Physikalische Therapien in der Sportmedizin

Die Möglichkeiten, die physikalische Therapieformen bieten, nutzen wir in der Sportmedizin viel zu wenig. Diese Aussage stammt nicht von uns, sondern von unserem wiss. Beirat Dr. Robert Percy Marshall, Teamarzt von RB Leipzig, getätigt im Rahmen eines Vortrages auf dem DKOU 2024. Wir von der sportärztezeitung stimmen dem vorbehaltlos zu. Aus diesem Grund möchten wir Ihnen in den folgenden Ausgaben dieses spannende Feld näherbringen und Ihnen auch ganz konkret und praxisnah zeigen, welche Potenziale und Vorteile die unterschiedlichen Therapieverfahren wie extrakorporale Stoßwellentherapie (radial und fokussiert), Neuroreflektorische Cryo- und Wärmetherapie, Lasertherapie, Stromtherapie, Magnetfeldanwendungen, Kernspinresonanz-Therapie u. w. beinhalten. Nachdem Peter Stiller in der letzten Ausgabe einen differenzierten Einblick in die Thematik der Cryotherapie gegeben hat und in diesem Zusammenhang die Anwendung der neuroreflektorischen hyperbaren CO2-Cryotherapie gepaart mit seinen Erfahrungen vorgestellt hat (www.sportaerztezeitung.com/rubriken/therpie/18072/cryotherapie/), starten wir nun diese Serie zur Physikalischen Therapie mit einem Artikel von PD Dr. Anna Schreiner zur Kernspinresonanz-Therapie. Was ist das überhaupt, was hat es mit MRT zu tun und wie sieht die Abgrenzung zur Magnetfeldtherapie aus? Ergänzt durch praxis- und anwendungsnahe Einblicke aus dem Profisport von Prof. Dr. Götz Welsch (HSV). Unser Ziel ist es, Klarheit in diese Thematik zu bekommen. Spannende Fälle im Setting der multimodalen Therapie werden in der nächsten Ausgabe durch Peter Stiller und Prof. Dr. Götz Welsch ergänzt. sportärztezeitung

Kernspinresonanz-Therapie

Die Sportmedizin wie auch eine umfassende konservative Therapie sollte breit aufgestellt, sinnvoll multimodal, im besten Fall patientenindividuell zusammengestellt sein und sich neuen Erweiterungen des Therapiespektrums gegenüber offen zeigen. Wir Sportmediziner / Ärzte sind auf einem guten Weg, sehen uns nichtsdestotrotz häufig mit einem gewissen Treatment Gap konfrontiert, dem Wunsch nach einer vermehrt Ursachen– statt rein symptomorientierten Therapie und einer Facharztausbildung,
die dem nicht immer gerecht wird.

Einen bisher teilweise unterschätzten oder nur begrenzt praktischen Einsatz nehmen hier historisch bedingt die physikalischen Therapieverfahren ein. Im deutschsprachigen Raum ist z. B. die Kernspinresonanz-Therapie (MBST®) oder auch tNMR (therapeutic nuclear magnetic resonance) trotz langjähriger Erfahrung und (inter)nationalem Einsatz wenig bekannt. Neben der oft heterogenen Evidence-based-Medicine-Lage bestimmt die Erfahrung des einzelnen Mediziners oft maßgeblich das therapeutische Handeln, das historisch bedingt – neben operativen Wegen – vorwiegend von Eingriffen in chemische Prozesse geprägt ist und weniger von der Anwendung physikalischer Prinzipien. Diese wiederum konnten naturgemäß erst nach Erkennen der naturwissenschaftlichen Zusammenhänge auf molekularer und zellulärer Ebene untersucht und entsprechende Störungen erst nach Entdeckung der elektrischen Vorgänge im lebenden Körper adressierbar gemacht werden. Zuletzt hat sich hieraus u. a. das interdisziplinäre Gebiet der Quantenbiologie entwickelt [10].

Der vorliegende Artikel beleuchtet dieses Therapieprinzip, das auf Ebene der kausalen Zellgesundheit ansetzt, symptomatisch wirkt, dabei enorm viel Potenzial hat und Nobelpreis bedachte Zellvorgänge positiv moduliert. Außerdem werden bisherige Einsatzgebiete – bis hin zum Profisport – aufgezeigt und dies orientierend zu anderen Verfahren abgegrenzt.

Entdeckung, Entwicklung und was hat das Ganze mit der MRT (Bildgebung) zu tun?

Das physikalische NMR-Phänomen (Nuklearmagnetische Resonanz, Kernspinresonanz) wurde erstmalig 1946 von Bloch und Purcell beschrieben. Es besagt, dass Atomkerne, die durch elektromagnetische Felder angeregt werden, selbst messbare Energiequellen darstellen. Dafür erhielten sie 1952 den Nobelpreis für Physik. 20 Jahre später konnten Lauterbur und Mansfield zeigen, dass die Kernspinresonanz zur bildlichen Darstellung räumlicher Strukturen genutzt werden kann. Die eigentliche Anwendung bildgebender Verfahren in der medizinischen Diagnostik begann aber erst Anfang der 1980er Jahre. Als Magnetresonanztomografie (MRT) hat das Verfahren die radiologische Diagnostik revolutioniert. Heute gibt es jedes Jahr weltweit mehr als 75 Millionen Kernspin-Untersuchungen.

