Wirksamkeit der Extrakorporalen Stoßwellentherapie (ESWT) bei Stressfrakturen – ein Fallbericht der distalen Fibula

Zusammenfassung

Stressfrakturen treten bei Sportarten mit sich wiederholenden Belastungsspitzen auf. Hier zeigt sich die Rekonvaleszenz häufig sehr schleppend, sowohl bei Profisportlern als auch beim Breitensportler. Uneinigkeit herrscht weiter über das konservative Behandlungskonzept, v.a. bezüglich der Dauer der Ruhigstellung und Entlastung. Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen eines Fallbeispiels die Möglichkeit der raschen Belastungssteigerung unter Anwendung der hochenergetischen ESWT zur Beschleunigung der Knochenheilung aufzuzeigen.

Summary

Stress fractures occur commonly in sports with recurrent stress peaks. Amateur and professional athletes alike are often experiencing protracted recoveries from stress fractures. Currently, conservative treatment methods are being debated, especially with regard to the duration of immobilization. The objective of this case report is to set out the possibility of a rapid load increase while applying ESWT to eventually allow for a quicker bone healing.

Schlüsselwörter

Stressfraktur
Female Athlete Triad
Relatives Energiedefizitsyndrom im Sport
Extrakorporale Stoßwellentherapie (ESWT)

Keywords

Stress fracture
Female athlete triad
Relative energy deficiency in sport
Extracorporeal shock wave therapy (ESWT)

Übersicht

Stressfrakturen treten als häufige Überlastungsfolge vieler Sportarten mit sich wiederholenden Belastungsspitzen auf. Dabei kommt es zu einem Ungleichgewicht der Osteoblasten- und Osteoklastentätigkeit und zur „Ermüdung“ der Knochen. Auch eine hormonelle Verschiebung v.a. bei Spitzensportlern ist zu diskutieren. Dennoch kann diese Verletzung sowohl Profisportler als auch den Breitensportler treffen, und dies bevorzugt an der unteren Extremität. Beobachtet man Patienten über einen längeren Zeitraum ist offensichtlich, dass sich die Rekonvaleszenz sehr schleppend darstellt. Häufig erfolgt eine längere Ruhigstellung der betroffenen Extremität mit schrittweisem Belastungsaufbau, Analgesie mittels NSAR zur Schmerzhemmung sowie Abschwellung und eine hochdosierte Vitamin D- und ggf. Calcium-Gabe zur Verbesserung des Knochenstoffwechsels. Eine Bisphosphonatgabe kann grundsätzlich diskutiert werden, müsste jedoch bei dieser Indikation ohne Zulassung angewendet werden (Off label use) und wird auf Grund der nicht unerheblichen Nebenwirkungen nur in Einzelfällen erwogen. Bei sehr stark verschobenen Frakturen, die sehr selten auftreten, ist ein operatives Vorgehen indiziert. Im Leistungssportbereich scheint sich die ESWT zur Beschleunigung der Knochenheilung anzubieten, damit eine deutlich kürzere Entlastungsphase und eine wesentlich raschere Rückkehr zum sportartspezifischen Training möglich sind.

