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Prävention von Knieverletzungen

STOP X – eine Initiative des DKG Komitee Ligamentverletzungen

Knieverletzungen können Athleten erheblich beeinträchtigen und sind oft mit langen Ausfallzeiten verbunden. Aufgrund wissenschaftlicher Daten hat das Komitee Ligamentverletzungen der Deutschen Kniegesellschaft (DKG) ein Präventionsprogramm entwickelt, mit dem Knieverletzungen verhindert werden können. Prof. Dr. Wolf Petersen, Dr. Thomas Stoffels und Dr. Andrea Achtnich erklären das Programm „STOP X“.

Oft kommt es zu schweren Verletzungen intraartikulärer Strukturen wie dem vorderen Kreuzband und den Menisken. Diese können langfristig zu degenerativen Gelenkschäden führen. Mit operativen Verfahren lässt sich das Arthroserisiko zwar reduzieren, trotzdem kehren nur ca. 50 % der Sportler zu ihrem ursprüngliche Aktivitätsniveau zurück [6]. Aus diesem Grunde besitzt die Primär- und Sekundärprävention von Kniegelenksverletzungen eine große Bedeutung. In den letzten Jahren wurden verschiedene Strategien zur Prävention von Knieverletzungen entwickelt [18]. Diese Präventionsstrategien beinhalten:

  • Aufklärung über Verletzungsmechanismen und Modifikation gefährdender Bewegungsmuster,
  • Balancetraining,
  • Neuromuskuläres Training zur Optimierung der inter- und intramuskulären Koordination,
  • Krafttraining der schützenden ischiokruralen, hüft- und rumpfstabilisierenden Muskeln und
  • Laufübungen

Eine Metaanalyse hat zeigen können, dass Verletzungen des Kniegelenks mit diesen Maßnahmen um 27 % und Rupturen des vorderen Kreuzbandes um 51 % reduziert werden können [18]. Aufgrund dieser wissenschaftlichen Daten hat das Komitee Ligamentverletzungen der Deutschen Kniegesellschaft (DKG) ein Präventionsprogamm entwickelt, mit dem Knieverletzungen verhindert werden können. Der Name des Programmes „STOP X“ bezieht sich auf den wichtigsten Risikofaktor, nämlich die valgische Stellung der unteren Extremität. Es beinhaltet alle fünf der oben erwähnten Präventionsstrategien und richtet sich an Risikoathleten verschiedener Sportarten (Ballsport, Skisport, Judo etc.). Die einzelnen präventiven Elemente des Programmes können je nach Sportart unterschiedlich gewichtet werden. Bei Ballsportarten sollten alle Elemente gleichermaßen eingebunden werden. Im Skisport stehen Kraftübungen und Sprungtraining im Vordergrund. Auch im Judo sind eher Kraft- und Sprungübungen sinnvoll.

Für das Präventionstraining können Hilfsmittel erforderlich sein (z. B. Balancebretter). Es kann aber auch mit in jeder Turnhalle vorhandenen Geräten (Matten und Sprungkästen) durchgeführt werden. Die Übungen eignen sich, um in das Aufwärmtraining einer Mannschaft integriert zu werden. Sie können aber auch einem Individualtraining für Risikoathleten dienen (z. B. im Rahmen eine Physiotherapie). Bei Integration in ein 20 – 30 minütiges Aufwärmtraining eignet sich am besten ein Zirkeltraining. Die Sportler sollten mit einfachen Übungen beginnen und den Schwierigkeitsgrad der einzelnen Übungen mit der Zeit steigern. Das Programm wird in Kürze als Informationsbroschüre und als Video erhältlich sein.

