Mentales Training beeinflusst Bewegungseinschränkung des ruhiggestellten Handgelenks – eine prospektive Experimentalstudie

Zusammenfassung

Hintergrund: Die distale Radiusfraktur als häufigste knöcherne Verletzung des Menschen resultiert auch heute immer noch in unbefriedigenden Behandlungsergebnissen. Bewegungseinschränkung, Muskelatrophie der Unterarmmuskulatur und Schmerz haben ihre Ursache in der notwendigen Ruhigstellung der Fraktur während dieser Zeit wird neben den genannten physikalischen Problemen auch Bewegung „verlernt“. Die vorliegende Studie untersuchte experimentell und klinisch die Tatsache, ob die Methode des „mentalen Trainings“, d. h. einer nur virtuell ausgeführten Bewegung, trotz völlig fixiertem Handgelenk hier bessere Ergebnisse erzielen kann. Material und Methoden: An 21 männlichen rechtshändigen Probanden wurde durch die Anlage eines zirkulären Unterarmgipses am linken Handgelenk eine distale Radiusfraktur simuliert. Die Ruhigstellungszeit betrug 3 Wochen. Nach Randomisation wurde der Hälfte der Probanden mentales Training zur virtuellen Beübung des Handgelenks beigebracht, die andere Hälfte der Probanden erhielt keine Therapie. Zu Beginn und Ende des Experiments erfolgten eine Messung der Beweglichkeit des Handgelenks sowie eine kernspintomografische Vermessung der Unterarmmuskulatur. Im funktionellen Kernspin (fMRT) wurden zu Beginn und Ende der Studie diejenigen Großhirnareale bezüglich ihrer Aktivität untersucht, die für die Handgelenksbewegung von Bedeutung sind. Das Experiment wurde an 3 freiwilligen Patienten mit tatsächlicher distaler Radiusfraktur wiederholt, diese erhielten alle mentales Training. Ergebnisse: Das mentale Training verbesserte nach 3-wöchiger Ruhigstellung des Handgelenks durch Gips signifikant die Dorsalextension und Ulnarabduktion im Vergleich zu Probanden ohne mentales Training. Mentales Training verringerte nach 3-wöchiger Ruhigstellung durch Gips die Atrophie der Unterarmmuskulatur bei Messung im MRT signifikant bzw. führte zu einer nicht signifikanten Zunahme von Muskelflächen am ruhiggestellten Unterarm im Vergleich zu Probanden ohne Training (dort kam es zu einer signifikanten Muskelatrophie). Mentales Training beeinflusste nach 3-wöchiger Ruhigstellung durch Gips die für die Handgelenksbewegungen verantwortlichen motorischen Gehirnareale (supplementär motorisches Areal, Gyrus praecentralis, Putamen, Nucleus caudatus, präfrontaler Kortex, Thalamus und das Kleinhirn) im fMRT messbar signifikant im Vergleich zu Probanden ohne mentales Training. Zwischen der Verbesserung der Muskelatrophie und den Beeinflussungen auf die für die Handgelenksbeweglichkeit verantwortlichen Gehirnareale bestanden statistisch signifikante Korrelationen. Bei den 3 „realen“ Patienten zeigten sich ähnliche Ergebnisse. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass mentales Training bei geeigneten Patienten mit distaler Radiusfraktur die negativen Folgen der Gelenkruhigstellung positiv beeinflussen kann. Eine Studie mit größerem klinischen Kollektiv sollte dies untermauern.

