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Skapulakinematik bei atraumatischer SchulterinstabilitȨt 1 3-D-Untersuchung mittels elektromagnetischer Sensoren Scapular Kinematics in Atraumatic Shoulder Instability 3-D-Examination Using Electromagnetic Sensors Autoren T. Schçttker-Kçniger 1 , A. Schwaller 1 , J.-P. Baeyens 2 , J. Cabri 3 , J. Taeymans 1 Institute 1 Int. FH Physiotherapie „Thim van der Laan“, CH-Landquart 2 Dept. Experimental Anatomy, Dept. Manual Therapy, Vrije Universiteit Brussels, B-Brɒssel 3 Faculdade de Motricidade Humana Universidade TȖcnica de Lisboa, P-Lissabon Schlɒsselwçrter l " SchulterinstabilitȨt l " Skapulakinematik l " Biomechanik l " Skapuladysfunktion Key words l " shoulder instability l " scapular kinematics l " biomechanics l " scapular dysfunction eingereicht 9.1.2007 akzeptiert 11.2.2007 Bibliografie DOI 10.1055/s-2007-963472 Manuelle Therapie 2007; 11: 168 – 176 # Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York · ISSN 1433-2671 Korrespondenzadresse Thomas Schçttker-Kçniger, PT, MSc, OMT-DVMT Feuerhausstr. 3 D-82256 Fɒrstenfeldbruck Thomas.Schoettker@ t-online.de Einleitung ! Aufgrund visueller Beobachtung differenzierten Imman et al. 1994 [9] die Schulterkinematik in eine skapulothorakale und humeroskapulare Komponente und beschrieben unterschiedliche Merkmale einer harmonischen humerothoraka- len Bewegung. Die Autoren gingen bei Gesunden von einem skapulohumeralen Rhythmus von 2:1 aus. Das bedeutet, dass sich z.B. 1200 humero- thorakale Elevation aus 800 humeroskapularer und 400 skapulothorakaler Elevation zusammen- setzt. Es wird davon ausgegangen, dass eine Ver- Ȩnderung der Skapulakinematik Einfluss auf die humeroskapulare Kinematik und somit auf das glenohumerale Gelenk hat. So konnten neue Studien [7, 5] zeigen, dass eine VerȨnderung der Skapulaposition zu einer ver- Ȩnderten glenohumeralen Relation fɒhrt. Ver- schiedene Autoren gehen von einer VerȨnderung der Skapulakinematik als mçgliche Ursache bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen des Schultergɒrtels aus, wie z. B. SchulterinstabilitȨt [3, 22, 31, 32] oder Impingement-Syndrom [8, 11, 19, 20, 27]. Der Einfluss der Skapulakinematik auf das Gle- nohumeralgelenk lȨsst sich mittels verschiede- ner Verfahren untersuchen. Klassisch erfolgt die Befunderhebung durch klinische Untersuchung Zusammenfassung ! Bei 17 Probanden mit atraumatischer Schulterin- stabilitȨt und einer asymptomatischen Kontroll- gruppe wurde die Skapulakinematik gemessen und analysiert. WȨhrend sich in beiden Gruppen keine signifikanten Unterschiede der Skapulaki- nematik zwischen der humerothorakalen Arm- hebung in der frontalen und sagittalen Ebene fanden, zeigten die Ergebnisse, dass die Proban- den mit atraumatischer SchulterinstabilitȨt sig- nifikant weniger skapulothorakale Rotation nach oben und nach lateral hatten als die Kontroll- gruppe. Die grafischen Auswertungen ergaben deutliche Unterschiede in der QualitȨt sowie im Muster der skapulothorakalen Bewegungen. Diese Ergebnisse unterstɒtzen die These, dass bei SchulterinstabilitȨt eine Skapuladysfunktion vorliegen und diese am Zustandekommen einer dezentrierten glenohumeralen Position beteiligt sein kann. Bei SchulterinstabilitȨt sollte die Un- tersuchung der Skapulakinematik Bestandteil des Assessments sein. Abstract ! Scapular kinematics were measured and ana- lysed in 17 subjects with atraumatic shoulder in- stability and an asymptomatic control group. No significant differences in the scapular kinematics of humero-thoracic arm lifting in the frontal and sagital plane could be detected in both groups. However, the results showed that the subjects with atraumatic shoulder instability had signifi- cantly less upward and lateral scapulo-thoracic rotation than the control group. This results support the thesis that shoulder instability can correspond with scapular dys- function which can contribute to the de- velopment of a decentralised glenohumeral position. In cases of shoulder instability the examination of scapular kinematics should be part of the assessment. 1 Die Untersuchung wurde im Rahmen des Master-Studi- engangs 2003/2005 an der Internationalen Fachhoch- schule Physiotherapie „Thim van der Laan“ Landquart/ Schweiz durchgefɒhrt. Schçttker-Kçniger T et al. Skapulakinematik bei atraumatischer… Manuelle Therapie 2007; 11: 168 –176 Originalarbeit 168 Heruntergeladen von: FH Campus Wien. Urheberrechtlich geschützt.