Einleitung

Stressfrakturen wurden bereits im Jahr 1855 durch den preußischen Heeresarzt Breithaupt diagnostiziert. Er beobachtete im Zuge langer Märsche schmerzhaft geschwollene Füße, „die Marschfraktur” [5]. Die erste Erwähnung der Stressfraktur der Fibula nimmt Mc Phee im Jahre 1946 vor [18], Devas beschreibt im Jahre 1958 erstmals die tibiale Stressfraktur; als dieser 50 Sportler untersuchte [7]. Im Laufe der Zeit erfolgte diese Diagnose immer öfter, v.a. bei Sportarten mit repetitiver Belastungsspitze wie bspw. beim Turnen, Ballett und Tanzen. Dabei war überproportional häufig die untere Extremität betroffen, und dies eher beim weiblichen Geschlecht [4][23]. Gleiches wurde auch in einer Studie im Rahmen der Olympischen Spiele in Rio De Janeiro 2016 belegt, als insgesamt 1101 Verletzungen der 11274 aktiven an der Studie teilnehmenden Sportler dokumentiert wurden. Darunter wurden 9 Stressfrakturen (36%) und 16 Stressreaktionen (64%) bei 18 Athletinnen und 7 Athleten im Alter von 18-32 Jahren aufgedeckt. Diese Stressverletzungen traten hauptsächlich an der unteren Extremität (84%) auf, davon 44% tibial, 12% metatarsal sowie 8% an der Lendenwirbelsäule. Die meisten Verletzten waren Leichtathleten (44%), Volleyballer (16%) und Kunstturner (12%). Die Studie belegt die Bedeutung der frühen MRT zur Aufdeckung der knöchernen Veränderungen [11]. Vereinzelt betrifft die Stressfraktur aber auch die obere Extremität, die im Bereich des Tennissportes oder auch beim Gewichtheben nachgewiesen wurde [17][21][22].

Definition

Was genau ist eine Stressreaktion? Eine Stressreaktion tritt auf, wenn ungewohnte Belastungen bei bspw. höherer Trainingsintensität bestehen, und die Knochenbelastbarkeit überschritten wird. Das Knochengewebe hat dabei nur sehr begrenzt die Möglichkeit sich anzupassen, das Remodelling der Kortikalis und eine Trabekelausrichtung ist auf Grund der repititiven Belastungen nur unzureichend möglich. Kommt der Knochenstoffwechsel und die osteoblastische sowie osteoklastische Aktivität aus dem Gleichgewicht, entstehen Knochenmarksreaktionen mit Drucksteigerung im Markraum mit verminderter Perfusion. Der Patient bemerkt Belastungsschmerzen [3]. Erfolgt eine weitere hohe Belastung, kann es zum Bruch der Kortikalis, also zur Stressfraktur kommen. Weitere intrinsische Risikofaktoren begünstigen die Situation: niedriger BMI, endokrine Störungen (v.a. Vitamin D Mangel, Hyperparathyreoidismus, Zyklusstörungen der Frau, Eisenstoffwechselstörungen) sowie biomechanische Auffälligkeiten des Fußes, Beinlängendifferenzen, muskuläre Dysbalancen. Zu den extrinsischen Risikofaktoren zählen bspw. das Sportgerät (Laufschuhe), Untergrund, Schlafmangel, Alkohol und Rauchen [4][23]. Zudem rückten das „Relative Energiedefizitsyndrom im Sport” (RED-S) sowie die „Triade der sporttreibenden Frau” (Female Athlete Triad, FAT) in den Fokus als tragende Faktoren für die Entstehung von Stressreaktionen des Knochens. Dabei sind v.a. Patienten mit niedrigem BMI von einem Energiemangelsyndrom betroffen. Damit zusammenhängend sind hormonelle Fehlregulation des Knochenstoffwechsels als Grundlage für eine Verminderung der Knochendichte [13][16].

Klinisches Vorgehen

Betroffene Patienten stellen sich mit zunehmenden oder akuten Belastungsschmerzen vor. Essenziell ist hier die genaue Anamnese. Zu Fragen ist nach der Sportart, nach repetitiven, häufigen und submaximalen Belastungen bei nur kurzer Erholungsphase, Änderungen der Belastungsdauer oder -intenstität, Schmerzen in Ruhe, Zyklusstörungen bei der Frau, Essgewohnheiten. Besteht lokal Druckdolenz an der Tibia, der Fibula, dem Os naviculare, Mittelfuß oder den Sesambeinen, ggf. auch eine Weichteilschwellung? Sehr sensitiv ist aus unserer Erfahrung auch der lokale Klopfschmerz des betroffenen Knochens, der an diesen typischen Zonen gut palpiert werden kann. Im Rahmen einer sonographischen Untersuchung lassen sich ggf. eine Periostabhebung und ein perifokales Ödem nachvollziehen. Die konventionelle Röntgendiagnostik spielt zunächst eine untergeordnete Rolle, da diese in den ersten vier Wochen unauffällig ist und sich erst danach ggf. eine Kallusbildung diagnostizieren lässt. Besteht der Verdacht auf eine Stressreaktion, ist die MRT sehr sensitiv und spezifisch, zudem kann eine Einteilung in vier Schweregrade erfolgen (s.u.) [9][25].

