Kontrolliertes Vibrationstraining bei degenerativer zerebraler Mikroangiopathie

Zusammenfassung

Für die Verbesserung und Erweiterung von Therapiemöglichkeiten für neurovaskuläre Erkrankungen bedarf es Messmethoden zur Bestimmung der Funktionalitäten des Nerv-Muskel-Systems auf den verschiedenen Ebenen des Nervensystems, die klinische Einschätzungen ergänzen. Dies erscheint u. a. auch für klinisch pharmakologische Studien von Bedeutung. Motorische Defizite zeigen sich konkret u. a. in Veränderungen von Kraftentfaltung, Gang und posturaler Stabilität, d. h. in Größen, die seitens der Sport- und Bewegungswissenschaft inzwischen stabil erfasst und rationell ausgewertet werden. Die Arbeit begründet am Modell der degenerativen zerebralen Mikroangiopathie (DCM) die Aussagekraft solcher Parameter für Verlaufsbeurteilungen und Veränderungsmessungen zumindest von Teilaspekten dieser Erkrankung. Daran anknüpfend wird trainingswissenschaftlich untersucht, ob es sinnvoll erscheint, mechanische Ganzkörperschwingungen als kontrolliertes Vibrationstraining insbesondere bei Patienten einzusetzen, die aus energetischen und/oder koordinativen Gründen nicht in der Lage sind, ein übliches Trainingsprogramm (z. B. Gangtraining) zu absolvieren. Der theoretische Ansatz bedarf einer Herleitung aus der aktuellen medizinischen und sportwissenschaftlichen Literatur gepaart mit Erfahrungswerten und eine hieraus gegründete Pilotstudie demonstriert Machbarkeit, Akzeptanz und Effektivität bezüglich Muskelkraft, posturaler Stabilität und Lebensqualität. Auch bezüglich der Gangparameter Geschwindigkeit, Doppelschrittlänge, Kadenz, Regularität und Schrittsymmetrie zeigten sich Effekte, die sich allerdings bei einer Untersuchungsgruppe von n=32 und einem Training über 10 Wochen 3-mal wöchentlich für etwa 20 min statistisch noch nicht sichern ließen.

Abstract

For improvement and expansion of therapeutic options for neurovascular disorders, measuring methods for determining features of the nerve-muscle system regarding the different levels of the nervous system are required for completing the clinical assessments. This will be important for clinical pharmacological studies. Motoric deficits are specifically seen, inter alia, in changes of power development, speed and postural stability, i. e., in dimensions that are now definitely recognised and efficiently evaluated by sports and movement sciences. Based on the model of degenerative cerebral microangiopathy (DCM), the validity of such parameters for course evaluations and measurements change at least some aspects of this disease. After that it is investigated scientifically whether it makes sense to use mechanical whole-body vibration as a controlled vibration training, particularly in patients who are not able to complete a standard training program (e. g., gait training) for energetic and/or coordinative reasons. The theoretical approach requires a derivation from the current medical and sports science literature coordinated with experienced values and from those established pilot studies that have demonstrated feasibility, acceptability and effectiveness regarding muscle strength, postural stability and quality of life. Also with respect to the gait parameters speed, stride length, cadence, step regularity and symmetry showed effects which, however, in a study group of n=32 and a training period of 10 weeks 3 times a week for about 20 min were statistically not secure.

Schlüsselwörter

degenerative zerebrale Mikroangiopathie - Vibrationstraining - Muskelkraft - posturale Stabilität - Lebensqualität

Keywords

degenerative cerebral microangiopathy - vibration training - muscle strength - postural stability - quality of life

