„Doktor, wenn ich beim Radfahren über 400 Watt trete, schmerzen meine Beine.“ Die meisten Ärzte würden lächeln und Ihnen sagen, dass dies völlig normal sei. Für einen von fünf Profiradsportlern ist dieser Schmerz jedoch keineswegs normal und könnte das Ende ihrer Karriere bedeuten.
Dr. Goof Schep, Dr. Martijn van Hooff und ihre Forschungsgruppe haben dieser mysteriösen Berufskrankheit jahrelange Forschung gewidmet. In diesem Blog erklären wir die Grundlagen dieser Verletzung und zeigen das Potenzial der Muskeloxygenierung als Werkzeug zur Früherkennung und Diagnose auf.
Ist Sport gesund? Während intensiven Trainings oder Wettkämpfen ist es nicht ungewöhnlich, dass Sportler Schmerzen, Krämpfe und Ermüdungserscheinungen verspüren. Dies ist eine völlig normale Reaktion Ihres Körpers, der Sie zum Anhalten auffordert, aber für manche Sportler steckt mehr dahinter. Schmerzen im Oberschenkel, Krämpfe und Müdigkeit können aus einer verminderten Durchblutung der Beine durch die Beckenarterien resultieren. Überlastungsschäden infolge von Millionen von Pedaltritten können zu einem medizinischen Zustand führen, der als Flusslimitierung der Beckenarterie oder „FLIA“ (Flow Limitation of the Iliac Artery) bekannt ist. FLIA hat schwerwiegende Auswirkungen auf Ausdauersportler und kann bei intensiver körperlicher Belastung zu einer unzureichenden Blutversorgung der unteren Extremitäten führen.
Annemiek van Vleuten, Amanda Spratt, Joe Dombrowski und Tony Gallopin sind nur einige Spitzensportler, die sich einer Operation unterziehen mussten, um nach Leistungseinbußen aufgrund dieses Leidens wieder in den Wettkampf zurückzukehren. Dieser Zustand tritt in Sportarten wie Radsport, Triathlon und Eisschnelllauf auf, bei denen Sportler ihre Beine und damit die Beckenarterien in einer vorgebeugten, aerodynamischen Position belasten. Eine frühzeitige Diagnose dieses Zustands kann schwierig sein, da Symptome erst in fortgeschrittenen Stadien auftreten und die Ursache vielfältig sein kann, etwa die Haltung des Sportlers während der Aktivität, eine Psoas-Muskel-Hypertrophie, arterielle Fixierung, übermäßige Gefäßlänge oder sogar eine endotheliale Dysfunktion.
In fortgeschrittenen Fällen ist eine Operation möglicherweise die einzige Lösung, um Symptome zu lindern und die normale Durchblutung wiederherzustellen. Eine Operation ist immer mit Risiken verbunden, aber insbesondere die Rückkehr auf ein Spitzenniveau mit dieser Verletzung ist sehr unsicher.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Train.Red-Sensoren, die NIRS-Technologie verwenden, problematische Situationen in einem frühen Stadium erkennen können. Eine frühzeitige Erkennung ermöglicht alternative, gezielte Übungen zur Verbesserung der Hüftbeweglichkeit sowie eine Anpassung der Sitzposition auf dem Rad, um den Druck auf die Beckenarterie zu verringern und möglicherweise künftige Probleme zu verhindern.
WIE WIRD ES DIAGNOSTIZIERT?
Dank der Verfügbarkeit weiterer Diagnosemethoden gibt es ein gestiegenes Bewusstsein für klinische Erkrankungen, die die Leistung von Sportlern beeinträchtigen können. In der Vergangenheit stützte sich die FLIA-Diagnose auf die Messung des Druckunterschieds zwischen den oberen und unteren Gliedmaßen, und eine Ultraschalluntersuchung der Beckenarterien wurde nur bei Vorhandensein von Symptomen durchgeführt. Diese Tests waren begrenzt und wurden oft erst nach Auftreten der Symptome vorgenommen, was präventive Maßnahmen unmöglich machte.