Klassifikation

Stressfrakturen treten an unterschiedlichen Lokalisationen auf. In Abhängigkeit von ihrem typischen Verlauf empfiehlt sich, sogenannte „low-risk stress fractures” von „high-risk stress fractures” zu unterscheiden [4][15], da dies für die Wahl der Therapie relevant ist. Niedrigrisikofrakturen („Low-risk-fractures“) sind beispielsweise lokalisiert am Wadenbein, am Fersenbein, an den II-IV Mittelfußknochen, den Rippen oder auch an der Clavicula, welche in der Regel nach einer Traingspause relativ unkompliziert ausheilen [6].

Zu Hochrisikofrakturen („High-risk-fractures”) zählen beispielsweise Frakturen des fünften Mittelfußknochens, der Tibia, des Innenknöchels und auch der Kniescheibe, des Femurhalses oder des ossa sesamoidea, welche einer deutlich längeren Ruhigstellung und ggf. auch einer operativen Versorgung bedürfen, da häufig eine verzögerte Knochenbruchheilung und ein komplizierter Verlauf zu beobachten ist [6][14].

Die zuverlässigste Diagnosestellung der Stressreaktionen und -frakturen erfolgt v.a. in der frühen Phase mittels MRT. Relevante Differentialdiagnosen wie M. Köhler, Osteomyelitis, Osteosarkom und Osteoidosteom sind gut abgrenzbar. Zudem ermöglicht die MRT eine zuverlässige Gradeinteilung in 4 Schweregrade, wie Tabelle 1 zeigt. Bei einer Verletzung Grad I besteht ein periostales Ödem (Fettunterdrückung, T2-gewichtet), bei Grad II ist ein periostales und Marködem (T2-Wichtung) zu sehen, bei Grad III ein Markraumödem in T1- und T2-Wichtung positiv, es besteht hier also eine Stressfraktur im engeren Sinne. Zeigt sich der Grad IV, spricht man von einer Fraktur [3][9].

Therapie

Abhängig vom Schweregrad und der Lokalisation der Verletzungen werden verschiedene Therapieansätze angewandt. Generell kann festgehalten werden, dass bei Verletzungen vom Grad I und II (= Stressreaktion) die Behandlung konservativ mittels Trainingspause von 3-6 Wochen erfolgt, bei Stressfrakturen des Grades III und IV und auch Hochrisikofrakturen von 12-16 Wochen, was somit im Prinzip eine ganze Wettkampfsaison kosten kann [Tabelle 1[19].

Tabelle 1. Klassifikation der Stressfrakturen nach Arendt and Griffiths.

Grad der Verletzung MRT Resultat Dauer der Trainingspause (Wochen)
1 STIR positiv 3
2 STIR und T2 Wichtung positiv 3-6
3 T1 und T2 Wichtung positiv 12-16
4 T1 und T2 Wichtung positive mit Kortikalisunterbrechung/Frakturlinie 16

Bei Hochrisikofrakturen kann zudem eine weitere Therapie nötig sein, um eine Konsolidierung der Fraktur zu erreichen. Dies umfasst beispielsweise eine Gipsversorgung für 6 Wochen bei nicht dislozierter Fraktur der Basis Metatarsale V (Jones-Fraktur) und des Os naviculare, bei Dislokation kann eine Zugschraube erwogen werden. Bei betroffener Tibiavorderkante sollte eine Trainingspause über mehrere Monate eingehalten werden, evtl. eine Herdanfrischung mit Spongiosaplastik oder auch eine Marknagelversorgung durchgeführt werden. Schenkelhalsfrakturen werden in der Regel operativ versorgt [2][20].