In den Anfängen der MRT (Magnetresonanztomographie) mussten Probanden bzw. Patienten oft wiederholt und mit langen Untersuchungszeiten untersucht werden. Hierbei zeigte sich zufällig, dass manche Patienten danach von gesundheitlichen Verbesserungen berichteten, wie besserer Mobilität, mehr Energie oder weniger Gelenkschmerzen. Die Entwickler der späteren MBST®-Technologie wurden auf diese Ergebnisse aufmerksam und fanden heraus, dass die positive Wirkung auf zellulärer Ebene durch die Energieübertragung auf Protonen in Resonanz ausgelöst wird [1]. Um die Kernspintechnologie therapeutisch nutzen zu können, d. h. diesen Effekt ohne die MRT-Komplexität zu erreichen und ein breit nutzbares Therapiesystem zu entwickeln, waren jedoch jahrelange interdisziplinäre Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig. Für unterschiedliche Gewebe (Knochen, Knorpel usw.) wurden relevante Gewebeparameter wie Protonendichte, Repetitions- und Relaxationszeiten ermittelt, unter Einbeziehung der entsprechenden Larmor-Frequenz.

In enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Kernphysik der Universität Gießen wurden zunächst Kernspinresonanzparameter unterschiedlicher organischer Gewebeproben bestimmt z.B. gewebespezifische Relaxationszeiten gemessen und mit dem Labor für Medizinische und Molekulare Biologie der FH Aachen dann wiederum gewebespezifische Zellparameter entwickelt. Daraus resultierten letztlich indikationsspezifische Kernspinresonanz-Therapiesequenzen, die auf MBST®-Therapiekarten (Softwarechipkarten) u.a. im Sinne des Frequenzverlaufes transferiert und pro Therapiesitzung in eines der Therapiegeräte eingesetzt werden. Dabei umfasst jede Karte eine definierte Anzahl an Therapieeinheiten für die zu behandelnde Körperregion bzw. das Zielgewebe. Es werden sodann Kernspinresonanzbedingungen im Bereich der zu therapierenden Körperregion bzw. dem zu therapierenden Gewebe des Patienten in der Therapiesitzung hergestellt und verschiedene zelluläre Prozesse moduliert bzw. Stoffwechselabläufe im Körper auf molekularer Ebene stimuliert. Nach dreijährigen Tests in Kliniken und Praxen wurde das MBST-System dann 1998 im deutschen Markt eingeführt. Aktuell werden noch mehr als 30 Geräte der ersten Generation aktiv genutzt.

Es handelt sich um eine Therapie, die zwar auf den gleichen physikalischen Grundlagen, die auch die MRT ermöglichen, beruht, aber u. a. mit viel niedrigerer Magnetfeldstärke und viel niedereren Radio­(impuls)frequenzen (RF) arbeitet (siehe Abb. 1). Mit tNMR-Geräten kann folglich keine Bildgebung erzeugt werden. Während bei der MRT hohe Feldstärken zur Generierung detaillierter Gewebebilder für diagnostische Zwecke nötig sind, benötigt MBST® für die therapeutische Wirkung nur eine Umkehrung der Kernspinorientierung, die für die Energieübertragung unter Kernspinresonanzbedingungen erforderlich ist (s.u. durch Nutzung der AFP*). Im Gegensatz zur MRT werden sozusagen nur die zu therapierenden Zell- bzw. Gewebearten therapeutisch angesprochen, sprich benötigen daher nur die exakt passenden Magnetfeldstärken und Kernspinresonanzbedingungen, um die Wasserstoffprotonen spezifisch biophysikalisch zu stimulieren. Verschiedene Gewebe haben eigene Parameter und Frequenzen; MBST® „kennt“ diese und kann somit eine spezifische Behandlung ermöglichen. Somit können auf molekularer Ebene verschiedene physiologische Prozesse in biologischen Geweben moduliert und die Erkrankung bzw. Verletzung auch ursächlich auf Zellebene angegangen werden. Und es gilt – sowohl bei der MRT als auch bei der MBST-Kernspinresonanz-Therapie wird der menschliche Körper keiner schädlichen Strahlung ausgesetzt. Stattdessen nutzen MRT- und tNMR-Geräte Magneten und Radiosignale, die Wasserstoffprotonen im Körper, der zu ca. 70% aus Wasser besteht, kurzfristig messbar beeinflussen und – im Gegensatz zum Erdmagnetfeld – zeitlich begrenzt gezielt ausrichten.

Die Kernspinresonanz-Therapie ist seit 1998 im klinischen Einsatz und stellt eine nicht-invasive, nicht-medikamentöse und schmerzfreie Therapieoption, -alternative oder -ergänzung dar. Sie wird von medizinischen Fachkreisen zur Behandlung verschiedener Indikationen und Gewebetypen bei Beschwerden, Verletzungen sowie schmerzhaften, degenerativen und / oder krankhaften Veränderungen des Bewegungs- und Stützapparates eingesetzt. Hinsichtlich Kontraindikationen ist sich an der MRT zu orientieren (nicht-MRT gängige Herzschrittmacher oder andere Implantate (wie z.B. Cochlea- u.ä.) sowie z.B. aktive Tumoren im Behandlungsbereich, Leukämie, AIDS, aktive bakterielle Entzündungen und Schwangerschaft (bei systemischer Anwendung)).

