Gesund gehen

Ergänzt werden die Informationen durch zwei im Boden eingelassene Kraftmessplatten in der Mitte der Gehstrecke. Die Messplatten ermitteln die sogenannte Bodenreaktionskraft, also jene Kraft, die während der Standbeinphasen zwischen Gliedmaßen und Boden wirkt. So lässt sich ermitteln, ob die Patientin beide Beine gleich stark belastet oder eines schont – etwa aufgrund einer Schwäche im Bewegungsapparat. „Unser 3D-Ganglabor ist der Goldstandard für die Ganganalyse“, sagt Roth über die rund 180.000 Euro teure Einrichtung. „Der Algorithmus ermittelt etwa 1000 physikalische Einzelfaktoren – sogenannte Mikroparameter – und bricht diese dann auf rund 100 medizinisch besonders relevante Daten herunter“, erklärt der Orthopäde. Dazu zählen neben Gangrhythmus sowie Gehgeschwindigkeit auch zahlreiche Kraft- und Beschleunigungswerte, außerdem die Winkel der einzelnen Gelenke während des Gehens. Auffällige Werte werden, ähnlich wie bei einem Blutbildbefund, vom Computer gekennzeichnet.

Fast eine Stunde hat Andrea Schlicke im 3D-Ganglabor verbracht, dann ist ihr Teil der Arbeit getan. Die anschließende Analyse des Gangbildes dauert etwa fünf Stunden. Zur Interpretation der gewonnenen Daten benötigt Roth die Hilfe eines Ingenieurs: „Mein Kollege Klaus Sander übersetzt mir all die physikalischen Größen in einen medizinischen Befund, den wir anschließend gemeinsam diskutieren“, erklärt Roth. Als zusätzliches Analyse-Tool dient Roth das animierte Strichmännchen, das den Gang von Andrea Schlicke bis ins kleinste Detail wiedergibt. „Das Gangbild eines solchen Strichmännchens ist tatsächlich leichter zu analysieren als das der eigentlichen Patienten. Selbst ein minimales Hinken erkennt man hier sofort“, so Roth.

Bei Andrea Schlicke liegt die Ursache ihrer Beschwerden fernab der 2016 operierten, aber immer noch schmerzenden Hüfte. Eines ihrer Knie weist ein graduelles Defizit bei der Streckfähigkeit auf, wie die Analyse ihrer Gelenkwinkel während des Gehens ergab. Die daraus resultierende Fehlbelastung verursacht die Schmerzen. In einem solchen Fall kann eine gezielte Physiotherapie dazu beitragen, die Beweglichkeit des Kniegelenks zu erhöhen und den Bewegungsapparat wieder in einen gesunden Gleichklang zu bringen.

In vermeintlich einfacheren Fällen lässt sich das Gangbild auch mit dem bloßen Auge untersuchen: Der Gang des Patienten wird von einem Orthopäden oder Physiotherapeuten beobachtet und anhand sogenannter Makroparameter wie Gangtempo und -rhythmus, Schrittlänge und -frequenz sowie der Spurbreite (Abstand zwischen den Fußinnenseiten während des Gehens) analysiert. So kann man akuten orthopädischen Gebrechen, aber auch angeborenen Fehlstellungen oder anderen, etwa neurologisch bedingten Leiden auf die Spur kommen. Für die fünf Makroparameter gibt es medizinische Richt-, aber keine Normwerte, denn: Den einen gesunden Gang gibt es nicht. Jeder Mensch weist schon aufgrund seiner individuellen Gewichts- und Hebelverhältnisse ganz eigene Charakteristika bei der Fortbewegung auf. Auch das Lebensalter nimmt erheblichen Einfluss auf das Gangbild. Es gilt: Je älter ein Patient, desto vorsichtiger geht er. „All diese Faktoren im motorischen Zusammenspiel richtig zu deuten, ist eine diagnostische Herausforderung“, sagt Roth.

Die menschliche Statik

Die Grundvoraussetzungen für ein störungsfreies Gangbild sind leistungsfähige, ausreichend gedehnte Muskeln sowie stabile Bänder, Sehnen, Knochen und Gelenke. Wichtig sind außerdem eine saubere Signalverarbeitung im Hirn, ein störungsfreies Funktionieren der Nervenbahnen, eine solide Sinneswahrnehmung mit Augen und Ohren (der für das Gleichgewicht entscheidende Vestibularapparat befindet sich im Innenohr), eine stabile Psyche sowie eine ausreichende Herz- und Lungengesundheit.

