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6. Bewegungsapparat

Herausgeber des Kapitels: Hilkka Riihimäki und Eira Viikari-Juntura

 


 

Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Übersicht
Hilkka Riihimäki

Muskeln
Gisela Sjögaard

Sehnen
Thomas J. Armstrong

Knochen und Gelenke
David Hammermann

Bandscheiben
Sally Roberts und Jill PG Urban

Region des unteren Rückens
Hilkka Riihimäki

Region der Brustwirbelsäule
Jarl-Erik Michelsson

Hals
Asa Kilbom

Ansatzscheiben
Mats Hagberg

Elbow
Eira Viikari-Juntura

Unterarm, Handgelenk und Hand
Eira Viikari-Juntura

Hüfte und Knie
Eva Vingård

Bein, Knöchel und Fuß
Jarl-Erik Michelsson

Andere Krankheiten
Marjatta Leirisalo-Repo

Tische

Klicken Sie unten auf einen Link, um die Tabelle im Artikelkontext anzuzeigen.

  1. Struktur-Funktion von Gelenkkomponenten
  2. Prävalenz von Rückenerkrankungen bei Finnen über 30 Jahren
  3. Verringerung des Risikos für Rückenschmerzen bei der Arbeit
  4. Klassifikation von Erkrankungen des unteren Rückens (Quebec Task Force)
  5. Zulässige Kopfbewegungen bei längerem Fahren
  6. Inzidenz von Epicondylitis in verschiedenen Populationen
  7. Auftreten von Tenosynovitis/Peritendinitis
  8. Primäre Osteoarthrose der Hüfte in Malmö, Schweden
  9. Richtlinien für die Behandlung von rheumatoider Arthritis
  10. Infektionen, von denen bekannt ist, dass sie reaktive Arthritis auslösen

Zahlen

Zeigen Sie auf eine Miniaturansicht, um die Bildunterschrift anzuzeigen, klicken Sie, um die Abbildung im Artikelkontext anzuzeigen.

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Mittwoch, Februar 16 2011 20: 28

Übersicht

Muskel-Skelett-Erkrankungen gehören sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern zu den wichtigsten arbeitsbedingten Gesundheitsproblemen. Diese Erkrankungen beeinträchtigen die Lebensqualität der meisten Menschen im Laufe ihres Lebens. Die jährlichen Kosten von Muskel-Skelett-Erkrankungen sind hoch. In den nordischen Ländern wird er beispielsweise auf 2.7 bis 5.2 % des Bruttosozialprodukts geschätzt (Hansen 1993; Hansen und Jensen 1993). Der Anteil aller berufsbedingten Muskel-Skelett-Erkrankungen wird auf etwa 30 % geschätzt. Durch die Prävention arbeitsbedingter Muskel-Skelett-Erkrankungen ist also viel gewonnen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein gutes Verständnis des gesunden Bewegungsapparates, von Erkrankungen des Bewegungsapparates und der Risikofaktoren für Erkrankungen des Bewegungsapparates erforderlich.

Die meisten Muskel-Skelett-Erkrankungen verursachen lokale Schmerzen und Bewegungseinschränkungen, die die normale Leistungsfähigkeit bei der Arbeit oder bei anderen alltäglichen Aufgaben beeinträchtigen können. Nahezu alle Muskel-Skelett-Erkrankungen sind arbeitsbedingt in dem Sinne, dass körperliche Aktivität Symptome verschlimmern oder hervorrufen kann, auch wenn die Erkrankungen nicht direkt durch die Arbeit verursacht wurden. In den meisten Fällen ist es nicht möglich, einen ursächlichen Faktor für Muskel-Skelett-Erkrankungen zu nennen. Eine Ausnahme bilden Zustände, die ausschließlich durch unfallbedingte Verletzungen verursacht wurden; in den meisten Fällen spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Bei vielen Erkrankungen des Bewegungsapparates ist die mechanische Belastung in Beruf und Freizeit ein wichtiger kausaler Faktor. Plötzliche Überlastung oder wiederholte oder andauernde Belastung kann verschiedene Gewebe des Bewegungsapparates verletzen. Andererseits kann ein zu geringes Aktivitätsniveau zu einer Verschlechterung des Zustands von Muskeln, Sehnen, Bändern, Knorpeln und sogar Knochen führen. Um diese Gewebe in gutem Zustand zu halten, ist ein angemessener Einsatz des Muskel-Skelett-Systems erforderlich.

Der Bewegungsapparat besteht im Wesentlichen aus ähnlichen Geweben in verschiedenen Körperteilen, die ein Panorama von Krankheiten bieten. Die Muskulatur ist der häufigste Schmerzort. Im unteren Rücken sind die Bandscheiben häufiges Problemgewebe. Im Nacken und in den oberen Gliedmaßen sind Sehnen- und Nervenerkrankungen häufig, während in den unteren Gliedmaßen Arthrose der wichtigste pathologische Zustand ist.

Um diese körperlichen Unterschiede zu verstehen, ist es notwendig, die grundlegenden anatomischen und physiologischen Merkmale des Bewegungsapparates zu verstehen und die Molekularbiologie verschiedener Gewebe, die Nahrungsquelle und die Faktoren zu lernen, die die normale Funktion beeinflussen. Auch die biomechanischen Eigenschaften verschiedener Gewebe sind von grundlegender Bedeutung. Es ist notwendig, sowohl die Physiologie der normalen Funktion des Gewebes als auch die Pathophysiologie zu verstehen – das heißt, was schief geht. Diese Aspekte werden in den ersten Artikeln für Bandscheiben, Knochen und Gelenke, Sehnen, Muskeln und Nerven beschrieben. In den folgenden Artikeln werden Muskel-Skelett-Erkrankungen für die verschiedenen anatomischen Regionen beschrieben. Symptome und Anzeichen der wichtigsten Erkrankungen werden skizziert und das Vorkommen der Erkrankungen in Populationen beschrieben. Aktuelles Verständnis, basierend auf epidemiologischer Forschung, sowohl arbeits- als auch personenbezogener Risikofaktoren wird vorgestellt. Für viele Erkrankungen liegen recht überzeugende Daten zu arbeitsbedingten Risikofaktoren vor, aber bisher liegen nur begrenzte Daten zu Expositions-Wirkungs-Beziehungen zwischen den Risikofaktoren und den Erkrankungen vor. Solche Daten werden benötigt, um Richtlinien zur Gestaltung sicherer Arbeit festzulegen.

Trotz des Mangels an quantitativem Wissen können Wege zur Prävention vorgeschlagen werden. Primärer Ansatz zur Prävention arbeitsbedingter Muskel-Skelett-Erkrankungen ist die Neugestaltung der Arbeit, um die Arbeitsbelastung zu optimieren und mit der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit der Beschäftigten vereinbar zu machen. Es ist auch wichtig, die Arbeitnehmer zu ermutigen, sich durch regelmäßige körperliche Betätigung fit zu halten.

Nicht alle in diesem Kapitel beschriebenen Muskel-Skelett-Erkrankungen haben einen kausalen Zusammenhang mit der Arbeit. Für das Arbeitsschutzpersonal ist es jedoch wichtig, sich solcher Krankheiten bewusst zu sein und die Arbeitsbelastung auch in Bezug auf sie zu berücksichtigen. Die Anpassung der Arbeit an die Leistungsfähigkeit des Arbeitnehmers hilft ihm, erfolgreich und gesund zu arbeiten.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 20: 51

Muskeln

Körperliche Aktivität kann die Muskelkraft und Arbeitsfähigkeit durch Veränderungen wie Wachstum des Muskelvolumens und erhöhte Stoffwechselkapazität erhöhen. Unterschiedliche Aktivitätsmuster bewirken eine Vielzahl von biochemischen und morphologischen Anpassungen in den Muskeln. Generell muss ein Gewebe aktiv sein, um lebensfähig zu bleiben. Inaktivität verursacht Atrophie, insbesondere im Muskelgewebe. Sportmedizinische und wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass verschiedene Trainingsregime ganz spezifische muskuläre Veränderungen hervorrufen können. Krafttraining, das starke Kräfte auf die Muskeln ausübt, erhöht die Anzahl der kontraktilen Filamente (Myofibrillen) und das Volumen des sarkoplasmatischen Retikulums (siehe Abbildung 1). Hochintensives Training erhöht die Muskelenzymaktivität. Die Anteile an glykolytischen und oxidativen Enzymen stehen in engem Zusammenhang mit der Arbeitsintensität. Darüber hinaus erhöht längeres intensives Training die Kapillardichte.

Abbildung 1. Eine schematische Darstellung der Hauptkomponenten einer Muskelzelle, die an der Kopplung von Erregung und Kontraktion beteiligt sind, sowie des Ortes für die ATP-Produktion, der Mitochondrien.

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Manchmal kann zu viel Bewegung zu Muskelkater führen, ein Phänomen, das jedem bekannt ist, der schon einmal eine über seine Kapazität hinausgehende Muskelleistung gefordert hat. Bei Überbeanspruchung eines Muskels setzen zunächst Abbauprozesse ein, denen Reparaturprozesse folgen. Wenn genügend Zeit für die Reparatur eingeräumt wird, kann das Muskelgewebe mit erhöhten Kapazitäten enden. Eine längere Überbeanspruchung mit unzureichender Reparaturzeit hingegen führt zu Ermüdung und beeinträchtigt die Muskelleistung. Eine solche längere Überbeanspruchung kann chronische degenerative Veränderungen in den Muskeln hervorrufen.

Andere Aspekte des Muskelgebrauchs und -missbrauchs sind die motorischen Kontrollmuster für verschiedene Arbeitsaufgaben, die von Kraftniveau, Geschwindigkeit der Kraftentwicklung, Art der Kontraktion, Dauer und Präzision der Muskelaufgabe abhängen (Sjøgaard et al. 1995). Einzelne Muskelfasern werden für diese Aufgaben „rekrutiert“, und einige Rekrutierungsmuster können eine hohe Belastung einzelner motorischer Einheiten hervorrufen, selbst wenn die Belastung des gesamten Muskels gering ist. Extensive Rekrutierung einer bestimmten motorischen Einheit führt unweigerlich zu Ermüdung; und berufsbedingte Muskelschmerzen und -verletzungen können folgen und könnten leicht mit der Ermüdung zusammenhängen, die durch unzureichende Muskeldurchblutung und intramuskuläre biochemische Veränderungen aufgrund dieser hohen Belastung verursacht wird (Edwards 1988). Hohe Muskelgewebedrücke können auch den Muskelblutfluss behindern, was die Fähigkeit essentieller Chemikalien, die Muskeln zu erreichen, sowie die Fähigkeit des Blutes, Abfallprodukte zu entfernen, verringern kann; Dies kann zu Energiekrisen in den Muskeln führen. Bewegung kann die Ansammlung von Kalzium induzieren, und die Bildung freier Radikale kann auch degenerative Prozesse wie den Abbau von Muskelmembranen und die Beeinträchtigung des normalen Stoffwechsels (mitochondrialer Energieumsatz) begünstigen (Abbildung 2). Diese Prozesse können letztendlich zu degenerativen Veränderungen im Muskelgewebe selbst führen. Fasern mit ausgeprägten degenerativen Eigenschaften wurden häufiger in Muskelbiopsien von Patienten mit arbeitsbedingten chronischen Muskelschmerzen (Myalgie) gefunden als bei gesunden Probanden. Interessanterweise handelt es sich bei den so identifizierten degenerierten Muskelfasern um „langsam zuckende Fasern“, die sich mit niederschwelligen motorischen Nerven verbinden. Dies sind die Nerven, die normalerweise bei niedrigen anhaltenden Kräften rekrutiert werden, nicht bei Aufgaben im Zusammenhang mit hohen Kräften. Die Wahrnehmung von Müdigkeit und Schmerz kann eine wichtige Rolle bei der Vorbeugung von Muskelverletzungen spielen. Schutzmechanismen bewirken, dass sich die Muskeln entspannen und erholen, um wieder zu Kräften zu kommen (Sjøgaard 1990). Wenn ein solches Biofeedback von den peripheren Geweben ignoriert wird, können die Müdigkeit und der Schmerz schließlich zu chronischen Schmerzen führen.

Abbildung 2. Eine Vergrößerung der Muskelmembran und Strukturen innerhalb des Muskels in Abbildung 2. Die Kette von Ereignissen in der Pathogenese von durch Kalzium () induzierten Schäden in Muskelzellen wird dargestellt

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Manchmal können nach häufiger Überbeanspruchung verschiedene normale zelluläre chemische Substanzen nicht nur selbst Schmerzen verursachen, sondern auch die Reaktion von Muskelrezeptoren auf andere Reize erhöhen und dadurch die Aktivierungsschwelle senken (Mense 1993). Die Nerven, die die Signale von den Muskeln zum Gehirn leiten (sensorische Afferenzen), können dadurch mit der Zeit sensibilisiert werden, was dazu führt, dass eine gegebene Dosis schmerzauslösender Substanzen eine stärkere Erregungsreaktion hervorruft. Das heißt, die Aktivierungsschwelle wird verringert und kleinere Expositionen können größere Reaktionen hervorrufen. Interessanterweise sind die Zellen, die normalerweise als Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) in unverletztem Gewebe dienen, stumm, aber diese Nerven können auch eine anhaltende Schmerzaktivität entwickeln, die sogar nach dem Ende der Schmerzursache bestehen bleiben kann. Dieser Effekt kann chronische Schmerzzustände erklären, die nach Abheilung der initialen Verletzung bestehen. Wenn der Schmerz nach der Heilung anhält, können die ursprünglichen morphologischen Veränderungen in den Weichteilen schwer zu identifizieren sein, selbst wenn die primäre oder anfängliche Ursache des Schmerzes in diesen peripheren Geweben liegt. Daher kann es unmöglich sein, die wahre „Ursache“ der Schmerzen zu ermitteln.

Risikofaktoren und vorbeugende Strategien

Zu den arbeitsbedingten Risikofaktoren für Muskelerkrankungen gehören Wiederholung, Kraft, statische Belastung, Körperhaltung, Präzision, visuelle Beanspruchung und Vibration. Unangemessene Arbeits-/Ruhezyklen können ein potenzieller Risikofaktor für Muskel-Skelett-Erkrankungen sein, wenn vor der nächsten Arbeitsperiode keine ausreichenden Erholungszeiten gewährt werden und somit nie genügend Zeit für physiologische Erholung bleibt. Auch Umwelt-, soziokulturelle oder persönliche Faktoren können eine Rolle spielen. Muskel-Skelett-Erkrankungen sind multifaktoriell und im Allgemeinen sind einfache Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge schwer zu erkennen. Es ist jedoch wichtig zu dokumentieren, inwieweit berufliche Faktoren mit den Störungen ursächlich in Zusammenhang gebracht werden können, da nur im Falle einer Kausalität die Eliminierung oder Minimierung der Exposition dazu beiträgt, die Störungen zu verhindern. Natürlich müssen je nach Art der Arbeitsaufgabe unterschiedliche Präventionsstrategien umgesetzt werden. Bei hochintensiver Arbeit geht es darum, Kraft und Arbeitsintensität zu reduzieren, während es bei monoton repetitiver Arbeit eher darauf ankommt, Abwechslung in die Arbeit zu bringen. Kurz gesagt, das Ziel ist die Optimierung der Belichtung.

Berufsbedingte Krankheit

Arbeitsbedingte Muskelschmerzen werden am häufigsten im Nacken- und Schulterbereich, im Unterarm und im unteren Rücken beschrieben. Obwohl es sich um eine Hauptursache für Krankschreibungen handelt, herrscht große Verwirrung hinsichtlich der Klassifizierung der Schmerzen und der Festlegung diagnostischer Kriterien. Gebräuchliche Begriffe werden in drei Kategorien eingeteilt (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3. Klassifikation von Muskelerkrankungen.

MUS050F3

Wenn angenommen wird, dass Muskelschmerzen arbeitsbedingt sind, können sie in eine der folgenden Störungen eingeteilt werden:

  • Berufliche zervikobrachiale Erkrankungen (OCD)
  • Repetition Strain Injury (RSI)
  • Kumulative Traumastörungen (CTD)
  • Überbeanspruchungs-(Verletzungs-)Syndrom
  • Arbeitsbedingte Erkrankungen des Nackens und der oberen Extremitäten.

 

Die Taxonomie der arbeitsbedingten Erkrankungen des Nackens und der oberen Extremitäten zeigt deutlich, dass die Ätiologie äußere mechanische Belastungen umfasst, die durchaus am Arbeitsplatz auftreten können. Neben Erkrankungen des Muskelgewebes selbst umfasst diese Kategorie auch Erkrankungen anderer Weichteile des Bewegungsapparates. Zu beachten ist, dass die diagnostischen Kriterien es möglicherweise nicht zulassen, den Ort der Störung spezifisch für eines dieser Weichteile zu identifizieren. Tatsächlich ist es wahrscheinlich, dass morphologische Veränderungen an den Muskel-Sehnen-Übergängen mit der Wahrnehmung von Muskelschmerzen zusammenhängen. Dies spricht dafür, den Begriff Fibromyalgie für lokale Muskelerkrankungen zu verwenden. (Siehe Abbildung 3)

Leider werden für im Wesentlichen die gleiche Erkrankung unterschiedliche Begriffe verwendet. In den letzten Jahren hat sich die internationale Wissenschaftsgemeinschaft zunehmend auf Klassifikations- und Diagnosekriterien für Muskel-Skelett-Erkrankungen konzentriert. Dabei wird zwischen generalisiertem und lokalem bzw. regionalem Schmerz unterschieden (Yunus 1993). Das Fibromyalgie-Syndrom ist ein generalisierter Schmerzzustand, wird jedoch nicht als arbeitsbedingt angesehen. Andererseits sind lokalisierte Schmerzstörungen wahrscheinlich mit bestimmten Arbeitsaufgaben verbunden. Myofasziales Schmerzsyndrom, Tension Neck und Rotatorenmanschettensyndrom sind lokalisierte Schmerzerkrankungen, die als arbeitsbedingte Erkrankungen angesehen werden können.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 21: 22

Sehnen

Die Verformung, die beim Aufbringen und Entfernen von Kraft auftritt, wird als „elastische“ Verformung bezeichnet. Die Verformung, die nach Krafteinwirkung oder -entnahme auftritt, wird als „viskose“ Verformung bezeichnet. Da Gewebe des Körpers sowohl elastische als auch viskose Eigenschaften aufweisen, werden sie als „viskoelastisch“ bezeichnet. Wenn die Erholungszeit zwischen aufeinanderfolgenden Belastungen für eine gegebene Kraft und Dauer nicht lang genug ist, wird die Erholung nicht vollständig sein und die Sehne wird mit jeder weiteren Belastung weiter gedehnt. Goldsteinet al. (1987) fanden heraus, dass, wenn Fingerbeugesehnen 8 Sekunden (s) physiologischer Belastung und 2 s Ruhe ausgesetzt wurden, die akkumulierte viskose Belastung nach 500 Zyklen gleich der elastischen Belastung war. Wenn die Sehnen 2 s Belastung und 8 s Ruhe ausgesetzt wurden, war die kumulierte viskose Dehnung nach 500 Zyklen vernachlässigbar. Kritische Erholungszeiten für bestimmte Arbeits-Ruhe-Profile wurden noch nicht bestimmt.