Aufklärung über Verletzungsmechanismen und Modifikation gefährdender Bewegungsmuster

Verletzungsmechanismen
Knieverletzungen entstehen überwiegend ohne direkte Einwirkung des Gegners, in so genannten Nicht-Kontakt-Situationen [9, 45, 46]. Die gefährlichsten Spielsituationen im Ballsport sind: 1. Das Landen nach einem Sprung, 2. Das plötzliche Abstoppen und 3. Plötzliche Drehbewegungen [49, 63]. Das Knie ist dabei nur leicht gebeugt (5° – 25° Knieflexion) und der Unterschenkel abduziert (Valgusposition). Der Körperschwerpunkt befindet sich zum Zeitpunkt der Ruptur hinter dem Zentrum des Kniegelenkes. In dieser Position bewirkt eine verstärkte Kontraktion des lateralen M. quadrizeps femoris eine anteriore tibiale Translation und die ischiokruralen Muskeln haben einen ungünstigen Hebelarm, um in dieser Position das vordere Kreuzband zu schützen.

Risikoathleten
Die Risikofaktoren für das Erleiden einer Kniegelenks- oder Kreuzbandverletzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst [3, 52, 57]. Diese werden in trainierbare und nicht trainierbare Risikofaktoren unterteilt. Im Hinblick auf mögliche Präventionsprogramme kommt den neuromuskulären Risikofaktoren eine besondere Bedeutung zu. Diese Risikofaktoren betreffen die Quadrizepsdominanz, die Schwäche der Beuger und den dynamischen Valgus mit Defiziten in der Hüft- und Rumpfkontrolle. Risikoathleten zeichnen sich außerdem durch Bewegungsmuster aus, die der Position der unteren Extremität in der Verletzungssituation ähnlich sind: Landen nach einem Sprung mit valgischer Kniestellung (Frontalebene) mit nur leichter Beugung und dem Körperschwerpunkt hinter dem Kniegelenk (Sagittalebene) [29]. Die valgische Kniestellung wird auch dynamischer Valgus bezeichnet [3, 29, 57]. Die dynamische Valgusstellung kann aber distal im Bereich von Sprunggelenk (Eversion) und Fuß (Außenrotation) entstehen [56].

„Screening“ Tests
Da Präventionstrainingsprogramme aufwändig sind, wurden in den letzten Jahren Tests entwickelt, um Risiko-Athleten zu identifizieren. Im Fokus dieser Tests steht das Erkennen der funktionellen Valgusstellung des Kniegelenkes. Der am weitesten verbreitete Test ist der „Drop Jump Screening Test“ [30, 47]. Dabei handelt es sich um einen vertikalen Sprungtest von einem Kasten, bei dem die Stellung der Beinachse beim Landen analysiert wird. Dabei ist der Zeitpunkt der Landung der Moment, zu dem das Knie am stärksten „außer Kontrolle“ ist [47]. So kann entweder der Frontalebenen-Projektionswinkel oder der Knie- und Sprunggelenksabstand bestimmt werden (Knieabstand < Sprunggelenksabstand = dynamischer Valgus). Ein anderer Test, um die dynamische Valgusstellung des Kniegelenkes zu analysieren, ist die einbeinige Kniebeuge/der Ein-Bein-Beugetest (Erklärung dazu siehe Abb. 1) [16].

Abb. 1: Einbeinige Kniebeuge zur Erkennung von Risiko-Athleten. Der Athlet soll 5 einbeinige Kniebeugen so tief wie möglich durchführen (eine Kniebeuge in 2 sec). Diese werden mit einer Videokamera aufgezeichnet. Anhand verschiedener Kriterien kann die Durchführung der einbeinigen Kniebeuge in gut, mittel oder schlecht eingeteilt werden. a) Im untrainierten Zustand ist bei dieser Sportlerin eine dynamische Valgusstellung mit Knieadduktionsmoment, Hüftadduktion und Lateralisierung des Rumpfes zu beobachten. b) Nach einem neuromuskulären Präventionstraining konnten die Bewegungsabläufe modifiziert werden. Die untere Extremität bildet bei gebeugtem Knie eine Linie. Die Hüfte steht nahezu waagerecht und der Rumpf lotgerecht.

Aufklärung über Verletzungsmechanismen
Aus den Daten zur Entstehung von VKB-Rupturen kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass die Aufklärung über die Verletzungsmechanismen zur Prävention beiträgt. Verschiedene Studien stützen diese Hypothese. Die Vermeidung der dynamischen Valgus-Stellung und das Landen mit gebeugtem Knie sind heute Grundlage für die Durchführung von Übungen vieler Aufwärmprogramme zur Prävention von Knie- und Sprunggelenkverletzungen.

