| Naturmedizin 2/2018

Was erfasst der Manuelle Muskeltest nach Goodheart?

Auch 53 Jahre, nachdem George Goodheart damit begann, die Applied Kinesiology (AK) zu entwickeln, müssen wir konstatieren, dass deren zentrales Werkzeug, der Manuelle Muskeltest (MMT), noch nicht erklärt oder wissenschaftlich evaluiert ist. Um den in der Praxis bewährten Test in einer individualisierten Medizin weiter zu etablieren, wird seine wissenschaftliche Anerkennung nötig sein.
Was testet der Manuelle Muskeltest?
 
Wir stützen unser Urteil über das Testergebnis auf ein Gefühl, das wir während des Tests als Untersucher haben. Gibt der Muskel während des Kraftaufbaus nach, so fühlt es sich „schwach“ an, hält der Proband der Kraft stand, dann „stark“. Testen wir also Muskelkraft?
Bis heute ist nicht klar definiert, welche Funktion der MMT überprüft. Befriedigende Antworten liefern auch die Lehrbücher nicht. Robert Frost (2002, S. 7) versucht eine Übersicht der verwendeten Termini verschiedener Autoren:
  • Weak Testing: Schwach, Weak, Under-Facilitated, Hyporeactive, Unlocked, Flaccid
  • Normotonic: Normoton, Strong, Normal-Facilitated, Normoreactive, Locked, Homeostasis

Was aber könnten messbare Parameter sein, mit denen der Muskeltest beschrieben werden kann? Aus biomechanischer Sicht sind dies der dynamische Parameter Kraft – exakter die Reaktionskraft zwischen Tester und Proband – und kinematische Parameter, die die Bewegung der getesteten Extremität im Raum kennzeichnen (wie Winkel oder Raumkoordinaten). Um den Test hinreichend zu beschreiben, ist es also erforderlich, gleichzeitig die Reaktionskraft und die Stellung / Bewegung der getesteten Extremität während des MMT zu erfassen (etwa durch Goniometrie oder andere kinematische Verfahren). Die entscheidende Frage für die mechanische Analyse lautet nicht: Wer hat mehr Kraft? Sondern: Bei welcher Kraft im System beginnt das schwächste Glied – der Testmuskel – nachzugeben?

Fragestellung

Da kein geeignetes Messsystem zur Verfügung stand, behalfen wir uns in einem ersten Schritt damit, den Verlauf des manuell ausgeführten Muskeltests selbst – soweit möglich – zu objektivieren. Es ging also zunächst um die Fragestellung: Wie verhalten sich die Reaktionskraft (gemessen zwischen Tester und Proband) sowie die Position der getesteten Extremität während des MMT nach Goodheart? Dies schließt die Frage mit ein, wie sich die beiden Parameter in Relation zueinander verhalten.

Methodik

Probanden Untersucht wurden n=11 Patienten (m= 4, w= 7) der eigenen Naturheilpraxis für Integrative Medizin in Potsdam zu Beginn der Betreuung und nach erfolgreicher Behandlung. Diese waren im Mittel 46 Jahre alt (±14,75). Die Patienten wurden nicht nach Indikationen, sondern rein nach Muskelzustand („stark“ bzw. „schwach“) ausgewählt.

Design Die Messung ein und derselben Muskelgruppe (Hüftbeuger) des gleichen Probanden erfolgte im Vergleich von „starkem“ zu „schwachem“ Zustand. Der Status „schwach“ wurde i. d. R. während der Eingangsmessung vor Behandlung vorgefunden, der Status „stark“ nach erfolgreicher Behandlung innerhalb des gleichen Termins. Es liegt also ein Längsschnittvergleich im Eingruppendesign vor. Da keine klinische Studie vorliegt, war eine Kontrollgruppe nicht erforderlich. Es erfolgten weder eine zusätzliche Testung noch eine gesonderte Behandlung im Rahmen dieser Studie. Sie war in die ohnehin laufende Behandlung eingebunden und erfolgte natürlich nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Patienten.

