Diabetes mellitus Typ II und Einlagen (Teil 5)

Sowohl auf dem Weg zum Diabetes als auch nach der Diagnosestellung ist der aktuelle Stand der durch die Stoffwechselstörungen verursachten atrophischdegenerativen und sekundär pathologischen Veränderungen der Bindegewebestrukturen, der Knochen und der Muskulatur des Fußes die Grundlage der Versorgung. Dazu gehören aber auch die Veränderungen der gesamten unteren Extremität und jene des peripheren und zentralen Nervensystems. {pborder}

Die entsprechende Diagnostik sollte teilweise zum „eigenen“ Handwerkzeug gehören und es sind natürlich die Ergebnisse des Orthopäden und/oder Neurologen heranzuziehen. Daraufhin kann die spezifisch orthopädietechnische Intervention abgeleitet und die Wirksamkeit kontrolliert werden (siehe u.a. Bus et al. 2011, Arts und Bus 2011, Waaijman und Bus 2012).

Wenn heute über die Versorgung des diabetischen Fußes gesprochen wird, wird damit in aller Regel die des finalen oder des nahezu finalen Stadiums gemeint (Risikogruppeneinteilung der AG Fuß DDG; Zimny 2015). Damit verbunden sind dann entweder gravierende Zeichen sich entwickelnder Ulzerationen oder bereits vorhandene Ulzerationen.

Hier sind Einlagen im „üblichen Schuh“ in der Regel nicht mehr die Intervention der Wahl, wobei nach der Abheilung eines Ulkus ein noch nicht deformierter Fuß (Risikogruppe III) mit einem Diabetesspezialschuh und einer diabetesadaptierten Fußbettung versorgt werden kann. Der absolut größte Teil der Literatur beschäftigt sich mit diesem „Endstadium“ und kaum mit der Versorgung der Entwicklungsstufen der Erkrankung.

Neuropathie und Muskelatrophie (vgl. Laube et al. 2018) sind bereits sehr früh latent vorhanden, schreiten systematisch voran und sind nicht reversibel. Bei entsprechender Beschwerdesymptomatik bleibt als ein „wichtiges Puzzleteil“ der Interventionen nur eine angepasste Adaptation der Schnittstelle „Fuß –
Unterboden“ mittels Einlagen, Schuhen und/oder Orthesen übrig. Zunächst ist es die Einlage. Zu dieser Versorgung gehört aber standardmäßig auch eine Beratung zum Bedarf einer systematischen körperlichen Aktivität. Diese Beratung hat zwei Zielstellungen. Zum einen das „Stoffwechseltraining“ und zum anderen, mit der Einlage das Gehen „neu zu üben“, um sie auch mit der „neuen Sensomotorik“ wirksam werden zu lassen.

Leider zeigt die Praxis, dass trotz umfänglicher Beratung und trotz allgemein zugänglicher Informationen darüber, wie wichtig eine höhere Bewegungsaktivität bei der Behandlung des Diabetes mellitus ist, die erforderliche Verhaltens­änderung bei den Patienten häufig ausbleibt. Auch besteht Bedarf für den Aufbau einer Infrastruktur und fachlicher Ressourcen für das Gehtraining des Diabetikers insbesondere nach der orthopädietechnischen Versorgung.

Das individualisierte konkrete „Fein-Design“ der Schnittstellenbeeinflussung mittels Einlagen ist eine sehr diffizile Aufgabe. Es gilt zu beachten:

