TY  - THES
A1  - Appiah-Dwomoh, Edem Korkor
T1  - Postural control and back pain in adolescent athletes
T1  - Posturale Kontrolle und Rückenschmerzen bei Nachwuchsathleten
N2  - Back pain is a problem in adolescent athletes affecting postural control which is an important requirement for physical and daily activities whether under static or dynamic conditions. One leg stance and star excursion balance postural control tests are effective in measuring static and dynamic postural control respectively. These tests have been used in individuals with back pain, athletes and non-athletes without first establishing their reliabilities. In addition to this, there is no published literature investigating dynamic posture in adolescent athletes with back pain using the star excursion balance test. Therefore, the aim of the thesis was to assess deficit in postural control in adolescent athletes with and without back pain using static (one leg stance test) and dynamic postural (SEBT) control tests.
Adolescent athletes with and without back pain participated in the study. Static and dynamic postural control tests were performed using one leg stance and SEBT respectively. The reproducibility of both tests was established. Afterwards, it was determined whether there was an association between static and dynamic posture using the measure of displacement of the centre pressure and reach distance respectively. Finally, it was investigated whether there was a difference in postural control in adolescent athletes with and without back pain using the one leg stance test and the SEBT.
Fair to excellent reliabilities was recorded for the static (one leg stance) and dynamic (star excursion balance) postural control tests in the subjects of interest. No association was found between variables of the static and dynamic tests for the adolescent athletes with and without back pain. Also, no statistically significant difference was obtained between adolescent athletics with and without back pain using the static and dynamic postural control test. 
One leg stance test and SEBT can be used as measures of postural control in adolescent athletes with and without back pain. Although static and dynamic postural control might be related, adolescent athletes with and without back pain might be using different mechanisms in controlling their static and dynamic posture. Consequently, static and dynamic postural control in adolescent athletes with back pain was not different from those without back pain. These outcome measures might not be challenging enough to detect deficit in postural control in our study group of interest.
N2  - Rückenschmerzen sind ein zunehmendes Problem bei Nachwuchsathleten und beeinflussen die statische und dynamische posturale Kontrolle, die eine wichtige Voraussetzung für sportliche als auch tägliche Aktivitäten darstellt. Der Stand auf einem Bein und der Star Excursion Balance Test (SEBT) sind effektive Tests zur Beurteilung der statischen bzw. dynamischen posturalen Kontrolle. Beide Tests wurden bereits bei Populationen mit Rückenschmerzen, Sportlern und Nicht-Sportlern angewandt, ohne vorherige Reliabilitätsmessung. Des Weiteren wurde bisher die dynamische posturale Kontrolle mittels des SEBT bei Nachwuchsathleten mit Rückenschmerzen nicht untersucht. Daher ist das Ziel dieser Arbeit die posturale Kontrolle von Nachwuchsathleten mit Rückenschmerzen mit Hilfe eines statischen (Einbeinstand) und eines dynamischen (SEBT) Tests zu beurteilen.
Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen wurden mit Hilfe der beiden Tests untersucht. Die Reproduzierbarkeit beider Untersuchungen wurde durch vorhergehende Messungen sichergestellt. Anschließend wurde untersucht, ob es einen Zusammenhang zwischen der statischen und dynamischen posturalen Kontrolle gibt, indem die Abweichungen des Druckmittelpunktes (center of pressure) auf einer Kraftmessplatte mit der erreichten Reichweite beim SEBT verglichen wurden. Abschließend konnte untersucht werden ob es einen Unterschied in der posturalen Kontrolle zwischen Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen gibt.
Es konnten moderate bis hervorragende Reliabilitätswerte für den statischen (Einbeinstand) und dynamischen (SEBT) Test der posturalen Kontrolle in der untersuchten Zielgruppe festgestellt werden. Es konnte kein Zusammenhang zwischen den Parametern des statischen und des dynamischen Tests bei Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen gefunden werden. Weiterhin gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den Parametern der statischen und dynamischen Haltungskontrolle in der beschriebenen Population.