Messsetting und -technik Abb. 1 gibt die grundsätzliche Messanordnung wieder. Die Reaktionskraft zwischen Tester und Patient wurde durch einen Kraftsensor (DMS-Technik) erfasst, der zwischen zwei handgearbeiteten Kunststoffschalen (zugelassenes Orthopädiematerial) fixiert war. Auf dem Kraftsensor war zusätzlich ein Beschleunigungssensor angebracht, um den Winkel des Beins indirekt über die Neigung des Sensors zu erfassen (beide Sensoren inkl. Vorverstärker Fa. biovision). Die analogen Signale wurden über einen A / D-Wandler (National Instruments, 14 Bit) digitalisiert (Abtastrate 1000 Hz) und über die Messsoftware DIAdem (National Instruments, Version 10.2) aufgenommen, anschließend bearbeitet und ausgewertet.

Messprozedere Die Reaktionskraft sowie der Winkel wurden während des MMT des Hüftbeugers (M. rectus femoris) aufgenommen. Tester war immer der Erstautor des Beitrags, um eine hohe Reproduzierbarkeit zu erreichen. Der Test erfolgte so, dass der Patient „halten“ sollte, während der Tester eine kontinuierlich steigende Kraft auf den Oberschenkel des Patienten applizierte. Die Messungen in beiden Zuständen („schwach“ vs. „stark“) erfolgten innerhalb eines Behandlungstermins. Nach jeweils einer Probemessung (zur Gewöhnung) wurden n=10 Probanden jeweils dreimal im „schwachen“ Zustand und nach der Behandlung im „starken“ Zustand gemessen (nur klare Testaussagen!). In einem Fall wurde zuerst zweimal „stark“, anschließend zweimal unter durch Therapielokalisation (diagnostisches Berühren einer potenziell gestörten Körperregion während des Muskeltests) erzeugtem „schwachen“ Zustand gemessen.

Auswertung Ausgewertet wurden die Daten desselben Muskels eines Patienten im Vergleich zwischen „schwach“ getestetem und „stark“ getestetem Zustand. Die Daten wurden zunächst mittels der Software DIAdem 10.2 (National Instruments) gefiltert (Butterworth, Grenzfrequenz 1, Filtergrad 2). Anschließend wurden die maximale Reaktionskraft sowie die Reaktionskraft und Winkelstellung zum Zeitpunkt des Übergangs von der isometrischen in die exzentrische Phase des Tests extrahiert. Diese drei Parameter wurden in zwei Gruppen („schwach“ bzw. „stark“) eingeteilt und miteinander verglichen. Da der Kolmogorov- Smirnoff-Test zur Überprüfung der Normalverteilung bei allen Gruppen positiv ausfiel, wurde zum Gruppenvergleich der t-Test für abhängige Stichproben mit einem Signifikanzniveau von a = 0,05 gewählt. Das Äquivalent der von den Sensoren gelieferten elektrischen Spannung für alle Kraftbzw. Beschleunigungswerte wird in [V] angegeben, da aufgrund des intraindividuellen Vergleichs eine Umrechnung in N bzw. Nm sowie ° nicht erforderlich war. Bei n = 2 Probanden fehlte der Beschleunigungssensor, daher ist die Betrachtung der Kraft im Moment des Nachgebens (sichtbar anhand Winkel) nur bei n = 9 Probanden möglich.

Ergebnisse und Interpretation Abb. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Reaktionskraft von jeweils drei Messungen der gleichen Probandin im Vergleich von „starkem“ (blau) vs. „schwachem“ (rot) Muskel. Die manuell erzeugten Kraftanstiege erscheinen ähnlich und damit vergleichbar. Allerdings zeigen sich im Anstieg der roten Kurven („schwach“) bereits sehr früh Diskontinuitäten im Sinne eines Nachgebens. Typisch für den „starken“ Zustand (blau) ist ein Kraftplateau, das für eine bessere Auswertbarkeit hier im Test bewusst etwas verlängert wurde. Während dieses Plateaus haben Tester und Proband das Gefühl von Kraft und Stabilität. Im „schwachen“ Status (rot) gibt es kein Plateau, dafür aber einen erhöhten Spitzenwert. Die Reaktionskraft steigt über das Niveau des Tests im „starken“ Status, um aber direkt nach Erreichen dieses Maximums mit einem steilen Abfall zusammenzubrechen. Dieses Verhalten über- rascht zunächst, passt es doch nicht zum Testgefühl bei einem „schwachen“ Muskel. Bei diesem Verhalten handelt es sich jedoch nicht um einen Einzelfall, sondern es findet sich bei 10 der n=11 Probanden wieder (Abb. 3). Im Durchschnitt der Gruppe ist die maximal erreichte Reaktionskraft „schwacher“ Muskeln 7,5 % und signifikant höher als das Maximum derselben Muskeln im „starken“ Zustand (p = 0,019). Methodenkritisch muss man einwenden, dass dieses Verhalten vom Tester auch subjektiv herbeigeführt worden sein könnte, indem er in dem einen Fall stärker drückte als in dem anderen und der Zusammenbruch der Kraft logische Folge dieser höheren Belastung gewesen sein könnte, der Testmuskel also deshalb nachgab.

