Kreuzbandrisse treten im Feld- und Hallensport immer häufiger auf und treten auf 3-6 mal häufiger bei Mädchen und Frauen als bei Jungen und Männern. Doch selbst nach einer chirurgischen Rekonstruktion und einer offensichtlich erfolgreichen Rehabilitation erreichen zwei Drittel der Sportlerinnen nicht wieder das Trainings- und Wettkampfniveau vor der Verletzung, ein Viertel erleidet eine zweite Kreuzbandverletzung und 50-90% entwickeln in den folgenden 10–15 Jahren eine Kniearthrose.
Angesichts der zunehmenden Häufigkeit und der langfristigen Folgen von Verletzungen haben Bemühungen zur Reduzierung des ACL-Verletzungsrisikos für alle im Frauensport tätigen Personen höchste Priorität.
Was verursacht einen Kreuzbandriss?
Bei Feld- und Hallensportarten ereignen sich die meisten Kreuzbandverletzungen ohne Spielerkontakt, typischerweise bei heftigen Richtungswechseln, Abbremsungen oder Landemanövern. Zum Zeitpunkt der Verletzung ist häufig ein dynamischer Valgus des Knies (nach innen knickendes Knie), eingeschränkte Kniebeugung, eine seitliche und gedrehte Rumpfposition und ein flacher Fußkontakt mit dem Boden zu beobachten.
Am Knie tritt die maximale ACL-Belastung als Folge multiplanarer Kräfte auf, darunter eine vordere Tibiaschubkraft, ein Knievalgusmoment und interne Tibiarotationsmomente. Zu den biomechanischen Faktoren, die mit einem erhöhten Risiko einer erstmaligen ACL-Verletzung in Zusammenhang stehen, zählen größere Knievalgusmomente und maximale vertikale Bodenreaktionskräfte; bis vor kurzem waren diese Faktoren jedoch außerhalb des Labors schwer zu messen.
Warum sind Mädchen und Frauen anfälliger?
Da die Teilnehmerinnenzahl und die Sichtbarkeit des Frauensports auf Eliteniveau zunimmt, werden die Unterschiede bei der Häufigkeit von Kreuzbandverletzungen zwischen Frauen- und Männerwettbewerben immer deutlicher.
Historisch, Biologische und anatomische Faktoren sind für die überproportional höhere Rate an Kreuzbandverletzungen bei Frauen als bei Männern verantwortlich. Obwohl einige biologische Aspekte wahrscheinlich eine Rolle spielen – beispielsweise kann eine schmale interkondyläre Kerbe das Kreuzband beeinträchtigen und kleinere Kreuzbandvolumina können eine geringere Zugfestigkeit aufweisen –, fehlen für die meisten biologischen Faktoren wie Femur-Q-Winkel und hormonelle Unterschiede Beweise.
Da die Teilnehmerinnenzahl und die Sichtbarkeit des Frauensports auf Eliteniveau zunimmt, werden die Unterschiede bei der Häufigkeit von Kreuzbandverletzungen zwischen Frauen- und Männerwettbewerben immer deutlicher.
Kraft und biomechanische Faktoren wurden umfassend untersucht und Frauen weisen im Allgemeinen eine geringere Muskelkraft und eine höhere ACL-Belastung auf als Männer. Viele Praktiker gehen fälschlicherweise davon aus, dass Frauen aufgrund ihres Geschlechts grundsätzlich einem höheren Risiko ausgesetzt sind, doch Kraft und Biomechanik sind weitgehend veränderbare Eigenschaften.
Frauen weisen im Allgemeinen eine geringere Muskelkraft und eine höhere ACL-Belastung auf als Männer. Kraft und Biomechanik sind jedoch weitgehend veränderbare Eigenschaften.
In fast allen Sportarten – vom Breitensport bis zum Spitzensport – haben Mädchen und Frauen im Vergleich zu ihren männlichen Kollegen weniger Zugang zu Trainingseinrichtungen, Ressourcen (einschließlich Coaching) und medizinischer Versorgung. Darüber hinaus sind Frauen in der sport- und trainingsmedizinischen Forschung unterrepräsentiert, was unser Verständnis prädisponierender Risikofaktoren einschränkt und die Fähigkeit von Trainern und Therapeuten beeinträchtigt, einen evidenzbasierten Ansatz für Training und Rehabilitation umzusetzen.
