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Background and objectives: The intricate interdependencies between the musculoskeletal and neural systems build the foundation for postural control in humans, which is a prerequisite for successful performance of daily and sports-specific activities. Balance training (BT) is a well-established training method to improve postural control and its components (i.e., static/dynamic steady-state, reactive, proactive balance). The effects of BT have been studied in adult and youth populations, but were systematically and comprehensively assessed only in young and old adults. Additionally, when taking a closer look at established recommendations for BT modalities (e.g., training period, frequency, volume), standardized means to assess and control the progressive increase in exercise intensity are missing. Considering that postural control is primarily neuronally driven, intensity is not easy to quantify. In this context, a measure of balance task difficulty (BTD) appears to be an auspicious alternative as a training modality to monitor BT and control training progression. However, it remains unclear how a systematic increase in BTD affects balance performance and neurophysiological outcomes. Therefore, the primary objectives of the present thesis were to systematically and comprehensively assess the effects of BT on balance performance in healthy youth and establish dose-response relationships for an adolescent population. Additionally, this thesis aimed to investigate the effects of a graded increase in BTD on balance performance (i.e., postural sway) and neurophysiological outcomes (i.e, leg muscle activity, leg muscle coactivation, cortical activity) in adolescents.
Methods: Initially, a systematic review and meta-analysis on the effects of BT on balance performance in youth was conducted per the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis statement guidelines. Following this complementary analysis, thirteen healthy adolescents (3 female/ 10 male) aged 16-17 years were enrolled for two cross-sectional studies. The participants executed bipedal balance tasks on a multidirectional balance board that allowed six gradually increasing levels of BTD by narrowing the balance boards’ base of support. During task performance, two pressure sensitive mats fixed on the balance board recorded postural sway. Leg muscle activity and leg muscle coactivation were assessed via electromyography while electroencephalography was used to monitor cortical activity.
Results: Findings from the systematic review and meta-analysis indicated moderate-to-large effects of BT on static and dynamic balance performance in youth (static: weighted mean standardized mean differences [SMDwm] = 0.71; dynamic: SMDwm = 1.03). In adolescents, training-induced effects were moderate and large for static (SMDwm = 0.61) and dynamic (SMDwm = 0.86) balance performance, respectively. Independently (i.e. modality-specific) calculated dose-response relationships identified a training period of 12 weeks, a frequency of two training sessions per week, a total of 24-36 sessions, a duration of 4-15 minutes, and a total duration of 31-60 minutes as the training modalities with the largest effect on overall balance performance in adolescents. However, the implemented meta-regression indicated that none of these training modalities (R² = 0%) could predict the observed performance-increasing effects of BT.
Results from the first cross-sectional study revealed that a gradually increasing level of BTD caused increases in postural sway (p < 0.001; d = 6.36), higher leg muscle activity (p < 0.001; 2.19 < d < 4.88), and higher leg muscle coactivation (p < 0.001; 1.32 < d < 1.41). Increases in postural sway and leg muscle activity were mainly observed during low and high levels of task difficulty during continuous performance of the respective balance task. Results from the second cross-sectional study indicated frequency-specific increases/decreases in cortical activity of different brain areas (p < 0.005; 0.92 < d < 1.80) as a function of BTD. Higher cortical activity within the theta frequency band in the frontal and central right brain areas was observed with increasing postural demands. Concomitantly, activity in the alpha-2 frequency band was attenuated in parietal brain areas.
Conclusion: BT is an effective method to increase static and dynamic balance performance and, thus, improve postural control in healthy youth populations. However, none of the reported training modalities (i.e., training period, frequency, volume) could explain the effects on balance performance. Furthermore, a gradually increasing level of task difficulty resulted in increases in postural sway, leg muscle activity, and coactivation. Frequency and brain area-specific increases/decreases in cortical activity emphasize the involvement of frontoparietal brain areas in regulatory processes of postural control dependent on BTD. Overall, it appears that increasing BTD can be easily accomplished by narrowing the base of support. Since valid methods to assess and quantify BT intensity do not exist, increasing BTD appears to be a very useful candidate to implement and monitor progression in BT programs in healthy adolescents.
Einleitung
Ältere Patienten mit Herzklappenerkrankungen werden zunehmend häufig mit der kathetergestützten Aortenklappenimplantation (Transcatheter Aortic Valve Implantation, TAVI) oder dem MitraClip®-Verfahren behandelt. In der kardiologischen Rehabilitation nimmt infolgedessen die Patientenpopulation der Hochbetagten stetig zu. Die funktionale Gesundheit dieser Patienten wird durch häufig auftretende, sogenannte geriatrische Syndrome wie Multimorbidität, Mangelernährung, Gebrechlichkeit oder Sturzereignisse beeinflusst. Insbesondere die eingeschränkte Mobilität und Mangelernährung sind wichtige Prädiktoren für die Prognose der Patienten nach TAVI.