 

Eine andere Erklärung könnte darin liegen, dass nicht das Patientenbein nachgab, sondern der Tester nach Erreichen des Maximums aufgehört haben könnte zu drücken, eventuell unbewusst. Auch dann würde die Reaktionskraft zusammenbrechen. Schließlich hätte auch die Anstiegsdynamik der Testerkraft doch unterschiedlich sein und somit den Test beeinflussen können. Der Augenschein der Kraftkurven über die Zeit spricht zwar nicht dafür, dennoch ist dieser Zusammenhang nicht vollständig auszuschließen. Klarheit bzgl. dieser angeführten Kritikpunkte bringt die zusätzliche Betrachtung des Winkels.
Abb. 4 stellt das Verhalten von Kraft (blau) und Winkel (grün) des Sensors (resp. Oberschenkels) über die Zeit beim Test eines „starken“ Muskels dar. Es ist ersichtlich, dass der Winkel während des Kraftanstiegs, des Plateaus und des Kraftrückgangs am Ende im Wesentlichen stabil bleibt. Während des Kraftplateaus kommt es lediglich zu einem geringfügigen Nachgeben, wie man es als Tester als straffe Federung eines intakten Muskels kennt. Es fällt zudem auf, dass die Variabilität des Winkels unter Belastung eher geringer ist, das Bein eventuell sogar stabiler positioniert bleibt.
Das Verhalten des gleichen Muskels im „schwachen“ Status zeigt Abb. 5. Die eingezeichnete obere Gerade hilft dabei, den Moment zu finden, in dem der Winkel (grün) beginnt abzufallen, das Bein also beginnt nachzugeben. Die vertikale Hilfslinie verbindet zu jenem Wert der Reaktionskraft (rot), die genau zu diesem Zeitpunkt anlag. Dieser Wert markiert die maximale isometrische Haltekraft.
Es wird offensichtlich, dass die maximale Reaktionskraft erst deutlich später, nämlich erst während der exzentrischen Bewegung erreicht wird. Es handelt sich also dort um die exzentrische Maximalkraft, nicht die maximale isometrische Haltekraft. Das führt zu folgenden wesentlichen Kernaussagen:
Der „schwache“ Muskel steigert seine Kraft weiter, obwohl er in seiner Länge bereits nachgibt! Er beginnt also weit vor Erreichen seiner maximalen Kraft, im Gelenk nachzugeben.
Die Kraft zum Zeitpunkt des Übergangs von der isometrischen Stabilität zum exzentrischen Nachgeben kann als die maximale isometrische Haltekraft angesehen werden. Aus Sicht der Bewegungswissenschaft ist das beschriebene Verhalten nicht überraschend, sprechen doch viele Daten dafür, dass die exzentrische Maximalkraft höher ist als die isometrische. Entscheidend aber könnte sein, wo genau die Schwelle des beginnenden Nachgebens liegt und wodurch sie beeinflussbar ist.
In diesem Zusammenhang ist von Belang, wie sich diese Schwelle im Verhältnis zum Plateau während des „starken“ Zustands verhält. Abb. 6 stellt das bei den diesbezüglich auswertbaren n = 9 Probanden dar. Hier zeigt sich, dass ein „schwacher“ Muskel bei durchschnittlich 87,2 % der Kraft nachzugeben beginnt, die der gleiche Muskel im „starken“ Status im Kraftplateau entwickelt. Umgekehrt gesehen: Im „starken“ Status überschreitet ein Muskel die Kraft, bei der er im „schwachen“ Zustand beginnt nachzugeben, um 14,7 %, ohne aber dabei in der Länge nachzugeben. Diese Differenz ist trotz der geringen Probandenzahl signifikant (p = 0,017).
Da der Muskel im „schwachen“ Status bereits lange vor Erreichen seines Kraftmaximums beginnt, in der Länge nachzugeben, lässt sich die obige Hypothese eines Loslassens infolge zu starken Drückens durch den Untersucher nicht mehr halten. Es ist vielmehr zu fragen, wie es kommt, dass der Muskel seine Länge nicht mehr stabil halten kann, obgleich die ansteigende Kraft noch deutlich submaximal ist.
 

