Arten von Orthesen
für die untere Extremität
FIOR & GENTZ ist im Fachgebiet der Orthetik auf die Entwicklung von Orthesengelenken für die Herstellung von maßgefertigten Orthesen der unteren Extremitäten spezialisiert. Hier unterscheidet man vorrangig zwischen Lähmungsorthesen und Entlastungsorthesen. Die Bezeichnung einer Orthese richtet sich nach dem internationalen Klassifizierungssystem (ICS), welches von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) entwickelt und gepflegt wird. Aus den Benennungen lässt sich ableiten, welche anatomischen Gelenke und Körperteile die Orthese umfasst. So schließt eine AFO (engl. ankle-foot orthosis) beispielsweise den Knöchel und den Fuß ein. Früher wurden Orthesen Schienen oder Schienen-Schellen-Apparate genannt. Um die Kommunikation im interdisziplinären Team zwischen Betroffenen, Ärzten, Physiotherapeuten und Orthopädietechnikern zu vereinheitlichen, sollten diese Begriffe nicht mehr verwendet werden.
Eine maßgefertigte Orthese bietet den Vorteil, dass sie individuell an die Bedürfnisse des Patienten angepasst werden kann. Bei einer Orthese in unilateraler (einseitiger) Bauweise wird an einem Bein an einer Beinseite auf Knöchel- oder Knieebene ein Orthesengelenk platziert. Bei einer bilateralen (beidseitigen) Bauweise werden an einem Bein entweder zwei Hauptgelenke oder ein Hauptgelenk und ein Mitläufer an je einer Beinseite verbaut. Die Konfiguration der Orthese mit den richtigen Orthesengelenken richtet sich nach dem Krankheitsbild und den funktionellen Abweichungen, die bei der Befundung des Patienten ermittelt wurden. Über die Einstellbarkeit der Funktionselemente der Orthesengelenke können die Orthesenfunktionen optimal an die Anforderungen angepasst werden.
Die unterschiedlichen Arten von Orthesen, die im Bereich der unteren Extremität eine maßgebliche Rolle spielen, werden im Folgenden zusammengefasst.
AFO (engl. ankle-foot orthosis; dt. Knöchel-Fuß-Orthese)
AFO ist die Abkürzung für den englischen Term ankle-foot orthosis (Vorzugsbezeichnung nach ICS). Der Name ergibt sich aus den Körperteilen, die in die Orthesenversorgung einbezogen sind: Knöchel und Fuß. Im Deutschen wird in der Regel ebenfalls die Bezeichnung AFO verwendet. Üblich sind aber auch die direkte Übersetzung Knöchel-Fuß-Orthese oder dynamische Unterschenkelorthese.
Eine AFO, die bei Lähmungen eingesetzt wird, gleicht die funktionellen Abweichungen aus, die sich aus dem Krankheitsbild des Patienten ergeben. Dazu gehören insbesondere eine Lähmung der Plantarflexoren oder Dorsalextensoren. Orthesengelenke von FIOR & GENTZ enthalten einstellbare und dynamische Funktionselemente, mit denen sich die Orthesenfunktion an die Bedürfnisse des Patienten anpassen lässt. Bei einer Schwäche der Plantarflexoren gleicht die Orthese z. B. die fehlende Sicherheit beim Stehen und Gehen aus. Bei einer Schwäche der Dorsalextensoren ermöglichen die Funktionselemente u. a. ein stolperfreies Gehen durch Anheben des Vorfußes in der Schwungphase.
KAFO (engl. knee-ankle-foot orthosis; dt. Knie-Knöchel-Fuß-Orthese)
KAFO ist die Abkürzung für den englischen Term knee-ankle-foot orthosis (Vorzugsbezeichnung nach ICS). Der Name ergibt sich aus den Körperteilen, die in die Orthesenversorgung einbezogen sind: Knie, Knöchel und Fuß. Im Deutschen wird in der Regel ebenfalls die Bezeichnung KAFO verwendet. Üblich sind aber auch die direkte Übersetzung Knie-Knöchel-Fuß-Orthese oder Ganzbeinorthese.