Skapulakinematik

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Page 1: Skapulakinematik

Skapulakinematik beiatraumatischer Schulterinstabilit�t1

3-D-Untersuchung mittels elektromagnetischer SensorenScapular Kinematics in Atraumatic Shoulder Instability3-D-Examination Using Electromagnetic Sensors

Autoren T. Schçttker-Kçniger1, A. Schwaller1, J.-P. Baeyens2, J. Cabri3, J. Taeymans1

Institute 1 Int. FH Physiotherapie „Thim van der Laan“, CH-Landquart2 Dept. Experimental Anatomy, Dept. Manual Therapy, Vrije Universiteit Brussels, B-Br�ssel3 Faculdade de Motricidade Humana Universidade T�cnica de Lisboa, P-Lissabon

Schl�sselwçrterl" Schulterinstabilit�tl" Skapulakinematikl" Biomechanikl" Skapuladysfunktion

Key wordsl" shoulder instabilityl" scapular kinematicsl" biomechanicsl" scapular dysfunction

eingereicht 9.1.2007akzeptiert 11.2.2007

BibliografieDOI 10.1055/s-2007-963472Manuelle Therapie 2007; 11:168 – 176 � Georg ThiemeVerlag KG Stuttgart · New York ·ISSN 1433-2671

KorrespondenzadresseThomas Schçttker-Kçniger,PT, MSc, OMT-DVMTFeuerhausstr. 3D-82256 F�[email protected]

Einleitung!

Aufgrund visueller Beobachtung differenziertenImman et al. 1994 [9] die Schulterkinematik ineine skapulothorakale und humeroskapulareKomponente und beschrieben unterschiedlicheMerkmale einer harmonischen humerothoraka-len Bewegung. Die Autoren gingen bei Gesundenvon einem skapulohumeralen Rhythmus von 2:1aus. Das bedeutet, dass sich z.B. 120� humero-thorakale Elevation aus 80� humeroskapularerund 40� skapulothorakaler Elevation zusammen-

setzt. Es wird davon ausgegangen, dass eine Ver-�nderung der Skapulakinematik Einfluss auf diehumeroskapulare Kinematik und somit auf dasglenohumerale Gelenk hat.So konnten neue Studien [7, 5] zeigen, dass eineVer�nderung der Skapulaposition zu einer ver-�nderten glenohumeralen Relation f�hrt. Ver-schiedene Autoren gehen von einer Ver�nderungder Skapulakinematik als mçgliche Ursache beider Entstehung verschiedener Erkrankungen desSchulterg�rtels aus, wie z.B. Schulterinstabilit�t[3, 22, 31, 32] oder Impingement-Syndrom [8,11, 19, 20, 27].Der Einfluss der Skapulakinematik auf das Gle-nohumeralgelenk l�sst sich mittels verschiede-ner Verfahren untersuchen. Klassisch erfolgt dieBefunderhebung durch klinische Untersuchung

Zusammenfassung!

Bei 17 Probanden mit atraumatischer Schulterin-stabilit�t und einer asymptomatischen Kontroll-gruppe wurde die Skapulakinematik gemessenund analysiert. W�hrend sich in beiden Gruppenkeine signifikanten Unterschiede der Skapulaki-nematik zwischen der humerothorakalen Arm-hebung in der frontalen und sagittalen Ebenefanden, zeigten die Ergebnisse, dass die Proban-den mit atraumatischer Schulterinstabilit�t sig-nifikant weniger skapulothorakale Rotation nachoben und nach lateral hatten als die Kontroll-gruppe. Die grafischen Auswertungen ergabendeutliche Unterschiede in der Qualit�t sowie imMuster der skapulothorakalen Bewegungen.Diese Ergebnisse unterst�tzen die These, dassbei Schulterinstabilit�t eine Skapuladysfunktionvorliegen und diese am Zustandekommen einerdezentrierten glenohumeralen Position beteiligtsein kann. Bei Schulterinstabilit�t sollte die Un-tersuchung der Skapulakinematik Bestandteildes Assessments sein.

Abstract!

Scapular kinematics were measured and ana-lysed in 17 subjects with atraumatic shoulder in-stability and an asymptomatic control group. Nosignificant differences in the scapular kinematicsof humero-thoracic arm lifting in the frontal andsagital plane could be detected in both groups.However, the results showed that the subjectswith atraumatic shoulder instability had signifi-cantly less upward and lateral scapulo-thoracicrotation than the control group.This results support the thesis that shoulderinstability can correspond with scapular dys-function which can contribute to the de-velopment of a decentralised glenohumeralposition. In cases of shoulder instability theexamination of scapular kinematics should bepart of the assessment.

1 Die Untersuchung wurde im Rahmen des Master-Studi-engangs 2003/2005 an der Internationalen Fachhoch-schule Physiotherapie „Thim van der Laan“ Landquart/Schweiz durchgef�hrt.

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[12, 14, 24] und konventionelle Radiografie [31, 32]. Die klini-schen Tests sind bislang jedoch nicht ausreichend validiert. Diequantitativen Auswertungen der Rçntgenstudien konzentriertensich auf das Glenohumeralgelenk und zeigten prim�r durch Su-perpositionsartefakte eine eingeschr�nkte Verwertbarkeit [7].Außerdem erlauben Rçntgenuntersuchungen nur eine 2-dimen-sionale Darstellung der Position von Humerus und Skapula.Neuere Studien unter Verwendung der offenen Magnetreso-nanztomografie (MRT) in Verbindung mit 3-dimensionalen Bild-bearbeitungsverfahren [4, 5, 7] erlauben eine �ußerst pr�zise3-dimensionale Rekonstruktion aller knçchernen Anteile desSchulterg�rtels in verschiedenen funktionellen Positionen. Mitoffener MRT-Technik ist es mçglich, eine Darstellung der Anteiledes Schulterg�rtels in verschiedenen Positionen durchzuf�hren.Aber auch diese Untersuchungsmethode kann keine Bewegungaufzeichnen und sie ist daran gebunden, dass sich die Proban-den in liegender Position befinden. Da der Effekt der Muskelak-tivit�t auf die Anteile des Schulterg�rtels von großer Bedeutungist [7] und grunds�tzlich von der Stellung des Probanden (hori-zontal oder vertikal) abh�ngt, bedeutet dies eine weitere Ein-schr�nkung der klinischen Verwertbarkeit der Ergebnisse derMRT-Studien.Als weiteres Verfahren zur quantitativen Bewegungsanalyse desSchulterg�rtels stehen verschiedene Markersysteme zur Verf�-gung [10, 21, 23, 25, 36], die eine 3-dimensionale Darstellungder Bewegung von Humerus und Skapula erlauben. Die Anwen-dung und biomechanische Auswertung dieser Markersystemewurde von der International Society of Biomechanics (ISB) soweitstandardisiert, dass ihre Ergebnisse vergleichbar sind [38]. LangeZeit wurde die Messgenauigkeit dieser Markersysteme als unzu-reichend angesehen, da sie in klinischen Studien an die Verwen-dung von Hautsensoren gebunden sind [7]. Das Problem der inSchulterstudien dabei auftretenden Hautverschiebung wurdevon Karduna et al [10] mittels interner Markerfixierung an derSkapula bis 120� Armelevation in einer Studie validiert.Heute existieren somit schon �ußerst valide quantitative Daten�ber das normale skapulothorakale Bewegungsmuster und diegew�nschte, normale skapulohumerale Relation. Offen ist je-doch die Frage, wie und ob sich das skapulothorakale Bewe-

