Transkranielle fokussierte extrakorporale Stoßwellen (TESW) verbessern die Vigilanz von Patienten im Wachkoma – Eine Fallstudie

Zusammenfassung

Fragestellung:

Kann die Stimulierung von Nervenwachstumsfaktoren durch fokussierte transkranielle extrakorporale Stoßwellen (TESW) für Menschen im Wachkoma nutzbar gemacht werden?

Patienten und Methode:

Fünf Patienten, die sich seit 7–17 Jahren im Wachkoma verschiedener Schweregrade befanden, erhielten im Verlauf von 2–4 Jahren durchschnittlich 4,4 Behandlungsserien mit einer physikalisch-medizinischen Komplexbehandlung von je 4 Wochen Dauer. Dabei kamen niedrigenergetische fokussierte extrakorporale Stoßwellen (Gerät Duolith, Storz Medical) auf die spastisch veränderte Muskulatur zum Einsatz. Eine Verbesserung der Vigilanz hat sich dadurch nicht ergeben. Danach wurden bei denselben Patienten über 2–4 Jahre durchschnittlich 5,2 dieser 4-wöchigen Komplexbehandlungen mit zusätzlichen TESW durchgeführt. Vor und nach den Behandlungsserien wurden Messungen mit der Komaremissionsskala (KRS) und der Skala Expressive Kommunikation und Selbstaktualisierung (SEKS) durchgeführt.

Ergebnisse:

Die Patienten verbesserten ihre Fähigkeiten um 135,9% auf der KRS und um 81,7% im SEKS-Test. Drei PEG-Sonden konnten entfernt, 4–mal die nonverbale Kommunikation angebahnt werden.

Diskussion:

Mögliche Wirkmechanismen und Beziehungen zu anderen nicht invasiven Methoden der Hirnstimulationen werden diskutiert.

Schlussfolgerung:

TESW scheinen die Vigilanz und Motorik bei Patienten im Wachkoma zu verbessern. Ein etwaiger Placeboeffekt und die neurophysiologischen Effekte müssen überprüft werden.

Abstract

Problem:

Can stimulation of nerve growth factors by focused transcranial extracorporeal shock waves (TESW) for persons within unresponsive wakefulness syndrome (apallic syndrome) be made effective?

Patients and Methods:

Five patients with apallic syndrome of differing severity received 7–17 years after their accident on average 4.4 4 week physicomedical complex treatment series including focused extracorporeal shock waves (device Duolith Storz Medical) for the spastic muscles. After this an enhancement of the vigilance could not be seen. Then these complex therapies were augmented by transcranial focused extracorporal shock waves (TESW). During 2–4 years the same patients received on average 5.2 TESW. Before and after the treatment series the patients were tested with the German Coma remission scale (CRS) and the German scale Expressive Communication and Self Actualisation (SEKS, Ziegler).

Results:

The patients improved their abilities by 135.9% on the CRS and by 81.7% on SEKS. Three PEG feeding tubes could be removed, nonverbal communication initiated 4 times.

Discussion:

Possible mode of actions and relation to other non invasive methods of brain stimulation are discussed.

Conclusion:

TESW seem to stimulate vigilance and the motoric in patients with apallic syndrome. A possible placebo effect and the neurophysiological must be verified.