Sehnen können als zusammengesetzte Strukturen mit parallelen Bündeln von Kollagenfasern charakterisiert werden, die in einer gelatinösen Matrix aus Mucopolysaccharid angeordnet sind. Zugkräfte an den Sehnenenden bewirken eine Entfaltung der Wellen und eine Begradigung der Kollagenstränge. Zusätzliche Belastungen verursachen eine Dehnung der gerichteten Litzen. Folglich wird die Sehne mit zunehmender Länge steifer. Druckkräfte senkrecht zur Längsachse der Sehne führen dazu, dass die Kollagenstränge enger zusammengedrückt werden und zu einer Abflachung der Sehne führen. Scherkräfte auf der Seite der Sehne verursachen eine Verschiebung der Kollagenstränge, die der Oberfläche am nächsten sind, in Bezug auf die am weitesten entfernten, und verleihen der Seitenansicht der Sehne ein schiefes Aussehen.

Sehnen als Strukturen

Kräfte werden durch Sehnen übertragen, um das statische und dynamische Gleichgewicht für bestimmte Arbeitsanforderungen aufrechtzuerhalten. Kontrahierende Muskeln neigen dazu, die Gelenke in eine Richtung zu drehen, während das Gewicht des Körpers und der Arbeitsgegenstände dazu neigt, sie in die andere Richtung zu drehen. Eine genaue Bestimmung dieser Sehnenkräfte ist nicht möglich, da mehrere Muskeln und Sehnen um jede Gelenkstruktur wirken; es kann jedoch gezeigt werden, dass die auf die Sehnen wirkenden Muskelkräfte viel größer sind als die Gewichts- oder Reaktionskräfte von Arbeitsgegenständen.

Die Kräfte, die durch kontrahierende Muskeln ausgeübt werden, werden Zugkräfte genannt, weil sie die Sehne dehnen. Zugkräfte können durch Ziehen an den Enden eines Gummibandes nachgewiesen werden. Sehnen sind auch Druck- und Scherkräften sowie Flüssigkeitsdrücken ausgesetzt, die in Abbildung 4 für die Fingerbeugersehnen im Handgelenk dargestellt sind.

Abbildung 1. Schematische Darstellung einer Sehne, die um eine anatomische Oberfläche oder Riemenscheibe gespannt ist, und die entsprechenden Zugkräfte (Ft), Druckkräfte (Fc), Reibungskräfte (Ff) und hydrostatischen oder Flüssigkeitsdruck (Pf).

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Die Anstrengung der Finger zum Greifen oder Handhaben von Arbeitsgegenständen erfordert die Kontraktion der Muskeln im Unterarm und in der Hand. Wenn sich die Muskeln zusammenziehen, ziehen sie an den Enden ihrer jeweiligen Sehnen, die durch die Mitte und den Umfang des Handgelenks verlaufen. Wenn das Handgelenk nicht in einer Position gehalten wird, in der die Sehnen perfekt gerade sind, drücken sie gegen benachbarte Strukturen. Die Fingerbeugesehnen drücken im Karpaltunnel gegen die Knochen und Bänder. Diese Sehnen ragen beim kräftigen Kneifen mit einem gebeugten Handgelenk unter der Haut in Richtung der Handfläche hervor. In ähnlicher Weise können die Streck- und Abduktorsehnen auf der Rückseite und Seite des Handgelenks hervorstehen, wenn es mit ausgestreckten Fingern gestreckt wird.

Reibungs- oder Scherkräfte entstehen durch dynamische Belastungen, bei denen die Sehnen an benachbarten anatomischen Oberflächen reiben. Diese Kräfte wirken auf und parallel zu der Oberfläche der Sehne. Reibungskräfte können durch gleichzeitiges Drücken und Gleiten der Hand auf einer flachen Oberfläche gefühlt werden. Das Gleiten von Sehnen über eine benachbarte anatomische Oberfläche ist analog zu einem Riemen, der um eine Riemenscheibe gleitet.

Flüssigkeitsdruck entsteht durch Belastungen oder Körperhaltungen, die Flüssigkeit aus den Räumen um die Sehnen verdrängen. Studien zum Karpalkanaldruck zeigen, dass der Kontakt des Handgelenks mit äußeren Oberflächen und bestimmte Körperhaltungen Druck erzeugen, der hoch genug ist, um die Durchblutung zu beeinträchtigen und die Lebensfähigkeit des Gewebes zu gefährden (Lundborg 1988).

Die Kontraktion eines Muskels führt zu einer sofortigen Dehnung seiner Sehne. Sehnen verbinden Muskeln miteinander. Bei anhaltender Belastung dehnt sich die Sehne weiter aus. Die Entspannung des Muskels führt zu einer schnellen Erholung der Sehne, gefolgt von einer verlangsamten Erholung. Wenn die anfängliche Dehnung innerhalb bestimmter Grenzen lag, erholt sich die Sehne auf ihre anfängliche unbelastete Länge (Fung 1972).

Sehnen als lebendes Gewebe

Die Stärke der Sehnen täuscht über die Zartheit der zugrunde liegenden physiologischen Mechanismen hinweg, durch die sie genährt und geheilt werden. In die Sehnenmatrix eingestreut sind lebende Zellen, Nervenenden und Blutgefäße. Nervenenden liefern dem Zentralnervensystem Informationen zur Motorsteuerung und warnen vor akuter Überlastung. Blutgefäße spielen eine wichtige Rolle bei der Ernährung einiger Bereiche der Sehne. Einige Bereiche der Sehnen sind avaskulär und beruhen auf der Diffusion von Flüssigkeit, die von Synovialauskleidungen der äußeren Sehnenscheiden abgesondert wird (Gelberman et al. 1987). Synovialflüssigkeit schmiert auch die Bewegungen der Sehnen. Synovialhüllen werden an Stellen gefunden, an denen Sehnen mit angrenzenden anatomischen Oberflächen in Kontakt kommen.

Eine zu starke elastische oder viskose Verformung der Sehne kann diese Gewebe schädigen und ihre Heilungsfähigkeit beeinträchtigen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass Verformungen die Zirkulation und Ernährung der Sehnen behindern oder stoppen können (Hagberg 1982; Viikari-Juntura 1984; Armstrong et al. 1993). Ohne ausreichende Durchblutung wird die Lebensfähigkeit der Zellen beeinträchtigt und die Heilungsfähigkeit der Sehne verringert. Eine Sehnenverformung kann zu kleinen Rissen führen, die weiter zu Zellschäden und Entzündungen beitragen. Wenn die Durchblutung wiederhergestellt ist und der Sehne ausreichend Erholungszeit gegeben wird, heilt das geschädigte Gewebe (Gelberman et al. 1987; Daniel und Breidenbach 1982; Leadbetter 1989).

Sehnenerkrankungen

Es wurde gezeigt, dass Sehnenerkrankungen in vorhersagbaren Mustern auftreten (Armstrong et al. 1993). Ihre Lokalisation findet sich in den Körperteilen, die mit hohen Belastungskonzentrationen verbunden sind (z. B. in den Sehnen des Supraspinatus, dem Bizeps, den extrinsischen Fingerbeuger- und Streckmuskeln). Außerdem besteht ein Zusammenhang zwischen der Arbeitsintensität und der Prävalenz von Sehnenerkrankungen. Dieses Muster wurde auch für Amateur- und Profisportler gezeigt (Leadbetter 1989). Die gemeinsamen Faktoren bei Arbeitern und Sportlern sind repetitive Belastungen und Überlastungen der Muskel-Sehnen-Einheiten.

In gewissen Grenzen heilen die durch mechanische Belastung entstandenen Verletzungen. Der Heilungsprozess wird in drei Stadien eingeteilt: entzündlich, proliferativ und umgestaltend (Gelberman et al. 1987; Daniel und Breidenbach 1982). Das entzündliche Stadium ist durch das Vorliegen einer polymorphonukleären Zellinfiltration, Kapillarsprossung und Exsudation gekennzeichnet und dauert mehrere Tage. Das Proliferationsstadium ist durch die Proliferation von Fibroblasten und zufällig orientierten Kollagenfasern zwischen Wundbereichen und angrenzendem Gewebe gekennzeichnet und dauert mehrere Wochen. Die Umbauphase ist durch die Ausrichtung der Kollagenfasern entlang der Belastungsrichtung gekennzeichnet und dauert mehrere Monate. Wenn das Gewebe erneut verletzt wird, bevor die Heilung abgeschlossen ist, kann sich die Genesung verzögern und der Zustand kann sich verschlechtern (Leadbetter 1989). Normalerweise führt die Heilung zu einer Stärkung oder Anpassung des Gewebes an mechanische Belastungen.

Die Auswirkungen der wiederholten Belastung zeigen sich an den Beugesehnen der Unterarmfinger, wo sie die Innenwände des Karpaltunnels berühren (Louis 1992; Armstrong et al. 1984). Es hat sich gezeigt, dass es zwischen den Rändern des Karpaltunnels und der Mitte, wo die Kontaktspannungen auf die Sehnen am größten sind, zu einer fortschreitenden Verdickung des Synovialgewebes kommt. Die Verdickung der Sehnen wird von Synovialhyperplasie und Bindegewebswucherung begleitet. Die Verdickung der Sehnenscheiden ist ein viel zitierter Faktor bei der Kompression des Nervus medianus im Karpaltunnel. Es kann argumentiert werden, dass die Verdickung des Synovialgewebes eine Anpassung der Sehnen an ein mechanisches Trauma ist. Gäbe es nicht die sekundäre Wirkung auf die Medianuskompression, die zum Karpaltunnelsyndrom führt, könnte dies als wünschenswertes Ergebnis angesehen werden.

Bis optimale Sehnenbelastungsregime festgelegt sind, sollten Arbeitgeber Arbeitnehmer auf Anzeichen oder Symptome von Sehnenerkrankungen überwachen, damit sie mit Arbeitsänderungen eingreifen können, um weitere Verletzungen zu verhindern. Jobs sollten immer dann auf auffällige Risikofaktoren untersucht werden, wenn ein Problem mit den oberen Gliedmaßen festgestellt oder vermutet wird. Jobs sollten auch jedes Mal überprüft werden, wenn sich der Arbeitsstandard, das Verfahren oder die Werkzeuge ändern, um sicherzustellen, dass Risikofaktoren minimiert werden.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 22: 39

Knochen und Gelenke

Knochen und Knorpel sind Teil des spezialisierten Bindegewebes, aus dem das Skelettsystem besteht. Knochen sind ein lebendes Gewebe, das sich ständig erneuert. Die Härte des Knochens eignet sich gut für die mechanische Stützfunktion und die Elastizität des Knorpels für die Beweglichkeit der Gelenke. Sowohl Knorpel als auch Knochen bestehen aus spezialisierten Zellen, die eine Materialmatrix außerhalb der Zellen produzieren und regulieren. Die Matrix ist reich an Kollagenen, Proteoglykanen und nicht-kollagenen Proteinen. Mineralien sind auch in der Knochenmatrix vorhanden.

Der äußere Teil des Knochens wird Cortex genannt und ist kompakter Knochen. Der schwammigere innere Teil (Trabekelknochen) ist mit blutbildendem (hämatopoetischem) Knochenmark gefüllt. Die inneren und äußeren Teile des Knochens haben unterschiedliche metabolische Umsatzraten, mit wichtigen Konsequenzen für Osteoporose im fortgeschrittenen Alter. Trabekulärer Knochen regeneriert sich schneller als kompakter Knochen, weshalb Osteoporose zuerst in den Wirbelkörpern der Wirbelsäule auftritt, die große trabekuläre Anteile aufweisen.

Knochen im Schädel und an anderen ausgewählten Stellen bilden sich direkt durch Knochenbildung (intramembranöse Ossifikation), ohne eine knorpelige Zwischenphase zu durchlaufen. Die langen Knochen der Gliedmaßen entwickeln sich aus Knorpel durch einen Prozess, der als endochondrale Ossifikation bekannt ist. Dieser Prozess führt zum normalen Wachstum langer Knochen, zur Reparatur von Frakturen und im späten Erwachsenenalter zur einzigartigen Bildung von neuem Knochen in einem Gelenk, das arthritisch geworden ist.

Der Osteoblast ist eine Art von Knochenzelle, die für die Synthese der Matrixkomponenten im Knochen verantwortlich ist: das unterschiedliche Kollagen (Typ I) und Proteoglykane. Osteoblasten synthetisieren auch andere nichtkollagene Knochenproteine. Einige dieser Proteine ​​können im Serum gemessen werden, um die Geschwindigkeit des Knochenumsatzes zu bestimmen.

Die andere ausgeprägte Knochenzelle wird Osteoklaste genannt. Der Osteoklaste ist für die Knochenresorption verantwortlich. Unter normalen Umständen wird altes Knochengewebe resorbiert, während neues Knochengewebe gebildet wird. Knochen werden durch die Produktion von Enzymen resorbiert, die Proteine ​​auflösen. Der Knochenumsatz wird Remodeling genannt und ist normalerweise ein ausgewogener und koordinierter Prozess der Resorption und Bildung. Remodeling wird durch Körperhormone und durch lokale Wachstumsfaktoren beeinflusst.

Bewegliche (diarthrodiale) Gelenke entstehen dort, wo zwei Knochen zusammenpassen. Die Gelenkflächen sind für die Gewichtsbelastung und die Anpassung an einen Bewegungsbereich ausgelegt. Das Gelenk ist von einer fibrösen Kapsel umschlossen, deren innere Oberfläche eine Synovialmembran ist, die Synovialflüssigkeit absondert. Die Gelenkoberfläche besteht aus hyalinem Knorpel, unter dem sich eine Unterlage aus hartem (subchondralem) Knochen befindet. Innerhalb des Gelenks sorgen Bänder, Sehnen und faserknorpelige Strukturen (Menisken in bestimmten Gelenken wie dem Knie) für Stabilität und einen engen Sitz zwischen den Gelenkoberflächen. Die spezialisierten Zellen dieser Gelenkkomponenten synthetisieren und erhalten die Matrix-Makromoleküle, deren Wechselwirkungen für die Aufrechterhaltung der Zugfestigkeit von Bändern und Sehnen, des lockeren Bindegewebes, das die Blutgefäße und zellulären Elemente der Synovialmembran stützt, der viskosen Synovialflüssigkeit, der Elastizität des hyalinen Knorpels und die starre Festigkeit des subchondralen Knochens. Diese Gelenkkomponenten sind voneinander abhängig und ihre Beziehungen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Struktur-Funktions-Beziehungen und gegenseitige Abhängigkeit von Gelenkkomponenten.

Komponenten

Struktur

Funktionen

Bänder und Sehnen

Dichtes, faseriges Bindegewebe

Verhindert eine Überdehnung der Gelenke, sorgt für Stabilität und Festigkeit

Synovialmembran

Areolar, vaskulär und zellulär

Sekretiert Synovialflüssigkeit, löst (Phagozytose) partikuläres Material in Synovialflüssigkeit auf

Gelenkschmiere

Visköse Flüssigkeit

Liefert Nährstoffe für Gelenkknorpel, schmiert den Knorpel während der Gelenkbewegung

Knorpel

Fester hyaliner Knorpel

Bildet die Gelenkfläche, trägt Gewicht, reagiert elastisch auf Kompression

Gezeitenmarke

Verkalkter Knorpel

Trennt den Gelenkknorpel vom darunter liegenden Knochen

Subchondraler Knochen

Harter Knochen mit Markräumen

Bietet Unterstützung für die gemeinsame Oberfläche; Die Markhöhle versorgt die Basis des Knorpels mit Nährstoffen und ist die Quelle von Zellen mit Potenzial für neue Knochenbildung

Quelle: Hamerman und Taylor 1993.

Ausgewählte Erkrankungen der Knochen und Gelenke

Osteopenie ist der allgemeine Begriff, der verwendet wird, um eine reduzierte Knochensubstanz zu beschreiben, die auf Röntgenstrahlen festgestellt wird. In frühen Stadien oft asymptomatisch, kann es sich schließlich als Knochenschwäche äußern. Die meisten der unten aufgeführten Erkrankungen induzieren Osteopenie, obwohl die Mechanismen, durch die dies auftritt, unterschiedlich sind. Beispielsweise fördert ein Überschuss an Parathormon die Knochenresorption, während ein Kalzium- und Phosphatmangel, der mehrere Ursachen haben kann und oft auf einen Mangel an Vitamin D zurückzuführen ist, zu einer mangelhaften Mineralisierung führt. Mit zunehmendem Alter kommt es zu einem Ungleichgewicht zwischen Knochenbildung und Knochenabbau. Bei Frauen im Alter der Menopause überwiegt häufig die Resorption, ein Zustand, der als Typ-I-Osteoporose bezeichnet wird. Im fortgeschrittenen Alter kann die Resorption wieder dominieren und zu einer Typ-II-Osteoporose führen. Typ-I-Osteoporose betrifft normalerweise Wirbelknochenverlust und -kollaps, während Hüftfrakturen bei Typ II vorherrschen.