Etablierte Verfahren, um die körperliche Leistungsfähigkeit von kardiologischen Rehabilitanden zu beurteilen, sind die Belastungsergometrie und der 6-Minuten-Gehtest. Allerdings ist nahezu die Hälfte der hochbetagten Patienten nicht in der Lage, eine Belastungsergometrie durchzuführen. Bislang erfolgt in der kardiologischen Rehabilitation keine differenzierte Erfassung des funktionellen Status hinsichtlich Mobilität, Kraft und Gleichgewicht, um die geriatrischen Syndrome individuell zu beurteilen. Darüber hinaus werden keine Assessments zur Erfassung des Ernährungsstatus eingesetzt.
Daher war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, die Ausprägung des funktionellen und nutritiven Status älterer Patienten anhand geeigneter Assessments in der kardiologischen Rehabilitation zu ermitteln.
Methode
Zwischen Oktober 2018 und Juni 2019 nahmen Patienten im Alter von 75 Jahren oder älter nach TAVI, atrioventrikulärer Intervention mittels MitraClip®-Verfahren (AVI) oder perkutaner Koronarintervention (PCI) an der Studie teil. Zu Beginn der kardiologischen Rehabilitation wurden soziodemografische Daten, echokardiografische Parameter (z. B. links und rechtsventrikuläre Ejektionsfraktion, Herzrhythmus) und Komorbiditäten (z. B. Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz, orthopädische Erkrankungen) erhoben, um die Patientenpopulation zu beschreiben. Zusätzlich wurde die Gebrechlichkeit der Rehabilitanden mit dem Index von Stortecky et al., bestehend aus den Komponenten Kognition, Mobilität, Ernährung und Aktivitäten des täglichen Lebens, beurteilt.
Der 6-Minuten-Gehtest diente zur Ermittlung der körperlichen Leistungsfähigkeit der Patienten. Die Mobilität wurde mit Hilfe des Timed-Up-and-Go-Tests, die Ganggeschwindigkeit mit dem Gait Speed Test und die Handkraft mit dem Hand Grip Test erfasst.
Für die Objektivierung des Gleichgewichts wurde eine Kraftmessplatte (uni- und bipedaler Stand mit geöffneten und geschlossenen Augen) erprobt, die bislang bei älteren Rehabilitanden noch nicht eingesetzt wurde.
Der Ernährungsstatus wurde mit dem Mini Nutritional Assessment-Short Form und den ernährungsbezogenen Laborparametern (Hämoglobin, Serumalbumin, Eiweißkonzentration) erfasst.
Die Eignung der Assessments bewerteten wir anhand folgender Kriterien: Durchführbarkeit (bei ≥ 95 % der Patienten durchführbar), Sicherheit (< 95 % Stürze oder andere unerwünschte Ereignisse) und der Pearson-Korrelationen zwischen den funktionellen Tests und dem Goldstandard 6-Minuten-Gehtest sowie den Laborparametern und dem Mini Nutritional Assessment-Short Form.
Ergebnisse
Es wurden 124 Patienten (82 ± 4 Jahre, 48 % Frauen, 5 ± 2 Komorbiditäten, 9 ± 3 Medikamente) nach TAVI (n = 59), AVI (n = 21) und PCI (n = 44) konsekutiv in die Studie eingeschlossen.
Etwa zwei Drittel aller Patienten der Gesamtpopulation waren als gebrechlich zu klassifizieren, bei einer mittleren Punktzahl von 2,9 ± 1,4. Annähernd die Hälfte der Patienten zeigte eine eingeschränkte körperliche Leistungsfähigkeit aufgrund einer reduzierten 6-Minuten-Gehstrecke (48 % < 350 m) sowie eine eingeschränkte Mobilität im Timed-Up-and-Go-Test (55 % > 10 s). Es wurden eine mittlere Gehstrecke von 339 ± 131 m und eine durchschnittliche Zeit im Timed-Up-and-Go-Test von 11,4 ± 6,3 s erzielt. Darüber hinaus wies ein Viertel der Patienten eine eingeschränkte Ganggeschwindigkeit (< 0,8 m/s) auf und etwa 35 % von Ihnen zeigten eine reduzierte Handkraft (Frauen/Männer < 16/27 kg). Im Mittel wurde eine Geschwindigkeit von 1,0 ± 0,2 m/s im Gait Speed Test sowie eine Handkraft von 24 ± 9 kg im Hand Grip Test erreicht. Ein Risiko einer Mangelernährung konnte bei 38 % (< 12 Punkte) der Patienten nachgewiesen werden bei einer mittleren Punktzahl von 11,8 ± 2,2 im Mini Nutritional Assessment-Short Form.
Im Vergleich zwischen den einzelnen Subpopulationen bestanden keine statistisch signifikanten Unterschiede in den Ergebnissen der funktionellen Assessments. Bezüglich des Ernährungsstatus wiesen allerdings die Patienten nach AVI einen statistisch signifikant niedrigeren Punktewert im Mini Nutritional Assessment-Short Form (10,3 ± 3,0 Punkte) auf als die Patienten nach TAVI (12,0 ± 1,8 Punkte) und PCI (12,1 ± 2,1 Punkte), wobei etwa 57 % der Patienten nach AVI, 38 % nach TAVI und 50 % nach PCI ein Risiko einer Mangelernährung zeigten.
