Wissenschaftliche Grundlagen Lokomotionstherapie

Wirkmechanismen
Das Prinzip der Lokomotionstherapie/Laufbandtherapie beruht zum einen auf grundlegenden plastischen Eigenschaften des zentralen Nervensystems und zum andern auf den Mechanismen der neuronalen Gangkontrolle.
Unter plastischen Eigenschaften ist die Fähigkeit des Zentralnervensystems (ZNS) gemeint, gebrauchsabhängig neuronale Regelkreise zu modifizieren und dadurch Funktionen zu optimieren.1 Neuronale spinale Regelkreise (Netzwerk von Interneuronen), die als „Central-Pattern-Generators" (Abk.: CPG) definiert werden, sind unabhängig von corticaler Kontrolle in der Lage, die Muskeln von Stand- und Spielbeinphase koordiniert zu aktivieren. Diese Lokomotionsgeneratoren stellen die Grundlage der neuronalen Gangkontrolle dar. Ausgelöst wird das Grundmuster des Gehens (Lokomotionsprogramm) durch Reize der Mechanorezeptoren der Fußsohle (Druck / Belastung) sowie der auf Dehnung und Druck reagierenden Muskelspindeln,  Gelenk- und Sehnenrezeptoren im Bereich des Hüftgelenks. Diese Reize werden afferent über sensible Nervenfasern ins Rückenmark geleitet, in den spinalen Strukturen (CPG) verarbeitet und die entsprechende Aktivierung efferent über motorische Nervenfasern zum Muskel geleitet. Intensität und zeitliche Sequenzierung dieser Muskelaktivierung können elektromyographisch (EMG) gemessen und dargestellt werden.
Entscheidend für die für das Gehen adäquate muskuläre Aktivierung sind die Belastung der Fußsohle und der afferente Input aus der Hüftregion.2 Mit Hilfe eines Stützgurtes ist auch bei nicht selbständig stehfähigen Patienten durch die (partielle) Belastung die Aktivierung der Mechanorezeptoren der Fußsohle möglich. Gleichzeitig wird durch die Bewegung der Lauffläche des Laufbandes eine Dehnung der Hüftregion des Standbeines provoziert. Die damit verbundene Aktivierung der Dehnungs-Rezeptoren löst das Lokomotionsprogramm aus.

 

Wirkungsnachweise
Durch Laufbandtraining verbessern sich sowohl Intensität wie auch Koordination der zum Gehen notwendigen Muskelaktivierung.3 Dies konnte auch bei inkompletten Rückenmarksverletzten nachgewiesen werden.2,4,5 Bei kompletter Rückenmarksverletzung war der Effekt des Trainings zu gering, um eine deutliche Verbesserung der EMG-Amplitude und der autonomen Gehbewegung zu erreichen.
Bei Patienten mit einer Beeinträchtigung der Gehfähigkeit nach Schlaganfall oder traumatischer Hirnverletzung kann durch das Laufbandtraining eine selbständige Gehfähigkeit schneller erreicht werden als mit traditionellen physiotherapeutischen Behandlungsstrategien.6,7 Bei Patienten mit Hemiparesen verbessern sich durch das Laufbandtraining sowohl der Bewegungsablauf des Gehens wie auch die Gangsymmetrie und die Dauer der Standbeinphase.8
Laufbandtherapie kann bei Schlaganfall-Patienten auch erfolgreich als Training zur Verbesserung der Ganggeschwindigkeit eingesetzt werden.9

 

Weiterentwicklungen
Die Durchführung der Laufbandtherapie setzt – insbesondere bei schwerer betroffenen Patienten – einen erheblichen körperlichen Einsatz der behandelnden Physiotherapeut/Innen zum Setzen der Füße voraus. Da dies zudem in einer sitzenden oder gebückten Haltung stattfinden muss, klagen die Therapeuten häufig über Rückenschmerzen und sind nicht in der Lage, mehrere Therapiesequenzen hintereinander durchzuführen. Studien zeigen, dass gerade die häufige, repetitive Durchführung der Lokomotionszyklen zu einer verbesserten Gehfähigkeit führt.6,7 Aus diesem Grund wurde in jüngster Zeit die Therapiehilfe LokoHelp entwickelt, welche das Vorbringen der Füße automatisiert und somit die therapeutische Arbeit erleichtert. Beim LokoHelp erfolgt das Vorbringen der Füße rhythmisch und phasengerecht. Dadurch ist eine adäquate Dauer von Stand- und Spielbeinphase gewährleistet. Durch die Konstruktion des LokoHelp sind in der Standbeinphase ein gangtypischer Abrollvorgang und eine korrekte Belastung möglich. Therapeutisch sind die korrekte Schwerpunkt(vor)verlagerung und die Kniebeuge- / Streckachsen zu beachten. Allfällige Korrekturen können verbal oder manuell erfolgen und stellen keine körperliche Belastung des Therapeuten dar.