Osteoarthritis (OA) ist die hauptsächliche chronische Erkrankung bestimmter beweglicher Gelenke, und ihre Häufigkeit nimmt mit dem Alter zu. Im Alter von 80 Jahren haben fast alle Menschen vergrößerte Gelenke an den Fingern (Heberden-Knoten). Dies ist normalerweise von sehr begrenzter klinischer Bedeutung. Die hauptsächlichen gewichtstragenden Gelenke, die Osteoarthritis unterliegen, sind die Hüfte, das Knie, die Füße und Facetten der Wirbelsäule. Die Schulter kann, obwohl sie nicht belastet wird, auch an einer Vielzahl von arthritischen Veränderungen leiden, einschließlich Rotatorenmanschettenriss, Subluxation des Humeruskopfes und einem Erguss mit hohem Anteil an proteolytischen Enzymen – ein Krankheitsbild, das oft als „Milwaukee-Schulter“ bezeichnet wird und mit ihm in Verbindung gebracht wird starke Schmerzen und Bewegungseinschränkung. Die Hauptveränderung bei OA ist in erster Linie der Abbau von Knorpel, aber die Bildung neuer Knochen, die Osteophyten genannt werden, ist normalerweise auf Röntgenbildern zu sehen.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 22: 41

Bandscheiben

Die Bandscheiben nehmen etwa ein Drittel der Wirbelsäule ein. Da sie der Wirbelsäule nicht nur Flexibilität verleihen, sondern auch Lasten übertragen, hat ihr mechanisches Verhalten großen Einfluss auf die Mechanik der gesamten Wirbelsäule. Ein hoher Anteil der Fälle von Kreuzschmerzen ist mit der Bandscheibe verbunden, entweder direkt durch einen Bandscheibenvorfall oder indirekt, weil degenerierte Bandscheiben andere Wirbelsäulenstrukturen einer abnormalen Belastung aussetzen. In diesem Artikel untersuchen wir die Struktur und Zusammensetzung der Bandscheibe in Bezug auf ihre mechanische Funktion und diskutieren Veränderungen an der Bandscheibe bei Krankheit.

Anatomie

Es gibt 24 Bandscheiben in der menschlichen Wirbelsäule, die zwischen den Wirbelkörpern verteilt sind. Zusammen bilden diese die vordere (vordere) Komponente der Wirbelsäule, wobei die artikulierenden Facettengelenke und die Quer- und Dornfortsätze die hinteren (hinteren) Elemente bilden. Die Bandscheiben nehmen entlang der Wirbelsäule an Größe zu, auf etwa 45 mm antero-posterior, 64 mm seitlich und 11 mm Höhe im unteren Rückenbereich.

Die Bandscheibe besteht aus knorpelähnlichem Gewebe und besteht aus drei verschiedenen Regionen (siehe Abbildung 1). Die innere Region (Nucleus pulposus) ist eine gallertartige Masse, besonders bei jungen Menschen. Der äußere Bereich der Bandscheibe (Annulus fibrosus) ist fest und gebändert. Die Fasern des Rings sind in einer Anordnung kreuz und quer gekreuzt, die es ermöglicht, hohen Biege- und Torsionsbelastungen standzuhalten. Mit zunehmendem Alter verliert der Zellkern Wasser, wird fester und die Unterscheidung zwischen den beiden Regionen ist weniger klar als zu Beginn des Lebens. Die Bandscheibe ist durch eine dünne Schicht hyalinen Knorpels, die dritte Region, vom Knochen getrennt. Im Erwachsenenalter haben die Knorpelendplatte und die Bandscheibe selbst normalerweise keine eigenen Blutgefäße, sondern sind auf die Blutversorgung benachbarter Gewebe wie Bänder und Wirbelkörper angewiesen, um Nährstoffe zu transportieren und Abfallprodukte zu entfernen. Nur der äußere Teil der Bandscheibe ist innerviert.

Abbildung 1. Die relativen Anteile der drei Hauptkomponenten der normalen Bandscheibe und der Knorpelendplatte des erwachsenen Menschen.

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Zusammensetzung

Die Bandscheibe besteht wie andere Knorpel hauptsächlich aus einer Matrix aus Kollagenfasern (die in ein Proteoglykangel eingebettet sind) und aus Wasser. Diese machen zusammen 90 bis 95 % der gesamten Gewebemasse aus, obwohl die Anteile je nach Lage innerhalb der Bandscheibe und je nach Alter und Degeneration variieren. In der gesamten Matrix sind Zellen verteilt, die für die Synthese und Aufrechterhaltung der verschiedenen Komponenten in ihr verantwortlich sind (Abbildung 2). Eine Übersicht über die Biochemie der Scheibe findet sich in Urban und Roberts 1994.

Abbildung 2. Schematische Darstellung der Scheibenstruktur, die gebänderte Kollagenfasern zeigt, die mit zahlreichen flaschenbürstenartigen Proteoglykanmolekülen und wenigen Zellen durchsetzt sind.

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Proteoglykane: Das Hauptproteoglykan der Bandscheibe, Aggrecan, ist ein großes Molekül, das aus einem zentralen Proteinkern besteht, an den viele Glykosaminoglykane (sich wiederholende Ketten von Disacchariden) gebunden sind (siehe Abbildung 3). Diese Seitenketten sind mit einer hohen Dichte an negativen Ladungen verbunden, wodurch sie für Wassermoleküle attraktiv (hydrophil) werden, eine Eigenschaft, die als Quelldruck bezeichnet wird. Es ist sehr wichtig für die Funktion der Scheibe.

 

 

 

 

 

Abbildung 3. Diagramm eines Teils eines Scheiben-Proteoglykan-Aggregats. G1, G2 und G3 sind globuläre, gefaltete Regionen des zentralen Kernproteins.

MUS020F3Riesige Aggregate von Proteoglykanen können sich bilden, wenn sich einzelne Moleküle an eine Kette einer anderen Chemikalie, Hyaluronsäure, binden. Die Größe der Aggrecane variiert (im Molekulargewichtsbereich von 300,000 bis 7 Millionen Dalton), je nachdem, aus wie vielen Molekülen das Aggregat besteht. Andere kleinere Arten von Proteoglykanen wurden kürzlich auch in der Endplatte der Bandscheibe und des Knorpels gefunden – zum Beispiel Decorin, Biglycan, Fibromodulin und Lumican. Ihre Funktion ist im Allgemeinen unbekannt, aber Fibromodulin und Decorin können an der Regulierung der Kollagennetzwerkbildung beteiligt sein.

Wasser: Wasser ist der Hauptbestandteil der Bandscheibe und macht je nach Alter und Region der Bandscheibe 65 bis 90 % des Gewebevolumens aus. Es besteht eine Korrelation zwischen der Menge an Proteoglykan und dem Wassergehalt der Matrix. Die Wassermenge variiert auch in Abhängigkeit von der auf die Bandscheibe ausgeübten Belastung, daher ist der Wassergehalt Tag und Nacht unterschiedlich, da die Belastung beim Schlafen sehr unterschiedlich ist. Wasser ist sowohl für die mechanische Funktion der Scheibe als auch für die Bereitstellung des Mediums für den Transport gelöster Substanzen innerhalb der Matrix wichtig.

Collagen: Kollagen ist das wichtigste Strukturprotein im Körper und besteht aus einer Familie von mindestens 17 verschiedenen Proteinen. Alle Kollagene haben helikale Regionen und werden durch eine Reihe von intra- und intermolekularen Vernetzungen stabilisiert, die die Moleküle sehr stark machen, um mechanischen Belastungen und enzymatischem Abbau zu widerstehen. Die Länge und Form verschiedener Arten von Kollagenmolekülen und der helikale Anteil variieren. Die Bandscheibe besteht aus mehreren Arten von Kollagen, wobei der äußere Annulus überwiegend Typ-I-Kollagen und der Kern und die Knorpelendplatte überwiegend Typ-II sind. Beide Arten bilden Fibrillen, die das strukturelle Gerüst der Bandscheibe bilden. Die Fibrillen des Kerns sind viel feiner (>> mm im Durchmesser) als die des Rings (0.1 bis 0.2 mm im Durchmesser). Die Bandscheibenzellen sind oft von einer Kapsel einiger anderer Kollagentypen wie Typ VI umgeben.

Die Zellen: Die Bandscheibe hat im Vergleich zu anderen Geweben eine sehr geringe Zelldichte. Obwohl die Dichte der Zellen gering ist, ist ihre kontinuierliche Aktivität für die Gesundheit der Bandscheibe von entscheidender Bedeutung, da die Zellen während des gesamten Lebens Makromoleküle produzieren, um diejenigen zu ersetzen, die im Laufe der Zeit abgebaut werden und verloren gehen.

Funktion

Die Hauptfunktion der Scheibe ist mechanisch. Die Bandscheibe überträgt die Belastung entlang der Wirbelsäule und ermöglicht auch, dass sich die Wirbelsäule beugt und dreht. Die Belastungen der Bandscheibe ergeben sich aus Körpergewicht und muskulärer Aktivität und ändern sich mit der Körperhaltung (siehe Abbildung 4). Bei alltäglichen Aktivitäten ist die Bandscheibe komplexen Belastungen ausgesetzt. Das Strecken oder Beugen der Wirbelsäule erzeugt hauptsächlich Zug- und Druckspannungen auf der Bandscheibe, die aufgrund von Unterschieden im Körpergewicht und in der Geometrie entlang der Wirbelsäule an Stärke zunehmen. Durch Drehen des Rückens entstehen Querspannungen (Scherspannungen).

Abbildung 4. Relativer intradiskaler Druck in verschiedenen Haltungen im Vergleich zum Druck im aufrechten Stehen (100 %).

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Die Bandscheiben stehen unter Druck, der je nach Haltung von etwa 0.1 bis 0.2 MPa in Ruhe bis zu etwa 1.5 bis 2.5 MPa beim Beugen und Heben variiert. Der Druck ist hauptsächlich auf den Wasserdruck über den Kern und den inneren Ring einer normalen Bandscheibe zurückzuführen. Wenn die Belastung der Scheibe erhöht wird, wird der Druck gleichmäßig über die Endplatte und über die gesamte Scheibe verteilt.

Beim Laden verformt sich die Scheibe und verliert an Höhe. Die Endplatte und der Annulus wölben sich, wodurch die Spannung auf diese Strukturen erhöht wird und der Druck des Kerns folglich steigt. Der Verformungsgrad der Scheibe hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sie belastet wird. Die Bandscheibe kann sich erheblich verformen und sich während der Flexion und Extension um 30 bis 60 % komprimieren oder dehnen. Abstände zwischen benachbarten Dornfortsätzen können um über 300 % zunehmen. Wird eine Last innerhalb weniger Sekunden entfernt, kehrt die Scheibe schnell in ihren früheren Zustand zurück, aber wenn die Last aufrechterhalten wird, verliert die Scheibe weiter an Höhe. Dieses „Kriechen“ resultiert aus der fortschreitenden Verformung der Bandscheibenstrukturen und auch aus Flüssigkeitsverlust, da Bandscheiben durch den erhöhten Druck Flüssigkeit verlieren. Zwischen 10 und 25 % der Bandscheibenflüssigkeit gehen bei täglichen Aktivitäten langsam verloren, wenn die Bandscheibe einem viel höheren Druck ausgesetzt ist, und werden im Liegen in Ruhe wiedergewonnen. Dieser Wasserverlust kann bei Tagarbeitern von morgens bis abends zu einer Abnahme der Körpergröße um 1 bis 2 cm führen.

Da die Bandscheibe aufgrund von Alterung oder Degeneration ihre Zusammensetzung ändert, ändert sich auch die Reaktion der Bandscheibe auf mechanische Belastungen. Bei einem Verlust an Proteoglykan und damit Wassergehalt kann der Zellkern nicht mehr so ​​effizient reagieren. Diese Veränderung führt zu ungleichmäßiger Belastung der Endplatte und der Annulusfasern, und in schweren Fällen von Degeneration können sich die inneren Fasern nach innen wölben, wenn die Bandscheibe belastet wird, was wiederum schließlich zu abnormalen Belastungen anderer Bandscheibenstrukturen führen kann deren Versagen verursacht. Auch die Kriechgeschwindigkeit ist bei degenerierten Scheiben erhöht, die dadurch bei gleicher Belastung schneller an Höhe verlieren als normale Scheiben. Die Verengung des Bandscheibenraums wirkt sich auf andere Wirbelsäulenstrukturen wie Muskeln und Bänder aus und führt insbesondere zu einer Erhöhung des Drucks auf die Facettengelenke, was die Ursache für die degenerativen Veränderungen sein kann, die in den Facettengelenken von Wirbelsäulen mit anormalen Erscheinungen beobachtet werden Scheiben.

Beitrag der Hauptkomponenten zur Funktion

Proteoglykane

Die Bandscheibenfunktion hängt von der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts ab, in dem der Wasserdruck der Bandscheibe durch den Bandscheibenquelldruck ausgeglichen wird. Der Quelldruck hängt von der Konzentration der Ionen ab, die von den negativ geladenen Proteoglykanen in die Bandscheibe angezogen werden, und hängt somit direkt von der Konzentration der Proteoglykane ab. Wird die Belastung der Scheibe erhöht, steigt der Wasserdruck und stört das Gleichgewicht. Zum Ausgleich sickert Flüssigkeit aus der Bandscheibe, was die Proteoglykankonzentration und den osmotischen Druck der Bandscheibe erhöht. Ein solcher Flüssigkeitsausdruck wird fortgesetzt, bis entweder das Gleichgewicht wiederhergestellt ist oder die Belastung der Bandscheibe entfernt wird.

Proteoglykane beeinflussen die Flüssigkeitsbewegung auch auf andere Weise. Wegen ihrer hohen Konzentration im Gewebe sind die Abstände zwischen den Ketten sehr klein (0.003 bis 0.004 mm). Die Flüssigkeitsströmung durch solche kleinen Poren ist sehr langsam, und daher ist die Geschwindigkeit, mit der Flüssigkeit verloren geht, und daher die Kriechgeschwindigkeit der Scheibe, gering, obwohl es eine große Druckdifferenz gibt. Da degenerierte Bandscheiben jedoch geringere Proteoglykankonzentrationen aufweisen, kann Flüssigkeit schneller durch die Matrix fließen. Dies kann der Grund dafür sein, dass degenerierte Bandscheiben schneller an Höhe verlieren als normale Bandscheiben. Die Ladung und hohe Konzentration von Proteoglykanen steuern den Eintritt und die Bewegung anderer gelöster Substanzen in die Bandscheibe. Kleine Moleküle (Nährstoffe wie Glukose, Sauerstoff) können leicht in die Bandscheibe eindringen und sich durch die Matrix bewegen. Elektropositive Chemikalien und Ionen, wie Na+Killerwal2+, haben in der negativ geladenen Scheibe höhere Konzentrationen als in der umgebenden interstitiellen Flüssigkeit. Große Moleküle wie Serumalbumin oder Immunglobuline sind zu sperrig, um in die Bandscheibe einzudringen, und sind nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden. Proteoglykane können auch die Zellaktivität und den Stoffwechsel beeinflussen. Kleine Proteoglykane wie Biglycan können Wachstumsfaktoren und andere Mediatoren der Zellaktivität binden und sie freisetzen, wenn die Matrix abgebaut wird.

Wasser

Wasser ist der Hauptbestandteil der Bandscheibe, und die Steifigkeit des Gewebes wird durch die hydrophilen Eigenschaften der Proteoglykane aufrechterhalten. Mit dem anfänglichen Wasserverlust wird die Bandscheibe schlaffer und verformbarer, wenn sich das Kollagennetzwerk entspannt. Sobald die Scheibe jedoch einen erheblichen Teil des Wassers verloren hat, ändern sich ihre mechanischen Eigenschaften drastisch; das Gewebe verhält sich unter Belastung eher wie ein Festkörper als wie ein Verbundwerkstoff. Wasser stellt auch das Medium bereit, durch das Nährstoffe und Abfallstoffe zwischen der Bandscheibe und der umgebenden Blutversorgung ausgetauscht werden.

Collagen

Das Kollagennetzwerk, das hohe Zugbelastungen aufnehmen kann, gibt der Bandscheibe ein Gerüst und verankert sie mit den benachbarten Wirbelkörpern. Das Netzwerk wird durch das von den Proteoglykanen aufgenommene Wasser aufgeblasen; Das Netzwerk wiederum hält die Proteoglykane zurück und verhindert, dass sie aus dem Gewebe entweichen. Diese drei Komponenten zusammen bilden somit eine Struktur, die hohe Druckbelastungen aufnehmen kann.

Die Organisation der Kollagenfibrillen verleiht der Bandscheibe ihre Flexibilität. Die Fibrillen sind in Schichten angeordnet, wobei der Winkel, in dem die Fibrillen jeder Schicht zwischen den benachbarten Wirbelkörpern verlaufen, sich in der Richtung ändert. Dieses hochspezialisierte Gewebe ermöglicht es der Bandscheibe, sich stark zu verkeilen, wodurch eine Biegung der Wirbelsäule ermöglicht wird, obwohl sich die Kollagenfibrillen selbst nur um etwa 3% ausdehnen können.

Stoffwechsel

Die Zellen der Bandscheibe produzieren sowohl große Moleküle als auch Enzyme, die Matrixbestandteile abbauen können. In einer gesunden Bandscheibe sind die Raten der Matrixproduktion und des Matrixabbaus ausgeglichen. Ist das Gleichgewicht gestört, muss sich letztlich die Zusammensetzung der Scheibe ändern. Beim Wachstum sind die Syntheseraten für neue und Ersatzmoleküle höher als die Abbauraten, und Matrixmaterialien reichern sich um die Zellen herum an. Bei Alterung und Degeneration tritt das Umgekehrte ein. Proteoglykane halten normalerweise etwa zwei Jahre. Kollagen hält noch viele Jahre. Wenn das Gleichgewicht gestört ist oder die Zellaktivität nachlässt, nimmt der Proteoglykangehalt der Matrix schließlich ab, was sich auf die mechanischen Eigenschaften der Bandscheibe auswirkt.

Bandscheibenzellen reagieren auch auf Änderungen der mechanischen Belastung. Die Belastung beeinflusst den Bandscheibenstoffwechsel, obwohl die Mechanismen nicht klar sind. Welche mechanischen Anforderungen ein stabiles Gleichgewicht begünstigen und welche einen Abbau gegenüber einer Matrixsynthese begünstigen können, ist derzeit noch nicht absehbar.