Mit Ausnahme der Tests auf der Kraftmessplatte waren alle Assessments durchführbar und sicher. Während 86 % der Patienten den bipedalen Stand mit geschlossenen Augen auf der Kraftmessplatte durchführen konnten und damit nahezu den Grenzwert von 95 % erreichten, war der unipedale Stand mit 12 % an durchführbaren Messungen weit von diesem entfernt.
Der Gait Speed Test (r = 0,79), Timed-Up-and-Go-Test (r = 0,68) und Hand Grip Test (r = 0,33) korrelierten signifikant mit dem 6-Minuten-Gehtest, Hämoglobin (r = 0,20) und Albumin (r = 0,24) korrelierten mit dem Mini Nutritional Assessment-Short Form.
Schlussfolgerung
Über die bestehende Multimorbidität und Multimedikation hinaus wiesen die untersuchten Patienten vor allem eine eingeschränkte Mobilität und ein Risiko einer Mangelernährung auf, wobei die Subpopulation nach AVI besonders betroffen war.
Um den Bedürfnissen hochbetagter Rehabilitanden nach kathetergestützer Intervention gerecht zu werden, ist eine individuelle Behandlung der einzelnen Defizite erforderlich, mit besonderer Berücksichtigung der Komorbiditäten sowie der geriatrischen Kofaktoren. Aufgrund des multidisziplinären Ansatzes erfüllt die kardiologische Rehabilitation bereits die Voraussetzung, hochbetagte Patienten bedarfsgerecht zu behandeln, jedoch mangelt es an Assessments, um die individuellen Defizite der Patienten zu identifizieren
Der Gait Speed Test, der Timed-Up-and-Go-Test und der Hand Grip Test sollten daher in den klinischen Alltag der kardiologischen Rehabilitation implementiert werden, um die körperliche Funktion und Leistungsfähigkeit älterer Patienten detailliert zu beurteilen. In Kombination dieser Assessments mit dem Mini Nutritional Assessment-Short Form können die individuellen funktionellen und nutritiven Bedürfnisse der Patienten während der Rehabilitation erkannt und mit geeigneten Maßnahmen die weitere Ausbildung geriatrischer Syndrome gemindert werden.
Die vorliegende Untersuchung analysierte den direkten Zusammenhang eines berufsbezogenen Angebots Sozialer Gruppenarbeit mit dem Ergebnis beruflicher Wiedereingliederung bei Rehabilitandinnen und Rehabilitanden in besonderen beruflichen Problemlagen. Sie wurde von der Deutschen Rentenversicherung Bund als Forschungsprojekt vom 01.01.2013 bis 31.12. 2015 gefördert und an der Professur für Rehabilitationswissenschaften der Universität Potsdam realisiert.
Die Forschungsfrage lautete: Kann eine intensive sozialarbeiterische Gruppenintervention im Rahmen der stationären medizinischen Rehabilitation soweit auf die Stärkung sozialer Kompetenzen und die Soziale Unterstützung von Rehabilitandinnen und Rehabilitanden einwirken, dass sich dadurch langfristige Verbesserungen hinsichtlich der beruflichen Wiedereingliederung im Vergleich zur konventionellen Behandlung ergeben?
Die Studie gliederte sich in eine qualitative und eine quantitative Erhebung mit einer zwischenliegenden Intervention. Eingeschlossen waren 352 Patientinnen und Patienten im Alter zwischen 18 und 65 Jahren mit kardiovaskulären Diagnosen, deren Krankheitsbilder häufig von komplexen Problemlagen begleitet sind, verbunden mit einer schlechten sozialmedizinischen Prognose.
Die Evaluation der Gruppenintervention erfolgte in einem clusterrandomisierten kontrollierten Studiendesign, um einen empirischen Nachweis darüber zu erbringen, inwieweit die Intervention gegenüber der regulären sozialarbeiterischen Behandlung höhere Effekte erzielen kann. Die Interventionsgruppen nahmen am Gruppenprogramm teil, die Kontrollgruppen erhielten die reguläre sozialarbeiterische Behandlung.
Im Ergebnis konnte mit dieser Stichprobe kein Nachweis zur Verbesserung der beruflichen Wiedereingliederung, der gesundheitsbezogenen Arbeitsfähigkeit, der Lebensqualität sowie der Sozialen Unterstützung durch die Teilnahme am sozialarbeiterischen Gruppenprogramm erbracht werden. Die Return-To-Work-Rate betrug 43,7 %, ein Viertel der Untersuchungsgruppe befand sich nach einem Jahr in Arbeitslosigkeit. Die durchgeführte Gruppenintervention ist dem konventionellen Setting Sozialer Arbeit als gleichwertig anzusehen.