gungsmuster bei Dysfunktionen und speziell bei muskul�rerDysfunktion bzw. bei Stçrung der neuromuskul�ren Steuerungdes glenohumeralen Gelenks ver�ndert. Die Literatur [6, 16– 18,29, 34, 37] geht davon aus, dass speziell bei der atraumatischenSchulterinstabilit�t eine Stçrung der neuromuskul�ren Steue-rung bzw. eine Muskeldysfunktion vorliegt.Ziel der vorliegenden Studie war es die Skapulakinematik beiProbanden mit atraumatischer Schulterinstabilit�t sowie bei ei-ner asymptomatischen Kontrollgruppe zu analysieren. Es wur-de untersucht, ob sich die Skapulakinematik bei der Armhe-bung in der frontalen und sagittalen Ebene unterscheidet, undob es mçglich ist quantitative oder qualitative Unterschiedezwischen den Gruppen festzustellen.

Material und Methode!

ProbandenDie Schultern von 19 gesunden (OD) und 17 Probanden mitatraumatischer Schulterinstabilit�t (ATIN) wurden untersucht(l" Tab. 1). Um eine mçglichst große Anzahl an Probanden zuuntersuchen und weil dem Untersucherteam das Messinstru-ment nur f�r 1 Woche zur Verf�gung stand, erfolgten die Mes-sungen an orthop�dischen Zentren in Frankfurt, Heidelberg,M�nchen, Bad Tçlz und F�rstenfeldbruck. Vor den Messungenwurden alle Probanden �ber die Studie informiert und ihre Ein-willigung schriftlich dokumentiert. Bei Probanden unter 18 Jah-ren war eine erziehungsberechtigte Person anwesend.Im Vorfeld der Studie wurden die Probanden an den unterschied-lichen Zentren anhand der Ein- und Ausschlusskriterien rekrutiert(l" Tab. 2). Um eine mçglichst große Homogenit�t zu gew�hrleis-ten, fand vor den eigentlichen Messungen bei allen Teilnehmernzus�tzlich eine Untersuchung statt. Dabei zeigten alle Teilnehmerder Kontrollgruppe (OD) ein unauff�lliges Ergebnis.Die Probanden der experimentellen Gruppe (ATIN) hatten in ih-rer Krankengeschichte mindestens eine Schulterluxation nichttraumatischer Genese. Zum Zeitpunkt der Studie befanden sich15 Probanden wegen „Schulterinstabilit�t“ in medizinischer Be-handlung. Bei allen lagen MRI-Aufnahmen vor, die keine trau-

Tab. 1 Beschreibende Merkmaleder Probanden (ATIN = atrauma-tische Schulterinstabilit�t;OD = gesunde Probanden;* Mittelwerte und Spannweite)

Total ATIN OD

Anzahl der Probanden (Schultern) 36 17 19

Alter* (Jahre) 27 (15 – 49) 27,9 (16 – 49) 26,2 (15 – 49)

Grçße* (cm) 174,8 (158 – 205) 178,9 (165 – 205) 171,1 (158 – 193)

Gewicht* (kg) 69,6 (45 – 100) 77,1 (54 – 100) 62,9 (45 – 86)

BMI* (kg/m2) 22,6 (16,7 – 28,1) 23,9 (19,4 – 28,1) 21,4 (16,7 – 24,3)

Male-female Ratio 20:16 12:5 8:11

Tab. 2 Ein- und Ausschlusskriterien der Probanden mit atraumatischer Schulterinstabilit�t (ATIN)

Einschlusskriterien Ausschlusskriterien

Zeichen und Symptome einer atraumatischen Schulterinstabilit�t neurologische Erkrankungen

das erste luxationsausslçsende Ereignis war mit keinem oder nur einem minimalen Traumaohne signifikante Schmerzen verbunden

Schmerzen oder Erkrankungen in anderen relevantenStrukturen (z. B. HWS,BWS)

die Luxation oder Subluxation hat sich spontan oder wurde vom Probanden selbst reponiert(keine Reposition durch den Arzt)

jede Art von Schulteroperationen

rheumatologische Erkrankungen oder Kollagenosen(Ehlers-Danlos- oder Marfan-Syndrom)

Radiologische Zeichen oder andere Hinweise einertraumatischen Luxation

Andere Diagnosen des Schulterg�rtels(z. B. Rotatoren-manschettenruptur)

