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The influence of the shoe over the biomechanic of foot
 

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Dipl. Phys. Dr. rer.soz.
Thomas Obens

E-Mail:
OBENS@FUESSE-SCHUHE.DE

Wilhelmstr. 134
D-72074 Tübingen
Tel:
0049-(0)-7071-550614
Fax:
0049 (0)-7071-550615

Metatarsalgie infolge erzwungener Vorfußdeformierung

Becker, N.L.1, Obens, T.2
Orthopädische Praxisgemeinschaft, Wilhelmstraße 134, 72074 Tübingen
Privates Institut für angewandte Biomechanik, Wilhelmstraße 134, 72074 Tübingen
e-mail: beckern@tuebingen.netsurf.de

 

ZUSAMMENFASSUNG:

Erfährt der Vorfuß des Menschen durch äußere Einflüsse (z.B. Schuhe) eine langandauernde Belastungs- und/oder Form-veränderung, verändert sich die topographische Anatomie des Vorfußes. Die physiologischen Belastungsmöglichkeiten werden eingeschränkt und das Vorfußgefüge überlastet. Es resultiert daraus z.B. eine Metatarsalgie, ein Spreizfuß, ein Hallux valgus isoliert oder in Kombination mit anderen Fußfehlern und Fußübeln. Vorbeugend gegen diese Krankheitsursachen sollte der Schuh den Fuß weder in Form und Funktion einschränken noch zusätzlich belasten.

 

Das Vorfußgefüge ist derart flexibel,daß es sich bei Belastung des Fußes auch einer Hohlkehlung anpaßt.

 

PROBLEMSTELLUNG:

Zu einem wichtigen Kulturgut (als Mode- und Statussymbol) zählt der Schuh. Stehen Status und Modebewußtsein der Schuhe im Vordergrund, wird die Biomechanik des Fußes vernachlässigt, die Auswirkung auf die Gesundheit und das Wohlbefinden bleibt unbeachtet. Um den Schuh gefälliger, schmaler und kleinvolumiger zu gestalten, versucht die Schuhindustrie das tatsächliche Volumen des Fußes im Schuh zu verstecken. In vielen Fällen wird der Schuhboden zur Rinne ausgehöhlt und mit dem schmalen Schaft der Fuß in diese Rinne gedrückt; die Belastung durch das Körpergewicht unterstützt diese Zwangsstellung. Hierbei erfährt der Vorfuß eine Umkehrung seiner natürlichen Vorfußstruktur (an Stelle eines vorderen Quergewölbes bildet der Vorfuß eine "Hängebrücke"). Die gesamte funktionale Struktur des Vorfußes wird beeinträchtigt und sogar zerstört, es kommt unter anderem zum entzündlichen Spreizfuß, zur schmerzhaften Metatarsalgie und zur Instabilität des Vorfußes bei Belastung.

Belastungsvorstellungen des Vorfußes:
A: Die Brückenfunktion bleibt erhalten. Eine vordere Querwölbung ist vorhanden, die Hauptbelastung liegt auf den Strahlen 1 + 5. - aus der "älteren" Literatur: "So wird der Fuß belastet".
B: Die Belastung erfolgt im Wesentlichen unter den Mittelfußköpfchen II, III und IV. - aus Messungen der Druckverteilung: "Der normale Fuß".
C: Belastung auf allen Metatarsalköpfchen. Dabei sollte sich eine homogene Druckverteilung unter den Metatarsalia ergeben. Ideale Form der Belastung.

Der Frontalschnitt durch den belasteten Vorfuß zeigt, daß die stabilisierenden Strukturen, wie Ligamentum metatarsum transversum profundum, Fasciculi transversi sowie Caput obliquus des musc. Flexor halluzis unterhalb des Äquators der Mittelfußköpfchen liegen. Eine potentielle Öffnung des Bogens nach unten ist nicht vorgesehen.

Aufgeschnittener, gebrauchter Konfektionsschuh im Vorfußbereich. Deutlich erkennbar ist die Hohlkehlung des Vorfußbereiches nach Aufbrauch des Schuhes. Großzehen- und Kleinzehenstrahl werden im Schuh höhergelegt, die Strahlen II und III müssen tiefertreten. Daß hier (im zentralen Bereich des Vorfußes) Belastung auftritt, zeigt sich daran, daß dort die Schuhsohle am meisten aufgebraucht ist..

Barfuß auf ebenem Boden als auch in einem "neutralen" Schuh verläuft das Abrollen des Fußes (charakterisiert durch die "Gait-Line") von der Mitte der Ferse über den lateralen Mittel-fußbereich zur Mitte des Ballens und von dort zur Groß- und 2. Zehe. Als normales Belastungsprofil des Vorfußes muß angesehen werden, daß im Vorfuß-bereich Belastungsspitzen unter dem Metatarsale II und III-Köpfchen auftreten, die an Höhe die Belastungsspitzen unter Metatarsale I und V übertreffen.