Schlussfolgernd wurde auf eine sozialarbeiterische Unterstützung der beruflichen Wiedereingliederung über einen längeren Zeitraum nach einer kardiovaskulären Erkrankung verwiesen, insbesondere durch wohnortnahe Angebote zu einem späteren Zeitpunkt bei stabilerer Gesundheit. Aus den Erhebungen ließen sich mögliche Erfolge bei engerer Kooperation zwischen dem Fachbereich der Sozialen Arbeit und der Psychologie ableiten. Ebenfalls gab es Hinweise auf die einflussreiche Rolle der Angehörigen, die durch Einbindung in die Soziale Beratung unterstützend auf den Wiedereingliederungsprozess wirken könnten. Die Passgenauigkeit der untersuchten sozialarbeiterischen Gruppeninterventionen ist durch eine gezielte Soziale Diagnostik zu verbessern.
Eine sportartspezifische Anforderungsanalyse ist die Grundlage für die Leistungsdiagnostik und eine wichtige Voraussetzung für die Trainingssteuerung im Spitzensport. Im Rahmen der Leistungsdiagnostik in der Zweikampfsportart Judo besitzen judospezifische Anrissleistungen bei Anrissbewegungen ein hohes Potenzial, um Defizite im Kraft-Weg-Verlauf bzw. in den kinetischen Parametern (z. B. mechanische Arbeit, dynamische Maximalkraft) zu identifizieren und ableitend daraus entsprechende trainingsmethodische Anpassungen zur Verbesserung vorzunehmen. Die Rumpfstabilität und die Rumpfkraft stellen wichtige Leistungsvoraussetzungen für sportliche Bewegungen dar, um den optimalen Transfer von Kräften und Drehmomenten von den unteren Extremitäten über den stabilen Rumpf hin zu den oberen Extremitäten zu ermöglichen. Im Trainingsprozess der Judoka erfährt das spezifische Krafttraining immer mehr Aufmerksamkeit, um die sportartrelevanten Muskelgruppen zu entwickeln und somit die finale Effektivität einer Wurftechnik zu verbessern.
Die wesentliche Zielstellung dieser Arbeit bestand darin, die Leistungsdiagnostik im Judo zu optimieren und effektive Trainingsprogramme zur Verbesserung von judospezifischen Anrissbewegungen zu entwickeln. Im Einzelnen wurde dafür eine systematische Anforderungsanalyse für die Sportart Judo erarbeitet. Basierend auf dieser Analyse wurden die Validität und die Reliabilität von kinetischen Parametern während Anrissbewegungen mit einem judospezifischen Ergometer-System (JERGo) untersucht. Zudem wurden die Zusammenhänge zwischen der Rumpfkraft und kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen analysiert. Schließlich wurde die Wirksamkeit eines spezifischen Anrisstrainings am JERGo-System gegenüber einem Anrisstraining mit Partner auf kinetische Parameter und Muskelaktivität überprüft.
Die sportartspezifische Anforderungsanalyse wurde unter Berücksichtigung der metabolischen und muskulären Anforderungen sowie sportartspezifischen Verletzungsrisiken erarbeitet. An den zwei Querstudien bzw. einer Längsschnittstudie nahmen gesunde männliche Judoka mit unterschiedlichem Expertiseniveau teil. Die kinetischen Parameter bei judospezifischen Anrissbewegungen wurden mit dem JERGo-System in allen Experimentalstudien erfasst. Die Rumpfkraft wurde mit einem isokinetischen Dynamometer gemessen, um Assoziationen zwischen der Rumpfkraft und judospezifischen Anrissleistungen zu bestimmen. Zudem wurde die Aktivität ausgewählter Rumpf-/Schultermuskeln bei der Anrissbewegung im Standfür die Validierung des JERGo-Systems und für die Überprüfung der Effekte eines Anrisstrainings erfasst. Die Ermittlung von sportmotorischen Leistungen erfolgte durch die Übungen Liegend-Anreißen und Klimmziehen, um die Wirkungen eines judospezifischen Anrisstrainings auf sportartunspezifische Kraftleistungen zu untersuchen.
Unter Berücksichtigung der muskulären Anforderungen im Judo wird die Ausführung einer explosiven Anrissbewegung bzw. Wurftechnik durch die koordinierte Aktivität vieler Muskelgruppen und vor allem durch die unteren Extremitäten sowie den Rumpf realisiert. Aus trainingswissenschaftlicher Sicht ist das JERGo-System ein valides und reliables Messinstrument für die Diagnostik von kinetischen Parametern während judospezifischer Anrissbewegungen. Die Rumpfkraft, insbesondere bei der Rumpfrotation, ist mit kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen assoziiert. Ein Anrisstraining am JERGo-System zeigt in den kinetischen Parametern und Muskelaktivierungen vor allem bei der Anrissbewegung im Stand signifikant größere Zuwachsraten im Vergleich zu einem Anrisstraining mit Partner.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Verbesserung der muskulären Leistungsfähigkeit (z. B. Explosivkraft) in den unteren Extremitäten und der Rumpfmuskulatur eine wichtige Basis für judospezifische Anrissleistungen bei Anrissbewegungen und Wurftechniken darstellt. Zudem empfiehlt es sich, dass JERGo-System zur Diagnostik von kinetischen Parametern bei judospezifischen Anrissbewegungen in die judospezifische Testbatterie einzubinden. Weiterhin kann davon ausgegangen werden, dass durch rumpfextensions- und vor allem durch rumpfrotationskräftigende Übungen unter maximal schellkräftigender Muskelaktivierung Einfluss auf kinetische Parameter bei judospezifischen Anrissbewegungen genommen wird. Letztendlich empfiehlt es sich, ein Antrisstraining am JERGo-System in den judospezifischen Trainingsprozess zu integrieren.