Eine KAFO, die bei Lähmungen eingesetzt wird, gleicht die funktionellen Abweichungen aus, die sich aus dem Krankheitsbild des Patienten ergeben. Dazu gehören insbesondere eine Lähmung der Knieextensoren oder Hüftextensoren. Orthesengelenke von FIOR & GENTZ enthalten einstellbare und dynamische Funktionselemente, mit denen sich die Orthesenfunktion an die Bedürfnisse des Patienten anpassen lässt. Bei einer Schwäche der Knieextensoren werden z. B. Funktionselemente zur Standphasensicherung in die Orthese integriert.
Die auf Knieebene eingesetzten Orthesengelenke lassen sich in drei Gruppen unterteilen:
- frei beweglich
- gesperrt
- automatisch
Das folgende Video beschreibt die funktionellen Unterschiede der drei Gruppen:
KAFOs mit frei beweglichen Kniegelenken
Frei bewegliche Kniegelenke sind in der Standphase und in der Schwungphase frei beweglich. Sie kommen bei Patienten zum Einsatz, deren kniesichernde Muskulatur eine mittlere bis hohe Restfunktion hat. Sie sind ohne oder mit Rückverlagerung verfügbar. Bei frei beweglichen Kniegelenken ohne Rückverlagerung erfolgt die Kniesicherung rein muskulär. Die mechanische Knieachse (P) wird kongruent zur anatomischen Kompromissachse (P1) positioniert. Bei frei beweglichen Kniegelenken mit Rückverlagerung wird die muskuläre Standphasensicherung durch das mechanische Gelenk unterstützt. Die mechanische Knieachse (P) wird nicht kongruent zur anatomischen Kompromissachse (P1) positioniert, sondern dahinter.
Eine KAFO mit frei beweglichem Kniegelenk verhilft dem Patienten zu einem natürlichen Gangbild. Im Stehen und in der Standphase beim Gehen wird ein ungewolltes Einknicken des Knies verhindert. In der Schwungphase beträgt die Knieflexion etwa 60°, was einem physiologischen Winkel entspricht.
KAFOs mit gesperrten Kniegelenken
Gesperrte Kniegelenke sind in der Standphase und in der Schwungphase gesperrt. Zum Sitzen können sie entsperrt werden. Sie kommen bei Patienten zum Einsatz, deren kniesichernde Muskulatur wenig bis gar keine Restfunktion hat. Wenn der Therapieverlauf es erlaubt, kann das gesperrte zu einem frei beweglichen Kniegelenk mit Rückverlagerung umgerüstet werden.
Diese traditionelle Form der orthetischen Versorgung gibt dem Patienten ein Höchstmaß an Sicherheit, da ein ungewolltes Einknicken des Knies durch die Sperrung in jedem Fall verhindert wird. Allerdings muss der Patient die fehlende Knieflexion in der Schwungphase kompensieren. Dadurch entsteht ein unnatürliches Gangbild. Zu den typischen Kompensationsmechanismen zählen Hip-Hiking – ein Anheben der Hüfte auf der orthetisch versorgten Seite – sowie Zirkumduktion – ein kreisförmiges Ausschwingen des orthetisch versorgten Beines. Diese Kompensationsmechanismen sorgen für einen erhöhten Energieverbrauch beim Gehen. Außerdem bergen sie das Risiko für Folgeerkrankungen wie einem Verschleiß der Gelenke in Hüfte, Wirbelsäule und Schultern.
Aus diesen Gründen ist die Herstellung von Orthesen mit gesperrten Kniegelenken nicht erstrebenswert. Lediglich in Ausnahmefällen, z. B. wenn ein starkes Streckdefizit (eine Kontraktur) im anatomischen Kniegelenk vorliegt und dieses Defizit physiotherapeutisch nicht behandelbar ist, ist der Bau einer Orthese mit gesperrtem Kniegelenk sinnvoll.
KAFOs mit automatischen Kniegelenken
Automatische Kniegelenke sind in der Standphase gesperrt und in der Schwungphase frei beweglich. Auch sie eignen sich für Patienten, deren kniesichernde Muskulatur wenig bis gar keine Restfunktion hat. Eine KAFO mit automatischem Kniegelenk verhilft dem Patienten zu einem natürlichen Gangbild. Im Stehen und in der Standphase beim Gehen wird ein ungewolltes Einknicken des Knies durch die Sperrung verhindert. Automatische Gelenke werden daher auch „Standphasensicherungsgelenke“ oder in der englischen Variante stance control orthoses (SCO) genannt. In der Schwungphase wird die Sperrung aufgehoben und das Knie kann in einem physiologischen Winkel von etwa 60° flektieren.