Können wir einer Kreuzbandverletzung vorbeugen?
Eine Metaanalyse von Metaanalysen (eine Meta-Metaanalyse?) ergab, dass Programme zur Vorbeugung von Kreuzbandverletzungen das Risiko von Kreuzbandverletzungen ohne Körperkontakt bei Sportlerinnen um zwei Drittel senken. Insbesondere bei Fußballerinnen gibt es Hinweise darauf, dass mehrteilige „neuromuskuläre“ Trainingsprogramme die Kreuzbandverletzungsrate um 45 % senken. Die Einhaltung dieser Programme ist jedoch schlecht und die Verletzungsraten zeigen außerhalb dieser kontrollierten Studien nur begrenzte Anzeichen für einen Rückgang.
Vielleicht sind Trainingsprogramme, die bei Sportlern auf niedrigerem Niveau wirksam sind, in der komplexeren Welt des Spitzensports nicht effektiv oder durchführbar?
Beispielsweise erfüllt weniger als 1 von 3 dieser Programme die Richtlinien für Kraft und 67% die Richtlinien für plyometrisches/Krafttraining. Man könnte auch argumentieren, dass unser verbessertes Verständnis der Verletzungsprävention nicht mit den gestiegenen Anforderungen von Training und Wettkampf Schritt halten kann.
In unserer kürzlich durchgeführten systematischen Überprüfung (Lima, in Überprüfung) zeigen wir jedoch, dass Programme zur Vorbeugung von Kreuzbandverletzungen ebenfalls keine Veränderung der Biomechanik der unteren Extremitäten bei risikoreichen Aufgaben bewirken. Dies wirft die Frage auf: Durch welche Mechanismen verhindern sie Kreuzbandverletzungen?
Einsatz feldbasierter Technologie zur Identifizierung von Sportlerinnen mit einem Risiko für eine Kreuzbandverletzung
Das Verständnis der Faktoren, die das Verletzungsrisiko eines Sportlers erhöhen, ist der erste Schritt zur Entwicklung gezielter Maßnahmen zur Verletzungsprävention. Bis vor kurzem gab es keine Studien, die die Risikofaktoren für Kreuzbandverletzungen bei australischen Spitzenfußballerinnen untersuchten – wobei die ersteren anscheinend die höchste Kreuzbandverletzungsrate aller Sportarten weltweit aufweisen.
Mithilfe einer 10-minütigen feldbasierten Testbatterie in der Vorsaison testeten wir bei 322 Elite-Fußballerinnen die isometrische Kraft der Hüftabduktoren und -adduktoren, die exzentrische Kraft der Kniebeugemuskeln, die Kinetik des bilateralen Gegenbewegungssprungs (CMJ) und die Kinematik des einbeinigen dreifachen vertikalen Sprungs mithilfe von VALDs ForceFrame, NordBord, ForceDecks und den HumanTrak, jeweils (Collings et al., 2022). [1] In den darauffolgenden 18 Monaten wurden alle ohne Kontakt erfolgten Kreuzbandverletzungen aufgezeichnet, um herauszufinden, inwiefern sich Spieler mit und ohne Verletzung unterscheiden.
A. Isometrische Kraft der Hüftadduktoren und -abduktoren (ForceFrame).
B. Exzentrische Kniebeugekraft während der nordischen Hamstring-Übung (NordBord).
C. Bilaterale CMJ auf tragbaren Kraftmessplatten (ForceDecks).
D. Einbeinige dreifache vertikale Sprungkinematik unter Verwendung eines markerlosen Bewegungserfassungssystems (HumanTrak).
Was haben wir gefunden?
Die Ergebnisse zeigten, dass eine Reihe von Faktoren mit einem erhöhten Risiko einer zukünftigen ACL-Verletzung ohne Kontakt verbunden waren, und zwar:
- Kraftverhältnisse zwischen Adduktoren und Abduktoren im unteren Hüftbereich,
- größerer vertikaler Sprung, dynamischer Knievalgus und ipsilateraler Rumpfflexionswinkel,
- größere CMJ-Spitzenstartkräfte und
- frühere ACL-Verletzung.