Der Einbeinstand auf der Kraftmessplatte und der SEBT können zur Beurteilung der Haltungskontrolle bei Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen eingesetzt werden. Der fehlende Zusammenhang zwischen den Parametern der statischen und dynamischen Haltungskontrolle könnte darauf zurückzuführen sein, dass verschiedene neuromuskuläre Mechanismen für die Regulierung der statischen und dynamischen Haltungskontrolle bei den Athleten verantwortlich sein könnten. Demzufolge gab es keinen Unterschied, weder in der statischen noch in der dynamischen posturalen Kontrolle, zwischen Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen. Anspruchsvollere Aufgaben sind nötig um die Defizite in der Haltungskontrolle von Nachwuchsathleten zu untersuchen.
KW  - postural control
KW  - adolescent athletes
KW  - back pain
KW  - one leg stance
KW  - star excursion balance test
KW  - posturale Kontrolle
KW  - Nachwuchsathleten
KW  - Rückenschmerzen
KW  - einbeiniger Standtest
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-442692
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fließer, Michael
T1  - Der Einfluss unterschiedlicher Indikatoren des sozioökonomischen Status auf Rückenschmerz
T1  - The influence of different socioeconomic status indicators on back pain
N2  - Obwohl der sozioökonomische Status (SES) eine in der Sozialepidemiologie häufig gebrauchte Variable darstellt, ist seine Verwendung mit methodischen Problemen verknüpft: Seine latente Struktur führt dazu, dass sich verschiedene Möglichkeiten der Operationalisierung eröffnen. Diese reichen von klassischen Ungleichheitsindikatoren wie Bildung, Einkommen oder Berufsposition, über multidimensionale oder über Nachbarschaftsmerkmale konstruierte Indizes, bis hin zu subjektiven Statuseinschätzungen. Problematisch ist dies insofern, als verschiedene Indikatoren auf unterschiedlichen theoretischen Konstrukten beruhen und unterschiedliche Schlussfolgerungen erlauben.
In dieser Arbeit wird deshalb in einem ersten Schritt anhand eines systematischen Reviews zum Zusammenhang von SES und Rückenschmerzen überprüft, welche Indikatoren in wissenschaftlichen Publikationen eingesetzt werden und wie die Auswahl begründet wird. Das Ergebnis zeigt eine klare Präferenz für klassische Indikatoren (Bildung, Einkommen und Berufsposition). Erläutert wurde die jeweilige Auswahl allerdings nur in einem geringen Prozentsatz der untersuchten Artikel, obwohl die unterschiedlichen Studienergebnisse nahelegen, dass der gewählte Indikator einen Einfluss auf den gefundenen Zusammenhang ausüben könnte. 
Deshalb wurde in einem weiteren Schritt überprüft, wie unterschiedliche SES-Indikatoren mit der Verbesserung von Rückenschmerzen nach einer Rehabilitation (Studie 1) und der Neuentstehung von Rückenschmerzen (Studie 2) zusammenhängen. Außerdem wurde untersucht, ob ein einfaches Modell den Zusammenhang von SES und Gesundheit so darstellen kann, dass a priori abzuschätzen ist, wie hoch der Einfluss unterschiedlicher Indikatoren auf einen bestimmten Gesundheitsoutput sein könnte.
Es zeigt sich, dass sich der errechnete Zusammenhang zwischen den verschiedenen Indikatoren und chronischen Rückenschmerzen erheblich unterscheidet: Für Menschen, die bereits wegen Rückenschmerzen in Rehabilitation waren, erwiesen sich Bildung und Berufsposition als ähnlich einflussreiche Einflussfaktoren, während für das Einkommen kein bedeutender Zusammenhang festgestellt werden konnte. Für die Neuentstehung chronischer Rückenschmerzen zeigte sich die Berufsposition als wichtigster Indikator, gefolgt von Bildung, während für Einkommen kein signifikanter Zusammenhang gefunden werden konnte.
Folglich bestimmt die Wahl des Indikators die Höhe des festgestellten Zusammenhangs stark mit. Unterschiedliche Indikatoren dürfen deshalb nicht als austauschbar betrachtet werden und es muss bei jeder Forschungsfrage genau überlegt werden, welcher Indikator für die jeweilige Fragestellung am besten verwendet werden kann. Das vorgeschlagene theoretische Modell kann dabei als Unterstützung dienen.