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.
Introduction: Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease which disrupts the function of an epithelial surface anion channel, CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Impairment to this channel leads to inflammation and infection in the lung causing the majority of morbidity and mortality. However, CF is a multiorgan disease affecting many tissues, including vascular smooth muscle. Studies have revealed young people with cystic fibrosis lacking inflammation and infection still demonstrate vascular endothelial dysfunction, measured per flow-mediated dilation (FMD). In other disease cohorts, i.e. diabetic and obese, endurance exercise interventions have been shown improve or taper this impairment. However, long-term exercise interventions are risky, as well as costly in terms of time and resources. Nevertheless, emerging research has correlated the acute effects of exercise with its long-term benefits and advocates the study of acute exercise effects on FMD prior to longitudinal studies. The acute effects of exercise on FMD have previously not been examined in young people with CF, but could yield insights on the potential benefits of long-term exercise interventions.
The aims of these studies were to 1) develop and test the reliability of the FMD method and its applicability to study acute exercise effects; 2) compare baseline FMD and the acute exercise effect on FMD between young people with and without CF; and 3) explore associations between the acute effects of exercise on FMD and demographic characteristics, physical activity levels, lung function, maximal exercise capacity or inflammatory hsCRP levels.
Methods: Thirty young volunteers (10 people with CF, 10 non-CF and 10 non-CF active matched controls) between the ages of 10 and 30 years old completed blood draws, pulmonary function tests, maximal exercise capacity tests and baseline FMD measurements, before returning approximately 1 week later and performing a 30-min constant load training at 75% HRmax. FMD measurements were taken prior, immediately after, 30 minutes after and 1 hour after constant load training. ANOVAs and repeated measures ANOVAs were employed to explore differences between groups and timepoints, respectively. Linear regression was implemented and evaluated to assess correlations between FMD and demographic characteristics, physical activity levels, lung function, maximal exercise capacity or inflammatory hsCRP levels. For all comparisons, statistical significance was set at a p-value of α < 0.05.
Results: Young people with CF presented with decreased lung function and maximal exercise capacity compared to matched controls. Baseline FMD was also significantly decreased in the CF group (CF: 5.23% v non-CF: 8.27% v non-CF active: 9.12%). Immediately post-training, FMD was significantly attenuated (approximately 40%) in all groups with CF still demonstrating the most minimal FMD. Follow-up measurements of FMD revealed a slow recovery towards baseline values 30 min post-training and improvements in the CF and non-CF active groups 60 min post-training. Linear regression exposed significant correlations between maximal exercise capacity (VO2 peak), BMI and FMD immediately post-training.
Conclusion: These new findings confirm that CF vascular endothelial dysfunction can be acutely modified by exercise and will aid in underlining the importance of exercise in CF populations. The potential benefits of long-term exercise interventions on vascular endothelial dysfunction in young people with CF warrants further investigation.
Einleitung
Die Implantation einer Knie- oder Hüft-Totalendoprothese (TEP) ist eine der häufigsten operativen Eingriffe. Im Anschluss an die Operation und die postoperative Rehabilitation stellt die Bewegungstherapie einen wesentlichen Bestandteil der Behandlung zur Verbesserung der Gelenkfunktion und der Lebensqualität dar. In strukturschwachen Gebieten werden entsprechende Angebote nur in unzureichender Dichte vorgehalten. Zudem zeichnet sich ein flächendeckender Fachkräftemangel im Bereich der Physiotherapie ab. Die Tele-Nachsorge bietet daher einen innovativen Ansatz für die postrehabilitative Versorgung der Patienten. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Überprüfung der Wirksamkeit einer interaktiven Tele-Nachsorgeintervention für Patienten mit Knie- oder Hüft-TEP im Vergleich zur herkömmlichen Versorgung (usual care). Dazu wurden die Funktionalität und die berufliche Wiedereingliederung untersucht.
