Die Wirkung von elektromagnetischen Feldern auf Tendinopathien - Studie zur Effektanalyse einer singulären Anwendung von hochenergetischen gepulsten elektromagnetischen Feldern

Abstract

Tendinopathien sind Erkrankungen, die durch Degeneration, Trauma oder Überlastung entstehen. Sie sind oft langwierig und neigen zu Rezidiven. Die aktuelle Therapie besteht in einer Kombination aus Orthesen, Physiotherapie, ggf. NSAR und physikalische Verfahren wie Ultraschall oder Elektrotherapie. Auch gepulste elektromagnetische Felder (PEMF)-Therapie hat bereits Einzug in die S2k-Leitlinie zur Epicondylitis erreicht. Jedoch gibt es aktuell keine Empfehlung für PEMF-Therapie bei Tendinopathien, da die Studienlage unzureichend ist. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass hier möglicherweise doch positive Effekte vorliegen können und die PEMF-Therapie im Verlauf reevaluiert werden sollte. Dies basiert auf Grundlagenstudien, die einen Effekt auf verschiedene Signalwege beschrieben haben, u.a. Ca2+-Signalkaskade, Stickstoffmonoxidsignalkaskade, Heat-Shock-Protein(HSP)-70-Expression. Die dabei genutzten PEMF-Energien liegen in den bisherigen Studien zumeist in einem Bereich von ein bis maximal 300mT. Unsere Studie ist die erste, die eine Effektanalyse einer hochenergetischen PEMF-Therapie (750mT) auf Tendinopathien durchgeführt hat. Die dafür konzipierte Studie wurde als monozentrische klinisch kontrollierte Studie mit einfacher Verblindung (für Probanden und statistische Auswertung) angelegt. Die Probandenanzahl wurde mittels Poweranalyse (2 Gruppen, 5 Messzeitpunkte, Effektstärke = 0,25, Signifikanzniveau = 0,05, Power 90%) auf 26 Probanden errechnet, in Erwartung eines Drop-Outs von 25% wurden 34 Probanden in die Studie eingeschleust. Die Probanden wurden zufällig auf zwei Gruppen (Verum vs. Placebo) aufgeteilt. Für die Verumgruppe konnten 17 Probanden in die statistische Auswertung (kein Ausfall) aufgenommen werden. In der Placebogruppe wurden 4 Probanden ausgeschlossen. Für eine Inklusion in die Studie mussten die Probanden volljährig und geschäftsfähig sein, sowie eine klar lokalisierbare Tendinopathie aufweisen. Ausschlusskriterien waren eine gestörte Schmerzwahrnehmung, eine vorliegende Krebserkrankung, Schwangerschaft oder Implantate. Für die Messung der Schmerzen wurde die Druckschmerzschwelle (PPT) gewählt. Bei der PPT handelt es sich um eine sehr gut validierte und mit hoher Interklassenkorrelation ausgestattete objektivierbare Messmethode für Schmerzen. Zur Anwendung der PPT wird eine Druckplatte auf den Schmerzpunkt aufgelegt, bei Erhöhung des Drucks kann bei Schmerzangabe die Kraft in Newton vom Gerät abgelesen werden. Um die Wirkung unserer Behandlung auch laborchemisch nachzuweisen, wurde das HSP 70 im Blut der Probanden bestimmt. HSP 70 ist eine Proteinfamilie die entscheidend in der Faltung und den Transport von Proteinen über die Zellmembran beteiligt ist und so Entzündungsreaktionen, Zellregeneration und Apoptoseraten beeinflusst. Nach der Baselineuntersuchung (PPT und HSP 70) wurde den Probanden der Verumgruppe eine 10-minütige PEMF-Therapie mit 750mT appliziert. Der Placebogruppe wurde eine Therapie simuliert. Unmittelbar nach Therapie erfolgte eine zweite PPT-Bestimmung, sowie eine Bestimmung der PPT und HSP 70 Werte nach einer Stunde, einem Tag und sieben Tagen. Die statistische Auswertung erfolgte für die kategorialen Daten (Geschlecht und ICD-10-Diagnsoe) mittels absoluter und relativer Häufigkeiten. Zur Analyse von Baseline-Gruppenunterschieden wurde ein Chi-Quadrat-Test (inkl. Cramers-V) durchgeführt. Hier zeigten sich keine Baselineunterschiede. Für die kontinuierlichen Daten (Größe, Gewicht, BMI und abhängige Variablen PPT und HSP 70) erfolgte eine Auswertung über Mittelwert und Standardabweichung, zur Untersuchung von Baseline-Gruppenunterschieden wurde der Student's-T-Test durchgeführt. Auch hier zeigten sich keine Baselineunterschiede. Bei vorliegender Normalverteilung wurde für die abhängigen Variablen eine 2-way-rANOVA-Analyse durchgeführt. Bei signifikantem Ergebnis wurde einer Bonferroni-Prozedur durchgeführt, bei Verletzung der Spharizität eine Greenhouse-Geisser-Korrektur. Im Ergebnis konnte eine signifikante Zunahme der Druckschmerzschwelle in der Verumgruppe über die Zeit um im Mittel 110% (p<0,001) festgestellt werden. Für die Placebogruppe konnte eine Zunahme der Druckschmerzschwelle über die Zeit von etwa 20% beobachtet werden. Dies entsprach in etwa dem erwarteten Placeboeffekt und war nicht signifikant. Für HSP 70 konnte keine signifikante Veränderung festgestellt werden. Elektrotherapeutische Ansätze müssen aufgrund der hohen Energie und damit einhergehender Induktionsströme in der Bewertung der unmittelbaren Ergebnisse berücksichtigt werden. Langzeiteffekt über einen Tag oder gar eine Woche können bei Elektrotherapie aber nicht beobachtet werden.

