Funktion der intrinsischen Handmuskeln, Teil 1: Wiederherstellung einer funktionellen Greifbewegung

Was war das Ziel dieser Studie?

Wenn Personen mit einer Tetraplegie gefragt werden, welche der verlorenen Körperfunktionen sie am liebsten zurückhaben möchten, steht die Handfunktion häufig an erster Stelle. Mit Hilfe eines Sehnentransfers ist es bei vielen Personen möglich, gewisse Fingerfunktionen wiederherzustellen. Die Fingerbeugung kann beispielsweise durch eine Verlagerung der Sehne des Musculus extensor carpi radialis longus (Muskel, der das Handgelenk streckt) an die Sehnen des Musculus flexor digitorum profundus (Muskel, der Zeigefinger bis Kleinfinger beugt) wiederhergestellt werden.
Wird allerdings nur die Fingerbeugung wiederhergestellt, führt es zu einer einrollenden Fingerbewegung. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Fingerspitzen und der Handfläche klein ist und somit grössere Gegenstände nicht mit den Fingern umschlossen werden können. Um eine möglichst funktionelle Greifbewegung zu erlangen, ist es deshalb wichtig, die Distanz zwischen Fingerspitze und Handfläche zu vergrössern. Bei intakter Handfunktion übernehmen die intrinsischen Handmuskeln die Feinkoordination der Fingerbewegung. Diese kleinen Muskeln liegen in der Handfläche und setzen jeweils seitlich an vier Fingern (Zeigefinger bis Kleinfinger) an. Das Ziel dieser Studie war es herauszufinden, welche Rolle die intrinsischen Handmuskeln für eine funktionelle Greifbewegung spielen.

Wie sind die Forscher vorgegangen?

Es wurden fünf Hände untersucht, die von verstorbenen Personen zur Verfügung gestellt wurden. Um die Greifbewegung zu simulieren, wurden die Sehnen der Fingerbeuger an einen Motor angeschlossen. Der Motor wurde so eingestellt, dass sich die Finger der offenen Hand (ausgestreckte Finger) zur Faust ballten. Um die verschiedenen Aktivitätsstufen der intrinsischen Handmuskeln zu simulieren, wurden fünf Gewichte an den intrinsischen Muskeln befestigt (0 g = passive Muskeln, 125 g, 250 g, 375 g und 500 g = maximales Gewicht, bei dem die Finger ausgestreckt starteten).
Die Fingerbewegung wurde auf Video aufgezeichnet. Damit wurden die Winkel der einzelnen Fingergelenke, die Reihenfolge der Gelenkbewegung und der Abstand zwischen Fingerspitze und Handfläche berechnet. Diese Grössen wurden anschliessend zwischen den Aktivitätsstufen der intrinsischen Muskeln verglichen.

Was haben die Forscher entdeckt?

Bei passiven intrinsischen Muskeln bewegten sich die Finger mit einer einrollenden Bewegung (siehe Abbildung 1): Die Finger beugten sich zuerst im Fingerendgelenk (äusserstes Fingergelenk) und im Fingermittelgelenk (mittleres Gelenk). Erst in der zweiten Hälfte der Bewegung beugten sich die Finger im Fingergrundgelenk (Gelenk, das die Finger mit der Handfläche verbindet).

Abbildung 1: Fingerbewegung bei drei unterschiedlichen Aktivitätsstufen der intrinsischen Handmuskeln

Mit stärkerer Aktivierung der intrinsischen Muskeln änderte sich das Bewegungsmuster: Die Finger beugten zuerst im Fingergrundgelenk und erst danach rollten sie ein (siehe Abbildung 1). Durch dieses Bewegungsmuster war der Abstand zwischen Fingerspitze und Handfläche im Verlauf der Bewegung grösser (siehe Abbildung 2): Im Vergleich zu passiven intrinsischen Muskeln vergrösserte er sich mit aktiven intrinsischen Muskeln um 2 cm.

Abbildung 2: Position der Fingerspitze des Mittelfingers während der Greifbewegung

Was bedeuten die Ergebnisse?

Die Resultate dieser Studie haben gezeigt, dass sich der Abstand zwischen den Fingerspitzen und der Handfläche durch die zusätzliche Aktivierung der intrinsischen Fingermuskeln vergrössert. Der Unterschied von zwei Zentimetern ist bei der Greifbewegung sehr gross und kann darüber entscheiden, ob eine Person einen Gegenstand selbständig greifen kann oder dabei Hilfe benötigt. Eine Getränkedose in Standardgrösse kann beispielsweise mit aktiven intrinsischen Muskeln umfasst werden, jedoch nicht mit passiven. Somit ist die Greifbewegung durch die zusätzlichen intrinsischen Muskeln funktioneller geworden.
Im Hinblick auf Sehnentransfers bedeutet dies, dass bei der Wiederherstellung der Fingerbeugung auch die intrinsischen Muskeln miteinbezogen werden sollten, um eine optimale und funktionale Greifbewegung zu erlangen.

Wer hat die Studie durchgeführt und finanziert?

Die Studie wurde von der Schweizer Paraplegiker-Forschung in Nottwil (Schweiz) und dem Muscle Physiology Laboratory der University of California in San Diego (USA) durchgeführt und finanziert.