Methode
Zwischen August 2016 und August 2017 wurden 111 Patienten (54,9 ± 6,8 Jahre, 54,3 % weiblich) zu Beginn ihrer stationären Anschlussheilbehandlung nach Implantation einer Knie- oder Hüft-TEP in diese randomisiert, kontrolliert, multizentrische Studie eingeschlossen. Nach Entlassung aus der orthopädischen Anschlussrehabilitation (Baseline) führte die Interventionsgruppe (IG) ein dreimonatiges interaktives Training über ein Telerehabilitationssystem durch. Hierfür erstellte ein betreuender Physiotherapeut einen individuellen Trainingsplan aus 38 Übungen zur Verbesserung der Kraft sowie der posturalen Kontrolle. Zur Anpassung des Trainingsplans übermittelte das System dem Physiotherapeuten Daten zur Quantität sowie zur Qualität des Trainings. Die Kontrollgruppe (KG) konnte die herkömmlichen Versorgungsangebote nutzen. Zur Beurteilung der Wirksamkeit der Intervention wurde die Differenz der Verbesserung im 6MWT zwischen der IG und der KG nach drei Monaten als primärer Endpunkt definiert. Als sekundäre Endpunkte wurden die Return-to-Work-Rate sowie die funktionelle Mobilität mittels des Stair Ascend Tests, des Five-Times-Sit-to-Stand Test und des Timed Up and Go Tests untersucht. Weiterhin wurden die gesundheitsbezogene Lebensqualität mit dem Short-Form 36 (SF-36) und die gelenkbezogenen Einschränkungen mit dem Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) evaluiert. Der primäre und die sekundären Endpunkte wurden anhand von baseline-adjustierten Kovarianzanalysen im intention-to-treat-Ansatz ausgewertet. Zusätzlich wurde die Teilnahme an Nachsorgeangeboten und die Adhärenz der Interventionsgruppe an der Tele-Nachsorge erfasst und evaluiert.
Ergebnisse
Zum Ende der Intervention wiesen beide Gruppen einen statistisch signifikanten Anstieg ihrer 6MWT Strecke auf (p < 0,001). Zu diesem Zeitpunkt legten die Teilnehmer der IG im Mittel 530,8 ± 79,7 m, die der KG 514,2 ± 71,2 m zurück. Dabei betrug die Differenz der Verbesserung der Gehstrecke in der IG 88,3 ± 57,7 m und in der KG 79,6 ± 48,7 m. Damit zeigt der primäre Endpunkt keine signifikanten Gruppenunterschiede (p = 0,951). Bezüglich der beruflichen Wiedereingliederung konnte jedoch eine signifikant höhere Rate in der IG (64,6 % versus 46,2 %; p = 0,014) festgestellt werden. Für die sekundären Endpunkte der funktionellen Mobilität, der Lebensqualität und der gelenkbezogenen Beschwerden belegen die Ergebnisse eine Gleichwertigkeit beider Gruppen zum Ende der Intervention.
Schlussfolgerung
Die telemedizinisch assistierte Bewegungstherapie für Knie- oder Hüft-TEP Patienten ist der herkömmlichen Versorgung zur Nachsorge hinsichtlich der erzielten Verbesserungen der funktionellen Mobilität, der gesundheitsbezogenen Lebensqualität und der gelenkbezogenen Beschwerden gleichwertig. In dieser Patientenpopulation ließen sich klinisch relevante Verbesserungen unabhängig von der Form der Bewegungstherapie erzielen. Im Hinblick auf die berufliche Wiedereingliederung zeigte sich eine signifikant höhere Rate in der Interventionsgruppe. Die telemedizinisch assistierte Bewegungstherapie scheint eine geeignete Versorgungsform der Nachsorge zu sein, die orts- und zeitunabhängig durchgeführt werden kann und somit den Bedürfnissen berufstätiger Patienten entgegenkommt und in den Alltag der Patienten integriert werden kann. Die Tele-Nachsorge sollte daher als optionale und komplementäre Form der postrehabilitativen Nachsorge angeboten werden. Auch im Hinblick auf den zunehmenden Fachkräftemangel im Bereich der Physiotherapie und bestehende Versorgungslücken in strukturschwachen Gebieten kann der Einsatz der Tele-Nachsorge innovative und bedarfsgerechte Lösungsansätze bieten.
Die Mehrzahl der Schlaganfallpatienten leidet unter Störungen der Gehfähigkeit. Die Behandlung der Folgen des Schlaganfalls stellt eine der häufigsten Indikationen für die neurologische Rehabilitation dar. Dabei steht die Wiederherstellung von sensomotorischen Funktionen, insbesondere der Gehfähigkeit, und der gesellschaftlichen Teilhabe im Vordergrund.
In Deutschland wird in der Gangrehabilitation nach Schlaganfall oft das Neurophysiologische Gangtraining nach Bobath (NGB) angewandt, das jedoch in seiner Effektivität kritisch gesehen wird. In Behandlungsleitlinien wird zuerst das Laufbandtraining (LT) empfohlen. Für diese Therapie liegen Wirknachweise für Verbesserungen in Gehgeschwindigkeit und Gehausdauer vor. Auch für die Rhythmisch-auditive Stimulation (RAS), dem ebenerdigen Gangtraining mit akustischer Stimulation liegt vergleichbare Evidenz für Schlaganfallpatienten vor.
Ziel der durchgeführten Studie war es, zu klären ob der Einsatz von RAS die Effektivität von LT verbessert. Es wurden die Auswirkungen eines 4-wöchigen musikgestützten Laufbandtrainings auf die Gangrehabilitation von Schlaganfallpatienten untersucht.