• Literatur

• 1 Jellinger KA. Neurodegenerative Erkrankungen (ZNS) – Eine aktuelle Übersicht. J Neurol Neurochir Psychiatr 2005; 6: 9-18
• 2 Ringelstein EB. Degenerative zerebrale Mikroangiopathie. Der Schlaganfall Hrsg Alexander Hartmann. W.-D. Heiss. Darmstadt; Steinkopff Verlag: 2001: 479
• 3 Kornhuber HH. Die häufigsten Ursachen der Alzheimer-Demenz: Zerebrale Mikroangiopathie und chronische Enzephalitis. 50 Jahre Psychiatrie. Bonn: Gisela Gross 1999: 66
• 4 Schmidtbleicher D, Haas CT. Ist Vibrationstraining sinnvoll? Überblick, physiologische Hintergründe und Stochastisches Resonanz-Training. 5. Idiag-Symposium 2007 SPZ Notwil
• 5 Inzitari D, Diaz F, Fox A et al. Vascular risk factors and leuko-araiosis. Arch Neurol 1987; 44: 42-47
• 6 Kotsoris H, Barclay LL, Kheyfets S et al. Urinary and gait disturbances as markers for early multi-infarct dementia. Stroke 1987; 18: 138-141
• 7 Ringelstein EB, Weiller C. Hirninfarktmuster im Computertomogramm. Pathophysiologische Konzepte, Validierung und klinische Relevanz. Nervenarzt 1990; 61: 462-471
• 8 Pantoni L, Simoni M, Pracucci G et al. Visual Rating Scale for Age-Related White Matter Changes (Leukoaraiosis). Can the Heterogenity Be Reduced?. Stroke 2002; 33: 2827-2833
• 9 Khan U, Porteous L, Hassan A et al. Risk factor profile of cerebral small vessel disease and its subtypes. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2007; 78: 702-706
• 10 Markus HS, Lythgoe DJ, Ostegaard L et al. Reduced cerebral blood flow in white matter in ischaemic leukoaraiosis demonstrated using quantitative exogenous contrast based perfusion MRI. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2000; 69: 48-53
• 11 Strempel AK. Korrelation klinischer und paraklinischer Parameter mit dem bildmorphologischen Schweregrad zerebraler Mikroangiopathie. Doktorarbeit Medizinischen Fakultät Charité, Universitätsmedizin Berlin. Dissertation. Datum der Disputation: 03.06.2012
• 12 Hüter-Becker A. Bewegungsentwicklung und Bewegungskontrolle. Band 2. Stuttgart: Georg Thieme Verlag; 2005
• 13 Bullinger M, Kirchberger I, Ware J. Der deutsche SF-36 Health Survey. Übersetzung und psychometrische Testung eines krankheitsübergreifenden Instruments zur Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität. Zeitschrift für Gesundheitswissenschaften 1995; 3: 21-36
• 14 Haas CT, Turbanksi S, Schwed M et al. Zum Einsatz von Vibrationsreizen in der Neurorehabilitation. Psychologie in Österreich 2007; 4&5: 388-395
• 15 Turbanski S, Schmidtbleicher D. Posturale Kontrolle als situationsabhängige Fertigkeit. Sportverl Sportschaden 2010; 24: 123-128
• 16 De Laat KF, Reid AT, Grim DC et al. Cortical thickness is associated with gait disturbances in cerebral small vessel disease. Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Centre for Neuroscience, Department of Neurology, Radboud University Nijmegen Medical Centre, Nijmegen, The Netherlands. Neuroimage 2012; 59: 1478-1484
• 17 Choi P, Ren M, Phan TG et al. Silent Infarcts and Cerebral Microbleeds Modify the Associations of White Matter Lesions With Gait and Postural Stability: Population-Based Study, From the Stroke and Ageing Research Group, Monash University, Melbourne, Australia. Stroke 2012; 43: 1505-1510
• 18 Sitjà Rabert M, Rigau Comas D, Fort Vanmeerhaeghe A et al. Whole-body vibration training for patients with neurodegenerative disease. Physiotherapie-Abteilung, Blanquerna School of Health Science. Universität Ramon Llull; Barcelona, Spanien: 2012: 2
• 19 Lindberg J, Carlsson J. The effects of whole-body vibration training on gait and walking ability – A systematic review comparing two quality indexes. Institute of Neuroscience and Physiology 2012; 485-498