Heutzutage werden NIRS-Sensoren verwendet, um potenzielle Probleme während der körperlichen Aktivität, des Trainings oder bei Wettkämpfen zu erkennen. Die neue Methode konzentriert sich auf die Messung der Muskeloxygenierung während eines Stufentests und dessen Erholungsphase, um Unterschiede zwischen den Gliedmaßen zu identifizieren und die Spitzenleistung bei körperlicher Belastung zu messen.
Knöchel-Arm-Index (ABI)
Zur Bewertung möglicher Probleme mit den Arterien bei Sportlern wird ein Index namens Knöchel-Arm-Index (Ankle-Brachial Index) verwendet. Für diesen Index misst man den Druckunterschied zwischen den oberen und unteren Gliedmaßen in Rückenlage. Der Test wurde angepasst, um das Auftreten von Symptomen zu fördern, und wird nach einem maximalen Stufentest durchgeführt, bei dem der Sportler in der Wettkampfposition verbleibt und die Füße auf einer Plattform platziert sind. Die Werte werden um den Höhenunterschied zwischen den Gliedmaßen korrigiert.
Doppler-Ultraschalluntersuchung
Um mögliche Abknickungen und intravaskuläre Läsionen zu beurteilen, wird eine Doppler-Ultraschalluntersuchung durchgeführt, während der Sportler in Rückenlage mit gestreckter und gebeugter Hüfte liegt, wobei ein transversaler und axialer Scan verwendet wird. Die systolische Spitzengeschwindigkeit (PSV) wird direkt nach der Bifurkation der Arterie bewertet, sowohl bei gestreckter als auch bei gebeugter Hüfte. Im zweiten Fall erfolgt zudem eine Untersuchung mit Aktivierung des Psoas-Muskels, um etwaige durch diesen Muskel verursachte Interferenzen zu identifizieren.
(Quelle)
NIRS-Technologie
Die Train.Red-Sensoren beheben mehrere Probleme, die bei bisherigen Testmethoden bestanden. Zuallererst können Sie während des Trainings kontinuierlich messen. Die Sensoren lassen sich leicht in regelmäßige Testroutinen integrieren und werden bei systematischer Platzierung nicht vom Anwender beeinflusst.
Eine typische Bewertung folgt einem klassischen Stufentest-Protokoll. Der gezeigte Test entspricht dem Protokoll aus Jem Arnolds Artikel; die Ergebnisse lassen sich auf Bewertungen übertragen, die auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Dieser spezielle Test beginnt mit einer Baseline bei 100 W für 5 Minuten und steigert dann die Intensität alle 2 Sekunden um 1 W bis zur Erschöpfung. Unmittelbar danach stellt die Testperson beide Füße für eine passive Erholung von 5 Minuten auf eine stationäre Plattform auf gleicher Höhe.
Während des Stufentests lässt sich ein Trend bei der Muskelsättigung beobachten, der dem im Artikel über Radsport-Bewertungstests beschriebenen Trend ähnelt. Besonders wenn die Belastung zunimmt – über 75 % Ihrer Spitzenleistung während eines Stufentests – kann bei Vorliegen einer FLIA ein anderer Trend beobachtet werden.
Beachten Sie, dass die Train.Red-Sensoren nicht medizinisch zertifiziert sind. Sie können aus diesen Ergebnissen keine diagnostischen Schlussfolgerungen ziehen, sondern sie lediglich als Referenz oder natürlich zu Forschungszwecken nutzen.
Der typische FLIA-Unterschied ähnelt einem Verschluss (Okklusion), bei dem der Blutfluss behindert und somit eingeschränkt ist. Dies könnte natürlich auch auf eine Asymmetrie der auf die Pedale ausgeübten Kraft zurückzuführen sein. Daher kann eine alternative Metrik, der Power-Deoxygenation Factor, visualisiert werden, was das Problem noch deutlicher macht.
Power-Deoxygenation Factor = Leistung / [(1 - SmO2) x 100]
Die Autoren schlagen vor, die durchschnittlichen 30-Sekunden-Werte bei 50 %, 75 %, 95 % und 99 % der Dauer des Rampentests zu berechnen, um das progressive Ungleichgewicht zwischen den Beinen bei zunehmender Belastungsintensität zu prüfen.