Für die Kombinationstherapie RAS mit Laufbandtraining (RAS-LT) wurde spezielle Trainingsmusik entwickelt. Diese wurde an die individuelle Laufbandkadenz des Patienten angepasst und in Abstimmung mit der Bandgeschwindigkeit systematisch gesteigert. Untersucht wurde, ob RAS-LT zu stärkeren Verbesserungen der Gehfähigkeit bei Schlaganfallpatienten führt als die Standardtherapien NGB und LT. Dazu wurde eine klinische Evaluation im prospektiven randomisierten und kontrollierten Parallelgruppendesign mit 45 Patienten nach Schlaganfall durchgeführt. 45 Patienten mit Hemiparese der unteren Extremität oder unsicherem und asymmetrischem Gangbild wurden in der Akutphase nach Schlaganfall eingeschlossen. Bei 10 Patienten wurde die Studie während der Interventionsphase abgebrochen, davon 1 Patient mit unerwünschter Nebenwirkung in Folge des LT.
Die verwendete Testbatterie umfasste neben Verfahren zur Bestimmung der Gehfunktion wie Fast Gait Speed Test, 3-min-Walking-Time-Test und der apparativen Ganganalyse mit dem Lokometer nach Bessou eine statische Posturographie und eine kinematische 2D-Ganganalyse auf dem Laufband. Diese Methode wurde in Erweiterung der bisherigen Studienlage in dieser Form erstmals für diese Fragestellung und dieses Patientenkollektiv konzipiert und eingesetzt. Sie ermöglichte eine differenzierte und seitenbezogene Beurteilung der Bewegungsqualität.
Die primären Endpunkte der Studie waren die longitudinalen Gangparameter Kadenz, Gehgeschwindigkeit und Schrittlänge. Als sekundäre Endpunkte dienten die Schrittsymmetrie, die Gehausdauer, das statische Gleichgewicht und die Bewegungsqualität des Gehens.
Prä-Post-Effekte wurden für die gesamte Stichprobe und für jede Gruppe durch T-Tests und wenn Normalverteilung nicht gegeben war mit dem Wilcoxon-Vorzeichen-Rangtest errechnet. Für die Ermittlung der Wirkungsunterschiede der 3 Interventionen wurde eine Kovarianzanalyse mit zwei Kovariaten durchgeführt: (1) der jeweilige Prä-Interventionsparameter und (2) die Zeit zwischen Akutereignis und Studienbeginn. Für einzelne Messparameter waren die Vorbedingungen der Kovarianzanalyse nicht erfüllt, sodass stattdessen ein Kruskal-Wallis H Test durchgeführt wurde. Das Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 und für gruppenspezifische Prä-Post-Effekte auf p > 0,016 gesetzt. Effektstärken wurden mit Cohens d berechnet.
Es wurden die Datensätze von 35 Patienten (RAS-LT: N = 11, LT: N = 13, NGB: N = 11) mit einem Alter von 63.6 ±8.6 Jahren, und mit einer Zeit zwischen Akutereignis und Beginn der Studie von 42.1 ±23.7 Tagen ausgewertet. In der statistischen Auswertung zeigten sich in der Nachuntersuchung stärkere Verbesserungen durch RAS-LT in der Kadenz (F(2,34) = 7.656, p = 0.002; partielles η2 = 0.338), wobei auch die Gruppenkontraste signifikante Unterschiede zugunsten von RAS-LT aufwiesen und eine Tendenz zu stärkerer Verbesserung in der Gehgeschwindigkeit (F(2,34) = 3.864, p = 0.032; partielles η2 = 0.205). Auch die Ergebnisse zur Schrittsymmetrie und zur Bewegungsqualität deuteten auf eine Überlegenheit des neuen Therapieansatzes RAS-LT hin, obgleich dort keine statistischen Signifikanzen im Gruppenvergleich erreicht wurden. Die Parameter Schrittlänge, Gehausdauer und die Werte zum statischen Gleichgewicht zeigten keine spezifischen Effekte von RAS-LT.
Die Studie liefert erstmals Anhaltspunkte für eine klinische Überlegenheit von RAS-LT gegenüber den Standardtherapien. Die weitere Entwicklung und Beforschung dieses innovativen Therapieansatzes können in Zukunft zu einer verbesserten Gangrehabilitation von Patienten nach Schlaganfall beitragen.