Automatische Kniegelenke repräsentieren den aktuellen Stand der Technik und sind in den meisten Fällen der Versorgung mit einem gesperrten Kniegelenk vorzuziehen.
Die KAFO-Varianten im Vergleich
Frei beweglich
Eine KAFO mit frei beweglichen Kniegelenken eignet sich für Patienten, deren kniesichernde Muskulatur eine mittlere bis hohe Restfunktion hat. In der Standphase (mid stance) beträgt der Knieflexionswinkel 5°, was einem physiologischen Wert entspricht.
Gesperrt
Eine KAFO mit gesperrten Kniegelenken eignet sich für Patienten, deren kniesichernde Muskulatur wenig bis gar keine Restfunktion hat. In der Standphase (mid stance) beträgt der Knieflexionswinkel 5°, was einem physiologischen Wert entspricht. Durch Kontrakturen können jedoch abweichende unphysiologische Winkel entstehen.
Automatisch
Eine KAFO mit automatischen Kniegelenken eignet sich für Patienten, deren kniesichernde Muskulatur wenig bis gar keine Restfunktion hat. In der Standphase (mid stance) beträgt der Knieflexionswinkel 5°, was einem physiologischen Wert entspricht.
Frei beweglich
Eine KAFO mit frei beweglichen Kniegelenken ist in der Schwungphase frei beweglich. Der Knieflexionswinkel beträgt in mid swing 60°, was einem physiologischen Wert entspricht.
Gesperrt
Eine KAFO mit gesperrten Kniegelenken ist in der Schwungphase gesperrt. Der Knieflexionswinkel in mid swing beträgt entsprechend der Voreinstellung 5°, was keinem physiologischen Wert entspricht.
Automatisch
Eine KAFO mit automatischen Kniegelenken wird in der Schwungphase automatisch entsperrt, ist also frei beweglich. Der Knieflexionswinkel beträgt in mid swing 60°, was einem physiologischen Wert entspricht.
Frei beweglich
Bei einer KAFO mit frei beweglichen Kniegelenken schwingt das Bein in der Schwungphase in einer geraden Linie durch. Dies entspricht einem physiologischen Bewegungsablauf.
Gesperrt
Bei einer KAFO mit gesperrten Kniegelenken kann das Knie nicht flektieren. Statt in einer geraden Linie durchzuschwingen, muss das Orthesenbein daher in einer Halbkreisbewegung nach vorne geführt werden (Zirkumduktion).
Automatisch
Bei einer KAFO mit automatischen Kniegelenken schwingt das Bein in der Schwungphase in einer geraden Linie durch. Dies entspricht einem physiologischen Bewegungsablauf.
Die KAFO-Varianten im Vergleich – Zusammenfassung
Frei beweglich
Eine KAFO mit frei beweglichen Kniegelenken wird bei einer leichten Schwäche der kniesichernden Muskulatur eingesetzt. Orthesen mit frei beweglichen Kniegelenken führen zu einem natürlichen Gangbild.
Gesperrt
Eine KAFO mit gesperrten Kniegelenken wird bei einer starken bis vollständigen Lähmung der kniesichernden Muskulatur eingesetzt. Diese traditionelle Form der orthetischen Versorgung führt zu einem unnatürlichen Gangbild und kann gesundheitliche Folgeschäden nach sich ziehen.
Automatisch
Eine KAFO mit automatischen Kniegelenken wird bei einer starken bis vollständigen Lähmung der kniesichernden Muskulatur eingesetzt. Diese moderne Form der orthetischen Versorgung führt zu einem natürlichen Gangbild.
KO (engl. knee orthosis; dt. Knie-Orthese)
Die Knieorthese umschließt ausschließlich das Knie. Im Gegensatz zu einer KAFO oder AFO gibt es kein Gelenk auf Knöchelhöhe. Knieorthesen werden postoperativ zum Schutz und zur Entlastung des Kniegelenkes eingesetzt. Schmerzen im Knie können so wesentlich gelindert werden. Häufige Indikationen sind Verletzungen des Kreuzbandes, Verletzungen des Kapselbandapparates und Meniskusverletzungen. Als Orthesengelenke werden hier vorwiegend Zahnsegmentgelenke eingesetzt, die bei FIOR & GENTZ in der Kategorie Gelenkschienen für Knieorthesen einsortiert sind. Der Drehpunkt der Zahnsegmentgelenke simuliert die Bewegung des anatomischen Drehpunktes. Dadurch wird der komplexe Bandapparat nicht unnötig belastet.