Abstract

Purpose: Distal radial fracture is the most common bony injury in man. Still there are unsatisfying treatment results, such as limited joint movement, muscle atrophy and pain, resulting from immobilisation while the fracture is healing. During this period, also joint movement seems to be “forgotten”. This study experimentally examined if the method of mental practice, meaning the systematic repetition of a consciously imagined movement or action without simultaneous practical execution, can positively influence these findings. Materials and Methods: 21 right-handed males had application of a circular forearm plaster for immobilisation of their left radiocarpal joint, simulating a distal radial fracture for three weeks. Following randomisation, half of the study participants learned mental practice for “virtual movement” of their radiocarpal joint and had to perform it, the others were not treated at all. At beginning and end of the experiment, joint movement was measured, and an MRI examination of the forearm muscles was performed. The brain (cortex) areas, responsible for radiocarpal joint movement, were examined concerning their activity with functional MRI at the beginning and also at the end of the three weeks. The experiment was also performed on three “real” patients suffering from a distal radial fracture demanding plaster immobilisation, all of them were mentally treated. Results: Mental practice significantly ameliorated dorsal extension and ulnar abduction after plaster removal in comparison to those not having been mentally trained. Muscle atrophy of forearm muscles, measured via MRI, was significantly less in those having mental training. The cortex areas responsible for radiocarpal joint movements (supplementary motor area, precentral gyrus, putamen, nucleus caudatus, prefrontal cortex, thalamus and cerebellum) showed significant signal changes at the end of the three weeks in those having been mentally trained. There were significant correlations between MRI and functional MRI findings. The findings in the three “real” patients were similiar. Conclusions: The results of this experimental study show that mental practice can have a positive influence on the outcome of distal radial fractures demanding immobilisation. A study with a larger number of “real patients” should follow.

Schlüsselwörter

distale Radiusfraktur - fMRT - mentales Training - Muskelatrophie - Ruhigstellung

Key words

distal radius fracture - fMRI - mental training - muscle atrophy - immobilisation