In einer abgeschlossenen Studie wurde die Wirksamkeit des LokoHelp gegenüber traditionellem Laufbandtraining sowie dem Üben des Gehens in Bezug auf Gehfähigkeit und die posturalen Fähigkeiten des Patienten verglichen. Ebenfalls von Bedeutung ist der therapeutische Aufwand.  Die Ergebnisse der Studie zeigen einen deutlich positiven Trend zugunsten des LokoHelp. Dies deckt sich mit kürzlich publizierten Studien, die aufzeigen, dass ein intensives gerätegestütztes Lokomotionstraining in Kombination mit Physiotherapie einer gleich lang dauernden traditionellen physiotherapeutischen Behandlung hinsichtlich der Erzielung einer Gehfähigkeit und anderer funktioneller Parameter bei Patienten nach Schlaganfall signifikant überlegen ist.10,11 Anzunehmen ist, dass diese positiven Resultate zugunsten der gerätegestützten Lokomotionstherapie ursächlich auf die höhere Übungsintensität zurückzuführen sind.

 

Literatur:

1. Nudo RJ Plasticity NeuroRx. 2006;3(4):420-7 Abstract
2. Dietz V, Harkema SJ. Locomotor activity in spinal cord-injured persons. J Appl Physiol. 2004 May;96(5):1954-60. Abstract
3. Harris-Love ML, Macko RF, Whitall J, Forrester LW. Improved hemiparetic muscle activation in treadmill versus overground walking. Neurorehabil Neural Repair. 2004;18(3):154-60. Abstract
4. Wernig A, Muller S, Nanassy A, Cagol E. Laufband therapy based on 'rules of spinal locomotion' is effective in spinal cord injured persons. Eur J Neurosci. 1995;1,7(4):823-9. Abstract
5. Wernig A, Nanassy A, Muller S. Laufband (treadmill) therapy in incomplete paraplegia and tetraplegia. J Neurotrauma. 1999;16(8):719-26. Abstract
6. Eich HJ, Mach H, Werner C, Hesse S. Aerobic treadmill plus Bobath walking training improves walking in subacute stroke: a randomized controlled trial. Clinical Rehabilitation 2004;18:640– 651. Abstract
7. Hesse S, Bertelt C, Schaffrin A, Malezic M, Mauritz KH: Treadmill training with partial body weight support as compared to physiotherapy in non-ambulatory hemiparetic patients, Stroke. 1995; 26: 976-981 Abstract
8. Chen G, Patten C, Kothari DH, Zajac FE. Gait deviations associated with post-stroke hemiparesis: improvement during treadmill walking using weight support, speed, support stiffness, and handrail hold. Gait Posture. 2005 Aug;22(1):57-62. Abstract
9. Pohl M, Werner C, Holzgraefe M, Kroczek G, Wingendorf I, Hoolig G, Koch R, HesseS. Repetitive locomotor training and physiotherapy improve walking and basic activities of daily living after stroke: a single-blind, randomized multicentre trial. Clin Rehabil. 2007;21(1):17-27 Abstract
10. Pohl, M. et al. Speed-Dependent treadmill training in ambulatory hemiparetic stroke patients. Stroke, 2002;33;553-558 Abstract
11. Tong RK, Ng MF, Li LS. Effectiveness of gait training using an electromechanical gait trainer, with and without functional electric stimulation, in subacute stroke: a randomised controlled trial. Arch Phys Med Rehabil. 2006;87(10):1298-304 Abstract
12. Freivogel S, Mehrholz J, Husak-Sotomayor T, Schmalohr D: Gait training with the newly developed ‚LokoHelp’-system is feasible for non-ambulatory patients after stroke, spinal cord and brain injury. Brain Injury, July 2008; 22(7-8): 625-632 Abstract