N2  - Despite the fact that the socioeconomic status (SES) is a widely used variable in social epidemiology, its use is inflicted with methodological difficulties: Its latent structure allows different possibilities of operationalisation (for example education, income, job position, multidimensional indices, or subjective social status). This is problematical since different indicators are based on different theoretical considerations. 
In this doctoral thesis, it was first examined, which indicators of the SES are used in scientific publications investigating the relationship between SES and back pain. Results show a strong preference for classical indicators, especially education, income and job position. 
In a second step, it was examined how strong different indicators of SES are connected to the development of chronic back pain (study 1) and the onset of chronic back pain (study 2). Furthermore, it was tested if it is possible to use theoretical models to estimate a priori the indicator with the strongest influence on a given health outcome.
Results show that the calculated association between the indicators and the outcomes differ considerably: The progress of chronic back pain was best predicted by education and job position, while income had no significant influence. New onset of back pain was best predicted by job position followed by education. Income, again, had no influence.
This indicates that indeed the chosen indicator influences the association. Therefore different indicators should not be used interchangeably. Before starting a scientific survey, researchers should consider very carefully which indicator(s) they want to use. The suggested theoretical model can help them to do so.
KW  - sozioökonomischer Status
KW  - Rückenschmerzen
KW  - Bildung
KW  - Beruf
KW  - Einkommen
KW  - socioeconomic status
KW  - back pain
KW  - education
KW  - jobposition
KW  - income
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-423455
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kopinski, Stephan
T1  - The neuromuscular efficiency of lower back muscles in low back pain
T1  - Die neuromuskuläre Effizienz der unteren Rückenmuskulatur bei 
Rückenschmerzen
N2  - BACKGROUND: The etiology of low back pain (LBP), one of the most prevalent and costly diseases of our time, is accepted to be multi-causal, placing functional factors in the focus of research. Thereby, pain models suggest a centrally controlled strategy of trunk stiffening in LBP. However, supporting biomechanical evidence is mostly limited to static measurements during maximum voluntary contractions (MVC), probably influenced by psychological factors in LBP. Alternatively, repeated findings indicate that the neuromuscular efficiency (NME), characterized by the strength-to-activation relationship (SAR), of lower back muscles is impaired in LBP. Therefore, a dynamic SAR protocol, consisting of normalized trunk muscle activation recordings during submaximal loads (SMVC) seems to be relevant. This thesis aimed to investigate the influence of LBP on the NME and activation pattern of trunk muscles during dynamic trunk extensions. 
METHODS: The SAR protocol consisted of an initial MVC reference trial (MVC1), followed by SMVCs at 20, 40, 60 and 80% of MVC1 load. An isokinetic trunk dynamometer (Con-Trex TP, ROM: 45° flexion to 10° extension, velocity: 45°/s) and a trunk surface EMG setup (myon, up to 12 leads) was used. Extension torque output [Nm] and muscular activation [V] were assessed in all trials. Finally, another MVC trial was performed (MVC2) for reliability analysis. For SAR evaluation the SMVC trial values were normalized [%MVC1] and compared inter- and intra-individually. 
The methodical validity of the approach was tested in an isometric SAR single-case pilot study (S1a: N = 2, female LBP patient vs. healthy male). In addition, the validity of the MVC reference method was verified by comparing different contraction modes (S1b: N = 17, healthy individuals). Next, the isokinetic protocol was validated in terms of content for its applicability to display known physiological differences between sexes in a cross-sectional study (S2: each n = 25 healthy males/females). Finally, the influence of acute pain on NME was investigated longitudinally by comparing N = 8 acute LBP patients with the retest after remission of pain (S3). The SAR analysis focused on normalized agonistic extensor activation and abdominal and synergistic extensor co-activation (t-tests, ANOVA, α = .05) as well as on reliability of MVC1/2 outcomes.