Neben der Substitution von Calcium- und Vitaminpräparaten wird auch zunehmend die fokussierte ESWT in die sportorthopädische konservative Therapie aufgenommen. Deren Wirksamkeit zur Knochenheilung wurde bereits in klinischen Studien belegt. Ein positiver Effekt auf die knöcherne Konsolidierung ist in 70–71% der Fälle nachgewiesen [1][8].

Stoßwellen sind hochenergetische Druckwellen, die durch positive Druckamplituden und einen steilen Anstieg des Drucks gegenüber der Umgebung gekennzeichnet sind. Die Generatoren der ESWT erzeugen die Schalldruckwellen dabei elektrohydraulisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch. Wir verwendeten das Gerät Duolith SD-1 der Fa. Storz. Die Energie kann dann vom Ort der Erzeugung, also außerhalb des Körpers, über Ultraschallgel in tiefe Gewebeschichten übertragen und fokussiert werden. Durch die zur Knochenheilung verwendeten hochenergetischen Stoßwellen werden Zellen aktiviert und Heilungsprozesse beschleunigt, ohne bei sachgemäßer Anwedung Nebenwirkungen zu erzeugen. Klassische Indikationen neben den Stressfrakturen sind auch die Pseudarthrosen, die Tendinitis calcarea, die radiale und ulnare Epicondylopathie, und die Plantare Fasziitis [12]. In prospektiven Studien wurden positive Effekte der ESWT bei diesen und weiteren Pathologien nachgewiesen [24]. Es stellt ein nicht invasives und einfach verfügbares Verfahren zur Stimulierung der Angiogenese und Osteogenese dar, dessen Outcome gleich dem operativer Verfahren ist [10].

Fallbeispiel

Zusammenfassung

Eine 61jährige Langstreckenläuferin (2 Marathons/a in den vergangenen 14 Jahren) stellte sich mit akuten Belastungsschmerzen im Bereich der linken Fibula vor. Zum Zeitpunkt der Verletzung absolvierte sie eine Laufbelastung von ca 50-55 km/Woche; in der Wettkampfvorbereitung steigerte die Patientin ihr Pensum auf 80-90 km/Woche. Nach MRT befundlicher Diagnose einer Stressfraktur der distalen Fibula erfolgte die konservative Therapie mittels schmerzadaptierter Vollbelastung sowie die fünfmalige Durchführung einer hochenergetischen, fokussierten extrakorporalen Stoßwellentherapie (ESWT) im wöchentlichen Abstand. Hierunter zeigte sich eine rasche Beschwerdefreiheit und volle Belastbarkeit bei regelrechter Knochenheilung.

Anamnese: Die Patientin stellte sich zunächst mit Schmerzen im Bereich des linken OSG vor, nachdem sie auf Grund sehr eisiger Verhältnisse im Januar mit Grödel über 10 km gelaufen sei. Zudem habe sie eine Schwellung im Bereich der distalen Fibula bemerkt. Medikamente wurden nicht eingenommen, Vorerkrankungen waren keine bekannt. Bei der körperlichen Untersuchung bestand deutliche Druckdolenz und klar lokalisierbarer Klopfschmerz im Bereich der distalen Fibula dia-metaphysär linksseitig sowie eine Schwellung des OSG mit im Seitenvergleich ca. 2 cm Umfangsvermehrung an der Fibulaspitze. Das OSG sowie USG zeigte sich stabil, ein Talusvorschub bestand nicht. Die Rückfußposition war regelrecht, die Rückfußsehnen ohne Funktionseinschränkung. Eine deutliche Einschränkung bestand in der Dorsalextension sowie in der Eversion. Sonografisch zeigte sich eine subperiostale Schwellung als mögliches Zeichen eines Hämatoms mit fraglicher Unterbrechung des Periosts. Zur weiteren Abklärung erfolgte eine MRT des linken OSG. Dieses ergab eine frische Stressfraktur der distalen Fibula im Bereich der distalen Diaphyse und Metaphyse ohne Nachweis einer Dislokation mit periossärer Weichteilödematisierung (Grad IV nach Arendt und Griffiths) (vgl. Abb. 1Abb. 2).