Versorgung mit Nährstoffen

Da die Bandscheibe Nährstoffe aus der Blutversorgung der angrenzenden Gewebe erhält, müssen die Nährstoffe wie Sauerstoff und Glukose durch die Matrix zu den Zellen in der Mitte der Bandscheibe diffundieren. Die Zellen können bis zu 7 bis 8 mm von der nächsten Blutversorgung entfernt sein. Steile Steigungen entstehen. An der Schnittstelle zwischen Bandscheibe und Wirbelkörper beträgt die Sauerstoffkonzentration etwa 50 %, während sie in der Bandscheibenmitte unter 1 % liegt. Der Bandscheibenstoffwechsel ist hauptsächlich anaerob. Wenn der Sauerstoffgehalt unter 5 % fällt, erhöht die Bandscheibe die Produktion von Laktat, einem Abfallprodukt des Stoffwechsels. Die Laktatkonzentration im Zentrum des Zellkerns kann sechs- bis achtmal höher sein als im Blut oder im Interstitium (siehe Abbildung 5).

Abbildung 5. Die Hauptnahrungswege zur Bandscheibe verlaufen durch Diffusion vom Gefäßsystem innerhalb des Wirbelkörpers (V), durch die Endplatte (E) zum Kern (N) oder von der Blutversorgung außerhalb des Annulus (A) .

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Ein Rückgang der Nährstoffversorgung wird oft als Hauptursache für Bandscheibendegeneration angesehen. Die Durchlässigkeit der Endplatten der Bandscheibe nimmt mit zunehmendem Alter ab, was den Nährstofftransport in die Bandscheibe behindern und zur Ansammlung von Abfallprodukten wie Laktat führen kann. Bei Bandscheiben mit reduziertem Nährstofftransport können die Sauerstoffkonzentrationen im Bandscheibenzentrum auf sehr niedrige Werte absinken. Hier steigt der anaerobe Stoffwechsel und folglich die Laktatproduktion, und der Säuregehalt im Bandscheibenzentrum kann bis auf pH 6.4 absinken. Solche niedrigen pH-Werte sowie niedrige Sauerstoffspannungen verringern die Geschwindigkeit der Matrixsynthese, was zu einem Abfall des Proteoglykangehalts führt. Außerdem können die Zellen selbst längere Zeit einem sauren pH-Wert nicht überleben. In menschlichen Bandscheiben wurde ein hoher Prozentsatz toter Zellen gefunden.

Die Degeneration der Bandscheibe führt zu einem Verlust von Proteoglykan und einer Verschiebung seiner Struktur, einer Desorganisation des Kollagennetzwerks und einem Einwachsen von Blutgefäßen. Es besteht die Möglichkeit, dass einige dieser Änderungen rückgängig gemacht werden könnten. Es hat sich gezeigt, dass die Scheibe eine gewisse Reparaturfähigkeit hat.

Krankheiten

Skoliose: Skoliose ist eine seitliche Krümmung der Wirbelsäule, bei der sowohl die Bandscheibe als auch die Wirbelkörper verkeilt sind. Es ist normalerweise mit einer Verdrehung oder Rotation der Wirbelsäule verbunden. Aufgrund der Art und Weise, wie die Rippen an den Wirbeln befestigt sind, entsteht ein „Rippenbuckel“, der sichtbar wird, wenn sich die betroffene Person nach vorne beugt. Skoliose kann auf einen angeborenen Defekt in der Wirbelsäule zurückzuführen sein, wie z. B. einen keilförmigen Halbwirbel, oder sie kann sekundär zu einer Erkrankung wie einer neuromuskulären Dystrophie entstehen. In den meisten Fällen ist die Ursache jedoch unbekannt und wird daher als idiopathische Skoliose bezeichnet. Schmerzen sind bei Skoliose selten ein Problem und die Behandlung wird hauptsächlich durchgeführt, um die weitere Entwicklung der seitlichen Krümmung der Wirbelsäule zu stoppen. (Einzelheiten zur klinischen Behandlung dieser und anderer Wirbelsäulenpathologien siehe Tidswell 1992.)

Spondylolisthesis: Spondylolisthesis ist ein horizontales Gleiten eines Wirbels in Bezug auf einen anderen nach vorne. Es kann aus einer Fraktur in der Knochenbrücke resultieren, die die Vorderseite mit der Rückseite des Wirbels verbindet. Offensichtlich wird die Bandscheibe zwischen zwei solchen Wirbeln gedehnt und unnormalen Belastungen ausgesetzt. Die Matrix dieser Bandscheibe und in geringerem Maße angrenzender Bandscheiben zeigt Veränderungen in der Zusammensetzung, die typisch für eine Degeneration sind – Verlust von Wasser und Proteoglykan. Dieser Zustand kann durch Röntgen diagnostiziert werden.

Geplatzte oder vorgefallene Bandscheibe: Eine Ruptur des hinteren Annulus ist bei körperlich aktiven jungen oder mittleren Erwachsenen recht häufig. Es kann nicht durch Röntgen diagnostiziert werden, es sei denn, es wird ein Diskogramm erstellt, bei dem röntgendichtes Material in die Mitte der Bandscheibe injiziert wird. Ein Riss kann dann durch die Verfolgung der Diskogrammflüssigkeit nachgewiesen werden. Manchmal können isolierte und sequestrierte Stücke von Bandscheibenmaterial durch diesen Riss in den Spinalkanal gelangen. Reizungen oder Druck auf den Ischiasnerv verursachen starke Schmerzen und Missempfindungen (Ischias) in der unteren Extremität.

Degenerative Bandscheibenerkrankungen: Dies ist ein Begriff, der auf eine schlecht definierte Gruppe von Patienten angewendet wird, die sich mit Schmerzen im unteren Rückenbereich vorstellen. Sie können Veränderungen im Röntgenbild aufweisen, wie z. B. eine Abnahme der Bandscheibenhöhe und möglicherweise Osteophytenbildung am Rand der Wirbelkörper. Diese Patientengruppe könnte das Endstadium mehrerer pathologischer Pfade darstellen. Beispielsweise können unbehandelte Ringrisse schließlich diese Form annehmen.

Spinalstenose: Die bei einer Spinalkanalstenose auftretende Verengung des Spinalkanals bewirkt eine mechanische Kompression der Spinalnervenwurzeln und deren Blutversorgung. Als solches kann es zu Symptomen wie Schwäche, veränderten Reflexen, Schmerzen oder Gefühlsverlust (Parästhesien) oder manchmal ohne Symptome kommen. Die Verengung des Kanals wiederum kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter das Vorschieben der Bandscheibe in den Kanalraum, die Knochenneubildung in den Facettengelenken (Facettenhypertrophie) und Arthritis mit Entzündung anderer weicher Bindegewebe.

Die Interpretation neuerer bildgebender Verfahren in Bezug auf die Bandscheibenpathologie ist noch nicht vollständig etabliert. Zum Beispiel geben degenerierte Bandscheiben in der Magnetresonanztomographie (MRT) ein verändertes Signal als bei „normalen“ Bandscheiben. Die Korrelation zwischen einer Bandscheibe mit „degeneriertem“ Aussehen im MRT und klinischen Symptomen ist jedoch gering, da 45 % der MRT-degenerierten Bandscheiben asymptomatisch sind und 37 % der Patienten mit Kreuzschmerzen ein normales MRT der Wirbelsäule aufweisen.

Risikofaktoren

Laden

Die Belastung der Bandscheiben hängt von der Körperhaltung ab. Intradiskale Messungen zeigen, dass die sitzende Position zu einem fünfmal höheren Druck führt als innerhalb der ruhenden Wirbelsäule (siehe Abbildung 8). Das Anheben externer Gewichte kann den intradiskalen Druck stark erhöhen, insbesondere wenn das Gewicht vom Körper weggehalten wird. Offensichtlich kann eine erhöhte Belastung zu einem Bruch von Bandscheiben führen, die ansonsten intakt bleiben könnten.

Die von Brinckmann und Pope (1990) zusammengetragenen epidemiologischen Untersuchungen stimmen in einem Punkt überein: Wiederholtes Heben oder Tragen schwerer Gegenstände oder Arbeiten in gebeugter oder überstreckter Haltung stellen Risikofaktoren für LWS-Probleme dar. Ebenso können bestimmte Sportarten wie Gewichtheben mit einem höheren Auftreten von Rückenschmerzen in Verbindung gebracht werden als beispielsweise Schwimmen. Der Mechanismus ist nicht klar, obwohl die unterschiedlichen Belastungsmuster relevant sein könnten.

Rauchen

Die Ernährung der Bandscheibe ist sehr prekär und erfordert nur eine geringe Verringerung des Nährstoffflusses, um sie für den normalen Stoffwechsel der Bandscheibenzellen unzureichend zu machen. Das Rauchen von Zigaretten kann aufgrund seiner Wirkung auf das Kreislaufsystem außerhalb der Bandscheibe eine solche Verringerung verursachen. Der Transport von Nährstoffen wie Sauerstoff, Glukose oder Sulfat in die Bandscheibe ist nach nur 20 bis 30 Minuten Rauchen deutlich reduziert, was die höhere Inzidenz von Kreuzschmerzen bei Rauchern im Vergleich zu Nichtrauchern erklären könnte ( Rydevik und Holm 1992).

Vibration

Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass Rückenschmerzen bei Personen, die starken Vibrationen ausgesetzt sind, häufiger auftreten. Die Wirbelsäule ist bei ihren natürlichen Frequenzen, insbesondere von 5 bis 10 Hz, anfällig für Schäden. Viele Fahrzeuge regen Schwingungen bei diesen Frequenzen an. Von Brinckmann und Pope (1990) berichtete Studien haben eine Beziehung zwischen solchen Vibrationen und dem Auftreten von Kreuzschmerzen gezeigt. Da gezeigt wurde, dass Vibrationen die kleinen Blutgefäße in anderen Geweben beeinflussen, kann dies auch der Mechanismus für ihre Wirkung auf die Wirbelsäule sein.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 23: 00

Low-Back-Region

Kreuzschmerzen sind eine häufige Erkrankung in der Bevölkerung im erwerbsfähigen Alter. Etwa 80 % der Menschen leiden im Laufe ihres Lebens unter Kreuzschmerzen, die in allen Berufsgruppen eine der wichtigsten Ursachen für kurz- und langfristige Behinderungen sind. Basierend auf der Ätiologie können Kreuzschmerzen in sechs Gruppen eingeteilt werden: mechanisch, infektiös (z. B. Tuberkulose), entzündlich (z. B. Spondylitis ankylosans), metabolisch (z. B. Osteoporose), neoplastisch (z. B. Krebs) und viszeral (Schmerz). verursacht durch Erkrankungen der inneren Organe).

Die Schmerzen im unteren Rückenbereich haben bei den meisten Menschen mechanische Ursachen, zu denen lumbosakrale Verstauchungen/Zerrungen, degenerative Bandscheibenerkrankungen, Spondylolisthesis, Spinalkanalstenose und Frakturen gehören. Hier werden nur mechanische Kreuzschmerzen betrachtet. Mechanischer Kreuzschmerz wird auch als regionaler Kreuzschmerz bezeichnet, wobei es sich um einen lokalen oder in ein oder beide Beine ausstrahlenden Schmerz (Ischias) handeln kann. Charakteristisch für mechanische Kreuzschmerzen ist das episodische Auftreten, wobei der natürliche Verlauf in den meisten Fällen günstig ist. In etwa der Hälfte der akuten Fälle klingen die Kreuzschmerzen innerhalb von zwei Wochen ab, bei etwa 90 % innerhalb von zwei Monaten. Schätzungen zufolge wird etwa jeder zehnte Fall chronisch, und auf diese Gruppe von Kreuzschmerzpatienten entfällt der größte Teil der Kosten durch Kreuzbeschwerden.

Struktur und Funktion

Aufgrund der aufrechten Körperhaltung unterscheidet sich der Aufbau des unteren Teils der menschlichen Wirbelsäule (Lumbosakralwirbelsäule) anatomisch von dem der meisten Wirbeltiere. Die aufrechte Haltung erhöht auch die mechanischen Kräfte auf die Strukturen in der lumbosakralen Wirbelsäule. Normalerweise hat die Lendenwirbelsäule fünf Wirbel. Das Kreuzbein ist starr und der Schwanz (Steißbein) hat beim Menschen keine Funktion, wie in Abbildung 1 gezeigt.

Abbildung 1. Die Wirbelsäule, ihre Wirbel und Krümmung.

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Die Wirbel sind durch Bandscheiben zwischen den Wirbelkörpern sowie durch Bänder und Muskeln miteinander verbunden. Diese Weichgewebebindungen machen die Wirbelsäule flexibel. Zwei benachbarte Wirbel bilden eine funktionelle Einheit, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die Wirbelkörper und die Bandscheiben sind die tragenden Elemente der Wirbelsäule. Die hinteren Teile der Wirbel bilden den Neuralbogen, der die Nerven im Wirbelkanal schützt. Die Wirbelbögen sind über Facettengelenke (Zygapophysengelenke) miteinander verbunden, die die Bewegungsrichtung bestimmen. Die Wirbelbögen sind außerdem durch zahlreiche Bänder miteinander verbunden, die den Bewegungsumfang der Wirbelsäule bestimmen. Die Muskeln, die den Rumpf nach hinten strecken (Extensoren), sind an den Wirbelbögen befestigt. Wichtige Befestigungsstellen sind drei knöcherne Vorsprünge (zwei seitlich und der Dornfortsatz) der Wirbelbögen.                  

Abbildung 2. Die grundlegende Funktionseinheit der Wirbelsäule.

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Das Rückenmark endet auf Höhe der höchsten Lendenwirbel (L1-L2). Der lumbale Spinalkanal wird von der Verlängerung des Rückenmarks, der Cauda equina, gefüllt, die aus den Spinalnervenwurzeln besteht. Die Nervenwurzeln treten paarweise durch Zwischenwirbelöffnungen (Foramina) aus dem Wirbelkanal aus. Ein Ast, der das Gewebe im Rücken innerviert, geht von jeder der Spinalnervenwurzeln aus. In Muskeln, Bändern und Gelenken gibt es Nervenenden, die Schmerzempfindungen übertragen (nozizeptive Enden). Bei einer gesunden Bandscheibe gibt es bis auf die äußersten Teile des Annulus keine solchen Nervenenden. Dennoch gilt die Bandscheibe als wichtigste Quelle von Kreuzschmerzen. Ringbrüche sind bekanntermaßen schmerzhaft. Als Folge einer Bandscheibendegeneration kann ein Herniation des semigallertartigen inneren Teils der Bandscheibe, des Kerns, in den Spinalkanal auftreten und zu einer Kompression und/oder Entzündung eines Spinalnervs zusammen mit Symptomen und Anzeichen von Ischias führen, wie in gezeigt Figur 3.

Abbildung 3. Bandscheibenvorfall.

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Muskeln sind für die Stabilität und Bewegung des Rückens verantwortlich. Die Rückenmuskulatur beugt den Rumpf nach hinten (Extension) und die Bauchmuskulatur beugt ihn nach vorne (Flexion). Ermüdung aufgrund anhaltender oder wiederholter Belastung oder plötzlicher Überanstrengung von Muskeln oder Bändern kann Schmerzen im unteren Rückenbereich verursachen, obwohl der genaue Ursprung solcher Schmerzen schwer zu lokalisieren ist. Es gibt Kontroversen über die Rolle von Weichteilverletzungen bei Erkrankungen des unteren Rückens.

Schmerzen im unteren Rücken

Auftreten

Die Prävalenzschätzungen von Kreuzschmerzen variieren je nach den in verschiedenen Umfragen verwendeten Definitionen. Die Prävalenzraten von Kreuzschmerzsyndromen in der finnischen Allgemeinbevölkerung über 30 Jahre sind in Tabelle 1 angegeben. Drei von vier Personen haben im Laufe ihres Lebens Kreuzschmerzen (und einer von drei Ischiasschmerzen) erlebt. Jeden Monat leidet einer von fünf Menschen unter Kreuz- oder Ischiasschmerzen, und zu jedem Zeitpunkt hat jeder sechste ein klinisch nachweisbares Kreuzschmerzsyndrom. Ischias oder Bandscheibenvorfall ist weniger verbreitet und betrifft 4 % der Bevölkerung. Etwa die Hälfte der Patienten mit einem Kreuzschmerzsyndrom hat eine funktionelle Beeinträchtigung, und die Beeinträchtigung ist bei 5 % schwerwiegend. Ischias ist bei Männern häufiger als bei Frauen, aber andere Erkrankungen des unteren Rückens sind ebenso häufig. Vor dem 20. Lebensjahr sind Kreuzschmerzen relativ selten, danach nimmt die Prävalenz bis zum 65. Lebensjahr stetig zu, danach nimmt sie ab.

Tabelle 1. Prävalenz von Rückenerkrankungen in der finnischen Bevölkerung über 30 Jahre, Prozentsätze.

 

Männer+

Damen+

Lebenszeitprävalenz von Rückenschmerzen

76.3

73.3

Lebenszeitprävalenz von Ischiasschmerzen

34.6

38.8

Fünf-Jahres-Prävalenz von Ischiasschmerzen, die für mindestens zwei Wochen Bettruhe verursacht haben

17.3

19.4

Ein-Monats-Prävalenz von Kreuz- oder Ischiasschmerzen

19.4

23.3

Punktprävalenz von klinisch bestätigten:

   

Schmerzsyndrom im unteren Rücken

17.5

16.3

Ischias oder Bandscheibenvorfall*

5.1

3.7

+ altersangepasst
* p 0.005
Quelle: Adaptiert von Heliövaara et al. 1993.

Die Prävalenz degenerativer Veränderungen der Lendenwirbelsäule nimmt mit zunehmendem Alter zu. Etwa die Hälfte der 35- bis 44-jährigen Männer und neun von zehn Männern ab 65 Jahren weisen röntgenologische Anzeichen einer Bandscheibendegeneration der Lendenwirbelsäule auf. Anzeichen einer schweren Bandscheibendegeneration werden bei 5 bzw. 38 % festgestellt. Degenerative Veränderungen sind bei Männern etwas häufiger als bei Frauen. Menschen mit degenerativen Veränderungen der Lendenwirbelsäule haben häufiger Kreuzschmerzen als Menschen ohne, aber degenerative Veränderungen sind auch bei asymptomatischen Menschen häufig. In der Magnetresonanztomographie (MRT) wurde eine Bandscheibendegeneration bei 6 % der asymptomatischen Frauen im Alter von 20 Jahren oder jünger und bei 79 % der Frauen im Alter von 60 Jahren oder älter festgestellt.

Generell treten Kreuzschmerzen in Arbeiterberufen häufiger auf als in Angestelltenberufen. In den Vereinigten Staaten haben Materialtransporter, Krankenpfleger und LKW-Fahrer die höchsten Raten an kompensierten Rückenverletzungen.