Die Geräte (MBST®) sind ein Medizinprodukt Klasse IIa und u. a. nach EU 2017/745 Medical Device Regulation (MDR) zugelassen und benötigen zur Therapiedurchführung Therapiekarten, die die gewebespezifische Software enthalten.

Die Physik dahinter: Low Magnetic Fields und Radiofrequenz als effiziente Partner und Abgrenzung zu ähnlichen physikalischen Therapieverfahren

Bei der Kernspinresonanz-Therapie (tNMR) wird der menschliche Körper keiner schädlichen Strahlung ausgesetzt. Stattdessen nutzen sowohl MRT- und tNMR-Geräte Magnete und Radiosignale, die Wasserstoffprotonen im Körper, der zu ca. 70 % aus Wasser besteht, kurzfristig messbar beeinflussen und – im Gegensatz zum Erdmagnetfeld – zeitlich begrenzt gezielt ausrichten. Die jeweiligen tNMR-Leistungsparameter, um Kernspinresonanzbedingungen mit dem Zielgewebe herzustellen, aufeinanderfolgende Radiofrequenzimpulse zu senden und die Behandlungsparameter je nach Phase Gewebespezifisch zu repetieren, sind:

• Radiofrequenzleistung: max. 1 W bei Resonanz
• Radiofrequenzbereich: 13.5 – 18 kHz
• Magnetfeldstärke: max. 1 mT.

Zur Erzeugung der Kernspinresonanz bei tNMR sind drei aufeinander abgestimmte Felder unterschiedlicher Beschaffenheit notwendig: Ein statisches Hauptmagnetfeld, ein variables, langsam moduliertes „Sweep“-Magnetfeld parallel zum Hauptmagnetfeld sowie ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches der Larmorfrequenzbedingung (für Wasserstoffatome) genügt und wiederum senkrecht zu den anderen Feldern stehen muss. Die Ausgangssignale enthalten jeweils ein moduliertes, gleich­gerichtetes Magnetfeld mit statischem Anteil und ein moduliertes Wechselfeld. Der für die Behandlung relevante Effekt ist die sog. Adiabatic Fast Passage (AFP), welche durch Magnetfelder ausgelöst wird (durch deren Nutzung bei deutlich geringen Feldstärken als in der MRT die reine Umkehrung der Kernspinresonanz möglich ist). Vereinfacht gesagt wird Energie nur übertragen, wenn Sender (MBST®) und Empfänger (Gewebe) die gleichen Parameter haben, also Resonanzbedingungen bestehen. Alle Behandlungsparameter sind auf der Therapiekarte gespeichert und werden an das Steuergerät übermittelt. Dieses physikalische Wirkprinzip wurde durch wissenschaftliche Gutachten bestätigt [1, 2].

Die bisher häufigste Verwechslungs­gefahr besteht mit den (sog. nicht-invasiven) Magnetfeldtherapien (MFT). Hier erzeugen Geräte statische oder pulsierende Felder unterschiedlichster Art. Diese können in der Frequenz, der periodischen Richtungsänderung und der Intensität des Magnetfeldes individuell eingestellt werden. Es handelt sich also im Vergleich zu tNMR nicht um eine Kernspinresonanz herstellende Therapie basierend auf den o. g. Parametern, sondern eine breite Varianz an Magnetfeldern mit heterogener Evidenz.  tNMR ist ein nicht vergleichbares und wesentlich komplexeres Verfahren als das, was unter gängigen MFT verstanden wird. Im Gegensatz zum Ionen-Funktionsprinzip der MFT wird bei tNMR der Energieübertrag auf Protonenebene der Wasserstoffatome in Resonanz durchgeführt. Da der menschliche Körper zu fast 80 % aus Wasser besteht, kann Energie über diesen Weg optimal fast verlustfrei in das Gewebe transferiert werden. Grundlegende Bedingungen für Kernspinresonanz sind homogene, statische Grundmagnetfelder zur Ausrichtung der Protonen sowie ein zusätzlich eingekoppeltes und moduliertes Radiofrequenzfeld. Der physikalische Effekt der Kernspinresonanz erlaubt es, Protonenspins im lebenden Gewebe anzuregen, diese zum Energietransport (Energiezwischenspeicherung über die Protonen der Wasserstoffatomkerne) zu nutzen, sodass sie ihrerseits ein messbares Signal abgeben. Auf diese Weise lässt sich der gesamte Körper berührungslos und ohne Nebenwirkungen durchdringen.