Normative Daten zu allen unseren Testergebnissen finden Sie Hier.
Hüftkraft
Spieler mit im Verhältnis zu ihren Adduktoren stärkeren Hüftabduktoren unterliegen einem höheren Risiko für zukünftige ACL-Verletzungen (1,97-fach höheres Verletzungsrisiko pro 14%-Abnahme des isometrischen Adduktoren-zu-Abduktoren-Kraftverhältnisses).
Der Mechanismus, der diesen Zusammenhang erklärt, ist unklar. Allerdings kann ein Ungleichgewicht zwischen diesen beiden Muskelgruppen die Koordination des Hüftgelenks bei risikoreichen Aufgaben wie Springen und Richtungswechseln beeinträchtigen.
Kinematik des dreifachen vertikalen Sprungs auf einem Bein
Eine Landung mit stärkerem dynamischem Knievalgus und ipsilateralen Rumpfbeugewinkeln (d. h. in Richtung des Standbeins) erhöhte das Risiko einer nachfolgenden ACL-Verletzung erheblich. Dynamischer Knievalgus entsteht durch die Kombination von Innenrotation und Adduktion der Hüfte, Knieabduktion und Knöcheleversion.
Frauen weisen bei Landeaufgaben mit hohem Risiko typischerweise einen stärkeren dynamischen Valgus des Knies auf als Männer, allerdings sind die Belege für einen Zusammenhang mit dem Risiko einer ACL-Verletzung weniger eindeutig. Die ipsilaterale Rumpfflexion erhöht das Knieabduktionsmoment durch Vergrößerung des Hebelarms des Rumpfs relativ zum Kniegelenk, was auch die ACL-Belastung erhöhen kann.
Diese Daten weisen darauf hin, dass Strategien zur Verringerung des dynamischen Valgus des Knies und der seitlichen Rumpfbeugung bei der Landung auf einem Bein das Risiko künftiger Verletzungen des vorderen Kreuzbandes verringern können.
CMJ-Kinetik
Spieler, die beim Absprung höhere CMJ-Spitzenkräfte erzeugten, hatten ein deutlich höheres Risiko für eine nachfolgende ACL-Verletzung als Spieler mit geringeren Kräften. Quadrizeps und Gastrocnemius tragen wesentlich zu den vertikalen Bodenreaktionskräften beim Springen bei, und diese Muskeln sind auch für die Erzeugung der Hauptlast auf das ACL bei der Landung und beim Richtungswechsel verantwortlich.
Vielleicht erhöht das Training zur Stärkung und Hypertrophie des Quadrizeps und Gastrocnemius zur Verbesserung der Sprungleistung unwissentlich das Risiko einer ACL-Verletzung?
Trotz dieser Möglichkeit ist die Reduzierung der Sprungkräfte zum Schutz vor dem Risiko einer Kreuzbandverletzung für Spieler, die auf höchstem Niveau spielen möchten, offensichtlich ein kontraproduktiver Ansatz. Stattdessen können Sportlerinnen, die hohe CMJ-Kräfte erzeugen, von Interventionen profitieren, die auf die Verringerung der Kniegelenkbelastung oder den Aufbau der Muskeln abzielen, die das Kreuzband „entlasten“ können (d. h. die Oberschenkelrückseiten, Gesäßmuskeln und Soleus).
Abbildung 5 zeigt die prognostizierte Wahrscheinlichkeit einer ACL-Verletzung über einen Bereich von Kraft- und Biomechanikwerten. Die prognostizierten Wahrscheinlichkeiten wurden aus univariaten (unbereinigten) logistischen Regressionsmodellen abgeleitet. Die horizontale gestrichelte Linie zeigt das Basisrisiko (5,4%) an, und der Schnittpunkt mit der prognostizierten Wahrscheinlichkeit zeigt den Wert an, bei dem das ACL-Verletzungsrisiko im Verhältnis zum Basisrisiko steigt/sinkt. Werte, die den prognostizierten Wahrscheinlichkeiten einer ACL-Verletzung von 2%, 5,4%, 10%, 15% und 20% entsprechen, sind auf der Kurve mit schwarzen Punkten hervorgehoben. Der untere Bereich zeigt die Verteilung der Daten zu einzelnen ACL-Verletzungen und -Unverletzten. Abbildung repliziert von Collings et al. 2022. [2]
Kombination feldbasierter Maßnahmen verbessert Einschätzung des Verletzungsrisikos
In Kombination mit einem multivariablen klinischen Vorhersagemodell konnte unsere feldbasierte Screening-Batterie fast 4 von 5 Spielern, die sich eine nachfolgende ACL-Verletzung zuzogen, korrekt identifizieren.