Weitere Bezeichnungen von Orthesen
Die folgenden Begriffe, die im Zusammenhang mit Unterschenkelorthesen verwendet werden, können irritierend sein. Meist beschreiben sie die diversen Eigenschaften und Funktionen einer speziellen AFO, was missverständlich ist, da auch andere Orthesenarten diese besitzen. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die häufigsten Bezeichnungen:
DAFO (engl. dynamic AFO; dt. dynamische AFO)
Dieser Begriff wird häufig für Kunststofforthesen verwendet, die im Knöchelbereich flexibel sind. Sie kommen u. a. bei der Versorgung von Patienten mit isolierter Fußheberschwäche zum Einsatz. Nicht geeignet sind sie dagegen als Lähmungsorthese, da die Bodenreaktionskraft nicht in die Unterschenkelschale übertragen wird. Obwohl der Name etwas anderes suggeriert, sind DAFOs nicht die einzigen AFOs, welche über dynamische Eigenschaften verfügen.
FRAFO (engl. floor-reaction AFO; dt. Bodenreaktions-AFO)
Eine FRAFO ist eine starre Unterschenkelorthese mit vorderer Schale. Wie der Name verrät, wirkt diese Orthese über die Bodenreaktionskraft. Dieses Prinzip der Kraftübertragung machen sich jedoch auch andere moderne Lähmungsorthesen (wie z. B. eine AFO mit einem NEURO SWING Systemknöchelgelenk) zunutze.
HAFO (engl. hinged AFO; dt. AFO mit Scharnier)
HAFOs sind Kunststofforthesen mit einer hinteren Schale. Die Unterschenkelschale ist ein separates Bauteil, welches über eine gelenkige Verbindung mit dem Fußteil verbunden ist. Eine solche gelenkige Verbindung findet sich in jeder Orthese mit Knöchelgelenk, weshalb die Spezifikation irreführend ist. Bei HAFOs wird meist ein Elastomergelenk als Verbindungselement eingesetzt, welches nicht zur Übertragung der Bodenreaktionskraft geeignet ist.
PLSAFO (engl. posterior-leaf-spring AFO; dt. AFO mit hinterer Blattfeder)
Die PLSAFO kombiniert die dynamischen Eigenschaften einer DAFO mit der Bodenreaktionskraft-Wirkung einer FRAFO. Sie verfügt über eine integrierte Blattfeder aus Carbon, welche Fußteil und Unterschenkelschale verbindet. Die Dynamik der Orthese wird durch die Positionierung der Blattfeder hinter der Achillessehne erreicht. Allerdings haben posterior-leaf-spring AFOs keinen definierten Drehpunkt. Es besteht also keine Kongruenz zwischen der Achse des anatomischen Knöchelgelenkes und dem Bereich, in dem die Dynamik der Orthese wirkt. Dies führt dazu, dass die Orthesenschalen am Patientenbein verrutschen.
Außerdem wird die physiologische Bodenreaktionskraft des Fersenkipphebels durch die Positionierung der Blattfeder hinter der Ferse eliminiert. Gleichzeitig wird die Bodenreaktionskraft des Vorfußhebels durch die künstliche Verlängerung unnatürlich verstärkt. Beides kann zu unphysiologischen neurologischen Reaktionen führen.
SAFO (engl. solid AFO; dt. starre AFO)
Der Begriff SAFO wird international für starre AFOs aus Polypropylen verwendet. Eine solche Orthese nutzt die Bodenreaktionskraft. Allerdings verfügt sie per Definition über keine Dynamik, wodurch unphysiologische Bewegungsmuster entstehen. Die starre Fixierung des anatomischen Knöchelgelenkes kann außerdem Kontrakturen verursachen.
SMO (engl. supramalleolar orthosis; dt. supramalleoläre Orthese)
Es handelt sich hierbei um eine knöchelübergreifende Orthese, die dynamische Eigenschaften aufweisen kann. Eine SMO überträgt jedoch keine Bodenreaktionskraft in den Unterschenkel und ist somit nicht als Lähmungsorthese geeignet.