Marktübliche MFT bedienen sich meist dem PEMF-Verfahren (pulsierende elektromagnetische Felder). Dabei handelt es sich um auf- und abbauende Felder. Das magnetische Feld befindet sich im Inneren einer dünnwandigen Luftspule, ist am Spulenrand am größten und nimmt zur Mitte hin ab. Es verfügt aber nicht über ein Kernspinfeld und dessen Eigenschaften. Die Geräte sind meist in der Frequenz, der Kurvenform und der Leistung einstellbar und durch den Arzt bzw. den Patienten im häuslichen Gebrauch frei wählbar. Diese wissenschaftlich teilweise umstrittene PEMF-Technologie basiert auf dem Energieübertrag in den Organismus durch den Ionentransport (Ionenebene) über ein Luftspulensystem mit einfachen pulsierenden, also zu- und abgeschalteten, magnetischen Feldern (PEMF). Es sollen so Stoffwechselprozesse in den Zellstrukturen angeregt und eine Regeneration unterstützt werden. Auf diesen Weg findet jedoch nur ein geringer Energieübertrag in den Organismus statt, da u.a. die Form des Energieübertrages keine biologische Signalform aufweist und solche Luftspulensysteme eher höhere Wirkverluste haben, was die Wirkung begrenzt. Diese Systeme können keine Resonanzeffekte bewirken, da sie nicht unter Larmorbedingung arbeiten, was wiederum die Grundvoraussetzung ist, um Resonanzeffekte in den Zellen und damit einen nachweislichen Therapieeffekt hervorzurufen. Nur mit tNMR, also einer Kombination aus einem statischen Magnetfeld, einem Sweepfeld und einer orthogonal dazu eingesetzten Radiofrequenz, können Protonenspins gezielt angeregt werden.

Im Rahmen der repetitiven peripheren Magnetstimulation (rPMS) werden die Steuerungsnerven der Muskulatur durch Magnetimpulse stimuliert und aktiviert, um Schmerzen zu beseitigen. Starke rasch pulsierende Magnetfelder werden dabei mit dem Induktionsprinzip dazu genutzt, um Nervenzellen und Muskelfasern zu stimulieren. Das rPMS-Gerät erzeugt Impulse in Frequenzen ähnlich derer, die vom Körper selbst zur neuromuskulären Steuerung und Regulation verwendet werden (5-50 Hz). Bei der sog. Hochenergie-Induktionstherapie wird z.B. ein Magnetfeld erzeugt, das etwa 600-mal stärker ist als ein normaler Magnetstab und sich zwischen 1-150 Hz bewegen kann. Die Impulse sind für den Patienten spürbar und das Knacken der Magnetspulenstimulation hörbar.

Im heilpraktischen Bereich ist auch der Einsatz von Matten bekannt, deren Wirkweise aus einem elektromagnetischen Feld besteht, dass die Funktionalität von Kapillargefäßen adressieren soll, indem gezielt in die bioelektrischen Abläufe des Körpers eingegriffen wird. Die von Herstellern wie BEMER Int. AG vertriebenen Geräte erzeugen ein sehr schwaches Magnetfeld von 50 bis 100 µT, was in etwa der Stärke des Erdmagnetfeldes auf der Erdoberfläche entspricht.

Insgesamt sind statische Magnetfelder in der Natur gut beschrieben, wohingegen die heterogene Studienlage zu pulsierenden Magnetfeldern unter Verwendung verschiedenster Frequenzen nicht verallgemeinert werden kann. Das Indikationsspektrum für MFT ist breit und auch im orthopädisch-sportmedizinischen Bereich angesiedelt.

Die transkraniellen Magnetstimulation (TMS) beruht auf dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Dieses besagt, dass in einem Leiter ein elektrischer Strom induziert wird, wenn sich der magnetische Fluss ändert, der sich wiederum dann ändert, wenn sich der elektrische Strom in der das Magnetfeld generierenden Magnetspule ändert. Technisch umgesetzt wird dies dadurch, dass mit Hilfe eines sogenannten Thyristorschalters der Strom in einer Magnetspule schnell an- und abgeschaltet wird. Dieser sich in der Zeit ändernde elektrische Strom induziert einen sich ebenfalls ändernden Magnetfluss und dieser dann wiederum einen elektrischen Strom im “Leiter” Gehirn. Um eine magnetische Flussänderung zu induzieren, die durch Haut und Knochen bis zur Hirnrinde reicht, werden Spannungen bis 2000 V und Stromstärken bis 10000 A benötigt. Entsprechend stellen die Geräte hohe Anforderung an die Sicherheit.

Davon abzugrenzen ist noch die invasive MFT (Elektro-Osteo-Stimulation (EOS)). Hier wird das Magnetfeld zur Übertragung elektrischer Energie eingesetzt, während die Wirkung auf elektrischer Stimulation beruht, wohingegen bei der nicht-invasiven Methode das Magnetfeld als solches seine Wirkung im Körper entfaltet.

Die Radiofrequenztherapie wiederum ist ein invasives Verfahren, das im Bereich der Wirbelsäule z.B. zur Denervierung eingesetzt wird. Hier wird über Radiowellen (250 kHz bis 1 MHz) Wärme erzeugt (75–90 °C über 60–90 Sekunden). Bei der gepulsten Radiofrequenztherapie werden Radiowellen mit einer Basisfrequenz von ca. 500 kHz angewendet.

Im Bereich der Elektrotherapie wiederum unterscheidet man die Verfahren Gleichstromtherapie (Galvanisation), Niederfrequenztherapie (bis zu 1000 Hertz), Mittelfrequenztherapie (1 bis 100 Kilohertz) und Hochfrequenztherapie (über 100 Kilohertz). Auch Ultraschalltherapie und TENS zählen in diesen therapeutischen Formenkreis und dienen primär der symptomatischen Schmerzlinderung.