Ein optimales Gangbild beinhaltet eine Frequenz von rund 120 Schritten pro Minute, eine Schrittlänge von etwa 1,5 bis zwei Fußlängen und eine Spurbreite von circa zehn Zentimetern. Der Fuß wird einer sogenannten Drei-Punkt-Belastung unterzogen: Ein gesunder Mensch setzt zunächst die Ferse auf, rollt über die äußere Fußwölbung ab, schließlich belastet er die Fußballen von außen nach innen: zuerst den Kleinzehenballen, zuletzt den Großzehenballen. Der gesamte Abroll-Prozess erfolgt rhythmisch und mit beiden Füßen annähernd spiegelgleich. Ein weiterer Parameter für einen rhythmischen Gang ist die Dauer der bipedalen Abstützphasen, so nennt man jene Zeiträume, in denen sich beide Beine gleichzeitig auf dem Boden befinden, was der Gleichgewichtswahrung dient. Hier gilt: je kürzer die bipedalen Abstützphasen und je rhythmischer ihre Verteilung, desto besser das Gleichgewicht.

Doch das volle Gangbild umfasst mehr als nur die Bewegungsabläufe der Füße. Die Kniegelenke befinden sich während des Gehens im steten Wechselspiel: In der sogenannten Schwungbeinphase (vom Anheben bis zum Absetzen des betreffenden Beines) sind sie in Beugung. In der Standbeinphase hingegen befinden sie sich in voller Streckung. Die entsprechende Beckenhälfte begleitet die Bewegung des Schwungbeins mit einer Rotation nach vorne und nimmt dabei die Lendenwirbelsäule ein Stück mit. Währenddessen bleibt das Becken annähernd waagerecht. Die Arme schwingen gegengleich zum Heben der Beine. Schultergürtel und Brustwirbelsäule rotieren im Gleichklang mit den Armschwüngen. Oberkörper und Kopf sind aufrecht und weisen allenfalls geringe seitliche Abweichungen auf.

Für die menschliche Statik, ob beim Stehen, Gehen oder beim Laufen (gemeint ist: gemächliches Joggen) gelten dieselben Gesetze wie beim Hausbau. Die Basis ist ein möglichst solides Fundament – in diesem Fall sind es die Füße und damit auch die Schuhe. Die meisten schmerzbedingten Besuche beim Orthopäden lassen sich vermeiden, wenn man sich ausgiebig beraten lässt, bevor man Alltags-, Wander-, Lauf- oder sonstige Sportschuhe kauft. Leichte Fehlstellungen und -belastungen können oft schon durch korrigierende Einlagen oder durch stabilisierende Schuhsohlen und -gehäuse ausgeglichen werden.

Orthopädischer Teufelskreis

Viele Störungen des Gangbildes haben ihren Ausgangspunkt jedoch weit oberhalb der Füße: Orthopädische Leiden wie Bandscheibenvorfälle oder Arthrose der Hüft- und Kniegelenke sorgen in der Regel dafür, dass ein Patient die Schwachstelle des Bewegungsgerüstes schonen möchte und zur Schmerzvermeidung Belastungen verlagert, also hinkt. Schon ein minimal irritiertes Kniegelenk kann ein unbewusstes Vermeidungsverhalten und folgenschwere Fehlbelastungen auslösen, die den kompletten Bewegungsapparat einschließlich des gegenüberliegenden Kniegelenks, der Fuß- und Hüftgelenke sowie der Wirbelsäule schädigen können – ein orthopädischer Teufelskreis.

Auch muskuläre Defizite nach Verletzungen oder Operationen lösen ein unausgewogenes Gangbild und entsprechende Folgeschäden aus. Selbst nach einer minimalinvasiven Meniskus-OP können durch die anschließende Schonung des betroffenen Beins beträchtliche Einbußen an Muskelmasse entstehen. Andreas Roth am Universitätsklinikum Leipzig und andere Experten an deutschen Universitätskliniken entwickeln deshalb gemeinsam mit dem Tech-Start-up eCovery eine Trainings-App, mit deren Hilfe Patienten schon vor einer OP die betroffenen Muskelgruppen trainieren können – um die Reha zu beschleunigen und derartige muskulär bedingte Gangbildstörungen gar nicht erst entstehen zu lassen.

Auch (angeborene) Fehlstellungen, etwa der Hüfte oder der Füße, sorgen für ein gestörtes Gangbild und bereiten oftmals weitergehende Beschwerden. Ein häufig auftretendes Phänomen ist der sogenannte Knick-Senk-Spreizfuß, eine Fehlstellung der Fußknochen, durch die es zu einer vermehrten Belastung auf der Fußinnenseite und somit auf dem Großzehenballen und dem großen Zeh kommt. Das führt auf Dauer zu einem übermäßigen Verschleiß in Fuß- und Zehgelenken sowie Knien und Hüften und sogar in der Wirbelsäule. Durch medizinische Einlagen und gezielte Physiotherapie lässt sich dies oftmals verhindern. In manchen Fällen hilft jedoch nur eine OP.