BACKGROUND: Physical activity involving high spinal load has been exposed to possess a crucial impact in the genesis of acute and chronic low back pain and disorder. Vigorous spinal loads are surmised in drop landings, for which strenuous bending loads were formerly evinced for the lower extremity structures. Thus far, clinical studies revealed that repetitive landing impacts can evoke benign structural adaptions or damage to the lumbar vertebrae. Though, causes for these observations are hitherto not conclusively evinced; since actual spinal load has to date not been experimentally documented. Moreover, it is yet undetermined how physiological activation of trunk musculature compensates for landing impact induced spinal loads, and to which extend trunk activity and spinal load are affected by landing demands and performer characteristics. AIMS of this study are 1. the localisation and quantification of spinal bending loads under various landing demands and 2. the identification of compensatory trunk muscular activity pattern, which potentially alleviate spinal load magnitudes. Three consecutive Hypotheses (H1 - H3) were hereto postulated: H1 posits that spinal bending loads in segregated motion planes can feasibly and reliably be evaluated from peak spine segmental angular accelerations. H2 furthermore assumes that vertical drop landings elicit highest spine bending load in sagittal flexion of the lumbar spine. Based on these verifications, a second study shall prove the successive hypothesis (H3) that diversified landing conditions, like performer’s landing familiarity and gender, as an implementation of an instantaneous follow-up task, affect the emerging lumbar spinal bending load. Herein it is moreover surmised that lumbar spinal bending loads under distinct landing conditions are predominantly modulated by herewith disparately deployed conditioned pre-activations of trunk muscles. METHODS: To test the above arrayed hypothesis, two successive studies were carried out. In STUDY 1, 17 subjects were repetitively assessed performing various drop landings (heigth: 15, 30, 45, 60cm; unilateral, bilateral, blindfolded, catching a ball) in a test-retest-design. Herein individual peak angular accelerations [αMAX] were derived from three-dimensional motion data of four trunk-segments (upper thoracic, lower thoracic, lumbar, pelvis). αMAX was herein assessed in flexion, lateral flexion, and rotation of each spinal joint, formed by two adjacent segments. Reliability of αMAX within and between test-days was evaluated by CV%, ICC 2.1, TRV%, and Bland & Altman Analysis (BIAS±LoA). Subsequently, peak flexion acceleration of the lumbo-pelvic joint [αFLEX[LS-PV]] was statistically compared to αMAX expressions of each other assessed spinal joint and motion plane (Mean ±SD, Independent Samples T-test). STUDY 2 deliberately assessed mere peak lumbo-pelvic flexion accelerations [αFLEX[LS-PV]] and electro-myographic trunk pre-activity prior to αFLEX[LS-PV] on 43 subjects performing varied landing tasks (height 45cm; with definite or indefinite predictability of a subsequent instant follow up jump). Subjects were contrasted with respect to their previous landing familiarity ( >1000 vs. <100 landings performed in the past 10 years) and gender. Differences of αFLEX[LS-PV] and muscular pre-activity between contrasted subject groups as between landing tasks were equally statistically tested by three-way mixed ANOVA with Post-hoc tests. Associations between αFLEX[LS-PV] and muscular pre-activity were factor-specifically assessed by Spearman’s rank order correlation coefficient (rS). Complementarily, muscular pre-activity was subdivided by landing phases [DROP, IMPACT] and discretely assessed for phase specific associations to αFLEX[LS-PV]. Each muscular activity was moreover pairwise compared between DROP and IMPACT (Mean ±SD, Dependent Samples T-test). RESULTS: αMAX was presented with overall high variability within test-days (CV =36%). Lowest intra-individual variability and highest reproducibility of αMAX between test-days was shown in flexion of the spine. αFLEX[LS-PV] showed largely consistent sig. higher magnitudes compared to αMAX presented in more cranial spinal joints and other motion planes. αFLEX[LS-PV] moreover gradually increased with escalations in landing heights. Landing unfamiliar subjects presented sig. higher αFLEX[LS-PV] in contrast to landing familiar ones (p=.016). M. Obliquus Int. with M. Transversus Abd. (66 ±32%MVC) and M. Erector Spinae (47 ±15%MVC) presented maredly highest activity in contrast to lowest activity of M. Rectus Abd. (10 ±4%MVC). Landing unfamiliar subjects showed compared to landing familiar ones sig. higher activity of M. Obliquus Ext. (17 ±8%MVC, 12 ±7%MVC, p= .044). M. Obliquus Ext. and its co-contraction ratio with M. Erector Spinae moreover exhibited low but sig. positive correlations to αFLEX[LS-PV] (rs=.39, rs=.31). Each trunk muscule distributed larger shares of its activity to DROP, whereas peak activations of most muscles emerged in the proportionally shorter IMPACT phase. Commonly increased muscular pre-activation particularly at IMPACT was found in landings with a contrived follow up jump and in female subjects, whereby αFLEX[LS-PV] was hereof only marginally affected. DISCUSSION: Highest spine segmental angular accelerations in drop landings emerge in sagittal flexion of the lumbar spine. The compensatory stabilisation of the spine appears to be preponderantly provided by a dorso-ventral co-contraction of M. Obliquus Int., M. Transversus Abd. and M. Erector Spinae. Elevated pre-activity of M. Obliquuis Ext. supposably characterises poor landing experience, which might engender increased bending loads to the lumbar spine. A pervasive large variability of spinal angular accelerations measured across all landing types, suggests a multifarious utilisation of diverse mechanisms compensating for spinal impacts in landing performances. A standardised assessment and valid evaluation of landing evoked lumbar bending loads is hereof largley confined. CONCLUSION: Drop landings elicit most strenuous lumbo-pelvic flexion accelerations, which can be appraised as representatives for high energetic bending loads to the spine. Such entail the highest risk to overload the spinal tissue, when landing demands exceed the individual’s landing skill. Previous landing experience and training appears to effectively improve muscular spine stabilisation pattern, diminishing spinal bending loads.
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.