Zusammengefasst stellt tNMR biophysikalisch ein eigenständiges, innovatives und einzigartiges Therapieverfahren dar. Es ist die weltweit einzige nicht-invasive Methode, die direkt auf Wasserstoffprotonen- und somit Zellebene ansetzt.

Die Zellebene verstehen – zirkadiane Zelluhr und Co.

Um zu verstehen, warum bei tNMR von Heilung auf Zellebene gesprochen wird, muss ein tieferer Blick auf im klinischen Alltag bisher kaum bekannte Zusammenhänge geworfen werden. Lebende Organismen sind ein hochkomplexes biologisches System mit zahlreichen molekularen, biochemischen und biophysikalischen Prozessen. Biologische Homöostase ist selbstregulierend und bedarf gesunder Zellen. Der Körper besteht aus Zellen und zu knapp 80 % aus Wasser (im Gewebe, im Cytoplasma usw.). tNMR nutzt die ubiquitären Wasserstoffprotonen gewebespezifisch und moduliert verschiedenste Zellvorgänge im Sinne der Homöostase. Ein wichtiger Aspekt der zellulären Abläufe ist die sog. zirkadiane Zelluhr. Neben den weniger bekannten ultradianen, circaseptanen oder auch circaannualen Rhythmen ist der zirkadiane Rhythmus durchaus geläufig. Die 24-Stunden-Rhythmik beschreibt die 1954 von F. Halberg eingeführte Bezeichnung einer biologischen Dynamik, welche auf genetischer Basis gesteuert wird, den Stoffwechsel realisiert und zunächst auch anhält, wenn Organe oder Gewebe aus einem Organismus entfernt werden. Dies ist eine endogene Oszillation metabolischer Aktivitäten mit einer Periodizität von ca. 24 Stunden. Alle unsere Zellen im Körper haben eine solche innere Uhr, welche aus Clock-Genen bzw. -Proteinen besteht. Dabei gibt es zwei Gruppen, die entgegengesetzt zueinander schwingen und dadurch eine Rückkoppelungsschleife bilden, erklärt Margit Egg vom Institut für Zoologie der Universität Innsbruck, deren Arbeitsgruppe sich umfassend mit tNMR beschäftigt und zur internationalen Gruppe der Quantenbiologen zählt [3]. Die innere Uhr der Zellen steuert zelluläre Signalwege wie u. a. den basalen (Zucker-)Stoffwechsel, die mitochondriale Atmung, Immun- und Stressantwort oder die Zellteilung. Eine „Verstellung der Uhr“ wird mit einer Vielzahl von Erkrankungen in Verbindung gebracht [3 – 9]. tNRM beeinflusst nachweisbar die Zelluhr [3, 10, 11].

In den grundlagenwissenschaftlichen tNMR-Studien konnte z. B. gezeigt werden, dass die Kombination aus schwachen Magnetfeldern in Kombination mit Radiowellen auf die Signalwege der Zelle – wie der inneren Uhr, dem basalen Zellstoffwechsel oder dem Sauerstoff-Signalweg – klar Einfluss nimmt [11 –13]. D.h. es wird mit tNMR auch das Gleichgewicht von freien Sauerstoffradikalen positiv beeinflusst [12]. Diese sog. ROS (reactive oxygen species) haben nicht nur eine schädliche Wirkung, wenn zu viel davon gebildet wird, sondern sind notwendig für die Feinsteuerung zellulärer Signalwege. Während zellulärer Stoffwechselprozesse entstehen reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies. Mitochondrien werden zwar als die stärksten ROS-Produzenten angesehen, dennoch sind beinahe alle Enzyme, die molekularen Sauerstoff verwerten, an der Bildung von ROS beteiligt. Moderate Level erzeugen oxidativen Stress und lösen eine Reihe von Regulationsmechanismen aus, die (beispielsweise über die Stabilisierung der Transkriptionsfaktoren HIF-1, Nrf2, NFκB oder Freisetzung des Wachstumsfaktors VEGF) zu einer höheren Stressresistenz der Zelle beitragen. Hohe ROS-Konzentrationen führen schließlich zu einer irreparablen Schädigung von Makromolekülen und DNA und können die Zell-Apoptose auslösen. Die Erkenntnisse zu den Hypoxie-gesteuerten Signalwegen wurden 2019 mit dem Nobelpreis („Wenn Zellen außer Atem kommen“ – Kaelin, Ratcliffe, Semenza [vgl. auch 14]) bedacht und z. B. auch im Zusammenhang mit Arthrose und Knochenmetabolismus beschrieben [15, 16].