(Jem Arnold - Maastricht Symposium on IALF - 2023)
ERHOLUNGSKINETIK
Was, wenn der Verschluss der Beckenarterien beidseitig auftritt? Am Ende des Stufentests nimmt der Muskel bei auf einem Block abgestellten Füßen – um die symmetrische und die Wettkampfposition beizubehalten – wieder Sauerstoff mit einem monoexponentiellen Trend auf, bis ein neues Plateau erreicht ist. Wenn ein Problem mit den Beckenarterien vorliegt, dauert die Reoxygenierung länger als bei einer gesunden Person. Sobald die körperliche Erschöpfung erreicht ist, muss so schnell wie möglich in die Erholungsposition gewechselt werden, um eine möglichst reale Kurve analysieren zu können. Auch wenn der erwartete Trend derjenige ist, der mit einer monoexponentiellen Kurve interpoliert werden kann, ist es bei schwersten Fällen von Flusslimitierung möglich, dass der Trend völlig anders verläuft. Sowohl bei gesunden als auch bei betroffenen Personen ist es möglich, diese Kurve zu interpolieren, die mit der folgenden Gleichung beschrieben wird:
SmO2 (t) = SmO2 min + SmO2 ΔErholung × (1 - e - t⁄Tau)
wobei SmO2 (t) die exponentiell angepassten Daten aus dem NIRS-abgeleiteten Signal sind, SmO2 min der Minimalwert von SmO2 ist, SmO2 ΔErholung die Reoxygenierungsamplitude darstellt und Tau die Zeitkonstante für die Erholung ist. Zur Analyse wird die Kinetik üblicherweise in 5-Sekunden-Intervalle unterteilt, um das Messrauschen zu reduzieren.
Die charakteristischen Werte, die für die Diagnose des Problems signifikant sind, sind:
- Zeitverzögerung (Td): die verstrichene Zeit zwischen Beginn der Erholung und Beginn der monoexponentiellen Kurve
- Mean Response Time (MRT): die Summe aus Td und Tau
- Halbwertzeit (HVT): die Zeit, die das Signal benötigt, um die Hälfte des Δ Erholung in der Erholungsphase zu erreichen
(Quelle)
Die obige Tabelle stammt aus einer Studie von van Hooff et al. (2022) und zeigt, dass selbst bei gesunden Beinen von Personen mit FLIA die Kinetik langsamer ist. Dies kann ein Warnsignal für die Entwicklung der Pathologie in frühen Stadien sein. Die Normalbereiche müssen noch definiert werden, da weitere Forschungen erforderlich sind, um die Grenzwerte festzulegen.
Konservative Praktiken
Konservative Praktiken variieren je nach Sportlertyp erheblich. Eine drastische, aber einfache Lösung wäre beispielsweise der Wechsel zu einer Sportart, die keine Hüftbeugung erfordert. Für einen Profiradsportler ist dies keine Option. Alternativen sind das Ändern der Sattelposition, das Erhöhen des Lenkers oder das Näherbringen des Sattels, was zur Minimierung der Hüftbeugung hilfreich sein kann. Auch das Ziehen an den Pedalen nach oben sollte vermieden werden, da es eine Psoas-Hypertrophie verursachen kann.
Für einen Profisportler bestehen die sinnvollsten konservativen Praktiken darin, die Sattelposition weniger aggressiv zu verändern und Stretching einzusetzen, um die Spannung des Psoas zu reduzieren. Durch die Konzentration auf die Kräftigung der Gesäßmuskulatur während der Druckphase kann der Bedarf an Psoas-Aktivierung in der Zugphase verringert werden. Dies könnten die einzigen gangbaren Schritte sein, um eine Verschlechterung der Störung zu verzögern und eine Operation hinauszuzögern. Daher macht es eine sehr frühe Erkennung der Veranlagung eines Sportlers für dieses Problem möglich, kleine, nachhaltige Maßnahmen zu ergreifen, selbst bei Hochleistungssportlern. Zudem ist es wichtig zu wissen, dass eine Operation eine invasive Option ist, die mehrere Monate bis zur Rückkehr in den Sport erfordert und Komplikationen mit sich bringen kann. Auch wenn die meisten Profiradsportler diese Behandlung anstreben, gibt es keine Erfolgsgarantie.