Abbildung 1. Koronares Schnittbild (cor/pd).

Abbildung 2. Sagittales Schnittbild (sag/pd).

Therapie

Bei der aus dem Ausdauersport kommenden Patientin wurde nach Abwägung aller Risiken ein umfassendes Therapiekonzept erstellt, in dem eine vollständige Ruhigstellung der betroffenen Extremität vermieden werden sollte. Das Ziel war, die Entlastugszeit auf ein Minimum zu verkürzen, um dadurch Atrophien der Muskulatur, Kontrakturen des OSG sowie allgemeine Leistungsverluste zu vermeiden. Der Patientin wurde ein Kompressionsstumpf Klasse I (Gilofa®) sowie eine modulare Stabilorthese der Fa. Otto Bock (Malleo Tristep®) angelegt, mit der sie von Anfang an im Alltag voll belasten durfte. Auf eine Thromboseprophylaxe konnte somit verzichtet werden. Zudem erfolgte die Einnahme von Enzymen (Bromelain, Trypsin, Rutosid-Trihydrat- Wobenzym®) 3×2/d zur Abschwellung sowie die Einnahme von Calcium 500 mg, Vitamin E 500 mg, Vitamin C 1000 mg je einmal täglich und Vitamin D3 20.000 IE/1x Wo. Auf eine Analgetikaeinnahme verzichtete die Patientin.

Am vierten Tag nach Diagnosestellung wurde mit der fokussierten Stoßwellentherapie mit 0,2 bis 0,3mj/mm2 und je 3000 Stößen begonnen, die die Patientin von Woche zu Woche besser tolerierte. Zeitgleich begann die Patientin mit der medizinischen Trainingstherapie einmal wöchentlich zum Erhalt der Muskulatur.

Auf Grund des Alters erfolgte der Vollständigkeit halber auch eine internistisch rheumatologische Vorstellung zur Abklärung einer Osteoporose, um eine ggf. nötige Therapie einzuleiten. Die in diesem Rahmen durchgeführte Knochendichtemessung ergab eine Osteopenie, welche über eine Anpassung der Calciumaufnahme von 1000 mg/Tag kompensiert werden sollte. Das zusätzlich durchgeführte umfangreiche Labor ergab neben einem erwartungsgemäß erniedrigten Östradiol (<5,0pg/ml) bei FSH 46,4 miU/ml und erniedrigtem Testosteron (<0,09 nmol/l) keine weiteren nennenswerten Auffälligkeiten. Auch der Vitamin D Spiegel und das Serum Calcium waren normwertig.

Ergebnis

Das klinisch-funktionelle Outcome im Rahmen der Behandlung mittels ESWT haben wir anhand des AOFAS-Ankle/Hindfoot-Scores beurteilt.

Vor der Behandlung zeigte der AOFAS Score 40 Punkte, nach drei Behandlungen lag der Score bei 70 und nach fünf Behandlungen ermittelten wir einen Wert von 100. Somit war der Wert eines gesunden Sprunggelenkes erreicht. Zur Ermittlung der Schwellung haben wir den Umfang an der Fibulaspitze im Seitenvergleich gemessen, der vor der Behandlung an der frakturierten Fibula um ca. 10% größer war als auf der Gegenseite. Nach den ersten drei Behandlungen waren die Umfänge im gleichen Bereich identisch. Die anfänglich deutlich limitierte Dorsalextension sowie Hebung des Fußaußenrandes des betroffenen Sprunggelenkes war nach der gesamten Therapie wieder seitengleich normwertig. Der anfänglich intensive Klopfschmerz wurde bereits nach der zweiten Behandlung nicht mehr angegeben. Auch das alltägliche Schmerzlevel verringerte sich nach jeder Behandlung deutlich, sodass bereits nach drei Behandlungen mittels ESWT sowohl mit als auch ohne Orthese kaum noch Schmerzen vorhanden waren und bereits eine Schrittzahl von ca 10.000 am Tag möglich war. Radfahren war ab der 3. Behandlungswoche erlaubt und der Patientin beschwerdefrei möglich. Nach drei Behandlungen (ab der 4. Woche) wurde bereits von der Stabilorthese auf den elastischen Anteil reduziert. Im Rahmen der Trainingstherapie wurden ab der 4. Wochen schon kurze Läufe (10- 15 Min.) auf dem Laufband begonnen, die ebenfalls beschwerdefrei toleriert wurden. Am Ende der Behandlung legte die Patientin bereits 15.000 Schritte am Tag zurück. Ein zwischenzeitlich durchgeführtes Kontroll-Röntgenbild zeigte keine sekundäre Dislokation. Die sechs Wochen nach Beginn der Therapie durchgeführte MRT zeigte eine nahezu vollständige Konsolidierung des Knochens (vgl. Abb. 3 und Abb. 4).