Balance-Training

Abb. 2: Balanceübungen können mit sportartspezifischen Übungen kombiniert werden.
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Inzidenz von primären und sekundären Sprunggelenksverletzungen durch Übungen auf einem Balancebrett deutlich gesenkt werden kann [7, 64, 66]. Auch die allgemeine Verletzungsinzidenz (z. B. im oberen Sprunggelenk) kann mit einem Balancetraining reduziert werden. Verschiedene Studien, die einen positiven Effekt präventiver Aufwärmprogramme zeigen konnten, haben Balanceübungen in die Aufwärmprogramme integriert [41, 46, 49, 50, 54]. Daher beinhaltet auch „STOP X“ mehrere Übungen zur Verbesserung der Balance und Koordination. Die Balanceübungen sollten dabei mit sportartspezifischen Übungen kombiniert werden (Abb. 2). Neuromuskuläres Sprung-Training (Plyometric) Risikoathleten zeichnen sich durch eine Dominanz des M. quadrizeps aus. Bei einer experimentellen vorderen tibialen Translation (Verletzungsreiz) antworten sie mit einer Aktivierung des M. quadrizeps (Quadrizeps-Dominanz). Es ist bekannt, dass eine schnelle Aktivierung der ischiokruralen Muskulatur auf einen Verletzungsreiz einen wichtigen Beitrag zur funktionellen Sicherung des Kniegelenkes leistet [5, 8, 26, 33, 60]. Hewett et al. [27] konnten zeigen, dass durch ein spezielles Sprungtraining die muskuläre Dysbalance zwischen M. quadrizeps und ischiokruraler Muskulatur beseitigt werden und die Aktivität der ischiokruralen Muskulatur und der Glutealmuskeln gesteigert werden kann (Abb. 3). Dabei sollte der Athlet darauf achten, dass sowohl das Knie als auch die Hüfte bei der Landung nach dem Sprung 90° gebeugt sind. Das daraus entwickelte Präventions-Programm wurde als „Cincinnati Sportsmetric Training Program“ an 1263 Probanden (Fußball, Volleyball, Basketball) getestet und seine Effektivität wissenschaftlich bewiesen [28]. Aus diesem Grund wurden Sprungübungen auch in das STOP X Programm integriert.

Krafttraining

Aufgrund der großen Bedeutung der muskulären Dysbalancen für die Entstehung der dynamischen Valgustellung und dem damit verbundenen Risiko einer VKB Ruptur, wurden in viele Präventionsprogramme auch Kraftübungen intergiert [17]. Diese zielen auf eine Stärkung der Beuger, der Hüftabduktoren und Rumpfstabilisatoren ab [29]. Um die Übungen in ein Aufwärmprogramm integrieren zu können, wurden dynamische Übungen entwickelt, die mit einfachen Hilfsmitteln durchführbar sind. Ein Beispiel für eine in der Prävention bewährte Kraftübung sind die sogenannten „Russian Hamstrings“ (Abb. 4) [29]. Diese Übung trainiert die Muskeln der posterioren Kette konzentrisch (aufwärts) als auch exzentrisch (abwärts). Weitere Übungen adressieren die Bauchmuskeln und Hüftstabilisatoren (Abduktoren und Außenrotatoren der Hüfte) (Abb. 5) [29].

Abb. 3: Beispiel für eine Sprungübung. Das Knie soll bei der Landung gebeugt sein, die Athletin soll auf dem Vorfuß landen, mit dem Knie über dem Fuß. In der Frontalebene soll die dynamische Valgusstellung vermieden werden.