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matisch bedingten Ursachen f�r eine Schulterinstabilit�t doku-mentierten.Vor der experimentellen Messung wurden bei allen Teilnehmerneine subjektive und eine zielgerichtete kçrperliche Untersuchungdurchgef�hrt. Im Rahmen der subjektiven Untersuchung dienteein Fragebogen zur Verifizierung der Krankengeschichte sowieder subjektiven Symptome. Ein DASH-Fragebogen (Disability ofarms, hand and shoulder) ermittelte den Grad der subjektivenBehinderung.Die kçrperliche Untersuchung bestand aus einer aktiven Unter-suchung der Schulterbeweglichkeit (ROM + Qualit�t), einer Funk-tionspr�fung der Muskeln der Rotatorenmanschette sowie einemScreening von HWS, BWS und den entsprechenden neuralenStrukturen. Weiterhin wurden bei allen Probanden 6 Instabili-t�tstests durchgef�hrt (Anterior drawer test, posterior drawertest, sulcus sign, apprehension test, relocation test, surprise sign),von denen bei allen mindestens 2 Tests positiv waren.Insgesamt konnten im Vorfeld 19 Probanden mit Schulterinsta-bilit�t rekrutiert werden. Da 2 Probanden aufgrund der darge-stellten Voruntersuchung von der Studie ausgeschlossen wurden,nahmen an der Studie insgesamt 17 Probanden mit atraumati-scher Schulterinstabilit�t teil.

MessinstrumentDie Messungen erfolgten mit einem elektromagnetischenMarkersystem mit 6 Freiheitsgraden (Flock of Birds – FoB, As-cension Technology, Burlington, VT, USA). Die Abteilung f�rexperimentelle Anatomie und Manuelle Therapie der FreienUniversit�t Br�ssel stellten dem Untersucherteam (T. S.-K.und A. S.) das Messinstrument und die notwendige Softwarezur Verf�gung, dessen Messgenauigkeit vom Hersteller mit1,8 mm/0,5� angegeben und in diversen Studien best�tigtwird [1, 33, 35].

MethodeDie Hautsensoren wurden mit doppelseitigem Klebeband amSternum und der flachen Oberseite des Akromion befestigt.Der Humerussensor wurde mittels speziell entwickelter Man-schette am distalen Oberarm montiert (l" Abb. 1a, b). DieseAnwendungsmethode von Hautsensoren zur Ermittlung derSkapulabewegung wurde in einer Studie mit invasiver Fixie-rung des Sensors an der Spina scapulae validiert und zeigtebesonders bis zu einer Armhebung von 120� eine hohe �ber-einstimmung [10].Anschließend erfolgte zur Bestimmung der lokalen Koordina-tensysteme von Humerus, Thorax und Skapula die Digitalisie-

rung der knçchernen Landmarken gem�ß den Empfehlungendes ISB ([38] l" Abb. 2a–c).Die gleichen Untersucher f�hrten jeweils alle f�r die Studie not-wendigen Arbeiten und Messungen durch.

ProtokollDer Proband saß w�hrend der gesamten Messung aufrecht ca.2m vor dem Transmitter auf einem Holzhocker. Es wurde daraufgeachtet, dass seine Koronalebene parallel zu der des Transmit-ters eingestellt war (Abb. l" 3a, b).Folgende 2 aktive Bewegungen wurden untersucht:E Armhebung bis 120� in der sagittalen Ebene (l" Abb. 3a, b);E Armhebung bis 120� in der frontalen Ebene (l" Abb. 4a, b).Der Proband wiederholte jede Bewegung 3-mal, wobei ein Un-tersucher (T. S.-K.) den Probanden verbal anleitete (z. B. Tempo,Bewegungsweg) und der andere (A. S.) den FoB bediente.

Datenauswertung und statistische AnalyseNach der Aufzeichnung der Rohdaten in einem Laptop (Dell Lati-tude D 800, USA) erfolgte die Auswertung und grafische Darstel-lung mittels Mathcad 13 (Mathsoft Engineering & Education Inc.,USA). Die notwendigen biomechanischen Formeln und Program-me hatte J.-P. Baeyens, PhD (Dept. Manual Therapy, Vrije Univer-siteit Brussels, Belgien) geschrieben und zur Verf�gung gestellt.Wegen der besseren klinischen Interpretierbarkeit [15] fand dieAuswertung der Bewegungen mittels „Schraubachsen“-Methode(Helical axis; [38]) statt.In einem ersten Schritt wurden die 3 Rotationen der Skapula inRelation zum Thorax (Rotation nach oben/unten und nach medi-al/lateral; Kippung nach anterior/posterior; l" Abb. 5a–e) sowiedie Bewegungen des Humerus in Relation zum Thorax berechnetund grafisch dargestellt. Zur Interpretation der skapulothoraka-len Bewegungen in zeitlicher Relation zur humerothorakalen Be-wegung dienten die zeitliche Bestimmung und die grafische Dar-stellung der skapulothorakalen zur humerothorakalen Bewegung(l" Abb. 6, 7a, b, 8a, b).Die qualitativen Merkmale der skapulothorakalen Bewegungwurden mittels der grafischen Darstellung der 3 Versuche ei-nes jeden Probanden visuell analysiert.Die Berechnung der quantitativen Merkmale der skapulotho-rakalen Bewegungen erfolgte durch die Bestimmung der Grad-zahlen f�r die Rotation nach oben/unten, Rotation nach medi-al/lateral und Kippung nach anterior/posterior der Skapula beijeweils 0�, 30�, 60�, 90� und 120� humerothorakaler Elevation.Die anschließend berechneten Differenzen der Werte be-schreiben die Grçße der skapulothorakalen Bewegungen f�r

Abb. 1 a, b a Aufbau des Messinstruments.b Befestigung der Hautsensoren.

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die Intervalle 0 – 30�, 30 – 60�, 60 – 90� und 90 – 120� humero-thorakaler Elevation sowie f�r die gesamte humerothorakaleElevation von 0 – 120� (l" Abb. 9a–c). Als Grundlage f�r dieseBerechnungen diente der jeweils 2. Versuch jedes Probanden.