Risikofaktoren am Arbeitsplatz

Epidemiologische Studien belegen recht übereinstimmend, dass Kreuzschmerzen, Ischias oder Bandscheibenvorfall und degenerative Veränderungen der Lendenwirbelsäule mit schwerer körperlicher Arbeit einhergehen. Über die akzeptablen Grenzen der körperlichen Belastung des Rückens ist jedoch wenig bekannt.

Rückenschmerzen entstehen durch häufiges oder schweres Heben, Tragen, Ziehen und Schieben. Hohe Zugkräfte werden auf die Muskeln und Bänder und hohe Kompressionen auf die Knochen und Gelenkflächen geleitet. Diese Kräfte können mechanische Verletzungen an den Wirbelkörpern, Bandscheiben, Bändern und den hinteren Teilen der Wirbel verursachen. Die Verletzungen können durch plötzliche Überlastungen oder Ermüdung durch wiederholte Belastung verursacht werden. Als Ursache für eine Degeneration der Lendenwirbelsäule werden wiederholte Mikrotraumen vorgeschlagen, die sogar unbemerkt auftreten können.

Schmerzen im unteren Rücken sind auch mit häufigem oder längerem Drehen, Beugen oder anderen nicht neutralen Rumpfhaltungen verbunden. Bewegung ist für die Ernährung der Bandscheibe notwendig und statische Haltungen können die Ernährung beeinträchtigen. In anderen Weichteilen kann sich Ermüdung entwickeln. Auch längeres Sitzen in einer Position (z. B. Maschinennäherinnen oder Autofahrer) erhöht das Risiko von Kreuzschmerzen.

Es wurde festgestellt, dass längeres Führen von Kraftfahrzeugen das Risiko von Kreuzschmerzen und Ischias oder Bandscheibenvorfällen erhöht. Fahrer sind Ganzkörpervibrationen ausgesetzt, die sich negativ auf die Bandscheibenernährung auswirken. Auch plötzliche Impulse von unebenen Straßen, Haltungsstress und Materialhandhabung durch Berufskraftfahrer können zum Risiko beitragen.

Eine offensichtliche Ursache für Rückenverletzungen ist ein direktes Trauma durch einen Unfall wie Stürze oder Ausrutschen. Neben den akuten Verletzungen gibt es Hinweise darauf, dass traumatische Rückenverletzungen wesentlich zur Entstehung chronischer Low-Back-Syndrome beitragen.

Rückenschmerzen werden mit verschiedenen psychosozialen Faktoren am Arbeitsplatz in Verbindung gebracht, wie z. B. monotones Arbeiten und Arbeiten unter Zeitdruck sowie mangelnder sozialer Unterstützung durch Kollegen und Vorgesetzte. Die psychosozialen Faktoren beeinflussen das Melden und die Genesung von Kreuzschmerzen, aber es gibt Kontroversen über ihre ätiologische Rolle.

Individuelle Risikofaktoren

Körpergröße und Übergewicht: Die Evidenz für einen Zusammenhang von Kreuzschmerzen mit Körpergröße und Übergewicht ist widersprüchlich. Die Beweise sind jedoch ziemlich überzeugend für einen Zusammenhang zwischen Ischias oder Bandscheibenvorfall und Größe. Große Menschen können aufgrund eines größeren Bandscheibenvolumens einen ernährungsphysiologischen Nachteil haben, und sie können auch ergonomische Probleme am Arbeitsplatz haben.

 

Körperliche Fitness: Studienergebnisse zum Zusammenhang zwischen körperlicher Fitness und Kreuzschmerzen sind widersprüchlich. Rückenschmerzen treten häufiger bei Menschen auf, die weniger Kraft haben, als ihre Arbeit erfordert. In einigen Studien wurde festgestellt, dass eine schlechte aerobe Kapazität keine Vorhersage für zukünftige Schmerzen im unteren Rücken oder Schadenersatzforderungen darstellt. Die am wenigsten fitten Menschen haben möglicherweise ein erhöhtes Gesamtrisiko für Rückenverletzungen, aber die fittesten Menschen haben möglicherweise die teuersten Verletzungen. In einer Studie verhinderte eine gute Ausdauer der Rückenmuskulatur das erstmalige Auftreten von Kreuzschmerzen.

Die Beweglichkeit der Lendenwirbelsäule ist bei Menschen sehr unterschiedlich. Menschen mit akuten und chronischen Kreuzschmerzen haben eine eingeschränkte Mobilität, aber in prospektiven Studien hat die Mobilität das Auftreten von Kreuzschmerzen nicht vorhergesagt.

 

Rauchen: Mehrere Studien haben gezeigt, dass Rauchen mit einem erhöhten Risiko für Kreuzschmerzen und Bandscheibenvorfälle verbunden ist. Rauchen scheint auch die Bandscheibendegeneration zu fördern. In experimentellen Studien wurde festgestellt, dass Rauchen die Ernährung der Bandscheibe beeinträchtigt.

 

Strukturelle Faktoren: Angeborene Wirbeldefekte sowie ungleiche Beinlängen können zu Fehlbelastungen der Wirbelsäule führen. Solche Faktoren werden jedoch bei der Verursachung von Kreuzschmerzen nicht als sehr wichtig erachtet. Enger Spinalkanal prädisponiert für Nervenwurzelkompression und Ischias.

 

Psychologische Faktoren: Chronische Kreuzschmerzen sind mit psychologischen Faktoren (z. B. Depressionen) verbunden, aber nicht alle Menschen, die an chronischen Kreuzschmerzen leiden, haben psychische Probleme. Eine Vielzahl von Methoden wurde verwendet, um durch psychologische Faktoren verursachte Rückenschmerzen von durch physische Faktoren verursachten Rückenschmerzen zu unterscheiden, aber die Ergebnisse waren widersprüchlich. Psychische Stresssymptome sind bei Menschen mit Kreuzschmerzen häufiger als bei symptomlosen Menschen, und psychischer Stress scheint sogar das Auftreten von Kreuzschmerzen in der Zukunft vorherzusagen.

abwehr

Das gesammelte Wissen aufgrund epidemiologischer Studien zu den Risikofaktoren ist weitgehend qualitativ und kann daher nur grobe Richtlinien für die Planung von Präventionsprogrammen geben. Es gibt drei Hauptansätze zur Prävention von arbeitsbedingten Erkrankungen des unteren Rückens: ergonomische Arbeitsgestaltung, Aus- und Weiterbildung sowie Auswahl der Arbeitnehmer.

Arbeitsgestaltung

Es wird allgemein angenommen, dass das wirksamste Mittel zur Vorbeugung arbeitsbedingter Erkrankungen des unteren Rückens die Arbeitsplatzgestaltung ist. Eine ergonomische Intervention sollte die folgenden Parameter ansprechen (siehe Tabelle 2).

 

Tabelle 2. Parameter, die angesprochen werden sollten, um das Risiko für Rückenschmerzen bei der Arbeit zu reduzieren.

Parameter

Beispiel

1. Laden

Das Gewicht des gehandhabten Objekts, die Größe des gehandhabten Objekts

2. Objektdesign

Die Form, Position und Größe der Griffe

3. Hebetechnik

Der Abstand vom Schwerpunkt des Objekts und des Arbeiters, Drehbewegungen

4. Arbeitsplatzgestaltung

Die räumlichen Besonderheiten der Aufgabe, wie Tragweite, Bewegungsumfang, Hindernisse wie Treppen

5. Aufgabengestaltung

Häufigkeit und Dauer der Aufgaben

6. Psychologie

Arbeitszufriedenheit, Autonomie und Kontrolle, Erwartungen

7. Umwelt

Temperatur, Feuchtigkeit, Lärm, Traktion der Füße, Ganzkörpervibrationen

8. Arbeitsorganisation

Teamarbeit, Incentives, Schichten, Jobrotation, Maschinentaktung, Arbeitsplatzsicherheit.

Quelle: Adaptiert von Halpern 1992.

 

Die meisten ergonomischen Eingriffe ändern die Lasten, die Gestaltung der gehandhabten Gegenstände, die Hebetechniken, die Arbeitsplatzgestaltung und die Aufgabengestaltung. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen zur Kontrolle des Auftretens von Rückenschmerzen oder medizinischen Kosten wurde nicht eindeutig nachgewiesen. Es kann am effizientesten sein, die Spitzenlasten zu reduzieren. Ein vorgeschlagener Ansatz besteht darin, einen Arbeitsplatz so zu gestalten, dass er innerhalb der körperlichen Leistungsfähigkeit eines großen Prozentsatzes der arbeitenden Bevölkerung liegt (Waters et al. 1993). Bei statischen Arbeitsplätzen kann die Wiederherstellung der Bewegung durch eine Umstrukturierung des Arbeitsplatzes, durch Job Rotation oder Job Enrichment erreicht werden.

Bildung und Ausbildung

Arbeitnehmer sollten geschult werden, um ihre Arbeit angemessen und sicher auszuführen. Die Aus- und Weiterbildung von Arbeitern in sicherem Heben wurde weitgehend durchgeführt, aber die Ergebnisse waren nicht überzeugend. Es besteht allgemein Einigkeit darüber, dass es vorteilhaft ist, die Last nah am Körper zu halten und Ruckeln und Verdrehen zu vermeiden, aber was die Vorteile von Bein- und Rückenheben betrifft, sind die Meinungen der Experten widersprüchlich.

Wenn eine Diskrepanz zwischen den Arbeitsanforderungen und der Stärke der Arbeitnehmer festgestellt wird und eine Umgestaltung des Arbeitsplatzes nicht möglich ist, sollte den Arbeitnehmern ein Fitnesstrainingsprogramm angeboten werden.

Zur Prävention von Behinderungen durch Kreuzschmerzen oder Chronifizierung hat sich bei subakuten Fällen die Rückenschule und bei subchronischen Fällen ein allgemeines Fitnesstraining bewährt.

Die Ausbildung muss auch auf das Management ausgeweitet werden. Zu den Aspekten der Managementschulung gehören frühes Eingreifen, anfängliche konservative Behandlung, Patientennachsorge, Arbeitsvermittlung und Durchsetzung von Sicherheitsregeln. Aktive Managementprogramme können die langfristigen Invaliditätsansprüche und Unfallraten erheblich reduzieren.

Medizinisches Personal sollte in den Vorteilen von Frühintervention, konservativer Behandlung, Patientennachsorge und Arbeitsvermittlungstechniken geschult werden. Der Bericht der Quebec Task Force über das Management von aktivitätsbedingten Wirbelsäulenerkrankungen und andere Richtlinien für die klinische Praxis geben fundierte Leitlinien für die richtige Behandlung. (Spitzer et al. 1987; AHCPR 1994.)

Arbeiterauswahl

Im Allgemeinen wird die Auswahl von Arbeitnehmern vor der Einstellung nicht als geeignete Maßnahme zur Vorbeugung arbeitsbedingter Rückenschmerzen angesehen. Vorgeschichte früherer Rückenbeschwerden, Röntgenaufnahmen der Lendenwirbelsäule, allgemeine Kraft- und Fitnesstests – keines davon hat ausreichend Sensitivität und Spezifität gezeigt, um Personen mit einem erhöhten Risiko für zukünftige Rückenbeschwerden zu identifizieren. Der Einsatz dieser Maßnahmen bei der Voreinstellungsuntersuchung kann zu einer unangemessenen Diskriminierung bestimmter Arbeitnehmergruppen führen. Es gibt jedoch einige spezielle Berufsgruppen (z. B. Feuerwehrleute und Polizeibeamte), bei denen eine Voreinstellungsprüfung als angemessen erachtet werden kann.

Klinische Merkmale

Die genaue Ursache von Kreuzschmerzen kann oft nicht bestimmt werden, was sich in Schwierigkeiten bei der Einordnung von Kreuzbeschwerden widerspiegelt. Die Klassifikation stützt sich in hohem Maße auf Symptomcharakteristika, die durch klinische Untersuchung oder bildgebende Ergebnisse unterstützt werden. Grundsätzlich kann bei Patienten mit einer klinisch-körperlichen Untersuchung ein durch Kompression und/oder Entzündung einer Spinalnervenwurzel verursachter Ischias diagnostiziert werden. Bei vielen anderen Krankheitsbildern wie Facettensyndrom, Fibrositis, Muskelkrämpfen, Lumbalkompartmentsyndrom oder Iliosakralsyndrom hat sich die klinische Überprüfung als unzuverlässig erwiesen.

Als Versuch, die Verwirrung zu beseitigen, führte die Quebec Task Force on Spinal Disorders eine umfassende und kritische Literaturrecherche durch und empfahl schließlich die Verwendung der in Tabelle 3 gezeigten Klassifikation für Patienten mit Rückenschmerzen.


Tabelle 3. Klassifikation von Erkrankungen des unteren Rückens gemäß der Quebec Task Force on Spinal Disorders

1. Schmerz

2. Schmerz mit Ausstrahlung in die proximale untere Extremität

3. Schmerz mit Ausstrahlung in die untere Extremität distal

4. Schmerzen mit Ausstrahlung in die unteren Gliedmaßen und neurologische Anzeichen

5. Vermutliche Kompression einer Spinalnervenwurzel auf einem einfachen Röntgenbild (d. h. Wirbelsäuleninstabilität oder -fraktur)

6. Kompression einer Spinalnervenwurzel bestätigt durch: Spezifische bildgebende Verfahren (Computertomographie,  

            Myelographie oder Magnetresonanztomographie), andere diagnostische Verfahren (z. B. Elektromyographie,

            Venographie)

7. Spinalstenose

8. Postoperativer Status, 1–6 Wochen nach dem Eingriff

9. Postoperativer Status > 6 Wochen nach dem Eingriff

9.1. Asymptomatisch

9.2. Symptomatisch

10. Chronisches Schmerzsyndrom

11. Andere Diagnosen

Für die Kategorien 1-4 wird eine zusätzliche Klassifizierung zugrunde gelegt
(a) Dauer der Symptome (7 Wochen),
(b) Arbeitsstatus (arbeitend; untätig, dh von der Arbeit abwesend, arbeitslos oder nicht erwerbstätig).

Quelle: Spitzer et al. 1987.


 

Für jede Kategorie werden im Bericht auf der Grundlage einer kritischen Literaturrecherche geeignete Behandlungsmaßnahmen angegeben.

Spondylolyse und Spondylolisthese

Unter Spondylolyse versteht man einen Defekt des Wirbelbogens (Pars interarticularis oder Isthmus) und unter Spondylolisthesis die Vorverlagerung eines Wirbelkörpers gegenüber dem darunter liegenden Wirbel. Die Störung tritt am häufigsten am fünften Lendenwirbel auf.

Spondylolisthesis kann durch angeborene Anomalien, durch eine Ermüdungsfraktur oder eine akute Fraktur, eine Instabilität zwischen zwei benachbarten Wirbeln aufgrund von Degeneration und durch infektiöse oder neoplastische Erkrankungen verursacht werden.

Die Prävalenz von Spondylolyse und Spondylolisthese reicht von 3 bis 7 %, aber in bestimmten ethnischen Gruppen ist die Prävalenz erheblich höher (Lapps, 13 %; Eskimos in Alaska, 25 bis 45 %; Ainus in Japan, 41 %), was auf eine genetische Veranlagung hindeutet Prädisposition. Spondylolyse ist bei Menschen mit und ohne Rückenschmerzen gleich häufig, aber Menschen mit Spondylolisthesis sind anfällig für wiederkehrende Schmerzen im unteren Rücken.

Durch einen Arbeitsunfall kann sich eine akute traumatische Spondylolisthese entwickeln. Die Prävalenz ist bei Sportlern bei bestimmten sportlichen Aktivitäten wie American Football, Gymnastik, Speerwerfen, Judo und Gewichtheben erhöht, aber es gibt keine Hinweise darauf, dass körperliche Anstrengung bei der Arbeit eine Spondylolyse oder Spondylolisthesis verursachen würde.

Piriformis-Syndrom

Das Piriformis-Syndrom ist eine seltene und umstrittene Ursache für Ischias, die durch Symptome und Anzeichen einer Kompression des Ischiasnervs in der Region des Piriformis-Muskels gekennzeichnet ist, wo er durch die größere Ischiaskerbe verläuft. Es liegen keine epidemiologischen Daten zur Prävalenz dieses Syndroms vor. Der aktuelle Kenntnisstand basiert auf Fallberichten und Fallserien. Die Symptome werden durch verlängerte Hüftflexion, Adduktion und Innenrotation verschlimmert. Kürzlich wurde die Vergrößerung des Piriformis-Muskels in einigen Fällen des Piriformis-Syndroms durch Computertomographie und Magnetresonanztomographie bestätigt. Das Syndrom kann aus einer Verletzung des Piriformis-Muskels resultieren.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 23: 22

Region der Brustwirbelsäule

Die häufigsten Symptome und Anzeichen, die im oberen Bereich des Rückens und der Wirbelsäule auftreten, sind Schmerzen, Empfindlichkeit, Schwäche, Steifheit und/oder Deformität im Rücken. Schmerzen treten im unteren (lumbalen) Rücken und im Nacken viel häufiger auf als im oberen Rumpf (thorakaler Rücken). Neben lokalen Symptomen können die Thoraxerkrankungen Schmerzen verursachen, die in die Lendengegend und die unteren Gliedmaßen, in Nacken und Schultern, in den Brustkorb und in den Bauch ausstrahlen.

Schmerzhafte Weichteilerkrankungen

Die Ursachen thorakaler Rückenschmerzen sind multifaktoriell und oft unklar. Die Symptome entstehen in vielen Fällen durch Überbeanspruchung, Überdehnung und/oder meist leichte Weichteilrisse. Es gibt jedoch auch viele spezifische Erkrankungen, die zu Rückenschmerzen führen können, wie z. B. schwere Skoliose (Buckel) oder Kyphose unterschiedlicher Ätiologie, Morbus Sheuermann (Osteochondritis der Brustwirbelsäule, manchmal schmerzhaft bei Jugendlichen, aber selten bei Erwachsenen) und andere Missbildungen, die nach einem Trauma oder einigen neurologischen und muskulären Erkrankungen auftreten können. Infektionen der Wirbelsäule (Spondylitis) sind oft auf die Brustregion lokalisiert. Viele Arten von Mikroben können Spondylitis verursachen, wie z. B. Tuberkulose. Bei rheumatischen Erkrankungen, insbesondere bei Morbus Bechterew und schwerer Osteoporose, können thorakale Rückenschmerzen auftreten. Auch viele andere intraspinale, intrathorakale und intraabdominelle Erkrankungen, wie z. B. Tumore, können zu Rückenbeschwerden führen. Im Allgemeinen ist es üblich, dass der Schmerz in der Brustwirbelsäule zu spüren ist (ausstrahlender Schmerz). Skelettmetastasen von Krebs von anderen Stellen sind häufig an der Brustwirbelsäule lokalisiert; dies gilt insbesondere für metastasierenden Brust-, Nieren-, Lungen- und Schilddrüsenkrebs. Ein Bandscheibenvorfall ist äußerst selten, die Inzidenz beträgt 0.25 bis 0.5 % aller Bandscheibenvorfälle.