Findet sich trotz eingehender Untersuchung keine tiefere Ursache für eine Gangstörung, rückt vor allem das Gangbild selbst in den therapeutischen Fokus. „Mitunter ist es auch so, dass ein hinkendes Gangbild nach einer Verletzung einfach aus Gewohnheit beibehalten wird“, erklärt Roth. Für solche Patienten bietet sich eine physiotherapeutische Gangschulung an. Auch das einseitige Tragen von Handtaschen sowie ständiges Handychecken während des Gehens – das „Smartphone-Zombie-Phänomen“ – sorgen für ungesunde Asymmetrien, Fehlbelastungen und in der Folge für Beschwerden.

In manchen Fällen werden orthopädische Beschwerden sogar durch einen bewusst gewählten unnatürlichen Gehstil verursacht: US-amerikanische Studien zeigten, dass Probanden aus dem Straßenbanden-Milieu, die eine „hinkende“ Gangart pflegen, um zu suggerieren, dass sie in der Vergangenheit schon einmal angeschossen wurden und demnach besonders harte Kerle sind, durch die Fehlbelastung nachhaltige Schäden an Sprunggelenken, Knien, Hüften oder Wirbelsäule davontragen. Auch für solche Patienten kann eine physiotherapeutische Gangschulung Sinn machen: Die Fehlbelastungen werden durch gezieltes Aufmerksamkeits- und Motorik-Training abgebaut.

Wer das eigene Gangbild regelmäßig kontrollieren will, kann das mithilfe einer Smartwatch tun. Die digitalen Alleskönner bedienen sich einer simplen, aber effektiven Untersuchungsmethode: Ein mikroelektrisch-mechanisches System registriert Bewegungen sensorisch und interpretiert diese. Schlüsselparameter für die Ganganalyse ist dabei das Verhältnis von bipedalen Abstützphasen und monopedalen Phasen während des Gehens, also jenen Zeitspannen, in denen zwei Füße den Untergrund berühren oder nur einer am Boden ist. Die bipedalen Abstützphasen sollten nicht mehr als 40 Prozent der Gehzeit ausmachen. Ist ihr Anteil größer, liegt eine Gangstörung vor.

Jogging-Analyse

Ein medizinisch auffälliges Gangbild bringt immer auch ein auffälliges Laufbild mit sich. Im Unterschied zum menschlichen Gehen gibt es beim Laufen oder Rennen keine bipedalen Abstützphasen: Mindestens ein Fuß befindet sich immer in der Luft. Dadurch und durch die größere Schrittlänge sowie das höhere Tempo steigt die Belastung für den gesamten Bewegungsapparat. Sportlern, die beim oder nach dem Laufen ungewöhnliche Beschwerden verspüren, kann eine Laufbildanalyse bei der Suche nach den Ursachen helfen. Im guten Sportfachhandel gehört das zum Service: Der Kunde joggt in mittlerem Tempo auf einem Laufband und wird dabei von einem Experten beobachtet. Viele Menschen weisen leicht unterschiedliche Beinlängen auf. Das sorgt für Fehlbelastungen, die sich besonders bei erhöhter Belastung bemerkbar machen. Hier können ausgleichende Einlagen helfen.

Eine häufige Störungsquelle für Läufer und andere Sportler ist auch die sogenannte Hyperpronation, zum Beispiel beim Knick-Senk-Spreizfuß: Die Füße knicken unter Belastung (zu) stark nach innen ab, was für Beschwerden an Sprunggelenken, Achillessehnen, Knien, Hüften oder auch im Bereich der Lendenwirbelsäule führen kann. Für Jogger empfehlen sich in diesem Fall stabilisierende Laufschuhe mit eingearbeiteten Pronationsstützen. Eine fachmännische Laufbildanalyse kann übrigens gleich doppelte Gewissheit bringen: Menschen, deren Laufbild stimmig ist, weisen in aller Regel auch ein gesundes Gangbild auf.

Das Universitätsklinikum Leipzig archiviert sämtliche Patientendaten aus dem 3D-Ganglabor, natürlich anonymisiert. „Zusammen mit dem Grundstock, den der Hersteller des Algorithmus mitgeliefert hat, besitzen wir bereits einen gewissen Fundus an Vergleichsmaterial aus verschiedenen Altersgruppen“, erklärt Roth. „Denkbar wäre, dass man die Daten aller deutschen Kliniken, die über ein solches Ganglabor verfügen, zentral speichert – etwa um einen Diagnose-Algorithmus zu füttern, der orthopädische Schwachstellen oder andere Krankheitsbilder künftig anhand des Gangbildes ermittelt.“ Technisch wäre die Zusammenführung der Daten problemlos möglich, so Roth: „Wir nutzen dieselbe Software wie alle übrigen orthopädischen Kliniken hierzulande.“ Mittelfristig traut er dem Algorithmus sogar die eigenständige Erstellung von Diagnosen zu (siehe Artikel „Gehst du gut, geht’s dir gut“ ab Seite 78): „So weit sind wir zwar noch nicht, aber wenn man die jüngsten Fortschritte von Machine-Learning-Programmen im medizinischen Bereich betrachtet, scheint das nicht allzu weit hergeholt.“