Um die klinische Relevanz der ermittelten skapulothorakalenBewegungen w�hrend der Armhebung in der sagittalen Ebe-ne zu verbessern, wurde die Ausgangsposition der Skapula inRelation zum Thorax mittels Euler-Winkel (x-y-z-Konvention;

Abb. 3 a, b Elevation des Humerus in dersagittalen Ebene.

Skapula Humerus

Global

Thorax

c

a b Abb. 2 a–c Knçcherne Landmarken undKoordinatensysteme (AA = Angulus acromialis,AC = Art. acromioclavicularis, AI = Angulus inferiorscapulae, C7 = dornfortsatz C7, EL = Epicondyluslateralis, EM = Epicondylus medialis, IJ = Incisurajugularis, PC = Proc. coracoideus, PX = Proc.xiphoideus, T8 = Dornfortsatz T8, TS = Trigonumscapulae).

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[39]) ermittelt. Alle Werte der Skapulakinematik wurden miteinem Histogramm und grafischer Darstellung der kumulier-ten H�ufigkeiten und anschließendem Kolmogorov-Smirnov-Test auf Normalverteilung �berpr�ft.Die Grçße der skapulothorakalen Rotation f�r 3 ermittelte Pa-rameter der Skapula (Rotation nach oben/unten, Rotation nachmedial/lateral und Kippung nach anterior/posterior) wurdenf�r die 5 Intervalle der Armhebung in der sagittalen sowie in

der frontalen Ebene statistisch miteinander verglichen. Inner-halb der beiden Gruppen fand der Vergleich zwischen den ska-pulothorakalen Bewegungen w�hrend der Armhebung in dersagittalen Ebene und denen w�hrend der Armhebung in derfrontalen Ebene statt. Hierf�r kam jeweils der 2-seitige t-Testf�r 2 verbundene Stichproben zum Einsatz.Der statistische Vergleich zwischen den gesunden und den Pro-banden mit atraumatischer Schulterinstabilit�t erfolgte mithilfedes 2-seitigen t-Tests f�r 2 nicht verbundene Stichproben.Der Alpha-Level f�r die Intervalle 0 – 30�, 30 – 60�, 60 – 90�und90 – 120� wurde auf 0,05 festgesetzt. Um bei den wiederholten

a b c d e

Abb. 5 a–e Skapulothorakale Rotationen und Gleitbewegungen nachZatsiorsky [2]. a Rotation nach oben/unten um die fast anterior/posteriorgerichtete Achse (Upward/downward rotation). b Rotation nach lateral/medial um die nahezu vertikal stehende Achse (auch Medial-/Lateralrota-

tion genannt). c Kippung nach posterior/anterior um die nahezu medial-lateral gerichtete Achse (Anterior/posterior tipping). d SkapulothorakaleElevation/Depression. e Protraktion/Retraktion.

Abb. 4 a, b Elevation des Humerus in der fronta-len Ebene.

60

40

20

0

20

40

3 x

skap

ulo

tho

raka

le B

eweg

un

g (°

)

50 0 50 100 150

humerothorakale Elevation (°)

Rotation nach oben (+) / unten (–)Kippung nach posterior (+) / anterior (–)

Rotation nach lateral (+) / medial (–)

Abb. 6 Skapulothora-kale in Relation zur hu-merothorakalen Bewe-gung bei einemgesunden Probanden.

40

3 x

skap

ulo

tho

raka

le B

eweg

un

g (°

)

humerothorakale Elevation (°)

20

0

–200 20 40 60 80 100 120 140 160

Abb. 7 a, b Skapulamuster bei atraumatischer Schulterinstabilit�t be-stehend aus Rotation nach oben (schwarz), Kippung nach posterior (blau)und Rotation nach medial (grau). Die Rotation nach medial zeigt sich kli-nisch als „Scapula winging“.

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t-Tests eine „Inflation“ des Alpha-Levels zu verhindern wurdeer entsprechend der Bonferroni-Methode f�r das Bewegungsin-tervall 0 – 120� angepasst und auf 0,01 gesetzt. Die statistischeBerechnung erfolgte mit WinSTAT� f�r Microsoft� Excel (Copy-right � 2006 Robert K. Fitch).Die Grçße des skapulohumeralen Rhythmus ergab sich aus derSubtraktion des Werts der skapulothorakalen Rotation nachoben vom ermittelten Wert der humerothorakalen Elevationund anschließender Division durch den Wert der skapulotho-rakalen Rotation nach oben.

Ergebnisse!

Vergleich der qualitativen MerkmaleAlle asymptomatischen Probanden zeigten bei der humerotho-rakalen Elevation in der sagittalen wie in der frontalen Ebeneein einheitliches skapulothorakales Bewegungsmuster aus Ro-tation nach oben und nach lateral sowie Kippung nach posterior.Die Qualit�t der skapulothorakalen Bewegung kann in dieserGruppe als gleichm�ßig bezeichnet werden. Bei den 3 Wieder-holungen waren die skapulothorakalen Bewegungen ann�hrenddeckungsgleich (l" Abb. 6).In der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilit�t fand sichkein einheitliches Bewegungsmuster der Skapula:E Rotation nach oben und nach medial sowie Kippung nach

posterior (l" Abb. 7a, b): 4 Probanden;E Rotation nach oben und nach lateral sowie Kippung nach an-

terior: 2 Probanden;E Rotation nach oben und nach medial sowie Kippung nach an-

terior: 1 Proband.Die Qualit�t der skapulothorakalen Bewegung bei den 3Wiederholungen war in dieser Gruppe sehr unregelm�ßig(l" Abb. 8a, b).