Untersuchung: Bei der Untersuchung sollten immer viele intra- und extraspinale Erkrankungen im Auge behalten werden, die Symptome im Brustrücken verursachen. Je älter der Patient, desto häufiger treten Rückenbeschwerden aufgrund von Primärtumoren oder Metastasen auf. Ein umfassendes Gespräch und eine sorgfältige Prüfung sind daher sehr wichtig. Ziel der Untersuchung ist es, die Ätiologie der Erkrankung abzuklären. Die klinische Untersuchung sollte gewöhnliche Verfahren wie Inspektion, Palpation, Prüfung der Muskelkraft, der Gelenkbeweglichkeit, des neurologischen Zustands usw. umfassen. Bei anhaltenden und schweren Symptomen und Zeichen sowie bei Verdacht auf eine bestimmte Erkrankung durch Nativröntgen können andere Röntgenuntersuchungen wie MRT, CT, Isotopenbildgebung und ENMG zur Klärung der ätiologischen Diagnose und zur Lokalisierung des Störungsprozesses beitragen. Heutzutage ist die MRT in der Regel die radiologische Methode der Wahl bei thorakalen Rückenschmerzen.

Degenerative Erkrankungen der Brustwirbelsäule

Alle Erwachsenen leiden unter degenerativen Veränderungen der Wirbelsäule, die mit zunehmendem Alter fortschreiten. Die meisten Menschen haben keine Symptome von diesen Veränderungen, die oft bei der Untersuchung anderer Krankheiten gefunden werden, und sind normalerweise ohne klinische Bedeutung. Selten führen die degenerativen Veränderungen im Thoraxbereich zu lokalen und ausstrahlenden Symptomen – Schmerzen, Empfindlichkeit, Steifheit und neurologischen Symptomen.

Eine Verengung des Spinalkanals, Spinalkanalstenose, kann zu einer Kompression von vaskulärem und neurologischem Gewebe führen, was zu lokalen und/oder ausstrahlenden Schmerzen und neurologischen Defiziten führt. Ein Bandscheibenvorfall provoziert selten Symptome. In vielen Fällen ist ein radiologisch nachgewiesener Bandscheibenvorfall ein Nebenbefund und löst keine Beschwerden aus.

Die Hauptzeichen degenerativer Erkrankungen der Brustwirbelsäule sind lokale Empfindlichkeit, Muskelkrämpfe oder -schwäche und lokal verminderte Beweglichkeit der Wirbelsäule. In einigen Fällen können neurologische Störungen auftreten – Muskelparese, Reflex- und Empfindungsstörungen lokal und/oder distal der betroffenen Gewebe.

Die Prognose beim Bandscheibenvorfall ist in der Regel gut. Die Beschwerden klingen wie im Lenden- und Nackenbereich innerhalb weniger Wochen ab.

Untersuchung. Besonders bei alten Menschen mit anhaltenden und starken Schmerzen sowie bei Lähmungen ist eine sachgerechte Untersuchung unerlässlich. Neben einem ausführlichen Gespräch sollte eine adäquate klinische Untersuchung erfolgen, einschließlich Inspektion, Palpation, Prüfung der Beweglichkeit, Muskelkraft und des neurologischen Zustands. Von den radiologischen Untersuchungen sind Nativröntgen, CT und insbesondere MRT vorteilhaft zur Beurteilung der ätiologischen Diagnose und der Lokalisierung der pathologischen Veränderungen an der Wirbelsäule. ENMG und Isotopenbildgebung können zur Diagnose beitragen. In der Differentialdiagnose können Laboruntersuchungen wertvoll sein. Bei reinen Bandscheibenvorfällen und degenerativen Veränderungen zeigen sich in den Laboruntersuchungen keine spezifischen Auffälligkeiten.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 23: 23

Hals

Schmerzen und Beschwerden im Nacken gehören zu den häufigsten Symptomen im Zusammenhang mit der Arbeit. Sie treten sowohl bei schwerer, körperlicher Arbeit als auch bei sitzender, sitzender Tätigkeit auf, und die Symptome halten oft über längere Zeiträume an, in manchen Fällen sogar über das ganze Leben. Daraus folgt, dass Erkrankungen des Halses, wenn sie einmal aufgetreten sind, schwer zu heilen sind und daher viel Wert auf die Primärprävention gelegt werden sollte. Es gibt drei Hauptgründe, warum Nackenerkrankungen im Arbeitsleben weit verbreitet sind:

  1. Die Belastung der Nackenstrukturen wird aufgrund der hohen visuellen Anforderungen der Arbeit und der Notwendigkeit der Stabilisierung des Nacken-Schulter-Bereichs bei der Arbeit mit den Armen über längere Zeiträume aufrechterhalten.
  2. Psychisch anspruchsvolle Tätigkeiten mit hohen Anforderungen an die Konzentration sowie an Qualität und Quantität der Arbeitsleistung sind üblich und führen zu einer erhöhten Aktivität der Nackenmuskulatur. Diese Spannung verstärkt sich weiter, wenn der Beruf insgesamt psychisch belastend ist, beispielsweise aufgrund schlechter Arbeitsbeziehungen, geringer Einflussnahme auf die Arbeitsorganisation und so weiter.
  3. Die Bandscheiben und Gelenke des Halses sind häufig Ort degenerativer Veränderungen, deren Prävalenz mit zunehmendem Alter zunimmt. Dadurch sinkt die Belastbarkeit der beruflichen Belastungen. Es ist auch wahrscheinlich, dass die Degenerationsrate als Folge der körperlichen Anforderungen der Arbeit zunimmt.

 

Anatomie und Biomechanik des Halses

Der muskuloskelettale Teil des Halses besteht aus sieben Wirbelkörpern, sechs Bandscheiben (bestehend aus Knorpel), Bändern, die diese zusammenhalten und mit dem Schädel und der Brustwirbelsäule verbinden, und Muskeln, die die Wirbelsäule umgeben. Obwohl jedes Gelenk der Halswirbelsäule einen sehr begrenzten Bewegungsbereich hat, kann der Hals mit einem relativ großen Bewegungsbereich gebeugt, gestreckt, gedreht und gekippt werden (siehe Tabelle 1). Bei normaler aufrechter Körperhaltung und geradeaus gerichtetem Blick liegt der Schwerpunkt von Kopf und Nacken eigentlich vor dem Stützzentrum und muss daher durch die dorsale, also hinter den Wirbelkörpern liegende Muskulatur ausgeglichen werden . Wenn der Kopf nach vorne geneigt wird, ist mehr Muskelkraft erforderlich, um den Kopf auszubalancieren, und wenn die Vorwärtsneigung des Kopfs über längere Zeiträume beibehalten wird, kann sich eine erhebliche Muskelermüdung entwickeln. Neigen und Beugen des Kopfes führt neben Muskelermüdung zu einer verstärkten Kompression der Bandscheiben, was degenerative Prozesse beschleunigen kann.

Tabelle 1. Normaler und zulässiger Bewegungsbereich (ROM) für längeres Fahren in Grad, für den Kopf.

 

Normal1

Zulässig2 für längeres Fahren

Seitliche Biegung

45

-

Twist

60

0 - 15

Flexion

45

0 - 25

Erweiterung

-45

0 – –5

1 Amerikanische Akademie für orthopädische Chirurgen 1988.
2 Hanson 1987

Auch die den Nacken umgebenden Muskeln sind bei der Armarbeit aktiv, um den Schulter-Arm-Komplex zu stabilisieren. Der Trapezius und mehrere andere Muskeln haben ihren Ursprung an der Halswirbelsäule und erstrecken sich nach unten / außen, um an der Schulter anzusetzen. Diese Muskeln sind häufig der Ort von Funktionsstörungen und Störungen, insbesondere bei statischen oder sich wiederholenden Arbeitsaufgaben, bei denen die Arme hochgehoben und die Sicht fixiert ist.

Die den Hals stabilisierenden Strukturen sind sehr robust, was dem Schutz des Nervengewebes innerhalb des Wirbelkanals und der aus den Zwischenwirbelöffnungen austretenden Nerven dient, die den Hals, die obere Extremität und den oberen Teil des Brustkorbs versorgen. Die Bandscheiben, die angrenzenden Teile der Wirbelkörper und die Facettengelenke der Zwischenwirbellöcher sind häufig Ort degenerativer Veränderungen, die Druck auf die Nerven ausüben und deren Raum verengen können. (Siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Schematische Darstellung eines Querschnitts von drei der unteren Halswirbelkörper (1) mit Bandscheiben; (2) intervertebrale Foramina; (3) und Nervenwurzeln; (4) von der Seite gesehen.

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Wie in der Einleitung erwähnt, sind Symptome wie Schmerzen, Schmerzen und Beschwerden im Nacken sehr häufig. Je nach verwendeten Kriterien und Untersuchungsmethode variieren die Prävalenzraten für Nackenerkrankungen. Wird eine postalische Anfrage oder ein Interview mit Fokus auf Muskel-Skelett-Erkrankungen durchgeführt, ist die Prävalenz von Erkrankungen in der Regel höher als bei einer gründlichen Abklärung, die auch eine körperliche Untersuchung beinhaltet. Daher sollten Vergleiche zwischen Gruppen nur angestellt werden, wenn die gleiche Untersuchungstechnik verwendet wurde. Abbildung 2 zeigt die Ein-Jahres-Prävalenzzahlen für eine repräsentative Stichprobe der isländischen Bevölkerung, die eine postalische Anfrage beantwortet hat, den sogenannten „Nordic“-Fragebogen zu Muskel-Skelett-Erkrankungen (Kuorinka et al. 1987). Nackenprobleme (Schmerzen, Schmerzen oder Beschwerden) waren die dritthäufigsten (38 % Durchschnitt für die gesamte Stichprobe), nach Schulter- (43 %) und Kreuzproblemen (56 %). Nackenbeschwerden traten bei Frauen häufiger auf als bei Männern, und es gab einen Anstieg der Prävalenz bis zum Alter von 25 bis 30 Jahren, als sich die Raten stabilisierten; im Alter von 50 bis 55 Jahren gingen sie wieder etwas zurück. In einer repräsentativen Stichprobe von 200 Männern und Frauen aus Stockholm im Alter von 16 bis 65 Jahren betrug die 12-Monats-Prävalenz etwa 30 % bei den Männern und 60 % bei den Frauen. Die Erfahrung von kürzlich aufgetretenen Nackenschmerzen mit einer Dauer von mindestens einem Monat wurde bei 22 % einer Bevölkerungsstichprobe in Göteborg, Schweden, festgestellt – wiederum als dritthäufigste nach Schulter- und Kreuzschmerzen eingestuft.

Abbildung 2. 1000-Monats-Prävalenz von Symptomen von Nackenbeschwerden einer Zufallsstichprobe der isländischen Bevölkerung (n=XNUMX)

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Risikofaktoren bei der Arbeit

Nackenerkrankungen sind in bestimmten Berufsgruppen deutlich häufiger. Unter Verwendung des nordischen Fragebogens (Kuorinka et al. 1987) haben die schwedischen arbeitsmedizinischen Dienste Daten aus mehreren Berufen zusammengestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Risiko von Nackenbeschwerden (Schmerzen, Schmerzen oder Beschwerden) bei Bedienern von Bildschirmgeräten (VDU), Nähmaschinenbedienern, Näherinnen und Arbeitern in der Elektronikmontage sehr hoch ist, mit einer 12-Monats-Prävalenz von mehr als 60 %. Darüber hinaus geben bis zu einem Drittel der Betroffenen auch an, dass sich die Beschwerden auf ihr Arbeitsleben auswirken, entweder zu einer Krankschreibung oder zu einem Wechsel des Arbeitsplatzes oder der Arbeitsaufgabe.

Epidemiologische Studien zu Nacken- und Schultererkrankungen wurden überprüft, und die verschiedenen Studien wurden nach Art der Exposition (repetitive Arbeit bzw. Arbeit über Schulterhöhe) zusammengefasst. Weichteilerkrankungen des Nackens, wie Nackenverspannungen und andere Myalgien, waren bei einer Reihe von beruflichen Tätigkeiten wie Dateneingabe, Maschinenschreiben, Scherenherstellung, Lampenmontage und Filmrollen erheblich erhöht.

Degenerative Erkrankungen der Bandscheiben des Halses sind häufiger bei Bergleuten, Zahnärzten und Arbeitern in der Fleischindustrie (Hagberg und Wegman 1987).

Körperhaltung

Längeres Beugen, Strecken, seitliches Beugen und Verdrehen des Halses führt zu Muskelermüdung und kann zu chronischen Muskelverletzungen und degenerativen Veränderungen der Halswirbelsäule führen. Die Muskelaktivität, die erforderlich ist, um dem Gewicht des Kopfes entgegenzuwirken Vorwärtsflexion des Nackens nimmt mit dem Flexionswinkel zu, wie in Abbildung 3 gezeigt. Müdigkeit und Schmerzen sind bei Nackenflexion üblich, wenn längere Arbeit verrichtet wird. Wenn der Kopf bis zum äußersten Bewegungsbereich nach vorne geneigt wird, wird die Hauptlast von den Muskeln auf die Bänder und Gelenkkapseln übertragen, die die Halswirbelsäule umgeben. Es wurde berechnet, dass bei maximaler Beugung der gesamten Halswirbelsäule das von Kopf und Hals auf die Bandscheibe zwischen dem siebten Hals- und dem ersten Brustwirbelkörper ausgeübte Drehmoment um den Faktor 3.6 erhöht wird. Solche Haltungen führen innerhalb von nur etwa 15 Minuten zu Schmerzen, und normalerweise muss die Haltung aufgrund starker Schmerzen innerhalb von 15 bis 60 Minuten normalisiert werden. Haltungen, bei denen der Hals für längere Zeit – mehrere Stunden – nach vorne gebeugt ist, sind bei Montagearbeiten in der Industrie, bei Bildschirmarbeit und bei Verpackungs- und Inspektionsaufgaben mit schlecht gestalteten Arbeitsplätzen üblich. Solche Haltungen werden häufig durch einen Kompromiss zwischen der Notwendigkeit, mit den Händen zu arbeiten, ohne die Arme hochzuheben, und der gleichzeitigen Notwendigkeit einer visuellen Kontrolle verursacht. Einen Überblick über die Mechanismen, die von Muskelermüdung zu Verletzungen führen, finden Sie im begleitenden Artikel „Muskeln“.

Abbildung 3. Prozentsatz der maximalen Nackenstreckungskraft, die bei zunehmender Nackenneigung (Flexion) erforderlich ist.

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Erweiterung des Nackens über längere Zeit, wie bei Überkopfarbeiten im Baugewerbe, kann für die Muskulatur vor der Halswirbelsäule sehr ermüdend sein. Besonders beim Tragen von schwerer Schutzausrüstung wie Schutzhelmen kann das Drehmoment, das den Kopf nach hinten kippt, hoch sein.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wiederholte Bewegungen

Wiederholte Bewegungen der Hände erhöhen die Anforderungen an die Stabilisierung des Nacken- und Schulterbereichs und erhöhen damit das Risiko von Nackenbeschwerden. Faktoren wie hohe Anforderungen an Geschwindigkeit und Präzision der Bewegungen sowie hohe Anforderungen an den Kraftaufwand der Hände implizieren noch größere Anforderungen an die Stabilisierung der proximalen Körperregionen. Wiederholte Bewegungen des Kopfes sind seltener. Schnelle und wiederholte Wechsel zwischen visuellen Zielen werden normalerweise durch Augenbewegungen erreicht, es sei denn, der Abstand zwischen den beobachteten Objekten ist ziemlich groß. Dies kann beispielsweise an großen Computerarbeitsplätzen vorkommen.

Vibration

Lokale Vibrationen der Hände, wie z. B. beim Arbeiten mit Bohrmaschinen und anderen vibrierenden Handmaschinen, werden entlang des Arms übertragen, aber der Anteil, der bis in den Schulter-Nacken-Bereich übertragen wird, ist vernachlässigbar. Das Halten eines vibrierenden Werkzeugs kann jedoch Muskelkontraktionen in den proximalen Schulter-Nacken-Muskeln hervorrufen, um die Hand und das Werkzeug zu stabilisieren, und kann dadurch eine ermüdende Wirkung auf den Nacken ausüben. Die Mechanismen und die Prävalenz solcher vibrationsinduzierten Beschwerden sind wenig bekannt.

Arbeitsorganisation

Arbeitsorganisation wird in diesem Zusammenhang definiert als die Verteilung von Arbeitsaufgaben über die Zeit und zwischen Arbeitnehmern, die Dauer von Arbeitsaufgaben sowie die Dauer und Verteilung von Ruhezeiten und Pausen. Die Dauer der Arbeits- und Ruhephasen hat einen tiefgreifenden Einfluss auf die Ermüdung und Erholung des Gewebes. Es wurden nur wenige spezifische Studien zur Wirkung der Arbeitsorganisation auf Nackenerkrankungen durchgeführt. In einer großen epidemiologischen Studie in Schweden wurde festgestellt, dass eine Bildschirmarbeit von mehr als vier Stunden pro Tag mit erhöhten Raten von Nackensymptomen assoziiert war (Aronsson, Bergkvist und Almers 1992). Diese Ergebnisse wurden später in anderen Studien bestätigt.