KURZ GEFASST
Die Flusslimitierung der Beckenarterie ist ein Zustand, der zu Schmerzen und Leistungseinbußen führt und daher so weit wie möglich vermieden werden sollte. Dank der NIRS-Technologie ist es nun möglich, die Situation bei Sportlern, die keine Symptome aufweisen, zu überwachen, ohne spezifische apparative Tests durchführen zu müssen. Die Früherkennung ermöglicht die Umsetzung konservativer Behandlungsmethoden bei prädisponierten Personen, um das Auftreten der Verletzung zu verhindern oder zumindest ihren Verlauf zu verlangsamen. Die Forschung in diesem Bereich benötigt weitere Bestätigung, macht aber rasche Fortschritte, und wir freuen uns, unseren Beitrag dazu leisten zu können, die Qualität des Sports für alle zu verbessern.
Während der niederländischen Sendung „De Avondetappe“ mit Martijn van Hooff als Gast hatten wir das Privileg, das Zeugnis eines Radrennfahrers (Laurens ten Dam) zu hören, der persönlich mit der Flusslimitierung der Beckenarterie konfrontiert war. Sie teilten ihren Weg und betonten die Bedeutung der rechtzeitigen Erkennung dieser Erkrankung, um vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen. Neben dem Zeugnis des Radfahrers wurde hervorgehoben, wie die NIRS-Technologie die Früherkennung der Flusslimitierung der Beckenarterie ermöglicht und so den Weg für präventive Praktiken und ein bewussteres Management der kardiovaskulären Gesundheit ebnet. Sehen Sie sich die Episode hier an.
Sind Sie daran interessiert, die NIRS-Technologie besser zu verstehen und möchten alle Funktionen der Train.Red-Sensoren kennenlernen? Vereinbaren Sie ein kostenloses Gespräch mit unseren Experten, die Sie in die Nutzung einer der neuesten Technologien im Sportbereich einführen werden.
Jem Arnold, ein angesehener Forscher auf dem Gebiet der Störungen durch Flusslimitierung der Beckenarterie, ist per E-Mail unter jem.arnold@ubc.ca oder über sein Twitter-Profil erreichbar.
BIBLIOGRAPHIE
Arnold, J., Yogev, A., & Koehle, M. S. (2022). Evaluating Arterial Blood Flow Limitation Using Muscle Oxygenation and Cycling Power. https://doi.org/https://doi.org/10.3390/jcm11247462
Hooff, M. Van, Meijer, E. J., & Scheltinga, M. R. M. (2022). Test-retest reliability of skeletal muscle oxygenation measurement using near-infrared spectroscopy during exercise in patients with sport-related iliac artery flow limitation. Dezember 2021, 114–126. https://doi.org/10.1111/cpf.12738
Peach, G., Schep, G., Palfreeman, R., Beard, J. D., Thompson, M. M., & Hinchliffe, R. J. (2012). Endofibrosis and kinking of the iliac arteries in athletes: A systematic review. In European Journal of Vascular and Endovascular Surgery (Vol. 43, Issue 2, pp. 208–217). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2011.11.019
van Hooff, M., Arnold, J., Meijer, E., Schreuder, P., Regis, M., Xu, L., Scheltinga, M., Savelberg, H., & Schep, G. (2022). Diagnosing Sport-Related Flow Limitations in the Iliac Arteries Using Near-Infrared Spectroscopy. Journal of Clinical Medicine, 11(24). https://doi.org/10.3390/jcm11247462
van Hooff, M., Schep, G., Bender, M., Scheltinga, M., & Savelberg, H. (2021). Sport-related femoral artery occlusion detected by near-infrared spectroscopy and pedal power measurements: a case report. Physician and Sportsmedicine, 49(2), 241–244. https://doi.org/10.1080/00913847.2020.1796182
van Hooff, M., Schep, G., Meijer, E., Bender, M., & Savelberg, H. (2018). Near-Infrared Spectroscopy Is Promising to Detect Iliac Artery Flow Limitations in Athletes: A Pilot Study. Journal of Sports Medicine, 2018, 1–11. https://doi.org/10.1155/2018/8965858