Quantitativer Vergleich innerhalb der asymptomati-schen GruppeBei der skapulothorakalen Rotation nach oben wie auch bei dernach lateral nahm die Grçße der Bewegung von Intervall zu In-tervall zu und war bei 90 – 120� humerothorakaler Elevation amgrçßten. Die Kippung nach posterior erfolgte hingegen sehr fr�hw�hrend der humerothorakalen Elevation (l" Abb. 9a–c).

Beim Vergleich zwischen der Armhebung in der frontalen undder sagittalen Ebene zeigte sich nur ein signifikanter Unterschiedinnerhalb der Gruppe bei der skapulothorakalen Rotation nachlateral. Diese war w�hrend der Armhebung in der frontalen Ebe-ne mit 10,35� ( € 8,18) signifikant geringer (p = 0,007) als in der sa-gittalen (17,28� € 7,19). Mit einem Mittelwert von 42,86� ( € 8,13)f�r die Rotation nach oben w�hrend der Armhebung in der sagit-talen bzw. 42,35� ( € 6,97) in der frontalen Ebene waren die Mit-telwerte f�r diese Bewegungsrichtung fast identisch.

Quantitativer Vergleich innerhalb der Gruppe mitatraumatischer Instabilit�tDer Vergleich der skapulothorakalen Bewegung w�hrend derArmhebung in den 2 verschiedenen Ebenen ergab nur einenstatistisch signifikanten Unterschied (p = 0,0002) f�r die Rotati-on nach lateral. Mit einem Mittelwert von 35,3� ( € 7,64) ska-pulothorakaler Rotation nach oben w�hrend der Armelevationin der sagittalen bzw. 33,5� ( € 9,33) in der frontalen Ebene wa-ren die skapulothorakalen Bewegungsausschl�ge f�r diese Be-wegungsrichtung wiederum fast identisch.

Quantitativer Vergleich zwischen den GruppenIm Vergleich zur asymptomatischen Gruppe war Rotation nachoben in der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilit�tsignifikant kleiner (sagittale Ebene: p = 0,008, frontale Ebenep = 0,003; l" Abb. 9a).Im Bewegungsintervall 90 – 120� Armelevation in der sagitta-len Ebene war die Rotation nach lateral mit 1,19� ( € 4,40) beiatraumatischer Schulterinstabilit�t im Vergleich zur asympto-matischen Gruppe (4,73� € 4,42) signifikant kleiner (p = 0,028;l" Abb. 9b). Insgesamt zeigten sich die Unterschiede f�r beideBewegungsrichtungen am deutlichsten im Bewegungsintervall90 – 120� Armelevation (l" Abb. 9a, b).F�r die Kippung nach posterior fanden sich im Vergleich zurasymptomatischen Gruppe keine statistisch signifikanten Unter-schiede. Hier war jedoch auff�llig, dass der Mittelwert f�r dieKippung nach posterior im Intervall 90 – 120� Armelevation inder sagittalen Ebene negativ war, was einer Kippung nach ante-rior entspricht (l" Abb. 9a–c).Die Auswertung der Ausgangstellung der Skapula vor derArmhebung in der sagittalen Ebene ergab zwischen beidenGruppen f�r die Rotation nach oben wie auch f�r die Lateral-

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Abb. 8 a, b Typisches skapulothorakales Bewe-gungsmuster bei atraumatischer Schulterinstabili-t�t. a W�hrend Armelevation in sagittaler Ebene.b W�hrend Armelevation in frontaler Ebene.

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rotation keine signifikanten Unterschiede. F�r die Ausgangs-tellung der Kippung nach anterior wurden statistisch signi-fikante Unterschiede (p = 0,03) zwischen den Gruppen gefun-den. Hier zeigte die Gruppe mit atraumatischerSchulterinstabilit�t signifikant mehr Kippung nach anteriorals die Vergleichsgruppe (l" Abb. 10a–c).

Skapulohumeraler RhythmusF�r die Armhebung in der sagittalen Ebene betrug der skapu-lohumerale Rhythmus in der asymptomatischen Gruppe 1,8:1,

w�hrend bei atraumatischer Instabilit�t ein Wert von 2,5:1 be-rechnet wurde.

Diskussion!

Obwohl die Anwendung des Hautsensors am Akromion vali-diert wurde [10] muss aufgrund eines methodischen Problemsdavon ausgegangen werden, das die Messgenauigkeit in allenStudien, die diese Methodik anwandten, nicht so hoch ist wieangegeben. In der Validierungsstudie wurde der Hautsensormit einem doppelseitigen Klebeband gleichzeitig am Akromi-on und der 2. Sensor knçchern an der Spina scapulae fixiert.Durch die zeitgleiche Fixierung der Sensoren ist davon auszu-gehen, dass die Hautbewegung geringer ausfiel als in Studienalleine mit dem Hautsensor.Aus diesem Grund entschieden sich die Autoren der vorliegen-den Studie, nur den Bereich mit sehr hoher Validit�t bis 120�Armelevation zu untersuchen.Die Ergebnisse der asymptomatischen Gruppe stimmen sowohlwas das Bewegungsmuster als auch die Grçße der Bewegungbetrifft mit den Resultaten vorheriger Studien mit gleicher Me-thode �berein [2, 10, 21]. Deshalb ist anzunehmen, dass auchdie Ergebnisse der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabi-lit�t valide sind.Der Vergleich innerhalb der Gruppen f�r die Armhebung inden 2 Ebenen zeigte f�r beide Gruppen nur einen signifikantenUnterschied bei der Skapularotation nach lateral. Dieser Unter-schied ist darauf zur�ckzuf�hren, dass die Probanden f�r dieElevation in der frontalen Ebene den Arm in der Ausgangsstel-lung bereits in Außenrotation hielten. Daher sollte dem Unter-schied keine klinische Bedeutung beigemessen werden. Die Er-gebnisse f�r die asymptomatische Gruppe entsprechen somitden Ergebnissen von Koh et al. [15].Interessanterweise zeigte auch die Gruppe mit atraumatischerSchulterinstabilit�t keine Unterschiede in der Grçße der Skapu-lakinematik w�hrend der Armhebung in der frontalen und dersagittalen Ebene. Diese Beobachtung kçnnte klinisch relevantsein, da sie ein Vorgehen begr�ndet, bei dem der Patient zu-n�chst in einer f�r ihn „sicheren“ Ebene die Skapularotationensowie das humeroskapulare Zusammenspiel erarbeitet (z.B. beiventraler Instabilit�t in der sagittalen Ebene).Zwischen den asymptomatischen Probanden und denen mitatraumatischer Schulterinstabilit�t fanden sich signifikanteUnterschiede bez�glich Muster, Qualit�t und Grçße der