Diskussion und Fazit

Einen möglichen Ansatz zur Erklärung der Ergebnisse liefern Überlegungen zur Physiologie der Längenregulation des Muskels. Diese erfolgt sowohl spinal als auch über supraspinale Regelmechanismen und verarbeitet Signale aus Propriozeption und Extrazeption. Da die Längenregulation – insb. unter Last – nur über die Veränderung der Muskelspannung erfolgen kann, müssen hier Längen- und Spannungsregulation Hand in Hand gehen. Hierfür sind die Informationen aus Muskelspindeln (Länge) und Golgi-Sehnenrezeptoren (Spannung) zu verarbeiten und zueinander in Beziehung zu setzen. Informationen dieser Propriozeptoren bzgl. der beiden Parameter Muskellänge und -spannung werden zum Cerebellum und von dort zum Thalamus gesendet. Letzterer verarbeitet zahlreiche weitere Afferenzen und ist über das extrapyramidale System in die motorische Steuerung und Regulation eingebunden.
Die komplexe Vernetzung der sensomotorischen Steuerung und Regelung auf spinaler, zerebellärer und thalamischer Ebene eröffnet hypothetisch mannigfache Möglichkeiten der Störung des Länge-Spannungs- Abgleichs während der Muskelaktion durch andere Afferenzen. Insbesondere nozizeptive und sympathische Inputs, aber auch Signale aus dem limbischen System, könnten hier eine modulierende Wirkung erzeugen. Besonders sensibel scheinen hier statische und vor allem nachgebend dynamische Aktivitäten zu sein, bei denen kontrollierte Halteleistungen gefordert sind. Die inzwischen zusammengetragenen Ergebnisse bewegungswissenschaftlicher Forschung sprechen für komplexere neuronale Kontrollstrategien bei exzentrischer Muskelaktion im Vergleich zu Konzentrik (Enoka, 1996; Duchateau & Baudry, 2013). Betrachtet man Verletzungsmechanismen des Muskel-Skelett-Systems, so sind es fast ausschließlich bremsende Aktivitäten, bei denen es zu Traumata oder auch sogenannten Überlastungsschäden kommt (Kieb et al., 2010; Fousekis et al., 2011; Witchalls et al., 2011).
Die Erfassung des Übergangs von haltender in nachgebende Muskelarbeit könnte einen Zugang zu weiteren Erklärungen für den MMT nach Goodheart bieten. Die hier zugrunde liegende spezifische Muskelaktivität wurde bislang in der Bewegungswissenschaft nicht beschrieben. Da dabei die Testperson ihre Kraft permanent an die sich verändernde äußere Anforderung anpassen muss, haben wir dafür die Bezeichnung Adaptive Kraft (Adaptive Force) eingeführt (Hoff et al. 2016; Schaefer et al., 2017).
Maßgeblicher methodischer Kritikpunkt bleibt dabei aber die mangelnde Objektivität und Reproduzierbarkeit der Testdurchführung, da die Kraftentwicklung subjektiv von Menschenhand vorgenommen wurde. Das führt zwingend zur Erfordernis einer objektiven Apparatur, die den MMT möglichst genau und reproduzierbar nachvollzieht. Ein solches System existierte bislang nicht. Daher haben wir in den letzten Jahren an der Entwicklung geeigneter Messgeräte gearbeitet. Über diese und die damit durchgeführten Messungen werden wir zu einem späteren Zeitpunkt berichten.
 

 

Literatur beim Verfasser
Autoren
Frank Bittmann ist Professor an der Universität Potsdam, Department Sport- und Gesundheitswissenschaften, Professur Regulative Physiologie und Prävention.
Laura Schaefer ist wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Potsdam, Department Sport- und Gesundheitswissenschaften, Professur Regulative Physiologie und Prävention.
Prof. Dr. rer. nat. habil. Frank Bittmann (Kontaktautor) E-Mail: bittmann@uni-potsdam.de
Dr. phil. Laura Schaefer, E-Mail: lschaefe@uni-potsdam.de Universität Potsdam Department Sport- und Gesundheitswissenschaften Karl-Liebknecht-Straße 24-25 Haus 24 14476 Potsdam

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