Tendinopathies are diseases caused by degeneration, trauma or overloading. They are often protracted and tend to recur. Current therapy consists of a combination of orthoses, physiotherapy, possibly NSAIDs and physical procedures such as ultrasound or electrotherapy. Pulsed electromagnetic field (PEMF) therapy has also been included in the S2k guideline on epicondylitis. However, there is currently no recommendation for PEMF therapy for tendinopathies, as the study situation is insufficient. However, recent studies have shown that there may be positive effects and that PEMF therapy should be re-evaluated over time. This is based on basic studies that have described an effect on various signaling pathways, including the Ca2+ signaling cascade, nitric oxide signaling cascade and heat shock protein (HSP)-70 expression. The PEMF energies used in previous studies are mostly in the range of one to a maximum of 300mT. Our study is the first to analyse the effect of high-energy PEMF therapy (750mT) on tendinopathies. The study designed for this purpose was set up as a monocentric clinically controlled study with single blinding (for subjects and statistical analysis). The number of subjects was calculated using power analysis (2 groups, 5 measurement times, effect size = 0.25, significance level = 0.05, power 90%) to 26 subjects; 34 subjects were enrolled in the study in anticipation of a drop-out of 25%. The subjects were randomly divided into two groups (verum vs. placebo). For the verum group, 17 subjects were included in the statistical analysis (no drop-out). In the placebo group, 4 subjects were excluded. To be included in the study, the subjects had to be of legal age, legally competent and have a clearly localizable tendinopathy. Exclusion criteria were impaired pain perception, an existing cancer, pregnancy or implants.

The pressure pain threshold (PPT) was chosen to measure pain. The PPT is a very well validated and objectifiable measurement method for pain with a high interclass correlation. To apply the PPT, a pressure plate is placed on the pain point; when the pressure is increased, the force in Newtons can be read off the device when the pain is indicated. In order to prove the effect of our treatment in the laboratory, HSP 70 was determined in the blood of the test subjects. HSP 70 is a protein family that plays a decisive role in the folding and transport of proteins across the cell membrane and thus influences inflammatory reactions, cell regeneration and apoptosis rates. After the baseline examination (PPT and HSP 70), a 10-minute PEMF therapy with 750mT was applied to the subjects in the verum group. Therapy was simulated for the placebo group. Immediately after therapy, a second PPT determination was carried out, as well as a determination of the PPT and HSP 70 values after one hour, one day and seven days. The statistical analysis was carried out for the categorical data (gender and ICD-10-diagnosis) using absolute and relative frequencies. A chi-square test (incl. Cramers-V) was performed to analyse baseline group differences. No baseline differences were found here. The continuous data (height, weight, BMI and dependent variables PPT and HSP 70) was analysed using the mean and standard deviation; the Stundent's T-test was used to examine baseline group differences. No baseline differences were found here either. In the case of a normal distribution, a 2-way ANOVA analysis was carried out for the dependent variables. If the result was significant, a Bonferroni procedure was carried out; if sphericity was violated, a Greenhouse-Geisser correction was carried out. The result showed a significant increase in the pressure pain threshold in the verum group over time by an average of 110% (p<0.001). For the placebo group, an increase in the pressure pain threshold over time of around 20% was observed. This corresponded approximately to the expected placebo effect and was not significant. No significant change was observed for HSP 70. Electrotherapeutic approaches must be considered in the evaluation of the immediate results due to the high energy and associated induction currents. However, long-term effects over a day or even a week cannot be observed with electrotherapy.