Neben anderen in-vitro-Studien, die zeigen, dass tNMR inflammatorische und katabole Mechanismen vermindert und anabole Effekte stimuliert (s. a. Arthrose-Modell) [17, 18], konnte von der Innsbrucker Arbeitsgruppe mehrfach der Zusammenhang zwischen der zirkadianen Zelluhr und dem oben beschriebenen hypoxic signaling aufgezeigt werden [3, 11 – 13, 19, 20]. Letztlich kann tNMR sozusagen als Schalter für die zellulären Uhren verwendet werden und somit den Stoffwechsel von humanen wie auch veterinären Zellen beeinflussen. In einer anderen Studie konnte gezeigt werden, dass tNMR die Regeneration dorsaler Wurzelganglien in-vitro beschleunigte [21, 22]. Bisher findet der Einsatz auf orthopädischem, sportmedizinischen bzw. chirurgischem Gebiet statt, letztlich besteht aber ein enormes therapeutisches Potenzial vor allem bei Krankheiten, bei denen Sauerstoffmangel eine Rolle spielt wie Herzinfarkt, Schlaganfall, Thrombose und uvm. Hierzu laufen bereits weitere internationale Studien. Die Innsbrucker tNMR-Arbeitsgruppe wurde zuletzt auch mit dem Wissenschaftspreis der Landeskammer Tirol ausgezeichnet (Forschungspreise der Wirtschaftskammer vergeben – Universität Innsbruck). Zusammengefasst können durch tNMR natürliche, körpereigene Reparaturmechanismen aktiviert, Regeneration, Gewebeaufbau und die gesunde Zellfunktion unterstützt sowie Entzündungsprozesse gelindert werden [50].

Muskuloskelettale Anwendungsgebiete und klinische Evidenz

MBST® wird weltweilt bisher v. a. bei Arthrose, Osteoporose und akuten wie auch chronischen Sportverletzungen eingesetzt, kommt aber auch postoperativ, zur optimierten Wundheilung, bei Rückenschmerzen sowie Schmerzzuständen (analgetisch und anti-inflammatorisch) zum Einsatz [1]. An Gewebearten und Behandlungsbereichen können bisher Knorpel (Knorpelschäden, Arthrose), Knochen (Knochenödeme, Osteoporose), Bandscheiben (Bandscheibenvorfall, Rückenschmerzen), Nerven (Nervenschäden, Schmerzen) sowie Muskeln / Sehnen / Bänder (Sportverletzungen, Überlastungsreaktionen) adressiert werden. Im deutschsprachigen Raum setzen es v.a. Orthopäden/Unfallchirurgen, Allgemeinmediziner und Sportmediziner ein. In weiteren insg. über 20 Ländern – sowie in größerem Rahmen in England und Spanien – wird tNMR überwiegend von Physiotherapeuten angewandt.  tNRM kann sowohl alleinig als vor allem auch Teil einer modernen multimodalen Therapie eingesetzt werden.

Es liegen zu MBST® verschiedene Studien bzw. knapp 30 relevante Publikationen vor inkl. klinischer und wiss. Zusammenarbeit mit Universitäten, Forschungseinrichtungen, Kliniken und Arztpraxen weltweit. Bei allen Anwendungen und Verfahren traten bisher keine Nebenwirkungen oder Komplikationen auf, was sich auch mit den Firmenvigilanzdaten deckt [1]. Neben diversen weiteren Fachveröffentlichungen handelt es sich bei den relevanten o. g. Publikationen (neben den oben dargelegten grundlagenwissenschaftlichen Daten) um retrospektive, aber auch prospektive, kontrollierte klinische Studien unterschiedlicher Qualität. U. a. folgende Hauptaussagen konnten in verschiedenen Studien [1, 23] gezeigt werden:

• Schmerzreduktion bei Osteoporose, weniger Osteoporose bedingte Beschwerden, d. h. Verbesserung der Lebensqualität, Erhöhung der Knochendichte (qCT), gestiegene Knochenaufbaumarker, Frakturrisikoreduktion [1, 24 – 32]
• Signifikante Mittel- bis langfristige Schmerzreduktion bei Arthrose, Verbesserung der Lebensqualität und Gelenkfunktion, Optimierung degenerierter Knorpelstrukturen (gemäß Eckstein-Verfahren)
  [1, 33 – 40]; additiv in-vitro: Modulation Knorpelstoffwechsel
  (s. HIF1α, Verringerung Laktaselevel), Modulation IL-1β-induzierte Entzündungsreaktionen, positiver Einfluss auf Chondrozyten-/Osteoblasten [41, 42]
• Langfristige Besserung von Rückenschmerzen, länger anhaltender Reha-Effekt, Reduktion der Krankenstandstage [43 – 48]

Teil der erfolgreichen multimodalen Behandlung von Muskelverletzungen (siehe Artikel sportärztezeitung) [49]. Fallberichte bzw. Anwendungsdaten decken des Weiteren den Bereich der Neuralgien ab (PNP, CRPS, Fibromyalgie usw.), Wundheilungsstörungen, Osteonekrosen und zahlreiche Anwendungen bei akuten wie chronischen Sportverletzungen (Vgl. u. a. auch Artikel in der sportärztezeitung). Die verschiedenen Gerätetypen sind nach EU-Standard für Medizinprodukte zertifiziert (EU 2017/745 MDR) inkl. einem regelmäßigen Evaluationsbericht zur Sicherheit und Wirksamkeit und MBST® ist mittlerweile in mehr als 2 Millionen Therapiestunden erprobt. Für den sportmedizinischen Bereich gibt es auch eine mobile Geräteversion. Sportmediziner und Teamärzte von Bundesligamannschaften, internationalen Top-Teams sowie Olympia-Athleten nutzen es bereits erfolgreich – aktuell in Deutschland z. B. beim HSV (Prof. Dr. Götz Welsch) oder auch den Basketball­Löwen Braunschweig (Dr. Nico Fiedler).