Lauf- und Beweglichkeitstraining

Abb. 4: Kraftübung für die Beugemuskeln („Russian hamstrings“). Die Beuger schützen das VKB indem sie die Tibia gegen die anteriore tibiale Translation sichern (Pfeil).
Auch Laufübungen eignen sich für die Verletzungsprävention, da sie klassischer Bestandteil eines jeden Aufwärmprogramms sind. Lauf- und Beweglichkeitsübungen wurden erstmals in das „Prevent Injury and Enhance Performance Programm (PEP)“ integriert [21, 41]. Dieses Programm wurde speziell zur Prävention von VKB Rupturen im Fußball entwickelt. Es handelt sich um verschiedene Laufübungen (z. B. Geradauslauf, Seitgalopp, Laufen mit Hüftdrehung). Dabei soll bei den Lauf- und Beweglichkeitsübungen vom Trainer auf die korrekte Ausführung geachtet werden. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Vermeidung des dynamischen Valgus. Verschiedene Studien haben zeigen können, dass mit dem PEP-Programm die Prävalenz von Kreuzbandverletzungen bei Fußballspielern signifikant reduziert werden kann [21, 41]. Aus diesem Grunde wurden auch Laufübungen in das STOP X Programm integriert.

Abb. 5: Kraftübung für die Hüft- und Rumpfmuskulatur.

Fazit

Der derzeitige Stand der Forschung spricht eindeutig dafür, dass Knieverletzungen und Rupturen des vorderen Kreuzbandes durch geeignete Modifikationen des Trainings reduziert werden können. Dabei sollten diese Trainingsinhalte in das normale Aufwärmtraining integriert und möglichst mit sportartspezifischen Übungen kombiniert werden. Ein Präventionsprogramm sollte folgende Punkte berücksichtigen: 1. Aufklärung über Verletzungsmechanismen, 2. Sprungübungen zur Kraftsteigerung und Bewegungskorrektur, 3. Balanceübungen, 4. Kraftübungen und 5. Lauf/Beweglichkeitsübungen. Mit diesen Bausteinen können Aufwärmprogramme auch für andere Sportarten entwickelt werden. Mit Sprungtests und einbeinigen Kniebeugen können Risikoathleten identifiziert werden, bei denen gezielt an einer Bewegungsmodifikation gearbeitet werden kann.

Die Literaturliste können Sie unter info@thesportgroup.de anfordern


An der Entwicklung des Programmes beteiligte Mitglieder des DKG Komitees Ligamentverletzngen:
Prof. Dr. Wolf Petersen, Martin Luther Krankenhaus, Berlin | PD Dr. Thore Zantop, Sporthopaedicum Straubing | Dr. Andrea Achtnich, Abt. f. Sportorthopädie, TU München | Dr. Thomas Stoffels, Unfallkrankenhaus Berlin | Dr. Andree Ellermann, Arcus Sportklinik, Pforzheim | Dr. Thomas Patt, Orthopedium, Delft, Niederlande | Dr. Tobis Jung, Charité, Berlin | Dr. Ralf Akoto, Klinikum St. Georg, Hamburg | Prof. Dr. Peter Müller, Klinikum der Universität München | Prof. Dr. Andreas Imhoff, Klinik und Poliklinik für Sportorthopädie, TU München | Prof. Dr. Mirco Herbort, Universitätsklinikum Münster | Dr. Amelie Stöhr, OCM, München | PD Dr. Jürgen Höher, Köln | Dr. Raymond Best, Sportklinik Stuttgart |Elmar Herbst, Dept. of Sportstrauma, University of Pittsburgh | Dr. Thomas Stein, Sporttraumatologie, BG Klinik Frankfurt a. M. | Theresa Diermeier, Abt. f. Sportorthopädie, TU München | Dr. Julian Mehl, Abt. f. Sportorthopädie, TU München

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Die Autoren

Prof. Dr. med. Wolf Petersen ist Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie, Spezielle Unfallchirurgie, Sportmedizin und Physikalische Therapie. Er ist Chefarzt der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Martin-Luther-Krankenhaus Berlin.

Dr. med. Thomas Stoffels ist Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie, spezielle Unfallchirurgie und Sportmedizin. Er arbeitet als Oberarzt an der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Unfallkrankenhaus Berlin.

Dr. med. Andrea Achtnich ist Fachärztin für Orthopädie und Unfallchirurgie und arbeitet an der Abteilung und Poliklinik für Sportorthopädie, Klinikum rechts der Isar, TU München.

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