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Funktionelle Elektrostimulation am Beinergometer in der Rehabilitation nach Schlaganfall : Der Einsatz funktioneller Elektrostimulation während des Trainings am zyklischen Beinbewegungstrainer (FES-LCE) in der stationären Rehabilitation nach zerebralem ischämischem Infarkt

Eigler, Florian

English Title: Functional electrical stimulated leg cycling (FES-LCE) in rehabilitation of patients after stroke

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Abstract

Ziel: Ein Schlaganfall führt in den meisten Fällen zu erheblichen motorischen Einschränkungen. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einsatz von Bein-Bewegungstherapiegeräten (LCE) bei gleichzeitiger funktioneller Elektrostimulation (FES) in der klinischen Rehabilitation von Schlaganfallpatienten zu evaluieren. Studiendesign: Insgesamt n=31 Patienten mit ischämischem Mediainfarkt wurden randomisiert der Kontrollgruppe (n=13; 65,31 +- 12,33 Jahre; 3,71 +- 9,41 Monate Post-Stroke) und der Interventionsgruppe (n=18; 66,50 +- 10,82 Jahre; 2,20 +- 5,46 Monate Post-Stroke) zugeteilt. Während des 4-wöchigen Interventionszeitraumes trainierten alle Studienteilnehmer an 5 Tagen die Woche für jeweils 15 Minuten an einem MO-TOmed®-Bewegungstherapiegerät mit individueller Bremsbelastung (Borg-Skala Stufe 13). Bei den Teilnehmern der Interventionsgruppe erfolgte hierbei an beiden Bei-nen die winkelgradabhängige Stimulation des M. quadriceps femoris, der Mm. ischiocrurales, des M. gastrocnemius und des M. tibialis anterior mittels des 8-Kanal-Stimulationsgerätes MOTIONSTIM 8 (25 Hz, 500 us, 20-50 mA). Zu 4 Messzeitpunkten (Aufnahme t0, nach 2 Wochen t1, Interventionsende nach 4 Wochen t2, Fol-low-Up 6 Monate nach Interventionsende t3) wurden insgesamt 11 Diagnoseparameter erhoben. Hauptzielgröße war die motorische Verbesserung der Studienteilnehmer (u.a. durch maximale Beinkraft, durchschnittliche Leistung, maximale Gehstrecke und Gehstil). Außerdem wurden die Fähigkeit zur Selbsthilfe (Barthel-Index) und die Ausübung der Alltagsaktivitäten (Rivermead-Mobilitätsindex) sowie der psychische Gesundheitszustand (Beck Depression Inventar) und die subjektive gesundheitsbezogene Lebensqualität (SF-36) erfasst. Ergebnisse: Über den Interventionszeitraum zeigt die FES-LCE Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe statistisch signifikant höhere Verbesserungen bei den Parametern Maximalkraft im betroffenen Bein (ANOVA, p=.005; Eta2=.164), durchschnittliche Leistung (ANOVA, p=.022; Eta2=.123) und Barthel-Index (ANOVA, p=.012; Eta2=.197). Die Teilnehmer der Kontrollgruppe waren nach Interventionsende zu t2 bei der Bewältigung der maximalen Gehstrecke (44,31 +- 64,46 Meter) zum Großteil immer noch auf eine Hilfsperson angewiesen (Wilcoxon, p=.01; d=0,71). Die Teilnehmer der FES-LCE Gruppe konnten nach Interventionsende die maximale Gehstrecke von 57,67 +- 49,87 Metern selbständig ohne fremde Hilfe zurücklegen (Wilcoxon, p<.00; d=1,54). Schlussfolgerung: Die Auswertung der Ergebnisse zeigt für den Großteil aller Parameter bei mittlerer bis großer Effektstärke einen deutlichen Therapievorteil der FES-LCE Gruppe gegenüber der Kontrollgruppe. Die Parameter maximale Beinkraft betroffenes Bein, durchschnittliche Leistung und Barthel-Index ergeben einen signifikanten rehabilitativen Mehrwert der FES-LCE Therapie gegenüber dem isolierten Training am Bewegungstrainer. Die Therapieform liefert einen wichtigen Beitrag zur Optimierung des Rehabilitations-Outcomes und wird für den Einsatz in der stationären Rehabilitation von Schlaganfallpatienten empfohlen.

Translation of abstract (English)

Aim: In most cases stroke leads to substantial impairment of motoric functions. The aim of this study is to evaluate the use of functional electrical stimulated leg cycling (FES-LCE) in clinic rehabilitation on patients with post acute stroke. Methods: Thirty-one individuals with ischemic media infarct were randomized in a control group (n=13; 65,31 +- 12,33 years; 3,71 +- 9,41 month post-stroke) and a FES-LCE group (n=18; 66,50 +- 10,82 years; 2,20 +- 5,46 month post-stroke). For four weeks both groups were performing on 5 days per week for 15 minutes on a MO-TOmed®- leg cycle trainer with individual load (Borg-scale stage 13). On the FES-LCE group thereby the M. quadriceps femoris, the Mm. ischiocrurales, the M. gastrocnemius and the M. tibialis anterior of both the legs were stimulated with an 8-channel stimulator MOTIONSTIM 8 (25 Hz, 500 us, 20-50 mA). Four times in all 11 diagnostic parameters were collected (start t0, after 2 weeks t1, end after 4 weeks t2, follow-up 6 month after end t3). Main target was the improvement of motoric abilities (e.g. max. force leg-extension, average power, max. walking distance and walking style). Furthermore the ability of self-help (Barthel-index) and ADL’s (Rivermead-mobility index), the mental health (Beck Depression Inventory) and the subjective health-related quality of living (SF-36) were recorded. Results: After the treatment in comparison to the control group, the FES-LCE group showed statistic significant higher improvements on max. force leg-extension with affected leg (ANOVA, p=.005; Eta2=.164), average power (ANOVA, p=.022; Eta2=.123) and Barthel-index (ANOVA, p=.012; Eta2=.197). At the end of treatment (t2), most patients of the control group were dependent on personally help (Wilcoxon, p=.01; d=0,71) when performing the max. walking test (44,31 +- 64,46 meter). The patients of the FES-LCE group were able to manage the max. walking test (57,67 +- 49,87 meter) independently without additional personal help (Wilcoxon, p<.00; d=1,54). Conclusion: With a medium to high effect size the majority of all parameters are showing a clear advantage of the FES-LCE group in comparison to the control group. The parameters max. force leg-extension with affected leg, average power and Barthel-index are revealing a significant additional rehabilitative outcome of the FES-LCE treatment compared to isolated cycling. The FES-LCE therapy provides a relevant contribution to optimize the rehabilitation outcome of post-stroke patients and is recommended for clinic rehabilitation.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Huber, Prof. Dr. Gerhard
Date of thesis defense: 22. October 2009
Date Deposited: 27. Oct 2009 10:13
Date: 2009
Faculties / Institutes: The Faculty of Behavioural and Cultural Studies > Institut für Sport und Sportwissenschaft
Subjects: 610 Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords: Funktionelle Elektrostimulation , Beinergometer , Bewegungstrainer , Schlaganfall , Motorikfunctional electrical stimulation , leg cycle ergometer , stroke , motoric function
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