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± Standardabweichung

± Standardabweichung

± Standardabweichung

a

b

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Gruppe

ATIN OD

Abb. 9 a–c Vergleich der Mittelwerte und Standardabweichungen derskapulothorakalen Bewegung w�hrend der Armhebung in der sagittalenEbene (ATIN = Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilit�t;OD = asymptomatische Gruppe; H = statistisch signifikanter Unterschied(p < 0,05) im Vergleich zur asymptomatischen Gruppe (2-seitiger t-Test f�r2 unabh�ngige Stichproben).

Skapula

Spina scapulae

Akromioklavikular-gelenk

30°

a b c

Abb. 10 a–c Ruheposition der Skapula nach Nordin et al. [30]. Mittel-werte der Ausgangsstellung w�hrend der Armelevation in der sagittalenEbene. OD-Gruppe: a = 9,9�, b = 25,5�, c = 3,1�; ATIN-Gruppe: a = 8,3�,b = 21,1�, c = 8,2�.

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skapulothorakalen Bewegung. Die Beobachtung vieler Phy-siotherapeuten, dass sich die Skapula von Patienten mitSchulterinstabilit�t oder Impingement oftmals „anders be-wegt als normal“ best�tigte sich. So zeigten 7 von 17 Pro-banden mit atraumatischer Schulterinstabilit�t ein ver�nder-tes Skapulamuster. Außerdem wies nahezu jeder Probanddieser Gruppe bei den 3 Wiederholungen der Armhebungein sehr inkonstantes und „unsicheres“ Skapulamuster auf(l" Abb. 8a, b). Die klinische Relevanz von Stçrungen derSkapulakinematik nicht nur f�r die Funktion des Glenohu-meralgelenks, sondern auch f�r die der HWS oder BWSkann nicht hoch genug eingesch�tzt werden.Die skapulothorakale Bewegung bez�glich der Rotation nachoben und der Lateralrotation war in der Gruppe mit atrauma-tischer Schulterinstabilit�t bei der Armelevation bis 120� sig-nifikant geringer als in der asymptomatischen Gruppe –, einResultat, das sich auch in der Berechnung des skapulohumera-len Rhythmus widerspiegelt. In der asymptomatischen Gruppewurde ein skapulohumeraler Rhythmus von 1,8:1 errechnet,w�hrend sich in der Gruppe mit atraumatischer Schulterinsta-bilit�t ein Wert von 2,5:1 ergab. Der Wert der asymptomati-schen Gruppe entspricht den Angaben von Imman et al. [9].Graichen et al. [7] untersuchten mittels offener MRT-Technikund 3-dimensionaler Bildverarbeitungsmethoden den Einflussder Muskelaktivit�t auf das 3-dimensionale Bewegungsmusterdes Schulterg�rtels. Sie ermittelte bei 14 asymptomatischenProbanden exakt den gleichen skapulohumeralen Rhythmusvon 1,8:1 f�r 120� aktive Elevation/Abduktion wie die vorlie-gende Studie. F�r die passive Elevation/Abduktion errechnetensie bei den asymptomatischen Probanden einen skapulohume-ralen Rhythmus von 2,4:1, der erstaunlicherweise sehr nah andem in dieser Studie ermittelten Wert f�r die Gruppe mit atrau-matischer Schulterinstabilit�t liegt.Diese �bereinstimmung der beiden Studien kçnnte ein Hin-weis darauf sein, dass die verminderte Skapulabewegung inder Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilit�t ein Zei-chen f�r herabgesetzte Muskelaktivit�t der Skapularotatorenist. Die Mitbewegung der Skapula kçnnte in diesem Fall eherauf die passive Spannung der unterschiedlichen skapulohume-ralen Strukturen bzw. deren propriozeptive Wirkung als aufeine gezielte Aktivierung der Skapularotatoren zur�ckzuf�h-ren sein. Der Gedanke wird eventuell auch durch die Beobach-tung unterst�tzt, dass die grçßten Unterschiede jeweils ab 90�Armelevation auftraten.Diese Studie kann nur bedingt beschreiben, welche Auswirkungeneine Ver�nderung der Skapulakinematik auf das Glenohumeralge-lenk hat. Sicher erscheint, dass die gemessene verminderte Skapu-larotation nach oben und nach lateral zu einer relativ vermehrtenhumeroskapularen Bewegung f�hrt und somit das Glenohumeral-gelenk fr�hzeitig in eine endgradige Gelenksposition gelangt. Die-se Feststellung ist f�r die Behandlung von Schulterinstabilit�t undImpingement von Bedeutung.Die von von Eisenhart-Rothe et al. [5] angewandte offene MRT-Technik erlaubt eine Beurteilung des Einflusses einer ver�nder-ten Skapulaposition auf das Glenohumeralgelenk. Sie konntenin ihrer Studie zeigen, dass eine verminderte Skapularotationnach oben sowie eine verminderte Lateralrotation der SkapulaAuswirkungen auf die Funktion der Muskeln der Rotatorenman-schette und auf die Grçße des subakromialen Raums hat [5, 7].Da sie ihre Untersuchungen nur bei Probanden in liegender Po-sition durchf�hren konnten, war unklar, wie sich die Skapulaunter funktionellen Bedingungen verh�lt.