Psychologische und soziale Faktoren

Zusammenhänge zwischen psychischen und sozialen Faktoren am Arbeitsplatz und Erkrankungen der Nackenregion wurden in mehreren Studien nachgewiesen. Besonders Faktoren wie wahrgenommener psychischer Stress, schlechte Kontrolle der Arbeitsorganisation, schlechte Beziehungen zum Management und zu Arbeitskollegen und hohe Anforderungen an Genauigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit wurden hervorgehoben. Diese Faktoren wurden in Querschnittsstudien mit einem erhöhten Risiko (bis zu zweifach) von Erkrankungen in Verbindung gebracht. Der Mechanismus ist wahrscheinlich eine Zunahme der Spannung im Trapezius und anderen Muskeln, die den Hals umgeben, als Teil einer allgemeinen „Stress“-Reaktion. Da gut kontrollierte Längsschnittstudien rar sind, ist noch unklar, ob diese Faktoren ursächlich oder verschlimmernd sind. Darüber hinaus treten häufig schlechte psychologische und soziale Bedingungen in Jobs auf, die auch durch längere ungünstige Körperhaltungen gekennzeichnet sind.

Individuelle Faktoren

Als Faktoren, die das Ansprechen beeinflussen können, werden individuelle Merkmale wie Alter, Geschlecht, Muskelkraft und -ausdauer, körperliche Fitness, Körpergröße, Persönlichkeit, Intelligenz, Freizeitgewohnheiten (Bewegung, Rauchen, Alkohol, Ernährung) und Vorerkrankungen des Bewegungsapparates diskutiert körperliche und psychosoziale Belastungen. Das Alter als Risikofaktor wurde oben diskutiert und ist in Abbildung 2 dargestellt.

Frauen berichten in der Regel über eine höhere Prävalenz von Nackensymptomen als Männer. Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass die Exposition sowohl gegenüber körperlichen als auch psychosozialen Risikofaktoren bei Frauen höher ist als bei Männern, beispielsweise bei der Arbeit mit Bildschirmen, der Montage von Kleinteilen und dem Maschinennähen.

Studien mit anderen Muskelgruppen als denen des Nackens weisen nicht konsequent darauf hin, dass eine geringe statische Kraft ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Erkrankungen impliziert. Zur Nackenmuskulatur liegen keine Daten vor. In einer kürzlich durchgeführten Studie einer zufälligen Bevölkerung von Stockholm, niedrig Ausdauer bei Nackenstreckung war schwach mit der späteren Entwicklung von Nackenbeschwerden assoziiert (Schüldt et al. 1993). Ähnliche Ergebnisse wurden für Erkrankungen des unteren Rückens berichtet.

In einer Längsschnittstudie in Schweden war der Persönlichkeitstyp ein Risikofaktor für die Entwicklung von Schulter-Nacken-Erkrankungen (Hägg, Suurküla und Kilbom 1990). Diejenigen Mitarbeiter, die eine Typ-A-Persönlichkeit hatten (z. B. ehrgeizig und ungeduldig waren), entwickelten schwerwiegendere Probleme als andere, und diese Assoziationen standen nicht im Zusammenhang mit der individuellen Produktivität.

Über den Zusammenhang zwischen anderen individuellen Merkmalen und Nackenerkrankungen ist wenig bekannt.

abwehr

Arbeitsplatzgestaltung

Der Arbeitsplatz sollte so organisiert sein, dass der Kopf nicht über die in Tabelle 1 angegebenen Grenzen des zulässigen Bewegungsbereichs hinaus statisch gebeugt, gestreckt oder verdreht wird. Hin und wieder Bewegungen, die innerhalb der Grenzen des normalen Bewegungsbereichs liegen Bewegung sind akzeptabel, ebenso wie die gelegentliche Bewegung zu den einzelnen Extremen. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass die Belastung der Nackenmuskulatur bei einem leicht nach hinten geneigten Rumpf geringer ist als bei einer geraden aufrechten Körperhaltung, die wiederum besser ist als bei einem nach vorne geneigten Rumpf (Schüldt 1988).

Die Einrichtung des Arbeitsplatzes und die Positionierung des Arbeitsobjekts erfordert eine sorgfältige Überlegung und einen Kompromiss zwischen den Anforderungen an eine optimale Kopf- und Schulter-Arm-Haltung. Üblicherweise wird das Arbeitsobjekt etwas unterhalb der Ellbogenhöhe positioniert, was jedoch zu einer hohen Belastung der Nackenmuskulatur führen kann (z. B. bei Montagearbeiten). Dies erfordert individuell einstellbare Arbeitsplätze.

Visuelle Belastung erhöht die Spannung der Nackenmuskulatur, daher sollte auf die Beleuchtung und die Kontraste des Arbeitsplatzes sowie auf die Lesbarkeit von Informationen auf Bildschirmen und auf gedrucktem Material geachtet werden. Für die Bildschirmarbeit sollte der Betrachtungsabstand auf etwa 45 bis 50 cm und der Betrachtungswinkel auf 10 bis 20 Grad optimiert werden. Mit Hilfe einer Brille soll die Sicht des Arbeiters optimiert werden.

Arbeitsorganisation

Bei Arbeiten mit statischer Belastung des Nackens, wie z. B. bei Montage- und Dateneingabearbeiten am Bildschirm, sollten häufig Pausen eingelegt werden, um sich von Ermüdung zu erholen. In einigen Gemeinden wurden Empfehlungen ausgesprochen, eine Pause von etwa 10 Minuten pro Stunde einzuführen und die Bildschirmarbeit auf maximal vier Stunden pro Tag zu beschränken. Wie oben ausgeführt, ist die wissenschaftliche Grundlage für diese Empfehlungen in Bezug auf den Hals relativ schwach.

Klinische Merkmale und Behandlung von Nackenerkrankungen

Schmerzhafte Weichteilerkrankungen

Nackenverspannungen und andere Myalgien

Die häufigste Lokalisation für Nackenverspannungen und andere Myalgien liegt im oberen Teil des M. trapezius, oft sind aber auch andere vom Nacken ausgehende Muskeln gleichzeitig betroffen. Symptome sind Nackensteifigkeit und Schmerzen bei der Arbeit und im Ruhezustand. Häufig wird eine übermäßige Muskelermüdung auch bei kurzzeitiger und geringer Belastung wahrgenommen. Die Muskulatur ist druckschmerzhaft und oft lassen sich bei der Palpation „Tender Points“ finden. Nackenverspannungen treten häufig bei Tätigkeiten mit längerer statischer Belastung von Nacken und Schultern auf. Die mikroskopische Untersuchung des Gewebes hat Veränderungen in der Muskelmorphologie gezeigt, aber die Mechanismen sind unvollständig verstanden und betreffen wahrscheinlich sowohl die Blutzirkulation als auch die Nervenregulation.

Akuter Torticollis

Dieser Zustand akuter Schmerzen und Nackensteifigkeit kann durch plötzliches Drehen des Kopfes und Strecken des gegenüberliegenden Armes hervorgerufen werden. Manchmal kann kein provozierendes Ereignis identifiziert werden. Es wird angenommen, dass ein akuter Torticollis durch Belastung und teilweise Rupturen der Bänder des Halses verursacht wird. Normalerweise lassen die Schmerzen und Steifheit innerhalb einer Woche nach Ruhe, externer Unterstützung des Nackens (Kragen) und muskelentspannenden Medikamenten nach.

Degenerative Erkrankungen

Akute Erkrankung (Bandscheibenvorfall)

Die Degeneration der Halswirbelsäule betrifft die Bandscheiben, die selbst bei leichten Belastungen einen Teil ihrer Widerstandskraft verlieren. Ein Bandscheibenvorfall mit Extrusion seines Inhalts oder Ausbeulung kann Nervengewebe und Blutgefäße seitlich und hinter der Bandscheibe gefährden. Eine akute degenerative Erkrankung der Bandscheibe ist die Kompression der Nervenwurzeln, die sich vom Rückenmark aus erstrecken und den Hals, die Arme und den oberen Brustkorb versorgen. Je nach Stärke der Kompression (Bandscheibe zwischen XNUMX. und XNUMX. Halswirbel, XNUMX. und XNUMX. usw.) treten akute sensorische und motorische Symptome aus den von den Nerven versorgten Regionen auf. Die Abklärung akuter Hals-Arm-Beschwerden umfasst eine gründliche neurologische Untersuchung zur Klärung der Höhe eines möglichen Bandscheibenvorfalls und eine einfache Röntgenuntersuchung, meist ergänzt durch CT und MRT.

Chronische Erkrankungen (zervikale Spondylose und zervikales Syndrom)

Bei der Degeneration der Halswirbelsäule handelt es sich um eine Verengung der Bandscheibe, die Bildung neuer Knochen (sog. Osteophyten), die sich von den Rändern des Halswirbels aus erstrecken, und um eine Verdickung der Bänder wie bei einer akuten Erkrankung. Wenn sich Osteophyten in die Foramina ausbreiten, können sie die Nervenwurzeln komprimieren. Spondylose ist die Bezeichnung für die radiologischen Veränderungen am Hals. Manchmal sind diese Veränderungen mit chronischen lokalen Symptomen verbunden. Radiologische Veränderungen können ohne schwerwiegende Symptome fortschreiten und umgekehrt. Symptome sind in der Regel Schmerzen im Nackenbereich, die sich manchmal bis in den Kopf- und Schulterbereich ausdehnen, sowie eingeschränkte Beweglichkeit. Immer wenn Nervenwurzeln komprimiert sind, die Diagnose zervikales Syndrom wird genutzt. Symptome des zervikalen Syndroms sind Schmerzen im Nacken, eingeschränkte Beweglichkeit des Nackens und sensorische und motorische Symptome von der Seite der komprimierten Nervenwurzel. Symptome wie verminderte Berührungsempfindlichkeit, Taubheitsgefühl, Kribbeln und verminderte Kraft treten häufig in Hand und Arm auf. Daher ähneln die Symptome denen, die bei einem akuten Bandscheibenvorfall auftreten, aber normalerweise ist der Beginn langsamer und die Schwere kann je nach externer Arbeitsbelastung schwanken. Sowohl zervikale Spondylose als auch zervikales Syndrom sind in der Allgemeinbevölkerung verbreitet, insbesondere bei älteren Personen. Das Risiko einer zervikalen Spondylose ist in Berufsgruppen mit anhaltend hoher biomechanischer Belastung der Halsstrukturen erhöht, wie Bergleute, Zahnärzte und Arbeiter in der Fleischindustrie.

Traumatische Erkrankungen (Schleudertrauma)

Bei Auffahrunfällen wird der Kopf (sofern nicht durch eine Stütze von hinten eingeschränkt) mit hoher Geschwindigkeit und großer Wucht nach hinten gekippt. Bei weniger schweren Unfällen kann es nur zu partiellen Muskelrissen kommen, während bei schweren Unfällen die Muskeln und Bänder vor der Halswirbelsäule ernsthaft geschädigt und auch Nervenwurzeln geschädigt werden können. Die schwersten Fälle treten auf, wenn die Halswirbel ausgerenkt sind. Schleudertrauma-Verletzungen müssen sorgfältig untersucht und behandelt werden, da lang anhaltende Symptome wie Kopfschmerzen bestehen bleiben können, wenn die Verletzung nicht richtig behandelt wird.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 23: 32

Ansatzscheiben

Erkrankungen der Schulterregion sind häufige Probleme sowohl in der allgemeinen als auch in der arbeitenden Bevölkerung. Bis zu einem Drittel aller Frauen und einem Viertel aller Männer geben an, jeden Tag oder jeden zweiten Tag Schmerzen im Nacken und in der Schulter zu haben. Es wird geschätzt, dass die Prävalenz der Schultersehnenentzündung in der Allgemeinbevölkerung etwa 2 % beträgt. Bei männlichen und weiblichen Arbeitern in den Vereinigten Staaten wurde die Prävalenz von Schultersehnenentzündungen auf bis zu 8 % bei denjenigen geschätzt, die stark repetitiven oder starken Handbewegungen ausgesetzt sind, verglichen mit etwa 1 % bei denjenigen ohne diese Art von Muskel-Skelett-Syndrom betonen.

Anatomie

Zu den Knochen in der Schulter gehören das Schlüsselbein (Schlüsselbein), das Schulterblatt (Schulterblatt) und das Glenohumeralgelenk (Schulter), wie in Abbildung 1 dargestellt. Das Schlüsselbein ist durch das Sternoklavikulargelenk mit dem Körper und den Schulterblättern verbunden durch das Akromioklavikulargelenk. Das Sternoklavikulargelenk ist die einzige Verbindung zwischen der oberen Extremität und dem Rest des Körpers. Das Schulterblatt hat keine eigene direkte Verbindung und somit ist die Schulter für die Fixierung am Rumpf auf Muskeln angewiesen. Der Oberarm ist über das Glenohumeralgelenk mit dem Schulterblatt verbunden.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der Skelettteile des Schultergürtels.

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Die Funktion der Schulter besteht darin, eine Plattform für die obere Extremität und einige ihrer Muskeln bereitzustellen. Obwohl das Glenohumeralgelenk einen größeren Bewegungsumfang hat als beispielsweise die untere Extremität in der Hüfte, hat sich diese Flexibilität auf Kosten der Stabilität entwickelt. Während das Hüftgelenk sehr starke Bänder hat, sind die Bänder im Glenohumeralgelenk wenige und schwach. Um diese vergleichsweise Schwäche auszugleichen, wird das Glenohumeralgelenk von Schultermuskeln in Form einer Manschette umgeben und als Rotatorenmanschette bezeichnet.

 

 

 

 

Biomechanik

Der Arm macht etwa 5 % des gesamten Körpergewichts aus und sein Schwerpunkt liegt etwa in der Mitte zwischen dem Glenohumeralgelenk und dem Handgelenk. Beim Anheben und Beugen des Armes vom Körper weg oder zum Körper hin (Abduktion oder Flexion) entsteht ein Hebel, bei dem der Schwerpunktabstand zunimmt und damit die Drehkraft und das Belastungsmoment auf das Glenohumeralgelenk erhöht sich. Die Geschwindigkeit, mit der das Drehmoment ansteigt, ist jedoch nicht einfach direkt proportional zum Beugewinkel des Arms, denn die mathematische Funktion, die die biomechanischen Kräfte beschreibt, ist nicht linear, sondern eine Sinusfunktion des Abduktionswinkels. Das Drehmoment nimmt nur um etwa 10 % ab, wenn der Flexions- oder Abduktionswinkel von 90 auf 60 Grad verringert wird. Wenn der Winkel jedoch von 60 auf 30 Grad verringert wird, wird das Drehmoment um bis zu 50 % reduziert.

Die Beugekraft im Glenohumeralgelenk beträgt bei Frauen etwa 40 bis 50 Nm und bei Männern etwa 80 bis 100 Nm. Wenn der Arm gerade gehalten wird (90-Grad-Vorwärtsbeugung) und keine externe Last auf den Arm ausgeübt wird – das heißt, die Person hält nichts oder verwendet den Arm nicht, um eine Kraft auszuüben – beträgt die statische Belastung immer noch etwa 15 to 20 % der maximalen freiwilligen Kapazität (MVC) für Frauen und etwa 10 bis 15 % MVC für Männer. Hält man ein 1 kg schweres Werkzeug mit gestrecktem Arm in der Hand, würde die entsprechende Belastung in der Schulter etwa 80 % der MVC für Frauen betragen, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Weibliche und männliche Kraft, die die Ergebnisse zeigen, wenn ein 1-Kilogramm-Werkzeug in der Hand gehalten wird, wobei der Arm in verschiedenen Winkeln der Schulterbeugung gerade gehalten wird.

MUS090F2

Die wichtigsten Muskeln für die Abduktion – also das seitliche Anheben des Arms vom Körper – sind der Deltamuskel, die Rotatorenmanschettenmuskulatur und der lange Kopf des Bizeps. Die wichtigsten Muskeln für die Vorwärtsbeugung – das Anheben des Arms vom Körper nach vorne – sind der vordere Teil des Deltamuskels, die Muskeln der Rotatorenmanschette, der Coracobrachialis-Muskel und der kurze Kopf des M. biceps brachii. Die Innenrotation wird durch den Musculus pectoralis major, den Musculus subscapularis, den vorderen Teil des Musculus deltoideus und den Musculus latissimus dorsi ausgeführt. Die Außenrotation wird durch den hinteren Teil des M. deltoideus, den M. infraspinatus und die kleinen und großen Teres-Muskeln ausgeführt.

Die Muskeln der Rotatorenmanschette sind an jeder Bewegung des Glenohumeralgelenks beteiligt, das heißt an jeder Bewegung des Arms. Die Muskeln der Rotatorenmanschette gehen vom Schulterblatt aus und ihre Sehnen sind manschettenartig um den Humerus angeordnet, woher auch ihr Name stammt. Die vier Muskeln der Rotatorenmanschette sind der M. supraspinatus, der M. infraspinatus, der M. teres minor und der M. subscapularis. Diese Muskeln fungieren als Bänder im Glenohumeralgelenk und halten auch den Humeruskopf gegen das Schulterblatt. Eine Ruptur der Rotatorenmanschette (z. B. der Supraspinosaehne) führt zu einer Verringerung der Abduktionskraft, insbesondere in den Positionen, in denen der Arm vom Körper weggebeugt ist. Wenn die Funktion der Deltamuskeln verloren geht, kann die Abduktionskraft um bis zu 50 % reduziert werden, unabhängig davon, in welchem ​​Winkel der Arm gebeugt wird.

Jedes Mal, wenn der Arm nach vorne gebeugt oder abduziert wird, wird das System belastet. Viele Bewegungen verursachen auch eine Torsionskraft oder ein Drehmoment. Da der Arm über das Glenohumeralgelenk mit dem Schulterblatt verbunden ist, wird jede Belastung, die auf dieses Gelenk ausgeübt wird, auf das Schulterblatt übertragen. Die Belastung im Glenohumeralgelenk, gemessen in % MVC, ist fast direkt proportional zur Belastung des Muskels, der das Schulterblatt fixiert, dem oberen Trapezmuskel.

Bedeutende spezifische arbeitsbedingte Krankheiten

Erkrankungen der Rotatorenmanschette und Bizepssehnenentzündung

Tendinitis und Tenosynovitis sind Entzündungen einer Sehne und der Synovialmembran einer Sehnenscheide. Die Sehnen der Rotatorenmanschettenmuskulatur (Muskeln Supraspinatus, Infraspinatus, Subscapularis und Teres minor) und der lange Kopf des Bizeps brachii sind häufige Stellen für Entzündungen in der Schulter. An diesen Stellen sind große Bewegungen der Sehnen beteiligt. Wenn die Sehnen beim Anheben zum Schultergelenk und unter der dortigen knöchernen Struktur (dem Coraco-Acromial-Bogen) verlaufen, können sie angegriffen werden, was zu einer Entzündung führen kann. Diese Störungen werden manchmal als Impingement-Syndrome bezeichnet. Die Entzündung einer Sehne kann Teil einer allgemeinen entzündlichen Erkrankung sein, wie z. B. bei rheumatoider Arthritis, kann aber auch durch eine lokale Entzündung verursacht werden, die aus mechanischer Reizung und Reibung resultiert.