1. Die Biomechanik, die Dynamik und somit auch zwingend damit verbunden die Neurophysiologie (die neurale Regulation) des Gangmusters sind als „ein individueller Fingerabdruck“ anzusehen (Simonson 2014, Brüggemann 2015). Dies setzt fundierte Kenntnisse über das Gehen (Götz-Neumann 2003) und dessen Einflussfaktoren voraus.
2. Die Effekte in Frequenz und Amplitude variierender vibrotaktiler Reize auf die räumlichen und zeitlichen Merkmale des Gehens sind selbst bei jungen gesunden Menschen weiterhin nur sehr schwer fassbar (Chien et al. 2017). Somit kann ihre Wirksamkeit nur subjektiv von der beeinflussten Person sowie durch den Beobachter eingeschätzt werden.
3. Einlagen verändern sowohl die Balance im Stehen als auch die Kinetik und Kinematik des Gehens bei jungen und älteren Menschen (Nester et al. 2001, Hatton et al. 2013). Ihre Wirksamkeit in Bezug auf diese sensomotorische Leistung kann somit als gesichert gelten, ohne eine sogenannte „Dosis-Wirkungsbeziehung“ angeben zu können (unter „Dosis“ ist hier Bau und Material der Einlage zu verstehen, unter „Wirkung“, welche funktionellen Ergebnisse hinsichtlich Sensomotorik und Schmerzen erreicht werden).
4. Mit dem Alterungsprozess werden die Rezeptoren für schnelle Druckveränderungen (Geschwindigkeits- und Beschleunigungssensoren, vgl. Laube et al. 2017a/b/c) systematisch weniger und bei den verbleibenden plantaren Sensoren fallen die mechanischen Reizschwellen ab (Jeng et al. 2000) und
5. diese Alterungsprozesse gelten auch für die Oberflächen- und Proprio­rezeptoren in der Kette „untere Extremität“. Somit gilt es, die dem Alterungsprozess eigenen Funktionsveränderungen zu kennen und bei der Diagnostik, aber auch bei der Versorgung zu beachten.
6. Die Stoffwechselerkrankung Diabetes führt zusätzlich zum Verlust von Sensoren auch zur Störung der afferenten Nervenbahnen und
7. das Gehirn unterliegt strukturellen und damit funktionellen Veränderungen mit Folgen für die Gangsensomotorik inklusive des Gleichgewichtsverhaltens (vgl. Laube et al. 2018).
8. Eine erhöhte Stabilisierung des Fußes beeinflusst die Generierung und die dynamische Kontrolle der Gangsensomotorik ungünstig und
9. nicht-optimales Schuhwerk erhöht bei alten Menschen die Rutsch-, Stolper und Sturzgefährdung.

Bei Patienten mit Diabetes und nach einem Schlaganfall reduziert ein intensiver sensorischer Feedback von der Fußsohle mittels vibro-taktiler mechanischer Reize signifikant die vergrößerten posturalen Schwankungen (Chien et al. 2017). Damit steigt die aktive sensomotorische Leistung für die Stabilität. Aber dieses
Ergebnis zeigt exemplarisch auch, dass folgende drei Faktoren sehr diffizil optimiert und ausbalanciert werden müssen:

1. die Stimulation von Afferenzen durch die einlagenbedingte Reizsetzung, mit der man das Gleichgewichtsverhalten, das ja durch die Neuropathie gestört ist, unterstützen möchte,
2. die Weichbettung zur Risikominderung von Ulzera (erforderlich durch erhöhte plantare Druckwerte), die jedoch die Auslösung und die Inten­sität von Afferenzen für das Gleichgewichtsverhalten reduziert,
3. die Stabilisation (notwendig durch z.B. muskuläre oder vom Gelenk ausgehende Insuffizienzen).

Stoffwechseltraining, insbesondere in Form ausdauernder Belastungen, ist eine essentielle Komponente des Therapieregimes. Die Versorgung muss auch diese therapeutische, sogar ursächlich wirkende Option ermöglichen. Die Versorgung ist und bleibt zurzeit entsprechend des Krankheitsstadiums und im Rahmen unterschiedlich ausgeprägter struktureller und funktioneller Veränderungen und Störungen bei vorliegenden Prinzipien individuell.

Beschäftigt man sich mit der wissenschaftlichen Literatur der Einlagenversorgung, dann fällt auf, dass die untersuchten Einlagen meist nicht ausreichend detailliert beschrieben sind. Dieser Mangel basiert aber sicher auch auf der Tatsache, dass es verbal und „in Zahlen erst recht“ sehr schwierig bis unmöglich ist, die topographischen und die biomechanischen Verhältnisse zu beschreiben. Des Weiteren werden sehr verschiedene Materialien verarbeitet. Dies erschwert Vergleiche sehr.