Die vorliegende Studie best�tigte, dass die Skapula bei atrau-matischer Schulterinstabilit�t unter funktionellen Bedingun-gen signifikant weniger Rotation nach oben und Lateralrotati-on aufweist als bei Gesunden.Die Resultate beider Studien zusammen liefern einen gutenEinblick in einen mçglichen funktionellen Zusammenhang zwi-schen latenter Schulterinstabilit�t und subakromialem Impin-gement. Von Eisenhart-Rothe et al. [5] schlossen ihre StudiePathomechanics in Atraumatic Shoulder Instability mit folgenderFeststellung:„[…] In der Annahme, dass bei den meisten Patienten mitatraumatischer Schulterinstabilit�t eine Fehlposition der Ska-pula zumindest zum Teil eine Dezentrierung des Humerus-kopfes hervorruft, kçnnen diese Patienten nicht nur operativbehandelt werden. Eine Operation kann die Fehlposition derSkapula nicht korrigieren und muss deshalb scheitern. Wegender hohen Korrelation zwischen Skapula-Fehlposition undder Richtung der Dezentrierung des Humeruskopfes sollteeine physiotherapeutische Strategie an die Instabilit�tsrich-tung angepasst sein […]“.Diese Feststellung wird durch die Ergebnisse der vorliegen-den Studie untermauert. Die zu geringe Skapulabewegung so-wie die �nderungen des Bewegungsmusters und der Bewe-gungsqualit�t lassen sich prinzipiell nur durch ein gezieltesRehabilitationsprogramm beeinflussen. Hier muss jedoch da-rauf hingewiesen werden, dass der in der Physiotherapie h�u-fig angewandte Begriff Skapulafixierung und Maßnahmen wiedie widerlagernde Mobilisation (FBL) kritisch und differenziertzu betrachten sind. Zeigt diese Studie doch, dass bei funktio-nellen Bewegungen h�ufig ein Zuwenig an Skapularotationmit Schulterinstabilit�t und eventuell Impingement einher-geht.In der Gruppe mit atraumatischer Schulterinstabilit�t stand dieSkapula in der Ausgangsstellung signifikant mehr nach anteriorgekippt als in der Vergleichsgruppe. W�hrend der Armelevationzeigte die experimentelle Gruppe zwar auch weniger Kippungnach posterior, der Unterschied war aber nicht statistisch signi-fikant. Von klinischer Bedeutung kçnnte jedoch die Beobach-tung sein, dass bei atraumatischer Schulterinstabilit�t die Ska-pula ab 90� Armhebung in der sagittalen Ebene im Mittelwerteine Rotation nach anterior auftrat. �ber Ursache und Auswir-kung dieser Beobachtung l�sst sich keine Aussage machen. AlsUrsache ist zwar ein Hypertonus des M. pectoralis minor undals Auswirkung wiederum eine Ver�nderung der Aktivit�t derMuskeln der Rotatorenmanschette sowie eine Ver�nderung derglenohumeralen Relation mçglich, da jedoch die offene MRT-Technik bis heute keine Beurteilung von Stellungsver�nderun-gen in dieser Ebene erlaubt, bleiben f�r die Bewegungsrichtungnoch viele Fragen offen [5].Die Ergebnisse unterst�tzen die Anwendung des Scapula assisttest [13] und des Scapula reposition test [13] bei der Untersu-chung von Patienten mit atraumatischer Schulterinstabilit�t.Nach den klinischen Erfahrungen der Autoren werden beideTests auch zur Untersuchung von Patienten mit glenohumera-lem Impingement empfohlen.Als limitierender Faktor der Studie ist anzuf�hren, das dieMessungen nur an einer kleinen Gruppe durchgef�hrt wer-den konnten. Zudem gab es innerhalb der Gruppe mit atrau-matischer Instabilit�t eine große Variabilit�t der Symptoma-tik. Beides kçnnte Ursache daf�r sein, dass nur einige der inden Teilintervallen gefundenen Unterschiede statistisch nichtsignifikant waren.

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Schlussfolgerungen!

Bei Patienten mit atraumatischer Schulterinstabilit�t fandensich signifikante Unterschiede bez�glich der Grçße der skapu-lothorakalen Rotation nach oben und der Lateralrotation sowieklinisch relevante qualitative �nderungen der Skapulakinema-tik. F�r die weitere Forschung zu Diagnostik und Therapie vonSkapuladysfunktionen w�re es wichtig, eine klinisch relevanteSystematik zu formulieren und weitere notwendige Tests zuvalidieren [12 –14, 23, 28].

Danksagung!

F�r die gew�hrte Unterst�tzung bedanken sich die Autoren be-sonders bei Prof. Graichen und Prof. von Eisenhart-Rothe (Or-thop�dische Universit�tsklinik Frankfurt), Prof. Habermayer,Dr. Magosch und T. Baierle (Atos Klinik Heidelberg), Prof. Wie-demann (OCM M�nchen), Dr. Kettler (LMU M�nchen, Klinik f�rChirurgie M�nchen Innenstadt), S. Hesslinger (Bad Tçlz), Prof.Plitz und Prof. Stucki (LMU M�nchen, Klinikum Großhadern)sowie bei Frau Wilke, Frau Davies-Knorr, Frau Hirsch und allenKollegen und Sch�lern der KG-Schule M�nchen-Großhadern.Den Ehepartnern (Ruth und Urs) geb�hrt ebenfalls Dank f�rihre Geduld und Unterst�tzung.

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