Arthrose des Schultergelenks und des Akromioklavikulargelenks

Schultergelenks- und Schultereckgelenksarthrose, OA, sind degenerative Veränderungen von Knorpel und Knochen in den Gelenken und Bandscheiben.

Epidemiologie

Es gibt eine hohe Prävalenz von Schultersehnenentzündungen bei Schweißern und Stahlbeschichtern mit Raten von 18 % bzw. 16 %. In einer Studie, in der Schweißer und Stahlbeschichter mit männlichen Büroangestellten verglichen wurden, litten die Schweißer und Stahlbeschichter 11- bis 13-mal häufiger an der Störung, gemessen am Odds Ratio. Ein ähnliches Wahrscheinlichkeitsverhältnis von 11 wurde in einer Fall-Kontroll-Studie mit männlichen Industriearbeitern gefunden, die mit auf oder etwa auf Schulterhöhe gehaltenen Händen arbeiteten. Automobilmonteure, die unter akuten Schulterschmerzen und Sehnenscheidenentzündungen litten, mussten ihre Arme häufiger und länger heben als Arbeiter, die keine derartigen Arbeitsanforderungen hatten.

Studien an Industriearbeitern in den Vereinigten Staaten haben gezeigt, dass eine Prävalenz von 7.8 % von Schultersehnenentzündungen und degenerativen Gelenkerkrankungen (Schulter) von kumulativen Traumastörungen (CTDs) bei Arbeitern besteht, deren Aufgaben das Ausüben von Gewalt oder wiederholten Bewegungen oder beides beinhalteten das Handgelenk und die Hände. In einer Studie entwickelten Studentinnen, die eine wiederholte Schulterbeugung durchführten, eine reversible Schultersehnenentzündung. Sie entwickelten den Zustand, wenn die Flexionsrate im Laufe einer Stunde 15 Vorwärtsbeugungen pro Minute betrug und der Flexionswinkel zwischen 0 und 90 Grad lag. Pensions-, Falt- und Näharbeiter litten etwa doppelt so häufig unter Schultersehnenentzündungen wie Strickarbeiter. Unter den professionellen Baseball-Pitchern haben ungefähr 10 % eine Sehnenscheidenentzündung der Schulter erlebt. Eine Umfrage unter Schwimmern in kanadischen Schwimmvereinen ergab, dass 15 % der Schwimmer angaben, eine erhebliche Schulterbehinderung zu haben, hauptsächlich aufgrund von Impingement. Das Problem bezog sich insbesondere auf die Schmetterlings- und Freistilschläge. Bei 11% der 84 besten Tennisspieler der Welt wurde eine Tendinitis des Bizeps Brachii festgestellt.

Eine andere Studie zeigte, dass Arthrose des Schultergelenks bei Zahnärzten häufiger auftrat als bei Landwirten, aber die ergonomische Exposition im Zusammenhang mit Arthrose des Schultergelenks wurde nicht identifiziert. Bei Bauarbeitern wurde über ein erhöhtes Risiko für akromioklavikuläre Arthrose berichtet. Schweres Heben und Handhaben schwerer Werkzeuge mit Hand-Arm-Vibrationen wurden als Exposition im Zusammenhang mit Arthrose des Akromioklavikulargelenks vorgeschlagen.

Mechanismen und Risikofaktoren von Krankheiten

Pathophysiologie der Schultersehnenentzündung

Sehnendegeneration ist oft der prädisponierende Faktor für die Entwicklung einer Schultersehnenentzündung. Eine solche Degeneration der Sehne kann durch eine Durchblutungsstörung der Sehne verursacht werden, so dass der Stoffwechsel gestört wird. Auch mechanischer Stress kann eine Ursache sein. Der Zelltod innerhalb der Sehne, die Trümmer bildet und in der sich Kalzium ablagern kann, kann die anfängliche Form der Degeneration sein. Die Sehnen des Supraspinatus, der M. biceps brachii (langer Kopf) und die oberen Teile der Infraspinatus-Muskeln haben eine Zone, in der es keine Blutgefäße gibt (Avaskularität), und in diesem Bereich zeigen sich Anzeichen von Degeneration, einschließlich Zelltod, Kalkablagerungen und mikroskopische Rupturen, sind überwiegend lokalisiert. Wenn die Durchblutung beeinträchtigt ist, beispielsweise durch Kompression und statische Belastung der Schultersehnen, kann die Degeneration beschleunigt werden, da die normale Körpererhaltung nicht optimal funktioniert.

Die Kompression der Sehnen tritt auf, wenn der Arm angehoben wird. Ein Prozess, der oft als Impingement bezeichnet wird, besteht darin, die Sehnen durch die knöchernen Durchgänge der Schulter zu zwingen, wie in Abbildung 3 dargestellt. Eine Kompression der Sehnen der Rotatorenmanschette (insbesondere der Supraspinatussehne) resultiert aus dem Raum zwischen dem Humeruskopf und der Enge Der Korakoakromialbogen ist schmal. Menschen, die aufgrund einer chronischen Schleimbeutelentzündung oder eines vollständigen oder teilweisen Risses der Rotatorenmanschettensehnen oder des Bizeps an einer dauerhaften Behinderung leiden, haben normalerweise auch ein Impingement-Syndrom.

Abbildung 3. Impingement

MUS090F3

Die Durchblutung der Sehne hängt auch von der Muskelspannung ab. In der Sehne ist die Zirkulation umgekehrt proportional zur Spannung. Bei sehr hohen Spannungsniveaus kann die Zirkulation vollständig zum Erliegen kommen. Neuere Studien haben gezeigt, dass der intramuskuläre Druck im M. supraspinous bei 30 Grad Vorwärtsbeugung oder Abduktion im Schultergelenk 30 mm Hg überschreiten kann, wie in Abbildung 4 dargestellt. Bei diesem Druckniveau tritt eine Beeinträchtigung der Durchblutung auf. Da das große Blutgefäß, das die Supraspinous-Sehne versorgt, durch den Supraspinous-Muskel verläuft, ist es wahrscheinlich, dass die Durchblutung der Sehne sogar bei 30 Grad Vorwärtsflexion oder Abduktion im Schultergelenk gestört sein kann.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 4. Das Anheben des Arms auf verschiedene Höhen und in verschiedenen Winkeln übt unterschiedliche intramuskuläre Drücke auf den M. supraspinale aus.

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Aufgrund dieser biomechanischen Effekte überrascht es nicht, dass bei Personen, die an Aktivitäten beteiligt sind, die statische Kontraktionen des Supraspinatus-Muskels oder wiederholte Vorwärtsbeugungen oder -abduktionen der Schulter erfordern, ein hohes Risiko für Schultersehnenverletzungen besteht. Schweißer, Stahlplattierer und Näher gehören zu den Berufsgruppen, deren Arbeit mit statischer Anspannung dieser Muskulatur verbunden ist. Fließbandarbeiter in der Automobilindustrie, Maler, Tischler und Sportler wie Schwimmer sind weitere Berufsgruppen, in denen repetitive Schultergelenkbewegungen ausgeführt werden.

In der degenerierten Sehne kann Anstrengung eine Entzündungsreaktion auf die Trümmer toter Zellen auslösen, was zu einer aktiven Tendinitis führt. Auch Infektionen (z. B. viral, urogenital) oder systemische Entzündungen können eine Person für eine reaktive Tendinitis in der Schulter prädisponieren. Eine Hypothese ist, dass eine Infektion, die das Immunsystem aktiviert, die Möglichkeit einer Fremdkörperreaktion auf die degenerativen Strukturen in der Sehne erhöht.

Pathogenese der Arthrose

Die Pathogenese der Osteoarthrose, OA, ist nicht bekannt. Primäre (idiopathische) OA ist die häufigste Diagnose, wenn keine prädisponierenden Faktoren wie frühere Frakturen vorliegen. Liegen prädisponierende Faktoren vor, wird die OA als sekundär bezeichnet. Es gibt Meinungsverschiedenheiten zwischen denen, die behaupten, dass (primäre) OA eine metabolische oder genetische Störung ist, und denen, die behaupten, dass kumulatives mechanisches Trauma auch eine Rolle bei der Pathogenese von primärer OA spielen könnte. Mikrofrakturen aufgrund plötzlicher Stoß- oder wiederholter Stoßbelastung können ein pathogener Mechanismus für belastungsbedingte Arthrose sein.

Management und Prävention

In diesem Abschnitt wird die nicht-medizinische Behandlung von Schultererkrankungen betrachtet. Eine Änderung der Arbeitsplatzgestaltung oder Änderung der Arbeitsaufgabe ist erforderlich, wenn die Tendinitis auf eine hohe lokale Schulterbelastung zurückgeführt wird. Eine Schultersehnenentzündung in der Vorgeschichte macht einen Arbeiter, der sich wiederholende oder Überkopfarbeiten verrichtet, anfällig für einen Rückfall der Sehnenscheidenentzündung. Durch ergonomische Arbeitsoptimierung soll die Belastung des arthrotischen Gelenks minimiert werden.

Primärprävention

Die Prävention von arbeitsbedingten Muskel-Skelett-Erkrankungen in der Schulter kann erreicht werden, indem Arbeitshaltungen, Bewegungen, Materialhandhabung und Arbeitsorganisation verbessert und äußere Gefahrenfaktoren wie Hand-Arm-Vibrationen oder Ganzkörpervibrationen beseitigt werden. Eine Methode, die bei der Verbesserung ergonomischer Arbeitsbedingungen vorteilhaft sein kann, ist die partizipative Ergonomie, die einen makro-ergonomischen Ansatz verfolgt.

  • Arbeitshaltungen: Da es bei 30 Grad Armhochlagerung (Abduktion) zu einer Kompression der Schultersehnen kommt, sollte die Arbeit so gestaltet werden, dass der Oberarm nahe am Rumpf gehalten werden kann.
  • Anträge: Wiederholtes Anheben des Arms kann eine Schultersehnenentzündung auslösen, und die Arbeit sollte so gestaltet werden, dass stark wiederholte Armbewegungen vermieden werden.
  • Materialumschlag: Die Handhabung von Werkzeugen oder Gegenständen kann zu einer starken Belastung der Schultersehnen und -muskeln führen. Handgeführte Werkzeuge und Gegenstände sollten auf dem geringstmöglichen Gewicht gehalten und mit Stützen verwendet werden, um das Heben zu unterstützen.
  • Arbeitsorganisation: Die Arbeitsorganisation sollte so gestaltet sein, dass Pausen und Ruhepausen möglich sind. Urlaub, Rotation und Arbeitsplatzerweiterung sind alles Techniken, die eine wiederholte Belastung einzelner Muskeln oder Strukturen vermeiden können.
  • Externe Faktoren: Stoßvibrationen und andere Stöße von Elektrowerkzeugen können sowohl Sehnen als auch Gelenkstrukturen belasten und das Osteoarthroserisiko erhöhen. Vibrationsniveaus von Elektrowerkzeugen sollten minimiert und Stoßvibrationen und andere Arten von Stoßbelastung vermieden werden, indem verschiedene Arten von Stützen oder Hebeln verwendet werden. Ganzkörpervibrationen können reflektorische Kontraktionen der Schultermuskulatur verursachen und die Belastung der Schulter erhöhen.
  • Partizipative Ergonomie: Bei dieser Methode werden die Arbeitnehmer selbst in die Definition der Probleme und Lösungen sowie in die Bewertung der Lösungen einbezogen. Partizipative Ergonomie geht von einer makro-ergonomischen Sichtweise aus, die eine Analyse des gesamten Produktionssystems beinhaltet. Die Ergebnisse dieser Analyse könnten zu groß angelegten Änderungen der Produktionsmethoden führen, die die Gesundheit und Sicherheit sowie den Gewinn und die Produktivität erhöhen könnten. Die Analyse könnte auch zu kleineren Änderungen führen, beispielsweise bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen.
  • Vorbereitende Prüfungen: Die derzeit verfügbaren Informationen stützen nicht die Vorstellung, dass ein Screening vor der Einstellung das Auftreten arbeitsbedingter Schultererkrankungen wirksam reduziert.
  • Medizinische Kontrolle und Überwachung: Die Überwachung von Schultersymptomen erfolgt problemlos anhand standardisierter Fragebögen und Arbeitsplatzbegehungen.

 

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Mittwoch, Februar 16 2011 23: 43

Elbow

Epikondylitis

Epicondylitis ist ein schmerzhafter Zustand, der am Ellbogen auftritt, wo Muskeln, die es dem Handgelenk und den Fingern ermöglichen, sich zu bewegen, auf den Knochen treffen. Wenn dieser schmerzhafte Zustand von außen auftritt, spricht man von Tennisarm (laterale Epicondylitis). Wenn es an der Innenseite der Ellbogenbeuge auftritt, wird es als Golferellenbogen (mediale Epicondylitis) bezeichnet. Der Tennisarm ist eine ziemlich häufige Erkrankung in der Allgemeinbevölkerung, und in einigen Studien wurde ein hohes Auftreten in einigen Berufsgruppen mit handintensiven Aufgaben beobachtet (Tabelle 1); es ist häufiger als mediale Epicondylitis.

Tabelle 1. Inzidenz von Epicondylitis in verschiedenen Populationen.

Studienpopulation

Preis pro 100

Personenjahre

Referenz

5,000 Arbeiter verschiedener Berufe

1.5

Manz und Rausch 1965

15,000 Probanden einer Normalbevölkerung

<1.0

Alander 1974

7,600 Arbeiter verschiedener Berufe

0.6

Kiwi 1982

102 männliche Fleischer

6.4

Kurppa et al. 1991

107 Wurstmacherinnen

11.3

Kurppa et al. 1991

118 Packerinnen

7.0

Kurppa et al. 1991

141 Männer in nicht anstrengenden Jobs

0.9

Kurppa et al. 1991

197 Frauen in nicht anstrengenden Berufen

1.1

Kurppa et al. 1991

 

Es wird angenommen, dass Epicondylitis durch wiederholte und kräftige Anstrengungen des Handgelenks und der Finger verursacht wird; Kontrollierte Studien haben jedoch widersprüchliche Ergebnisse bezüglich der Rolle handintensiver Aufgaben bei der Krankheitsentstehung ergeben. Auch ein Trauma kann eine Rolle spielen, und der Anteil der Fälle, die nach einem Trauma auftreten, liegt in verschiedenen Studien zwischen 0 und 26 %. Epicondylitis tritt normalerweise bei Menschen im Alter von 40 Jahren und älter auf. Unter 30 Jahren ist die Erkrankung selten. Über weitere individuelle Risikofaktoren ist wenig bekannt. Eine gängige Ansicht über die Pathologie ist, dass es einen Riss am Ansatz der Muskeln gibt. Zu den Symptomen einer Epicondylitis gehören Schmerzen, insbesondere bei Belastung der Hand und des Handgelenks, und das Greifen mit gestrecktem Ellbogen kann äußerst schmerzhaft sein.

Es gibt verschiedene Konzepte zur Pathogenese der Epicondylitis. Die Dauer der Epicondylitis beträgt normalerweise einige Wochen bis einige Monate, danach tritt normalerweise eine vollständige Genesung ein. Bei Arbeitern mit handintensiven Aufgaben betrug die Dauer des Krankenstands aufgrund von Epicondylitis in der Regel etwa oder etwas mehr als zwei Wochen.

Olekranon-Bursitis

Bursitis olecrani ist eine Entzündung eines mit Flüssigkeit gefüllten Beutels auf der dorsalen Seite des Ellenbogens (Bursa olecrani). Es kann durch wiederholtes mechanisches Trauma (traumatische oder „studentische“ Schleimbeutelentzündung) verursacht werden. Es kann auch auf eine Infektion zurückzuführen sein oder mit Gicht in Verbindung gebracht werden. Es gibt eine lokale Schwellung und wellenförmige Bewegung bei der Palpation aufgrund einer Flüssigkeitsansammlung in der Schleimbeutel. Bei erhöhter Hauttemperatur wird ein infektiöser Prozess (septische Schleimbeutelentzündung) vermutet.

Arthrose

Arthrose oder degenerative Erkrankungen, die aus einem Knorpelabbau im Ellbogen resultieren, werden bei Personen unter 60 Jahren selten beobachtet. Allerdings wurde bei einigen Berufsgruppen, deren Arbeit eine intensive Nutzung von Handwerkzeugen oder anderen schweren Geräten beinhaltet, eine übermäßige Prävalenz von Osteoarthrose festgestellt Handarbeit, wie Bergleute und Straßenbauarbeiter. Es liegen aber auch valide Studien ohne übermäßiges Risiko in solchen Berufen vor. Ellbogenarthrose wurde auch mit Vibrationen in Verbindung gebracht, aber es wird angenommen, dass Osteoarthrose des Ellbogens nicht spezifisch für Vibrationen ist.

Zu den Symptomen gehören lokale Schmerzen, zunächst bei Bewegung und später auch in Ruhe, sowie eine Einschränkung des Bewegungsumfangs. Bei Vorhandensein von losen Körpern im Gelenk kann es zu einer Blockierung des Gelenks kommen. Der Verlust der Fähigkeit, das Gelenk vollständig zu strecken, ist besonders beeinträchtigend. Auf Röntgenbildern sichtbare Anomalien umfassen das Wachstum von neuem Knochengewebe an den Stellen, an denen Bänder und Sehnen auf den Knochen treffen. Manchmal sind lose Knorpel- oder Knochenstücke zu sehen. Schäden am Gelenkknorpel können zur Zerstörung des darunter liegenden Knochengewebes und zur Verformung der Gelenkoberflächen führen.

Bei der Prävention und Behandlung von Ellbogen-Osteoarthrose liegt der Schwerpunkt auf der Optimierung der Arbeitsbelastung durch Verbesserung der Werkzeuge und Arbeitsmethoden, um die mechanischen Belastungen der oberen Extremität zu verringern und die Exposition gegenüber Vibrationen zu minimieren. Zur Minimierung von Bewegungseinschränkungen kann eine aktive und passive Bewegungstherapie eingesetzt werden.

 

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