• 20 Boiten J, Lodder J, Kessels F. Two Clinically Distinct Lacunar Infarct Entities? A Hypothesis. Stroke 1993; 24: 652-656
• 21 Reinhardt F, Nitzsche N, Taganow O et al. Vibrationstraining bei Patienten mit zerebraler Mikroangiopathie pt_ Zeitschrift für Physiotherapeuten 2012; 64: 6-15
• 22 Bullinger HD, Solf JJ. Ergonomische Arbeitsmittelgestaltung: Fallstudien. Bremerhaven: Wirtschaftsverlag NW; 1979
• 23 Ezenwa B, Burns E, Wilson C. Multiple Vibration Intensities and Frequencies for Bone Mineral Density Improvement. 30th Annual International IEEE EMBS Conference Vancouver, British Columbia, Canada 2008; 20-24: 4186-4189
• 24 Kerschan-Schindl K, Grampp S, Henk C et al. Whole body vibration exercise leads to alternations in muscle blood volume. Clin Physiol 2001; 3: 377-382
• 25 Lythgo N, Eser P, DeGroot P et al. Whole-Body Vibration dosage alters leg blood flow. Clin Physiol Funct Image 2009; 29: 53-59
• 26 Verschueren SMP, Swinnen SP, Descloovere K et al. Vibration-induced changes in EMG during Human Locomotion. J Neurophysiol 2003; 89: 1299-1307
• 27 Roelants M, Delecluse C, Verschueren SM. Whole-Body-Vibration Training Increase Knee-Extension Strength and Speed of Movement in Older Women. JAGS 2004; 52: 901-908
• 28 Rittweger J, Beller G, Felsenberg D. Acute physiological effects of exhaustive whole-body vibration exercise in man. Clin Physiol 2000; 20: 134-142
• 29 Bosco C, Iacovelli M, Tsarpela O et al. Hormonal responses to whole-body vibration in men. European Journal Applied Physiology 2000; 81: 449-454
• 30 Cardinale M, Wakeling J. Whole body vibration exercise: are vibrations good for you?. Br J Sports Med 2005; 39: 585-589
• 31 McMorris T, Myers S, Dobbins T et al. Seating type and cognitive performance after 3 hours travel by high-speed boat in sea states 2-3. Aviant Space Environ Med 2009; 80: 24-28
• 32 Haas CT, Turbanski S, Kessler K et al. The effects of random whole-body-vibration on motor symptoms in Parkinson’s disease. Neuro Rehab 2006; 21: 29-36
• 33 Haas CT, Turbanski S, Schmidtbleicher D. Neuroprotektive und neuroplastische Aspekte in der Rehabilitation. Schriften der Deutschen Vereinigung für Sportwissenschaft. Prävention und Rehabilitation 2006;
• 34 Falempin M, Albon SF. Influence of brief daily tendon vibration on rat soleus muscle in non-weight-bearing situation. Am Phys Soc 1999; 87: 3-9
• 35 Gusi N, Raimondo A, Leal A. Low-frequency vibratory exercise reduces the risk of bone fracture more than walking: a randomized controlled trial. BMC Musculoskeletal Disorders 2006; 7: 92
• 36 McAuley J, Marsden C. Physiological and pathological tremors and rhythmic central motor control. Brain 2000; 123: 1545-1567
• 37 Haas CT. Simulation und Regulation mechanischer Schwingungen im alpinen Skirennlauf. Köln: Sport und Buch Strauß; 2002
• 38 Haas CT, Turbanski S, Kaiser I et al. Biomechanische und physiologische Effekte mechanischer Schwingungsreize beim Menschen. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2004; 55: 34-43
• 39 Mester J, Spitzenfeil P, Schwarzer J et al. Biological reaction to vibrations for sports. J Sci Med Sport 1999; 2: 211-226
• 40 Ahlborg L, Andersson C, Julin P. Whole-body vibration training compared with resistance training: effect on spasticity, muscle strength and motor performance in adults with cerebral palsy. Journal of Rehabilitation Medicine 2006; 38: 302-308
• 41 Tihanyi T, Horvath M, Fazekas G et al. One session of whole-body vibration increases voluntary muscle strength transiently in patients with stroke. Clinical Rehabilitation 2007; 21: 782-793