Darstellung der Vorfußbelastung in konventionellem Röntgen, Computer-tomogramm und Kernspintomogramm: Unter Belastung paßt sich der Fuß einer Hohlkehle an, die Köpfchen der Metatarsalia hängen durch und treten gegenüber dem 1. und dem 5. Strahl tiefer. Der Vorfuß "bricht durch".

MATERIAL und METHODE:

20 unauffällige Füsse wurden in Bezug auf die Form des vorderen Quergewölbes barfuß und im Schuh bei Belastung mit Körpergewicht mit radiologischen, computertomographischen und kernspintomographischen Analyseverfahren untersucht. Mit planteren Druckverteilungsmessungen (System pedar) wurde sowohl im Stand als auch im Gang und Lauf kontrolliert, wo und mit welcher Belastung der Vorfuß im Schuh Kontakt mit dem Untergrund aufnimmt. Die erhaltenen Werte wurden mit denen beim Stand, Gang und Lauf barfuß auf einer ebenen Druckverteilungsmeßplatte (System emed-SF) ermittelten Werten verglichen.

ERGEBNISSE:

Sowohl barfuß auf ebenem Untergrund als auch im Schuh ist eine deutliche Druckbelastung unter den Metatarsalia II und III festzustellen. Die Analysen der Form des vorderen Quergewölbes zeigen eine Anpassung der Fußstruktur an den jeweiligen Untergrund. Da dieser Untergrund in vielen Schuhen weder plan noch der Gewölbeform des unbelasteten Vorfußes angepaßt ist, sondern eine Rinne bildet, wird das vordere Quergewölbe im Schuh zur Formumkehr gezwungen. Es hängt nicht nur durch sondern nimmt auch noch in unphysiologischer Stellung Belastung auf. Diese Umkehrung der physiologischen Strukturen des Vorfußes führt einerseits zu einer deutlichen Einschränkung der Funktionsmöglichkeiten (Kraft-, Druck- und Belastungsreduktion) des Fußes und andererseits zu einer Überbelastung des Vorfußes. Die visuellen (z.B. Hallux valgus) und/oder schmerzhaften Formveränderungen wie der (entzündliche) Spreizfuß und die Metatarsalgie sind Folgeerscheinung der unphysiologischen Einwirkungen auf den Fuß und der unphysiologischen Verhaltensweise des Fußes.

Darstellung der Vorfußbelastung in konventionellem Röntgen, Computer-tomogramm und Kernspintomogramm: Unter Belastung des Vorfußes auf planem Untergrund hängt das vordere Querfußgefüge, der sogenannte vordere Bogen, nicht durch. Die Metatarsal-köpfchen horizontalisieren sich.

Unterstützung des belasteten Fußes mit einer querstabilen Metallplatte. Der Fuß bricht mit einer Metallplatte, wie sie als Brandsohle verwendet wird, nicht mehr durch, das quere Vorfußgefüge hängt nicht durch. Der Fuß erhält eine ideale Unterstützungsfläche.

SCHLUSSFOLGERUNGEN:

Die von außen (z.B. durch einen Schuh) ausgeübte Formveränderung des Fußes führt zu einer unphysiologischen (Über-) Belastung des Fußes und begünstigt oder bedingt damit zahlreiche Fuß-erkrankungen wie den entzündlichen Spreizfuß, die schmerzhafte Metatarsalgie und die Zehenfehl-stellungen. Gelingt es, dem Fuß auch im Schuh einen natürlichen (ebenen) Untergrund anzubieten, der es ihm ermöglicht, seine Belastungen funktionsgerecht zu kompensieren, sollte sich die Ausprägung schmerzhafter Spreizfüße und Metatarsalgien deutlich verringern lassen.

Literatur: Abramson, E.: Zur Kenntnis der Mechanik des Mittelfußes, 1927
Becker, N.L.: Laufspezifische Verletzungen und Überlastungsbeschwerden - medizinische Anforderungen an den Sportschuh, 1987
Becker, N.L.: Vorfußdeformierung bei planem und balligem Untergrund, 1994
Beely, F.: Zur Mechanik des Stehens, 1882
Hennig, E.M.: Die Dreipunktunterstützung des Fußes. Eine Druckverteilungsanalyse bei statischer und dynamischer Belastung, 1993
Kummer, B.: Funktionelle Anatomie des Vorfußes, 1967 Tillmann, B.: Untere Extremität, 1987
Vidalot, A.: Der sog. Standardfuß, 1993

 

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