Beim sportlichen Laufen besteht unter anderem das Ziel, mit Einlagen die Druckwerte unter den Metatarsalköpfen zu reduzieren. Bei den Läufern sollen damit entzündliche Fehlbelastungen minimiert werden. Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten: metatarsale Pads und Vorfußpolsterung. Hähni et al. (2016) wollten wissen, welche der beiden Strategien gegen hohe Druckwerte bevorzugt wirksam sind. Innenschuhmessungen auf dem Laufband (Pedar-System) belegten einen Vorteil der Vorfußpol­sterung gegenüber dem Metatarsale-Pad, aber auch gegenüber den Werten bei den Kontrollpersonen.

Die beiden letztgenannten Gruppen unterschieden sich nicht. Dieses Ergebnis ließ sich auch aus den subjektiven Angaben zum Schuhkomfort ableiten. Auf Grund dieses Ergebnisses empfehlen die Autoren vorgefertigte und den Vorfuß polsternde Einlagen für den Laufsport. Eine solche Versorgung sollte aber nicht nur bei Läufern Vorteile bringen, sondern auch solchen Personen helfen, die Druckwerte zu regulieren, die auf dem Weg zum Diabetes sind. Metatarsale-Pads haben als zusätzliches Druckentlastungsmodul eine Berechtigung zur Druckumverteilung, indem sie den Vorfuß des Diabetikers mit Vorfußüberlastung weich polstern.

Entsprechend eines systematischen Reviews (16 Studien: 382 PNP-Patienten, 216 Diabetiker ohne PNP, 207 Gesunde) und einer Meta-Analyse von 11 Gangparametern aus Arbeiten des Zeitraumes Januar 2000 und April 2012 haben Patienten mit PNP erhöhte plantare Druckwerte im Bereich der gesamten Fußsohle und eine längere Standphase beim Gehen. Allerdings ergibt sich nur eine limitierte Aussagefähigkeit hinsichtlich der durch die PNP verursachten Unterschiede in den kinematischen, kinetischen und elektromyographischen Parametern (Fernando et al. 2013).

Einlagen zur Druckminderung beziehungsweise einer individuell optimierten Verteilung der plantaren Druckwerte sind die erforderliche Intervention. Zugleich gilt es aber, auch die Scherkräfte zu reduzieren. Diese haben markant negative Auswirkungen auf die Temperaturverhältnisse an der Fußsohle während des Gehens und provozieren damit verbundene Entzündungsreaktionen. Beide Faktoren sind essentielle therapeutische Zielstellungen der Interventionen. Die objektive biomechanische Analyse der plantaren Druckverhältnisse trägt deshalb auch wesentlich dazu bei, Einlagen mit guter Gewebeprotektion anzufertigen.

Die kritische Grenze der Druckwerte im Schuh für den Bedarf aber auch zur Modifikation von Einlagen und/oder Schuhen wird in vielen Studien mit 200 kPa angegeben (bezogen auf das Pedar-System von Novel). Ein systematisches Review (u. a. Skopljak et al. 2014, Bus et al. 2016) zeigt, dass die Druckwerte durch verschiedene konservative Interventionen reduziert werden können.

Damit können im Bereich der bevorzugt betroffenen Metatarsale-Köpfe Druckminderungen um 6,7 bis 24 Prozent erreicht werden (Art et al. 2015). Wirksame Veränderungen sind das Repositionieren einer Mittelfußpolsterung (-15.9 % Maximaldruckentlastung), der Einbau lokaler Dämpfungselemente (-15.0 %) und die Veränderung der Einlegesohlenoberbedeckung durch Plastazote (-14.2 %). Mittels einer Kombination aus verändertem Plastazote-Einlagenobermaterial, Mittelfußpolsterung und lokalen Dämpfungselementen kann die Druckbelastung um 24 beziehungsweise 22 Prozent gesenkt werden.

Diabetespatienten mit Einlagen (leider nur sehr ungenügend beschrieben; mikrozellulärer Gummi, Polyurethanschaum oder profiliert) zeigten nach 9 Monaten geringere plantare Druckwerte. Dagegen stiegen die Druckwerte bei mit Ledereinlagen im eigenem Schuhwerk versorgten Personen sogar erheblich um im Mittel 41 kPa an.

