Laterality of sacral stress fractures in trained endurance athletes: Are there biomechanical or orthopaedic risk factors?

(Lateralität von Stressfrakturen des Kreuzbeins bei Leistungsausdauersportlern: Bestehen biomechanische oder orthopädische Risikofaktoren?)

Background The sacral stress fracture in athletes is still considered an uncommon overuse injury despite a constantly growing number of cases, including the reigning triple Ironman World Champion. Several cases of sacral stress fractures may thus still be missed or misdiagnosed by orthopaedists and (sports) physicians because of insufficient knowledge combined with only unspecific main symptoms. Although the sacrum is thought to be loaded symmetrically during symmetric load-bearing sports like endurance running or triathlon, sacral stress fractures in athletes commonly occur unilaterally instead of bilaterally in the massa lateralis. This study addresses the question whether orthopaedic and/or biomechanical lateralities may contribute to or cause this asymmetric injury localisation. Material and methods Nine trained to elite distance runners and triathletes (4 female, 5 male) took part in this study. Their sacral stress fractures were first diagnosed by magnetic resonance imaging. After complete recovery from their injury, and at least one month after successful return to sports, the athletes underwent an orthopaedic and biomechanical assessment including a visual-manual examination and a biomechanical running gait analysis based on vertical ground reaction forces, non-invasive inertial measurement units placed at tibiae, sacrum region and scapulae and 2D video analysis. Results All sacral stress fractures were unilateral. Although in parts high individual laterality was observed in the individuals regarding peak impact and active forces as well as peak tibial axial and total accelerations during running at different speeds, no general correlation between biomechanical loading asymmetries and fracture side could be observed. In fact, the lateral index product is normally distributed, suggesting no causal or statistical relation between fracture side and loading asymmetry. Equally, no orthopaedic findings could be identified as specific risk factors for sustaining a sacral stress fracture. Conclusions There seem to be no clear orthopaedic or biomechanical risk factors in terms of lateral asymmetry for sustaining a sacral stress fracture as a trained distance runner or triathlete. The reason why the stress fracture occurs unilaterally on a specific side of the sacrum thus seems to be of unknown internal nature. The need for more research is clearly indicated. Nevertheless, practitioners should be aware of the sacral stress fracture being a - not at all rare - overuse injury in trained endurance athletes. Moreover, it is essential to know that a sacral stress fracture is best confirmed by coronal MRI T2 sequences with fat suppression to avoid missed or delayed diagnoses. Hintergrund Stressfrakturen des Kreuzbeins werden nach wie vor als ungewöhnliche Form von Überbelastungsverletzungen angesehen, obwohl die berichteten Fallzahlen stetig wachsen und u. a. den amtierenden dreifachen Ironman Weltmeister einschließen. Zahlreiche Fälle von sakralen Stressfrakturen werden aufgrund fehlenden Wissens in Kombination mit unspezifischen Symptomen nach wie vor von Orthopäden und/oder Sportärzten fehldiagnostiziert oder gar nicht erkannt. Obwohl das Kreuzbein in Sportarten mit symmetrischer Belastung, wie beispielsweise Langstreckenlauf oder Triathlon, vermeintlich gleichmäßig belastet wird, treten sakrale Stressfrakturen meistens einseitig statt beidseitig in der Massa lateralis auf. Diese Studie geht daher der Frage nach, ob orthopädische und/oder biomechanische Lateralitäten diese asymmetrische Verletzungslokalisation beeinflussen oder bedingen könnten. Material und Methoden Neun Langstreckenläufer und Triathleten aus dem Leistungs- bis Spitzensportbereich (4 weiblich, 5 männlich) nahmen an dieser Studie teil. Ihre sakralen Stressfrakturen wurden zunächst mittels MRT diagnostiziert. Nach vollständiger Ausheilung der Fraktur und mindestens einem Monat nach erfolgreichem Trainingswiedereinstieg wurden die Athleten orthopädisch und biomechanisch untersucht, wobei die Erhebungen eine eingehende sportorthopädische Untersuchung und eine biomechanische Laufanalyse umfassten. Letztere beinhaltete die Messung der vertikalen Bodenreaktionskräfte, nicht invasive Messungen mit Inertialsensoren, die an den Schienbeinen, in der Kreuzbeinregion und im Schulterbereich angebracht wurden, sowie eine 2D-Videoanalyse. Ergebnisse Alle Stressfrakturen des Kreuzbeins traten einseitig auf. Obwohl teilweise hohe individuelle Lateralitäten in den Lande- und Abdruck-Amplituden der vertikalen Bodenreaktionskräfte und den tibialen 1D- und 3D-Spitzenbeschleunigungen während des Laufens bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten beobachtet wurden, ergibt sich keine allgemeine Korrelation zwischen biomechanischen Asymmetrien und der Frakturseite. Das laterale Indexprodukt erweist sich stattdessen als normalverteilt und zeigt demnach keinen statistischen Zusammenhang zwischen Frakturseite und Belastungsasymmetrie. Gleichermaßen konnten keine orthopädischen Auffälligkeiten als spezifische Risikofaktoren für sakrale Stressfrakturen identifiziert werden. Schlussfolgerungen Es scheint in Bezug auf laterale Asymmetrien keine eindeutigen orthopädischen oder biomechanischen Risikofaktoren für sakrale Stressfrakturen bei Leistungs-/Spitzensport-Langstreckenläufern und -Triathleten zu geben. Der Grund, weswegen sakrale Stressfrakturen dennoch in aller Regel einseitig auf einer spezifischen Kreuzbeinseite auftreten, bleibt damit weiterhin unbekannt. Es besteht offensichtlich weiterer Forschungsbedarf. Dennoch sollte Sportärzten bewusst sein, dass Stressfrakturen des Kreuzbeins eine - ganz und gar nicht seltene - Überbelastungsverletzung bei Ausdauer-Leistungsportlern darstellen. Des Weiteren ist wichtig zu wissen, dass sakrale Stressfrakturen am besten über T2-MRT-Sequenzen mit Fettunterdrückung diagnostiziert werden können.
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Schlagworte: Sportmedizin Langstreckenlauf Triathlon Übertraining Fraktur Stress Wirbelsäule Lateralität Biomechanik Orthopädie Diagnostik MRT Bodenreaktionskraft Inertialmesssystem
Notationen: Biowissenschaften und Sportmedizin Ausdauersportarten
DOI: 10.1016/j.orthtr.2021.11.011
Veröffentlicht in: Sport-Orthopädie - Sport-Traumatologie
Veröffentlicht: 2022
Jahrgang: 38
Heft: 1
Seiten: 36-46
Dokumentenarten: Artikel
Sprache: Englisch
Level: hoch