Ausblick und Zusammenfassung

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass tNMR ein langjährig etabliertes und erfolgreiches Verfahren ist, welches sich nicht zuletzt aufgrund neuester grundlagenwissenschaftlicher Daten wie auch zunehmender nationaler wie internationaler klinischer Erfahrung im Profisportbereich als auch der Orthopädie insgesamt zunehmend als relevanter Partner einer modernen multimodalen Therapie im Patienten-individuellen multimodalen Setting herauskristallisiert. Erfahrungen vieler Kollegen und Patienten beschreiben die Kernspin­resonanz-Therapie oft als „the missing piece“, das helfen kann, eine Behandlungslücke zu schließen. Weitere Studien zur Optimierung der Evidenzlage laufen und zukünftige Forschungsfelder können auch Space Health, Regenerationsmedizin bzw. Longevity betreffen. Gerade bei chronischen Volkskrankheiten wie Osteoporose und Arthrose kann diese Therapie angesichts der sozio-ökonomischen Lage ggf. eine durchaus sinnvolle Option sein. Auch die Grundlagenforschung wird stetig fortgesetzt, um weitere Wirkmechanismen zu explorieren, Behandlungsansätze zu optimieren und die Therapie weiter zu verbessern. Es geht im Sport darum, „alle PS wieder auf die Straße zu bringen“, sprich einen erfolgreichen und effizienten Return-to-sports etc. zu ermöglichen bzw. die Patienten allgemein einer Heilung zuzuführen, mindestens aber einer Symp­tomreduktion und Steigerung der Lebensqualität. Bleibt man bei dem Auto-Bild, kann MBST® den Motor, d.h. die Zelle, sozusagen unterstützend “auf Vordermann” bringen. Das Ganze braucht aber auch den richtigen Treibstoff, sprich Nährstoffe, Vitamine, Spurenelemente etc. in Form von Nahrung, Nahrungsergänzungsmitteln, Supplementation usw. Bewegt werden muss das Gefährt auch, sprich ein Training in welcher Form auch immer stattfinden. Ist eine gezielte Reparatur bei Alterung, einem Unfall o. ä. erforderlich, kommen weitere physikalische Therapien, Orthobiologika und bei Bedarf auch interventionelle Verfahren zum Einsatz.

Die Literaturliste finden Sie bei dem Artikel auf www.sportaerztezeitung.com

Einblicke aus dem Profi-Sport

 von Prof. Dr. med. Götz Welsch

Im Leistungssport und insbesondere im Profi-Fußball spielen viele Dinge eine wesentliche Rolle, die weiter oben im Artikel angesprochen wurden. Zum einen ist eine optimale Geweberegeneration extrem wichtig, egal ob es sich um eine akute oder chronische Schädigung handelt, oder um Mikrotraumen, z. B. im Rahmen eines Bundesligaspieles.

Eine weitere wichtige Rolle spielt der Faktor Zeit. Wie kann ich einen Fußballspieler, eine Fußballspielerin möglichst schnell aber auch möglichst sicher wieder auf den Platz zurückbringen? Bei chronischen oder akuten Verletzungen nutzen wir im Profisport neben der ärztlichen, physiotherapeutischen oder osteopathischen Behandlung ein großes Maß an physikalischen Therapieformen, wie ganz am Anfang des Artikels erwähnt. Diese Therapieformen müssen sich mit dem Ziel der schnelleren Geweberegeneration sinnvoll ergänzen. Nach nun 12-monatiger Erfahrung mit der Kernspinresonanz-Therapie (MBST) im Rahmen der Betreuung einer Profifußballmannschaft zeigt sich diese Therapieform als extrem sinnvolle Ergänzung eines multimodalen Behandlungsspektrums. Im Rahmen des Therapiekonzeptes der typischen Verletzungen und Überlastungsschäden im Profifußball steuern die Mannschaftsärzte zusammen mit den Physiotherapeuten und Reha-/Athletiktrainern die Abläufe der Rehabilitation. Physikalische Therapieformen spielen hier eine wesentliche Rolle und werden je nach Verletzungsbild unterschiedlich angewendet. MBST ist zwischenzeitlich ein sehr wichtiger Bestandteil geworden. Die „ARTHRO·SPIN·FLEX 2“ Kernspinresonanz-Therapie-Behandlungsliege setzen wir bei folgenden Indikationen ein:

• Chronische Knorpelschäden im Knie und Hüftgelenk
• Bone-Bruises / Knochenmarködeme (akut oder chronisch)
• Muskelverletzungen (sowohl Kontusionen als auch Überlastungen / DOMS, Zerrungen, Faser-/und Bündelverletzungen)
• Akute Gelenkverletzungen (OSG, Knie, Schulter, usw.)
• Rückenschmerzen, Bandscheibenpathologien, Spondylolysen
• Post-operativ

Man sieht, dass diese Indikationen eine Mehrzahl aller Sportverletzungen und Überlastungsschäden, die in einer Profi-Fußballmannschaft vorkommen, beinhaltet. Je nach betroffener Struktur werden die spezifischen MBST Gewebekarten (z. B. Knorpel / Arthrose, Knochen, Sehnen, Muskulatur, Bänder, Bandscheiben) verwendet.