RESULTS: During the methodological validation of the protocol (S1a), the isometric SAR was found to be descriptively different between individuals. Whereas torque output was highest during eccentric MVC, no relevant difference in peak EMG activation was found between contraction modes (S1b). The isokinetic SAR sex comparison (S2), though showing no significant overall effects, revealed higher normalized extensor activation at moderate submaximal loads in females (13 ± 4%), primarily caused by pronounced thoracic activation. Similarly, co-activation analysis resulted in significantly higher antagonistic activation at moderate loads compared to males (33 ± 9%). During intra-individual analysis of SAR in LBP patients (S3), a significant effect of pain status on the SAR has been identified, manifesting as increased normalized EMG activation of extensors during acute LBP (11 ± 8%) particularly at high load. Abdominal co-activation tended to be elevated (27 ± 11%) just as the thoracic extensor parts seemed to take over proportions of lumbar activation. All together, the M. erector spinae behaviour during the SAR protocol was rather linear with the tendency to rise exponentially during high loads. For the level of normalized EMG activation during SMVCs, a clear increasing trend from healthy males to females over to non-acute and acute LBP patients was discovered. This was associated by elevated antagonistic activation and a shift of synergistic towards lumbar extensor activation. The MVC data revealed overall good reliability, with clearly higher variability during acute LBP.        
DISCUSSION: The present thesis demonstrates that the NME of lower back muscles is impaired in LBP patients, especially during an acute pain episode. A new dynamic protocol has been developed that makes it possible to display the underlying SAR using normalized trunk muscle EMG during submaximal isokinetic loads. The protocol shows promise as a biomechanical tool for diagnostic analysis of NME in LBP patients and monitoring of rehabilitation progress. Furthermore, reliability not of maximum strength but rather of peak EMG of MVC measurements seems to be decreased in LBP patients. Meanwhile, the findings of this thesis largely substantiate the assumptions made by the recently presented ‘motor adaptation to pain’ model, suggesting a pain-related intra- and intermuscular activation redistribution affecting movement and stiffness of the trunk. Further research is needed to distinguish the grade of NME impairment between LBP subgroups.
N2  - HINTERGRUND: Die Ätiologie von unteren Rückenschmerzen (LBP), als eine der häufigsten und kostenintensivsten Beschwerden unserer Zeit, gilt als multi-kausal, wobei funktionelle Aspekte im Fokus der Forschung stehen. Schmerzmodelle vermuten dabei ein zentral gesteuertes Muster der Rumpfversteifung. Von biomechanischer Seite jedoch, sind unterstützende Daten weitestgehend auf statische Messungen während maximal-willentlicher Kontraktionen (MVC) beschränkt, wobei psychologische Einflussfaktoren bei LBP-Patienten nicht auszuschließen sind. Alternativ werden Anzeichen für Beeinträchtigungen der neuro-muskulären Effizienz (NME) der unteren Rückenmuskulatur berichtet, welche durch ein verringertes Kraft-Aktivierungsverhältnis (SAR) gekennzeichnet sind. Daher könnte ein dynamisches SAR Protokoll, basierend auf normierten Aktivierungswerten der Rumpf-muskulatur während submaximaler Belastungen (SMVC), eine maßgebliche Alternative darstellen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es deshalb, den Einfluss von LBP auf die NME und Aktivierung des Rumpfes während dynamischer Rumpfstreckbewegungen zu untersuchen.    
METHODEN: Das NME-Protokoll bestand aus einem initialen MVC-Referenzdurchgang (MVC1), gefolgt von SMVC bei 20, 40, 60 und 80% der MVC1-Last. Mittels isokinetischem Rumpfdynamometer (ConTrex TP, ROM: 45° Flexion bis 10° Extension, 45°/s) und Oberflächen-EMG (myon, max. 12 Rumpfableitungen) wurden dabei Extensionsdrehmomente [Nm] und Muskelaktivität [V] aufgezeichnet. Für die Reliabilitätsanalyse wurde abschließend ein weiterer MVC-Durchgang (MVC2) durchgeführt. Die Normierung der SMVC-Daten [%MVC1] ermöglichte den inter- und intraindividuelle Vergleich der NME Werte. Die methodische Validierung erfolgte in einer Einzelfallvergleich-Pilotstudie mit isometrischem NME Protokoll (S1a) und einem Vergleich der MVC-Referenzwerte in mehreren Kontraktionsmodi (S1b: N = 17, gesunde Teilnehmer). In der Folge wurde das isokinetische NME-Protokoll in einer Querschnittstudie inhaltlich, auf die Abbildbarkeit bekannter physiologischer Geschlechterunterschiede, geprüft (S2: jeweils n = 25 gesunde Männer und Frauen). In der finalen Studie wurde der Einfluss von akutem Schmerz auf die NME im Längsschnitt von akutem und schmerzfreien Zustand bei N = 8 LBP Patienten verglichen (S3). Die Analyse konzentrierte sich auf die normierte agonistische Extensorenaktivierung und die abdominale und synergistischen Kokontraktion, sowie die MVC1/2 Reliabilität.