Literatur

• 1 Anzarut A, Johnson J A, Rowe B H et al. Radiologic and patient-reported functional outcomes in an elderly cohort with conservatively treated distal radius fractures.  J Hand Surg Am. 2004;  29 1121-1125
• 2 Becker C, Kron M, Lindemann U et al. Effectiveness of a multifaceted intervention on falls in nursing home residents.  J Am Geriatr Soc. 2003;  51 306-313
• 3 Beumer A, Mc Queen M M. Fractures of the distal radius in low-demand elderly patients: closed reduction of no value in 53 of 60 wrists.  Acta Orthop Scand. 2003;  74 98-100
• 4 Daycan A, Unal V S, Ozkurt B et al. Conservative treatment in intra-articular fractures of the distal radius: a study on the functional and anatomic outcome in elderly patients.  Yonsei Med J. 2003;  44 836-840
• 5 MacDermid J C, Richards R S, Roth J H. Distal radius fracture: a prospective outcome study of 275 patients.  J Hand Ther. 2001;  14 154-169
• 6 Driskell J E, Copper C, Moran A. Does mental practice enhance performance?.  Journal Appl Psych. 1994;  79 481-492
• 7 Eberspächer H. Mentales Training. Ein Handbuch für Trainer und Sportler. München: Copress; 2001
• 8 Eberspächer H, Immenroth M. Kognitives Fertigkeitstraining im Mannschaftssport – Praxisbericht über den Einsatz im Fußball.  Psychologie und Sport. 1998;  5 16-27
• 9 Einsiedel T, Becker C, Kinzl L et al. Decrease of daily-living activities (ADL) in geriatric patients following injuries of upper extremity – a problem underestimated?. Stuttgart: XXIII European Federation Congress of the International college of surgeons; 2003. (Abstractband)
• 10 Feltz D L, Landers D M, Becker B J. A revised Meta-Analysis of the mental Practice Literature on Motor Skill Learning. In: Druckmann J, Swets J, eds. Enhancing Human Performance: Issues, Theories, and Techniques. Washington, D.C: National Academy Press; 1988. Appendix B 61-101
• 11 Hamster W, Mayer K, Günther W. Mentales Training in der Rehabilitation zentralmotorischer Funktionsstörungen. In: Gerber W D, Miltner W, Mayer K, Hrsg. Verhaltensmedizin: Ergebnisse und Perspektiven interdisziplinärer Forschung. Weinheim: VCH; 1987: 415-426
• 12 Hanakawa T, Immisch I, Toma K et al. Functional properties of brain areas associated with motor execution and imagery.  J Neurophysiol. 2003;  89 989-1002
• 13 Handoll H H, Madhok R, Howe T E. Rehabilitation for distal radial fractures in adults.  Cochrane Database Syst Review. 2006;  CD 003324, 19: 3
• 14 Jeannerod M. The representing brain: neural correlates of motor intention and imagery.  Behav Brain Sci. 1994;  17 187-245
• 15 Jenkins W, Merzenich M, Recanzone G. Neocortical representation dynamics in adult primates: implications for neuropsychology.  Neuropsychologia. 1990;  28 573-584
• 16 Lotze M, Montoya P, Erb M et al. Activation of cortical and cerebellar motor areas during executed and imagined hand movements: a fMRI Study.  J Cogn Neurosci. 1999;  11 491-501
• 17 Mallmin H, Ljunghall S, Persson I et al. Risk factors for fractures of the distal forearm: a population-based case-control study.  Osteoporos Int. 1994;  4 298-304
• 18 Mayer J, Görlich P, Eberspächer H. Mentales Gehtraining. Heidelberg, New-York: Springer; 2003
• 19 Mayer J. Mentales Training – Ein salutogenes Therapieverfahren zur Bewegungsoptimierung. Hamburg: Kovac Verlag; 2001
• 20 Mayer J, Bohn J, Görlich P et al. Mentales Gehtraining – Wirksamkeit eines Therapieverfahrens in der Rehabilitation nach Hüftendoprothetik.  Z Orthop. 2005;  143 419-423
• 21 Merzenich M M, Nelson R J, Stryker M P. Somatosensory cortical map changes following digit amputation in adult monkeys.  J Comp Neurol. 1984;  224 591-605
• 22 Merzenich M M, Recanzone G H, Jenkins W M et al. Adaptive mechanisms in cortical networks underlying cortical contributions to learning and nondeclarative memory.  Cold Spring Harbor Symp Quant Biol. 1990;  55 873-887
• 23 Newsom J, Knight P, Balnave R. Use of mental imagery to limit strength loss after immobilisation.  J Sport Rehabil. 2003;  12 249-258
• 24 Pascual-Leone A, Dang N, Cohen L et al. Modulation of muscle responses evoked by transcranial magnetic stimulation during the acquisition of new fine motor skills.  Am J Neurophysiol. 1995;  74 1037-1045
• 25 Schmitz B, Groen G, Einsiedel T et al. MRI detects effect of mental training on muscle size during immobilization of the wrist. Chicago, USA: RSNA Kongress; 2006
• 26 Stevens J A, Stokov M E. Using motor imagery in the rehabilitation of hemiparesis.  Arch Phys Med Rehabil. 2003;  84 1090-1092
• 27 Talairach J, Tounoux P eds.. Co-Planar stereotactic Atlas of the human Brain: 3-dimensional proportional System: an Approach to cerebral imaging. Stuttgart, New York: Thieme; 1988
• 28 Vahlensieck M, Reiser M Hrsg.. MRT des Bewegungsapparates. Stuttgart, New York: Thieme; 2002: 361
• 29 Vandell R A, Davis R A, Clugston H A. The function of mental practice in the acquisition of motor skills.  J General Psychol. 1943;  29 243-250
• 30 Walter H Hrsg.. Funktionelle Bildgebung in Psychiatrie und Psychotherapie. Stuttgart, New York: Schattauer; 2005
• 31 Weiss T, Hansen E, Beyer L et al. Zentralnervöse Aktivierung beim mentalen Üben motorischer Fertigkeiten in der Rehabilitation nach Schlaganfall. In: Seidel E J, Conradi E, Hübscher J, Scholle H C, Hrsg. Konzepte der Bewegungstherapie nach Schlaganfall. Bad Kösen: GFBB; 1995: 92-94
• 32 Werner F W, Glisson R R, Murphy D J et al. Force transmission through the distal radioulnar carpal joint: effect of ulnar lengthening and shortening.  Handchir Mikrochir Plast Chir. 1986;  18 304-308
• 33 Zijdewind I, Toering T, Bessem B et al. Effects of Imagery motor training on torque production of ankle plantar flexor muscles.  Muscle Nerve. 2003;  28 168-173