales
Drehmoment
Variationskoeffizient
Vordere
Schublade
Drehmomentmaximum
bei
Winkel
Beschleunigungszeit
bis zum
Kraftmaximum
Anzahl der
Umrundungen
Einheit
cm
Nm
-
mm
Grad (°)
s
-
Test
Messung der Oberschenkel
10 cm und 20
cm proximal der Patella
Isokinet
Isokinet
Rolimeter - Test auf
vordere Schublade
Isokinet
Isokinet
Achterlauf
Aussage/Ergebnis
Hypertrophieeffekt
Dynamische Kraft
Gleichmäßigkeit in den Wiederholungen
während des Tests,
Trainingeffekt
Bandstabilität / Risiko der
Trainingsmethode
Kraftmaximum in Abhängigkeit
vom Winkel
Zeit bis zum Erreichen des
Kraftmaximums
Beurteilung der Kniefunktion bei
Aktionsschnelligkeit,
Sicherheitsempfinden

Probanden
• Zustand nach vorderer LCA – Plastik
• keine Re – Plastik
• keine Innenbandverletzungen und schwerem Meniskentrauma
• keinen Knorpelschaden (II - IV)
Alter (Jahre)
Körpergewicht (kg)
vordere Schublade
verletztes Bein in
mm (Prätest)
Gültige Werte
(Listenweise)
Deskriptive Statistik
N Spannweite Minimum Maximum Mittelwert
Standardab
weichung
34 38 18 56 30,03 9,925
34 58 50 108 75,97 13,183
34 7 5 12 7,44 1,580
34

Einordnung in Trainingsgruppen und Trainingsmethodik
Übung
zur Kräftigung der:
- Vorderen Oberschenkelstreckr
(M.vast.med.,M.vast.lat.M.v
ast.intermed.,M.rect.fem.)
- hintere Beinbeuger
(M.bic.fem.,M.semimembr.)
- Hüftstrecker
(M.glut.max.,M.glut.min.M.pi
riform.)
- Wadenmuskulatur
(M.gastrocn.med.,M.gastroc
n.lat.,M. soleus)
Umfang
3 - 5
Intensität
60 - 75%
Kontrollgruppe
• Beinpresse
• „Wischen“ am
Seilzug
• Kniebeuge
• Wadenheben
Dauer
30 - 45 Minuten
Versuchsgruppe
• Beinstrecker
• Beinbeuger
• Hüftstrecker / Kniebeuge
• Wadenheben
Pausen
45“ - 60“
Anmerkung
Gleichmäßigdynamische
Ausführung

Kontrollgruppe
Versuchsgruppe
Alter (Jahre)
Körpergewicht (kg)
vordere Schublade
verletztes Bein in mm
(Prätest)
Differenz Umfang in cm
(10cm Patella;Prätest)
Differenz Umfang in cm
(20cm Patella;Prätest)
Differenz in% der Beuger
bei 120 Grad/Sek. Prätest
Differenz in % der
Strecker bei 120
Grad/Sek. Prätest
Gültige Werte
(Listenweise)
Alter (Jahre)
Körpergewicht (kg)
vordere Schublade
verletztes Bein in mm
(Prätest)
Differenz Umfang in cm
(10cm Patella;Prätest)
Differenz Umfang in cm
(20cm Patella;Prätest)
Differenz in% der Beuger
bei 120 Grad/Sek. Prätest
Differenz in % der
Strecker bei 120
Grad/Sek. Prätest
Gültige Werte
(Listenweise)
Deskriptive Statistik
N Spannweite Minimum Maximum Mittelwert
Standardab
weichung
18 29 19 48 28,78 8,789
18 58 50 108 76,22 14,603
18 7 5 12 7,28 1,904
18 5,0 ,5 5,5 2,722 1,5168
18 5,0 ,0 5,0 2,167 1,6450
18 187,00 1,00 188,00 38,0000 40,79792
18 314,00 9,00 323,00 71,5556 77,57897
18
Deskriptive Statistik
N Spannweite Minimum Maximum Mittelwert
Standardab
weichung
16 38 18 56 31,44 11,189
16 40 60 100 75,69 11,853
16 4 6 10 7,63 1,147
16 5,0 ,0 5,0 2,188 1,6419
16 5,5 ,0 5,5 2,156 1,4913
16 243,00 ,00 243,00 41,6250 67,31803
16 327,00 4,00 331,00 83,4375 102,39334
16

Homogenität der beiden Trainingsgruppen
Parameter
Lachmann Test
(verletzte Seite)
KG
Alter
Umfangsdifferenz
10 cm prox.
Diff. Beuger 120°
/ s
Diff. Strecker 120°
/ s
Signifikanz
(T-test)
0,53
0,908
0,44
0,33
0,85
0,70
PG
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05

Exemplarische Ergebnisse (N=29)
• Zunahmen (%) der Drehmomente am Isokineten der Beuger und
Strecker
• Schubladen im Lachmann – Test im Prä- und Postvergleich
beider Gruppen
• Vergleich der Beschleunigungszeiten im Isokineten bis zum
Drehmomentmaximum der Beuger und Stecker