ERGEBNISSE: Die methodische Validierung des Protokolls (S1a) resultierte in einem deskriptiv unterschiedlichen NME Verlauf, mit eher widersprüchlichen Daten der LBP-Patientin. Im Vergleich der Kontraktionsarten (S1b) zeigten die exzentrischen MVC die höchsten Dreh-momentwerte, jedoch wurden keine bedeutsamen Unterschiede in der maximalen Aktivierung gefunden. Obwohl im Geschlechtervergleich mit dem isokinetischen NME-Protokoll (S2) kein Gesamteffekt gefunden wurde, zeigten Frauen eine höhere normalisierte Aktivierung der Extensoren bei mittleren Lasten (13 ± 4%), verursacht vor allem durch höhere thorakale Aktivität. Auch die antagonistische Koaktivierung der Frauen war bei moderaten Lasten signifikant höher (33 ± 9%) als bei den Männern. Der Vergleich der NME Werte innerhalb der LBP-Patienten (S3) ergab einen signifikanten Effekt von Schmerz auf die NME mit gesteigerter normalisierter Extensorenaktivität (11 ± 8%) besonders bei hoher Last. Damit einhergehend wurde eine tendenziell erhöhte Kokontraktion (27 ± 11%) und eine anteilige Verschiebung von lumbaler hin zu thorakaler Extensorenaktivierung festgestellt. Insgesamt zeigte der M. erector spinae während des NME-Protokolls ein eher lineares Verhalten mit tendenziell überproportionalem Anstieg bei höheren Lasten. Die normierte EMG-Aktivität zeigte einen eindeutig ansteigenden Trend von gesunden Männern zu Frauen bzw. von schmerzfreien zu akuten LBP-Patienten. Im gleichen Maße stieg das Level der abdominalen Kokontraktion und der thorakale Aktivitätsanteil. Die MVC-Daten ergaben eine insgesamt gute Reproduzierbarkeit, mit erhöhter Variabilität bei akuten LBP-Patienten (S3).  
DISKUSSION: Die vorliegende Arbeit zeigt dass die NME der unteren Rückenmuskulatur bei LBP-Patienten, besonders während akuter Schmerzen, beeinträchtigt ist. Es wurde ein neues dynamisches Protokoll vorgestellt, welches das zugrundeliegende SAR mittels normierter Rumpfmuskelaktivität bei submaximalen isokinetischen Lasten abbildet. Gesunde Frauen zeigten im Zuge der Validierung eine geringere NME und ein abweichendes Aktivierungs-muster im Vergleich zu Männern. Insgesamt empfiehlt sich das Protokoll als biomechanisch-diagnostische Messmethode für die NME bei LBP-Patienten und deren Therapiekontrolle. Auch bestätigt es die Grundlagen des ‘motor adaptation to pain’-Modells, welches eine schmerzabhängige intra- und intermuskuläre Aktivierungsanpassung des Rumpfes bei LBP annimmt. Weitere Forschung zur Beeinträchtigung der NME bei LBP-Untergruppen ist notwendig.
KW  - low back pain
KW  - trunk
KW  - biomechanics
KW  - neuromuscular efficiency
KW  - Rückenschmerzen
KW  - Rumpf
KW  - Biomechanics
KW  - neuromuskuläre Effizienz
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-101241
ER  -