Abbildung 3. Koronares Schnittbild (cor/pd).

Abbildung 4. Sagittales Schnittbild (sag/pd).

In den Kontrolluntersuchungen konnte eine muskuläre Atrophie der Ober- und Unterschenkelmuskulatur ausgeschlossen werden. Im Nebenaspekt betonte die Patientin, dass sich das Behandlungskonzept auch enorm positiv auf ihre mentale Situation ausgewirkt habe. Das sportartspezifische Training konnte ab der 7. Woche wieder aufgenommen werden.

Schlussfolgerung

Nach Diagnosestellung einer Stressfraktur muss unter Berücksichtigung aller differentialdiagnostischer Überglegungen (Geschlecht, Hormonsituation, Ernährungsstatus, Lokalisierung, Compliance) abgewogen werden, welches Behandlungskonzept für die jeweilige Patientin oder den jeweiligen Patienten sinnvoll ist. Die Dauer der Entlastung und Ruhigstellung ist für die weitere Karriere leistungsbetimmend und sollte deshalb möglichst reduziert werden. Außer dem muskulären Abbau, dem Verlust koordinativer Fähigkeiten und der Verschlechterung der Mobilität eines Gelenks ist die mangelnde Stimulation des Knochenmetabolismus und damit das Risiko einer Inaktivitätsosteopenie oder -osteoporose zu bedenken. Auch die mentale Belastung des ambitionierten Sportlers durch die Trainingspause ist von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Wie in diesem Fallbeispiel gezeigt wurde, kann die ESWT einen großen Beitrag dazu leisten, die Knochenheilung zu beschleunigen und die Entlastungszeit zu reduzieren. Vorteile dieses Verfahrens sind die einfache Anwendbarkeit, die kurze Behandlungsdauer sowie die rasche Schmerzreduktion. Eine schnellere Belastbarkeit und dadurch eine raschere Rückkehr des Sportlers zum sportartspezifischen Training wird dadurch möglich. Risiken bei der Behandlung bestehen an den Extremitäten bei richtiger Anwendung nicht. Eine nach Behandlungsabschluss durchgeführte MRT kann die zügige und ungestörte Knochenheilung trotz der erlaubten Vollbelastung über die gesamte Behandlungsdauer bestätigen.

Auf Grund der Tatsache, dass das Behandlungsverfahren relativ kostenintensiv ist, kommt es nach unserer Erfahrung in Deutschland bei dieser Indikation noch zu zögerlich zum Einsatz. Die Übernahme der Kosten seitens der Krankenkassen erfolgt eher im Rahmen einer Einzelfallentscheidung, sodass der Patient in der Regel die gesamten Kosten tragen muss. Angesichts der doch eindeutigen wissenschaftlich belegten Wirksamkeit in Bezug auf den Knochenstoffwechel und des gleichzeitig geringen Risikos der Behandlung sollte die Stoßwellentherapie dem Patienten in den hier beschriebenen Fällen aus unserer Sicht aber immer angeboten werden.