Ergebnisse – Zunahmen in % in Beugern und Streckern
beider Trainingsysteme
100
80
60
40
20
0
-20
N =
14
14 15
Trainingssystem
15
geschlossenes Systemoffenes
System
Zunahme in % der Str
ecker bei 120°/Sek.
Zunahme in % der Beu
ger verletzt. Bein b
Statistik für Test b
55,000 93,000
160,000 213,000
-2,183 -,524
,029 ,600
,029 a
,621 a
Zunahme in
% der Beuger Zunahme in
verletzt. Bein % der
bei 120 Strecker bei
Grad/Sek. 120°/Sek.
Mann-Whitney-U
Wilcoxon-W
Z
Asymptotische
Signifikanz (2-seitig)
Exakte Signifikanz
[2*(1-seitig Sig.)]
a. Nicht für Bindungen korrigiert.
b.
Gruppenvariable: Trainingssystem

Ergebnisse – Schublade beider T. – Systeme im Prä –
und Posttest
14
12
10
8
6
4
2
N =
14
14 15
geschlossenes System
Trainingssystem
15
offenes System
vordere Schublade ve
rletztes Bein in mm
vord. Schublade verl
etzt. Bein in mm (Po
Statistik für Test b
87,000 90,000
207,000 210,000
-,801 -,664
,423 ,507
,451 a
,533 a
vordere vord.
Schublade Schublade
verletztes verletzt. Bein
Bein in mm in mm
(Prätest) (Posttest)
Mann-Whitney-U
Wilcoxon-W
Z
Asymptotische
Signifikanz (2-seitig)
Exakte Signifikanz
[2*(1-seitig Sig.)]
a. Nicht für Bindungen korrigiert.
b. Gruppenvariable: Trainingssystem

Ergebnisse – Beschleunigungszeiten bis max. DM
beider Systeme
,05
,04
,03
,02
,01
0,00
N =
11
1
11 11
Trainingssystem
11
geschlossenes Systemoffenes
System
Beschleunigung Exten
sion 120°/Sek.(Post.
Beschleunigung Flexi
on 120°/Sek.(Post.)
Statistik für Test b
37,000 55,500
103,000 121,500
-1,549 -,329
,121 ,742
,133 a
,748 a
Beschleunigu Beschleunig
ng Extension ung Flexion
120°/Sek.(Pos 120°/Sek.(Po
t.)
st.)
Mann-Whitney-U
Wilcoxon-W
Z
Asymptotische
Signifikanz (2-seitig)
Exakte Signifikanz
[2*(1-seitig Sig.)]
a. Nicht für Bindungen korrigiert.
b. Gruppenvariable: Trainingssystem

Zusammenfassung exemplarischer Ergebnisse
• keine signifikanten Unterschiede in den Zunahmen der Strecker
beider Trainingsysteme
• signifikanter Unterschied in den Zunahmen der Beuger im
Vergleich der Trainingsysteme (offene Ketten mehr Zunahme)
• keine signifikanten Unterschiede der Schubladen im Lachmanntest
im Prä – Postvergleich und zwischen den Trainingsgruppen
• keine signifikanten Unterschiede in Beugern und Streckern beider
Systeme bei der Beschleunigung

Schlussfolgerung
• bisherige Annahmen sind unbegründet
• Einsatz von offenen Systemen im Trainingsprozess nach
Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes nach
Semidentinosusplastik ist nach der 10. Woche p.o. legitim
• beide Trainingsysteme sind zur Trainingstherapie geeignet
• Erweiterung der Trainingsmittel und Trainingsmethoden für den
Sporttherapeuten

Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!

Literaturangaben
SCHMIDT-WIETHOFF, R.
RENSTRÖM,P./ KELM, J.
AGEBERG,E. / ZÄTTERSTRÖM, R. /
MORITZ, U.
HARRE, D. / SCHNABEL G.
SCHEIBE, J.
ROEMER, K.
FROBÖSE, I.
Aktuelle Konzepte zur Diagnose und Therapie der Kreuzbandruptur
DZfSM Jg. 58, Nr. 11 (2007)
Vorderes Kreuzband – Operation und Rehabilitation
DZfSM Jg. 58, Nr.11 (2007)
Stabilometry and one-leg hoptest have high-retest reliability.
In: Scand J Med Sci Sports, 8 (1998), 198 - 202
Zur Entstehung, zum Stand und zur weiteren Entwicklung der
TrainingswissenschaftIn MARTIN/ WEIGELT: Trainingswissenschaft-
Selbstverständnis und Forschungsansätze, 1. Symposium der dvs Sektion
Trainingswissenschaft 1992
Sport als Therapie-Konzepte für die stationäre und ambulante
Heilbehandlung.
S.19 - 43 Berlin: Ullstein Mosby 1994 ISBN 3-86126-037-9
Lösung inverser Problemstellungen in der Biomechanik – am Beispiel von
Beinstreckbewegungen
Beiträge zur Lehre und Forschung im Sport 155 Hofmann 2006
Training in der Therapie
Ullstein Mosby 2003