Des Weiteren stiegen bei der letzteren Gruppe die Ulzerationen im Kontrollzeitraum um 33 Prozent (gegenüber 4 Prozent) (Viswanathan et al. 2004).
Besonders effektiv können Einlagen mit Hilfe von Daten zu den plantaren Druckwerten und Druckmustern gefertigt werden. Es lassen sich damit höhere Effekte bei der Druckminderung unter dem Vorfuß durch eine Druckverlagerung in den Mittelfußbereich erreichen als bei Einlagen, die „nur“ auf der Grundlage der Fußform gefertigt worden sind (Owings et al. 2008, Bus et al. 2011).

Zur Gestaltung solcher Einlagen werden auch immer komplexere Methoden genutzt. So hatten Einlagen auf der Basis von Daten zur Fußform, den Druckwerten und einer Ultraschalluntersuchung, die mit Hilfe einer numerischen Simulationstechnik (Finite-Elemente-Methode, FEM) optimiert waren, einen höheren Effekt für die Druckminderung im Vorfußbereich als nur formbasiert gefertigte Einlagen (Telfer et al. 2017). Diese Studie muss sehr vorsichtig interpretiert werden, da erstens die Methode der FEM nur ungenau beschrieben ist, zweitens der Vergleich mit einer händisch konstruierten Einlage eher willkürlich vorgenommen wurde und drittens es sich entsprechend des Entwicklungsstandes um eine (sicher wichtige) „Laboruntersuchung“ handelt. Somit liegen auch noch keine Langzeitergebnisse für die im AM-Verfahren gefertigten Einlagen vor.

Mit einer auf Druckmessungen während des Gehens basierten Modifikation von Schuhen und deren objektiver Kontrolle im Abstand von 3 Monaten können die Druckwerte im Bereich ehemaliger Ulzera um 23 Prozent und im Bereich der Lokalisation der höchsten und zweithöchsten Druckwerte um 21 Prozent beziehungsweise 15 Prozent reduziert werden (Waaijman et al. 2012).

Mit dem gleichen Vorgehen können in Schwerpunktbereichen mittlere Druckwerte von 303 kPa (± 77 kPa) auf 208 kPa (± 46 kPa) nach 1 – 2 erneuten Anpassungen der Schnittstelle Fuß-Untergrund gemindert werden (Bus et al. 2011). Eine weitere Effektivitätsverbesserung bei der Anfertigung druckmindernder Einlagen kann die Optimierung mittels virtueller Simulationstechnik sein. Mit dessen Hilfe konnten gegenüber formbasierten Einlagen signifikante Reduzierungen erreicht werden (Telfer et al. 2017). Aber auch diese Technologie ist zurzeit erst im Laborstadium.

Dynamische und die Scherkräfte reduzierende Einlagen, die einen rollinglink-Mechanismus (Roll-Gleitmechanismus, bei dem sich der Rotationspunkt über die Kontaktfläche bewegt) unter dem distalen Drittel des Fußes aufweisen, können die Wärmeentwicklung unter dem Vorfuß um 64 Prozent und dem Mittelfuß um
48 Prozent vermindern. Der rollinglink-Mechanismus bewirkte dabei eine Reduzierung rutschbedingter Friktionskräfte, eine Minderung der absoluten Druckwerte unter den metatarsalen Köpfen und eine Reduzierung der Kompressionskräfte.

Diese Einlagen hatten dabei gleichzeitig einen positiven Effekt auf die Sudomotorik (Schweißsekretion) (Wrobel et al. 2014). Die Störung der Sudomotorik ist eine Frühmanifestation der Poly­neuropathie und basiert auf der Schädigung des autonomen Nervensystems (autonome oder C-Faser-Neuropathie). Sie ist ein wichtiger Faktor bei der Entstehung des Diabetischen Fußsyndroms.