Das Ziel der multimodale Kombina­tionstherapie ist es, verschiedene regenerative Prozesse zu initiieren und nebeneinander, bzw. miteinander zu nutzen. So soll der Selbstheilungsprozess unterstützt und ggf. beschleunigt werden. Unter anderem sollen eine Modulation und Auflösung der im Rahmen dieses Heilungsprozesses ablaufenden entzündlichen Prozesse erreicht werden. Auf Zellebene soll, wie oben beschrieben, eine Homöostase hergestellt werden, die Zellpermeabilität und die mitochondrale Aktivität erhöht werden (erhöhte Energiebereitstellung) und eine Aktivierung des Zellstoffwechsels und der Proteinsynthese erreicht werden. Hierbei soll die Mikrozirkulation verbessert werden und eine Ausschüttung, u. a. von Wachstumshormonen erreicht werden sowie Stammzellen im Heilungsprozess aktiviert werden.

Einzelne physikalische Maßnahmen haben einen Impakt auf verschiedene, sich ergänzende Prozesse in dieser Kaskade und ermöglichen eine oft schnellere und intensivere Behandlung, gleichzeitig eine Beschleunigung regenerativer Prozesse. MBST wird so je nach vorliegender Pathologie zusammen mit Mikrostrom, Stoßwelle, Tiefenwärme, Laser, aber teilweise auch zusammen mit einer pulsierenden Magnetfeldtherapie angewendet. Ein sehr großer Vorteil von MBST ist sicherlich die Gewebespezifität und die Möglichkeit auch sehr tief lokalisierte oder intra-ossäre Pathologien gezielt zu therapieren.

Während man mit der Kernspinresonanz-Therapie bei akuten Verletzungen einen Zeitvorteil im Heilungsprozess erreichen kann, hat man gerade bei chronischen Vorgängen (Knorpelschäden / Arthrose, Schambeinentzündungen / Sehnenansatztendinopathien) und den oft schwer zu behandelnden Knochenmarködemen eine sehr gut funktionierende Ergänzung des therapeutischen Vorgehens.

Im Rahmen der Mannschaftsbetreuung wird das erwähnte Gerät extrem gut angenommen. Die 60-minütige Therapiezeit wird von den Athleten sehr gut toleriert und wir nutzen dies auch für parallele Behandlungen z. B. Mikrostrom oder ionisierende Sauerstofftherapie. Die Planung bzw. Terminierung dieser Therapie erfolgt in Absprache mit den Mannschaftsärzten durch die Physiotherapeuten.

Literatur

1 Clinical Evaluation Report, 2022, (CE-TPL-01) gemäß MD Regulation (EU) 2017/745; fortfolgend CER

2 Gutachten Prof. Dr. P. Jakob, Physikalisches Institut der Universität Würzburg, Lehrstuhl für Experimentelle Physik 5, Mai 2005

3 https://www.schroedingerskatze.at/die-innere-uhr-der-zellen/

4 Egg M, Kietzmann T. Little strokes fell big oaks: The use of weak magnetic fields and reactive oxygen species to fight cancer. Redox Biol. 2025 Feb;79:103483. doi: 10.1016/j.redox.2024.103483. Epub 2024 Dec 24. PMID: 39729909; PMCID: PMC11733197

5 Pan X, Mota S, Zhang B. Circadian Clock Regulation on Lipid Metabolism and Metabolic Diseases. Adv Exp Med Biol. 2020;1276:53-66. doi: 10.1007/978-981-15-6082-8_5. PMID: 32705594; PMCID: PMC8593891

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49 CER: Toussaint, 2011: Spitzenmedizin im Handball – Bessere Versorgung durch kombinierten Einsatz verschiedener Therapien bei akuten Muskelverletzungen; und s.a. weitere Fallberichte Sportärztezeitung

50 Viktoria Thöni, Abriana Buchter, Andreas Flarer, Justin Lampe, Cordula Schlegel, and Margit Egg „Understanding therapeutic nuclear magnetic resonance (tNMR): splitting of components indicates its unique efficacy“, Proc. SPIE 13340, Quantum Effects and Measurement Techniques in Biology and Biophotonics II, (26 February 2025); https://doi.org/10.1117/12.3056086 

Autoren

PD Dr. med. Anna Schreiner

ist Fachärztin für Orthopädie und Unfallchirurgie. Sie war jahrelang an renommierten Kliniken tätig, absolvierte ein Research Fellowship in den USA und war u.a. auch Sektionsleiterin Wissenschaft des Jungen Forums O&U. Sie wechselte dann in die Industrie und ist aktuell als Chief Medical Officer bei der MedTec Medizintechnik GmbH tätig. Sie lehrt weiterhin an der Eberhard Karls Universität Tübingen bzw. der dortigen Orthopädischen Universitätsklinik und ist Dozentin der AKAD.

Prof. Dr. med. Götz Welsch

ist Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie und ärztlicher Leiter des UKE Athleticum am Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf. Er hat seit 2021 eine Professur für Orthopädische Sportmedizin am UKE. Außerdem ist er leitender
Mannschaftsarzt der HSV Fußball AG. Sein klinischer Fokus liegt im Bereich der regenerativen Knorpeltherapie, der Behandlung von Sportverletzungen und Überlastungsschäden. Prof. Welsch ist wiss. Beirat der sportärztezeitung.