Allerdings waren die einzelnen Variablen für sich genommen nur geringfügig besser bei der Vorhersage von Verletzungen als ein Münzwurf. Dies ist ein wichtiger Punkt, den man verstehen muss, wenn man das Verletzungsrisiko eines Spielers einschätzen möchte.
Einzelne Variablen sind schlechte Indikatoren für das Verletzungsrisiko, da sie die Komplexität der Verletzung nicht erfassen und die großen Unterschiede zwischen einzelnen Personen nicht berücksichtigen können. Um das Verletzungsrisiko wesentlich genauer beurteilen zu können, müssen eine Reihe von Tests durchgeführt und wichtige Variablen in einem multivariablen Modell kombiniert werden. Dies kann jedoch nur mit großen Datensätzen von Personen und ihren Verletzungsaufzeichnungen erreicht werden. Die Entwicklung und Validierung solcher Modelle ist ein spannendes Forschungsgebiet, das dann für den Einsatz in der klinischen Praxis übertragen werden kann.
Wie steht es mit Asymmetrien zwischen den Gliedmaßen hinsichtlich Kraft und Biomechanik?
Wir fanden keine überzeugenden Beweise dafür, dass Asymmetrien zwischen den Beinen in Bezug auf Kraft und Biomechanik mit dem Risiko einer ACL-Verletzung in Zusammenhang stehen. Sowohl bei später verletzten als auch bei nicht verletzten Spielern zeigten sich Asymmetrien von 10-20% in der Kraft der unteren Gliedmaßen und von 10-50% in den CMJ-Bodenreaktionskraftvariablen, was darauf schließen lässt, dass ein gewisses Maß an Asymmetrie „normal“ ist, zumindest bei Elite-Fußballerinnen.
Interessanterweise haben wir beobachtet, dass eine „nicht gerichtete“ Asymmetrie der exzentrischen Kniebeugekraft am NordBord mit einem erhöhten Risiko einer nachfolgenden ACL-Verletzung verbunden war, das stärkere Bein wurde jedoch genauso häufig verletzt wie das schwächere Bein. Eine exzentrische Kniebeugeschwäche wird häufig nach einer ACL-Rekonstruktion beobachtet und ist wahrscheinlich eher eine Folge der Operation mit Oberschenkeltransplantaten als ein unabhängiger Risikofaktor für eine Erstverletzung.
Abbildung 7 zeigt die Asymmetrie zwischen den Beinen in Bezug auf Hüftkraft, Kniebeugekraft und CMJ-Kinetik bei Spielern, die eine ACL-Verletzung erlitten haben (ACL-verletzte Spieler) und Spielern, die keine erlitten haben (unverletzte Gruppe). Unverletzte Spieler (n < 262) werden durch eine Dichtekurve dargestellt, wobei schattierte Bereiche zunehmende Asymmetrie anzeigen. Spieler, die eine ACL-Verletzung erlitten haben, werden durch schwarze Punkte dargestellt. Signifikante Variablen werden durch einen P-Wert gekennzeichnet. Abbildung repliziert von Collings et al 2022. [3]
Vorherige ACL-Verletzung
In unserer Studie war die Wahrscheinlichkeit, dass Fußballerinnen mit einer Vorgeschichte einer Kreuzbandverletzung erneut eine Kreuzbandverletzung erlitten, 9,7-mal höher als bei Spielerinnen ohne Kreuzbandverletzung. Eine frühere Kreuzbandverletzung hat sich bei Feld- und Hallensportarten von Frauen durchweg als der stärkste Prädiktor für eine spätere Kreuzbandverletzung erwiesen.