Schlüsselwörter

Wachkoma - extrakorporale Stoßwellen

Key words

apallic syndrome - extracorporeal shock waves

• Literatur

• 1 Adeyemo BO, Simis M, Macea DD et al. Systematic review of parameters of stimulation, clinical trial design characteristics, and motor outcomes in non-invasive brain stimulation in stroke. Front Psychiatry 2012; 3: 88
• 2 Amelio E, Manganotti P. Effect of shock wave stimulation on hypertonic plantar flexor muscles in patients with cerebral palsy: a placebo-controlled study. J Rehabil Med 2010; 42: 339-343
• 3 Engel C. Untersuchung zur Erfassung der teststatistischen Gütekriterien der Skala in Expressive Kommunikation und Selbstaktualisierung (SEKS) nach Zieger. GRIN Verlag 2002; (E-Book)
• 4 Feng WW, Bowden MG, Kautz S. Review of transcranial direct current stimulation in poststroke recovery. Top Stroke Rehabil 2013; 20: 68-77
• 5 Geremek A Wachkoma. Medizische, rechtliche und ethische Aspekte. Deutscher Ärzte-Verlag; Köln: 2009
• 6 Haake M, Thon A, Bette M. No influence of low-energy extracorporeal shock wave therapy (ESWT) on spinal nociceptive systems. J Orthop Sci 2002; 7: 97-101
• 7 Hausdorf J, Sievers B, Schmitt-Sody M et al. Stimulation of bone growth factor synthesis in human osteoblasts and fibroblasts after extracorporeal shock wave application. Arch Orthop Trauma Surg 2001; 131: 303-309
• 8 Hausner T, Pajer K, Halat G et al. Improved rate of peripheral nerve regeneration induced by extracorporeal shock wave treatment in the rat. Exp Neurol 2012; 236: 363-370
• 9 Hesse S, Waldner A, Mehrholz J et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: an exploratory, randomized multicenter trial. Neurorehabil Neural Repair 2011; 25: 838-846
• 10 Ito K, Fukumoto Y, Shimokawa H. Extracorporeal shock wave therapy as a new and non-invasive angiogenic strategy. Tohoku J Exp Med 2009; 219: 1-9
• 11 Jin K, Mao XO, Greenberg DA. Vascular endothelial growth factor stimulates neurite outgrowth from cerebral cortical neurons via Rho kinase signaling. J Neurobiol 2006; 66: 236-242
• 12 Kato K, Fujimura M, Nakagawa A et al. Pressure-dependent effect of shock waves on rat brain: induction of neuronal apoptosis mediated by a caspase-dependent pathway. J Neurosurg 2007; 106: 667-676
• 13 Lapchak P. Transcranial near-infrared laser therapy applied to promote clinical recovery in acute and chronic neurodegenerative diseases. Expert Rev Med Devices 2012; 9: 71-83 DOI: 10.1586/erd.11.64.
• 14 Laird JM, Mason GS, Thomas KA et al. Acidic fibroblast growth factor stimulates motor and sensory axon regeneration after sciatic nerve crush in the rat. Neuroscience 1995; 65: 209-216
• 15 Lee TC, Huang HY, Yang YL et al. Vulnerability of the spinal cord to injury from extracorporeal shock waves in rabbits. J Clin Neurosci 2007; 14: 873-878
• 16 Legon W, Rowlands A, Opitz A et al. Pulsed ultrasound differentially stimulates somatosensory circuits in humans as indicated by EEG and FMRI. PLoS One 2012; 7: e51177
• 17 Lohse-Busch H, Kraemer M, Reime U. Pilotuntersuchung zur Wirkung von niedrigenergetischen, extracorporalen Stoßwellen auf Muskelfunktionsstörungen bei spastischen Bewegungsstörungen von Kindern. Schmerz 1997; 18;11: 108-112
• 18 Lohse-Busch H, Kraemer M, Reime U et al. Veränderungen der Gehfähigkeit spastisch bewegungsgestörter Kinder und Jugendlicher. Zweiwöchige physikalisch-medizinische Komplexbehandlung. Manuelle Medizin 2010; 48: 107-111
• 19 Manganotti P, Amelio E. Long-term effect of shock wave therapy on upper limb hypertonia in patients affected by stroke. Stroke 2005; 36: 1967-1971
• 20 Mariotto S, de Prati AC, Cavalieri keine E et al. Extracorporeal Shock Wave Therapy in Inflammatory Diseases: Molecular Mechanism that Triggers Anti-Inflammatory Action. Curr Med Chem 2009; 16: 2366-2372
• 21 Masur H. Skalen und Scores in der Neurologie. 2. Auflage. Thieme; Stuttgart, New York: 2000
• 22 Mense S, Hoheisel U. Shock wave treatment improves nerve regeneration in the rat. Muscle & nerve, Accepted Article. 2013 DOI: 10.1002/mus.23631
• 23 Mudò G, Bonomo A, Di Liberto V et al. The FGF2/FGFRs neurotrophic system promotes neurogenesis in the adult brain. J Neural Transm 2009; 116: 995-1005
• 24 Santamato A, Notarnicola A, Panza F et al. SBOTE study: extracorporeal shock wave therapy versus electrical stimulation after botulinum toxin type a injection for post-stroke spasticity – a prospective randomized trial. Ultrasound Med Biol 2013; 39: 283-291
• 25 Sun Y, Jin K, Childs JT et al. Vascular endothelial growth factor-B (VEGFB) stimulates neurogenesis: evidence from knockout mice and growth factor administration. Dev Biol 2006; 289: 329-335
• 26 Takeuchi N, Tada T, Toshima M et al. Repetitive transcranial magnetic stimulation over bilateral hemispheres enhances motor function and training effect of paretic hand in patients after stroke. J Rehabil Med 2009; 41: 1049-1054
• 27 Tyler WJ. Noninvasive neuromodulation with ultrasound? A continuum mechanics hypothesis. Neuroscientist 2011; 17: 25-36
• 28 Vidala X, Morral A, Costa L et al. Radial extracorporeal shock wave therapy (rESWT) in the treatment of spasticity in cerebral palsy: A randomized, placebo-controlled clinical trial. NeuroRehabilitation 2011; 29: 413-419, 413
• 29 Wang CJ, Yang YJ, Huang CC. The effects of shockwave on systemic concentrations of nitric oxide level, angiogenesis and osteogenesis factors in hip necrosis. Rheumatol Int 2011; 31: 871-877
• 30 Widenfalk J, Lipson A, Jubran M et al. Vascular endothelial growth factor improves functional outcome and decreases secondary degeneration in experimental spinal cord contusion injury. Neuroscience 2003; 120: 951-960
• 31 Wu YH, Liang HW, Chen WS et al. Electrophysiological and functional effects of shock waves on the sciatic nerve of rats. Ultrasound Med Biol 2008; 34: 1688-1696
• 32 Xuan W, Vatansever F, Huang L et al. Transcranial Low-Level Laser Therapy Improves Neurological Performance in Traumatic Brain Injury in Mice: Effect of Treatment Repetition Regimen. PLoS One 2013; 8: e53454
• 33 Zieger A. Verlauf und Prognose des sog. Apallischen Syndroms („Wachkoma“) im Erwachsenenalter. In: Zieger A, Schönle P. Hrsg Neurorehabilitation bei diffuser Hirnschädigung. Hippocampus-Verlag; 2004: 147-194