• 42 Stengel S, Bebenek M, Willert S et al. Einfluss eines 11-wöchigen Vibrationstrainings im Vergleich zu einem klassischen Sportprogramm auf Körperzusammensetzung, Leistungsfähigkeit und Risikoprofil wenig trainierter Frauen. Dtsch Z Sportmed 2011; 62: 240
• 43 Marín PJ, Santos-Lozano A, Santin-Medeiros F et al. Whole-body vibration increases upper and lower body muscle activity in older adults: potential use of vibration accessories. J Electromyogr Kinesiol 2012; 22: 456-462
• 44 Bove MD, Pozzo T, Schieppati M. Neck muscle vibration disrupts steering of locomotion. Journal of Applied Physiology 2001; 91: 581-588
• 45 Issurin V, Liebermann D, Tenenbaum G. Effects of vibratory stimulation training on maximal force and flexibility. Journal of Sport Science 1994; 12: 561-566
• 46 Hutchison KJ, Gomez-Pinilla F, Crowe MJ et al. Three exercise paradigms differentially improve sensory recovery after spinal cord contusion in rats. Brain 2004; 127: 1403-1414
• 47 Seo H, Kim D, Park H et al. Early motor balance and coordination training increased synaptophysin in subcortical regions of the ischemic rat brain. Journal of Korean medical science 2010; 1638-1645
• 48 Bruyere W, Palma G, Ethgen R et al. Controlled whole body vibration to decrease fall risk and improve health-related quality of life of nursing home residents. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2005; 303-307
• 49 Bogaerts AC, Delecluse C, Claessens AL et al. Effects of whole body vibration training on cardiorespiratory fitness and muscle strength in older individuals (a 1-year randomised controlled trial). Age and Ageing 2009; 38: 448-454
• 50 Ebersbach G, Edler D, Kaufhold O et al. Whole Body Vibration Versus Conventional Physiotherapy to Improve Balance and Gait in Parkinson’s Disease. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2008; 89: 399-403
• 51 Van Nes IJW, Latour H, Schils F et al. Long-term effects of 6-week whole-body vibration on balance recovery and activities of daily living in the postacute phase of stroke: a randomized, controlled trial. Stroke 2006; 37: 2331-2335
• 52 Gruber M, Gollhofer A. Impact of sensorimotor training on the rate of force development and neural activation. European Journal of applied physiology 2004; 92: 98-105
• 53 Taube W. Neurophysiologische Anpassungen an Sensomotorisches Training. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2011; 62: 244
• 54 Turbanski S. Zur posturalen Kontrolle bei Morbus Parkinson – Biomechanische Diagnose und Training. Frankfurt am Main: Dissertation; 2006
• 55 Taubert M, Lohmann G, Margulies DS et al. Long-term effects of motor training on resting state networks and underlying brain structure. neuroimage 2011; 57: 1492-1498
• 56 Xu T, Yu X, Perlik AJ et al. Rapid formation and selective stabilisation of synapses for enduring motor memories. Nature 2009; 462: 915-920
• 57 Blahak C, Baezner H, Pantoni L et al. Deep frontal and periventricular age related white matter changes but not basal ganglia and infratentorial hyperintensities are associated with falls: cross sectional results from the LADIS study. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2009; 80: 608-613
• 58 De Laat KF, Van Norden A, Gons R et al. Gait in Elderly with Cerebral Small Vessel Disease. Stroke 2010; 41: 1652-1658
• 59 Mancini M, Horak FB. The relevance of clinical balance assessment tools to differentiate balance deficits. Eur J Phys Rehabil Med 2010; 46: 239-248
• 60 Kalbe E, Kessler J, Calabrese C et al. DemTect: a new sensitive cognitive screening test to support the diagnosis of mild cognitive impairment and early dementia. E Int J Geriatr Psychiatry 2004; 19: 136-143