Bei Fußballerinnen mit einer Vorgeschichte einer Kreuzbandverletzung war die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Kreuzbandverletzung 9,7-mal höher als bei Spielerinnen ohne diese Vorgeschichte.
Obwohl die Mechanismen, die zu den hohen Rückfallraten von Verletzungen führen, noch nicht vollständig verstanden sind, wir haben bereits gezeigt dass Sportlerinnen Defizite in der Struktur und Funktion der unteren Gliedmaßen aufweisen, die noch viele Jahre nach der Verletzung bestehen bleiben.
Interessanterweise neigen zuvor verletzte Sportler dazu, ein ausgeprägtes körperliches Profil aufzuweisen, das durch Asymmetrien zwischen den Beinen hinsichtlich der exzentrischen Kniebeugekraft, der isometrischen Hüftabduktionskraft und der maximalen Landekräfte gekennzeichnet ist, was sie mit 93%-Genauigkeit von nicht verletzten Spielern unterscheidet.
Abbildung 8 zeigt ROC-Kurven für univariable und multivariable logistische Regressionsmodelle und fasst ihre Fähigkeit zusammen, zwischen Spielern mit und ohne Vorgeschichte einer vorderen Kreuzbandrekonstruktion (ACLR) zu unterscheiden. Abbildung repliziert von Collings et al. 2021. [4]
Unsere jüngsten systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse Außerdem wurden chronische Defizite bei mehreren mit Kraftmessplatten ermittelten Messungen der vertikalen Sprungleistung festgestellt, die weit über den Abschluss einer anscheinend erfolgreichen Rehabilitation hinaus anhielten. Bei bilateralen Sprungaufgaben zeigen Personen mit einer Vorgeschichte von ACLR eine Entlastungsstrategie, bei der sie ihr unverletztes kontralaterales Glied bevorzugen, wahrscheinlich als Schutzmechanismus, um das verletzte Glied vor übermäßiger Krafteinwirkung zu schützen.
Bei bilateralen Sprungaufgaben zeigen Personen mit einer Vorgeschichte von ACLR eine Entlastungsstrategie, bei der sie ihr unverletztes kontralaterales Bein bevorzugen.
Beim einseitigen Springen zeigte das ACLR-Gliedmaß einen Mangel an explosiver Kraft, wobei Defizite bei allen Sprungarten und von Kraftmessplatten abgeleiteten Messwerten zu beobachten waren. Es bedarf weiterer Untersuchungen, um zu verstehen, ob diese Defizite das Risiko einer erneuten Verletzung erhöhen und ob sie durch gezieltes Training behoben werden können.
Abbildung 9 zeigt eine Übersicht über Metaanalysen aus Dutaillis et al 2023. [5] Auf der linken Seite sind standardisierte Mittelwertdifferenzen (SMD; Kreise) mit 95%-Konfidenzintervallen (95% CI; Fehlerbalken) dargestellt, wobei ein negativer Effekt einen niedrigeren Wert in der Gliedmaße oder Person mit rekonstruiertem vorderen Kreuzband (ACLR) darstellt. Grüne Kreise stellen Vergleiche von ACLR-Gliedmaßen/Personen mit unverletzten Kontrollen dar. Blaue Kreise stellen Vergleiche von ACLR-Gliedmaßen mit unverletzten kontralateralen Gliedmaßen dar. Auf der rechten Seite sind Werte für SMD, 95% CI, Heterogenität (I2), Anzahl der ACLR-Gliedmaßen (Anzahl der verletzten) und kontralateralen/Kontroll-Gliedmaßen (Anzahl der unverletzten) und Referenzen (Ref) für jede Metaanalyse angegeben.
Also..., wie geht es jetzt weiter?
Der Erfolg weiblicher Athletinnen auf der Weltbühne hat zu einem längst überfälligen Anstieg der Professionalität und des Ansehens des Frauensports geführt. Mädchen und Frauen stehen jedoch nach wie vor viele Hindernisse bei der Teilnahme am Sport und der Erzielung von Höchstleistungen im Weg, darunter eine inakzeptabel hohe Zahl von Kreuzbandverletzungen.