Vergleicht man nach einer 18-monatigen Beobachtungszeit das Risiko von Patienten, versorgt entweder mit einer scherkraft- und druckreduzierenden (150 Personen) oder mit einer sogenannten Standardeinlage (149 Personen), dann ist letztere mit einem 3,5fach höheren Risiko für die Entwicklung von Ulzerationen verbunden (Lavery et al. 2012). Bei der Untersuchung der Druck- und Kraftverhältnisse und deren Beeinflussung durch die Veränderung der Schnittstelle „Fußsohle – Untergrund“ muss beachtet werden, dass es sich immer um räumlich wirkende Druck- und Kraftkomponenten handelt und jede Einlage auch eine komplexe und andere Auswirkung auf die räumlichen physikalischen Verhältnisse hat.

Liegt eine Schwiele vor, dann kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass plantare Scherkräfte während der push-off-Phase des Gehens
auftreten. Diese sollten durch Einlagen reduziert werden (Hamatani et al. 2016). Wegen des Fehlens einer evidenzbasierten Richtlinie zu verschiedenen Möglichkeiten druckentlastender Interventionen zur Prävention primärer Ulzera erarbeiteten Heuch et al. (2016) ein systematisches Review. Sie fanden nur drei Studien, die den Auswahlkriterien entsprachen.

Diese weisen mit aus methodischen Gründen nur begrenzter Beweisführung darauf hin, dass übliche Schuhe mit Polyurethan oder Korkeinlagen Hautschäden reduzieren, angefertigte rigide Einlagen das Risiko und die Anzahl von Schwielen beeinflussen und dem Fuß angepasst gefertigte Schuhe mit Einlagen den plantaren Druck und somit das Risiko für Ulzera mindern können.

Eine dreidimensionale Analyse von Füßen und Schuhen, die die Effekte von geometrisch unterschiedlich gebauten Einlagen auf die Druckreduktion und die Belastung von Geweben im Vorfuß untersuchte, ergab, dass eine Dicke der Einlage von bis zu 12,7 Millimetern die Druckwerte deutlich reduzierte. Neben der Einlagen-Dicke lagen die Unterschiede der untersuchten Einlagen in der Platzierung der metatarsalen Pads.

Das Platzieren der metatarsalen Pads ist ein Faktor, der auch gegenteilige Wirkungen auf die Druckverhältnisse haben kann. Für eine erfolgreiche Druckminderung müssen die Pads eine gleichförmige Gewebekompression unter den metatarsalen Schäften bewirken (Chen et al. 2015). Zu beachten ist auch, dass sich die mechanischen Eigenschaften der Gewebe unter den Metatarsaleköpfen gelenkwinkelabhängig verändern. Diagnostische Rechenmodelle können nur dann die plantaren Druckverhältnisse unter den metatarsalen Köpfchen wiedergeben, wenn diese Tatsache einbezogen wird (Chen et al. 2014).

Im prädiabetischen und frühen diabetischen Entwicklungsstadium, in dem der diabetische Fuß noch nicht ausgebildet ist und somit noch keine oder eine Fußdeformität ohne PNP und pAVK-Anzeichen vorliegt (Risikogruppe 0 und I), wird keine spezielle Einlagenversorgung vorgenommen. Eine befundgerechte „übliche“ orthopädieschuhtechnische Versorgung verfolgt mehrere Zielstellungen:

1. Vorhandene Spitzen plantarer Druckwerte sollten reduziert beziehungsweise die plantaren Druckwerte umverteilt werden. Hier ist aber hervorzuheben, dass hohe Druckwerte allein noch keine absolute Indikation zur Intervention darstellen. Bei höheren Druckwerten ohne Polyneuropathie ist die druckbedingte Schmerzempfindlichkeit noch nicht gestört und die Person kann noch sensomotorisch reagieren. Zu empfehlen wäre aber eine Diagnostik des Gehens und bei Bedarf eine Gangschule.
2. Sowohl aus präventiver als auch aus therapeutischer Sicht gilt es, mittels physiotherapeutischer Interventionen und eventuell zusätzlich mittels Einlagen (weich-elastisch als Anreiz zur Muskelarbeit, wie auf weichen Unterböden) die Aktivität der intrinsischen Fußmuskeln zur Verzögerung der Atrophie zu fördern beziehungsweise zu trainieren.
3. Die Stimulation der Muskelaktivität zielt zeitgleich auch auf die Förderung von Durchblutung und Lymphabfluss ab und somit auf die Beeinflussung der Mikrozirkulation.
4. Liegen orthopädische, neurologische und/oder geriatrische Gründe vor, dann sollte mittels Einlagen und aktiver Bewegungsprogramme eine Stimulation der Mechanoafferenzen der plantaren Fläche, aber auch der gesamten unteren Extremität zur Unterstützung der Gleichgewichtssensomotorik erfolgen. Diese Zielstellungen setzen zugleich eine freie Beweglichkeit des Fußes voraus und die eingesetzten Interventionen sollen die Beweglichkeit ebenfalls fördern. Jedes Stadium der Erkrankungsentwicklung hat hierbei seine Spezifik und seine Schwerpunkte. Besonders ist auf das Auftreten und den Grad der PNP zu achten, da Schmerzen die Sensomotorik deutlich beeinflussen und die Empfindung von Druckbelastungen fortschreitend reduziert wird.

Die Einlagenversorgung soll die biomechanischen Bedingungen und Eigenschaften der Schnittstelle „Fuß – Boden“ modifizieren. Direkt ist damit die Annahme verbunden, dass sich auch unmittelbar die Kinematik der Gelenkbewegungen und die Muskelaktivierungen verändern. Bei geänderter Biomechanik der Schnittstelle, wie anhand der Druckwerte auch nachweisbar, bleibt aber wahrscheinlich die Kinematik der Gelenkbewegungen „zunächst“ nur wenig bis kaum beeinflusst. Nigg et al. (2015, 2017) stellten dies bei Läufern fest, die mit 3 verschiedenen Laufschuhen getestet wurden. Die Kinematik des Sprung- und Kniegelenkes war mit allen Schuhvarianten sehr ähnlich.

Dieses Beibehalten der Kinematik bezeichnen die Autoren mit „preferred movement path“ (bevorzugter Bewegungspfad). Er ist offensichtlich jedem Individuum eigen und wird erst bei gravierenden Veränderungen der Schnittstelle durch Schuhe und/oder Einlagen verlassen.Dann ändern sich auch gravierend die Muskelaktivitäten. Üblicherweise nutzt das sensomotorische System die Afferenzen infolge der Aufprallkräfte (impact) des Fersenkontakts (Differentialsensoren der gesamten Funktionskette untere Extremität und wahrscheinlich auch höher, Geschwindigkeits- und Vibrationsrezeptoren) für die Modifikation der Muskelaktivitäten, sodass die Impact-Auswirkungen auf die Weichteilvibrationen und die Gelenk- und Sehnenbeanspruchung minimiert werden (Nigg 2001).

Diese funktionelle Anpassung soll auch den „preferred movement path“ absichern. Beim Diabetiker ist das Vibrationsempfinden im Bereich des Fußes stark reduziert oder bei fortgeschrittener Polyneuropathie sogar aufgehoben. Da das Gehen aber die gesamte myofasziale Kette betrifft, ist das Vibrationsempfinden nie ganz ausgeschaltet, ohne die noch vorhandenen Quellen genau kennzeichnen zu können.

Das Gangbild ist verändert, aber das Gehen noch möglich. Daraus ergibt sich aber auch für die nicht im Endstadium befindlichen Patienten, dass sie mit den Einlagen oder später den Schuhen ein neues beziehungsweise modifiziertes Bewegungsmuster „einüben“ müssen. Das bedeutet, sensomotorisches Lernen wird nur erfolgreich sein können, wenn täglich mit einer ansteigenden Gehstrecke „trainiert“ wird. Dies gilt grundsätzlich immer, wird aber im fortgeschrittenen Stadium (ab Risikogruppe III nach abgeheiltem Ulkus) immer weniger möglich sein. Prävention durch Training im noch belastbaren Zeitabschnitt ist die einzige ursächliche Intervention.

Anschrift für die Verfasser:
PD Dr. med. sc. (habil) Wolfgang Laube
Kolumbanstr. 4
6844 Altach (Österreich)

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