Mädchen und Frauen stehen nach wie vor vor vielen Hindernissen, wenn es darum geht, Sport zu treiben und Höchstleistungen zu erbringen, darunter eine inakzeptabel hohe Zahl an Kreuzbandverletzungen.
Trotz erheblicher Forschungsanstrengungen über mehrere Jahrzehnte hinweg basieren Präventionsstrategien für Kreuzbandverletzungen immer noch stark auf klinischen Annahmen und Expertenmeinungen und nicht auf empirischen Beweisen. Innovative, praxisbasierte Messtechnologien für Menschen, die schnelle, zuverlässige und objektive Messungen von Kraft und Biomechanik ermöglichen, bieten die Möglichkeit, die klinische Entscheidungsfindung deutlich zu verbessern.
Entsprechend entwickelte und validierte klinische Vorhersagemodelle, die auf einer Kombination dieser praxisbasierten Tests basieren, sind vielversprechend bei der Ermittlung von Sportlern, bei denen das Risiko einer Kreuzbandverletzung besteht, und könnten eines Tages möglicherweise zur Entwicklung personalisierter Strategien zur Risikominderung beitragen.
Letztendlich wird die Lösung der ACL-Verletzungskrise wahrscheinlich die Entwicklung und Anwendung robuster Tools zum Verständnis des Verletzungsrisikos der Spieler sowie die Umsetzung gezielter Trainingsinterventionen erfordern, um die zugrunde liegenden Ursachen der Verletzungen (z. B. Verletzungsmechanismen und kausale Risikofaktoren) anzugehen.
Verweise
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- Collings TJ, Bourne MN, Barrett RS, du Moulin W, Hickey JT, Diamond LE. Risikofaktoren für Verletzungen der unteren Extremitäten bei weiblichen Feld- und Hallensportarten: eine systematische Übersicht, Metaanalyse und Synthese der besten Beweise. Sports Med. 2021;51(4):759–76.
- Hewett TE, Myer GD, Ford KR, et al. Biomechanische Messungen der neuromuskulären Kontrolle und Valgusbelastung des Knies sagen das Risiko einer Verletzung des vorderen Kreuzbandes bei Sportlerinnen voraus: eine prospektive Studie. Am J Sports Med. 2005;33(4):492–501.
- Collings TJ, Diamond LE, Barrett RS, Timmins RG, Hickey JT, DU Moulin WS, Williams MD, Beerworth KA, Bourne MN. Kraft und biomechanische Risikofaktoren für kontaktlose Kreuzbandverletzungen bei Elite-Fußballerinnen: Eine prospektive Studie. Med Sci Sports Exerc. 2022 Aug 1;54(8):1242-1251. doi: 10.1249/MSS.0000000000002908.
- Maniar N, Schache AG, Sritharan P, Opar DA. Nicht das Knie umspannende Muskeln tragen zur tibiofemoralen Scherung sowie zu Valgus- und Rotationsgelenkreaktionsmomenten bei unerwartetem Seitwärtsschneiden bei. Sci Rep. 2018;8(1):2501.
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- Collings TJ, Diamond LE, Barrett RS, et al. Auswirkungen einer früheren Verletzung des vorderen Kreuzbandes, der Oberschenkelmuskulatur oder der Leiste auf die Kraft der unteren Gliedmaßen und die Sprungkinetik bei Elite-Fußballerinnen. Phys Ther Sport. 2021;52:297–304.
- Crossley KM, Patterson BE, Culvenor AG, Bruder AM, Mosler AB, Mentiplay BF. Fußball für Frauen sicherer machen: eine systematische Überprüfung und Metaanalyse von Verletzungspräventionsprogrammen bei 11.773 Fußballspielerinnen. Br J Sports Med. 2020;54(18):1089–98.
- Webster KE, Hewett TE. Metaanalyse von Metaanalysen von Trainingsprogrammen zur Reduzierung von Verletzungen des vorderen Kreuzbandes. J Orthop Res. 2018 Okt;36(10):2696-2708.
- Dutaillis B, Diamond LE, Lazarczuk SL, Timmins RG, Bourne MN. Vertikalsprungtests nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Med Sci Sports Exerc. 13. September 2023. doi: 10.1249/MSS.0000000000003298.
