Neuerdings werden zur Therapie solcher Krankheitsbilder vermehrt auch Methoden vorgeschlagen, die gepulste elektromagnetische „Energiefelder“ einsetzen. Dabei werden von einem Generator kurze Impulse (Nano- bis Microsekunden) von bis zu 100 Ws aufgebaut, die an eine Behandlungsschlaufe abgegeben werde. Diese kurzen und hochenergetischen Impulse ermöglichen eine elektro-magnetische Induktion von elektrischem Strom im Körper des Patienten. Ziel dieser im Journal of Rehabilitation Medicine (JRM) publizierten Studie (Hartard M. et al 2023) war es, die Wirksamkeit gepulster elektro-magnetischer Felder hoher Energiedichte auf das Schmerzniveau bei Patienten im Alter vom 18. – 80. Lebensjahr mit unspezifischen Rückenschmerzen zu untersuchen. 

Patienten und Methoden

Vorgangsweise 

Vor Beginn der Untersuchungen wurde für die Studie die Zustimmung der Ethikkommission der LMU München eingeholt. In die Auswertung wurden die Ergebnisse von 61 Patienten mit unspezifischen Rückenschmerzen aufgenommen. Die Patienten wurden unter Beibehaltung ihrer laufenden schulmedizinischen Therapie nach dem Zufallsprinzip eingeteilt, entweder zur Behandlung mittels EMI (n=31) oder Kontrolle (n=30). EMI wurde unter Verwendung des Electromagnetic Pulse-Generators, Papimi®-Serie (Firma Pulse Dynamics) verabreicht (Abb. 1). Behandelt wurde an drei aufeinander folgenden Tagen über jeweils neun Minuten mit zwei Impulsen pro Sek. Die Impulse hatten eine Dauer von 50 µs, ein Magnetfeld von etwa 100 mTesla und eine Energie von 96 Ws. Die Behandlungsschlaufe wurde über dem Ort des maximalen Schmerzpunktes platziert (Abb. 1). Für die Placebo-Gruppe wurde ein identisches Verfahren befolgt, mit dem Unterschied, dass der Strom zur Behandlungsspirale noch im Gerät kurzgeschlossen wurde. So entstand ein vergleichbarer Klang wie in der Verum- Gruppe. Die Schmerzen wurden mit der Visuell-Analogen Skala (VAS, Gilford J., 1954) ermittelt. Es wurden nur Patienten aufgenommen von mehr als 4 von 10 Punkten auf der Skala. Die Schmerzbewertung erfolgte 24 Stunden vor Beginn und 24 Stunden nach Abschluss der Interventionen. Zudem wurden die Parameter von Größe, Gewicht, BMI, Blutdruck, Herzfrequenz sowie von Sauerstoffsättigung und Gewebeperfusion ermittelt. Der unter­suchende Arzt und die Patienten waren blind für die Details der Studie. Der Kliniker, der die Therapie verabreicht und Daten erhoben hat, war informiert über Verum oder Kontrolle. 

Abb. 1 Behandlungsschlaufe über dem Ort des jeweils maximalen Schmerzpunktes im Bereich
von oberem (A), mittlerem (B) oder unterem (C) Rücken.

Statistik

Die Untersuchung der Verteilung der Variablen erfolgte mittels Kolmogorow-Smirnow-Test und zeigte eine Normal-Verteilungen, die Ergebnisdarstellung mittels Mittelwerte (MW) und Standardabweichung (SD). Vergleiche zwischen Gruppen und Besuchen wurden mit dem Student-t-Test durchgeführt. Die Effektstärken wurden mit Hedge‘s Change gemessen. Statistische Analysen wurden mit der Statistica-Software (Version 10; StatSoft, Inc.) auf einem Signifikanzniveau von 0,05 durchgeführt.

Ergebnisse 

Die Patienten waren durchschnittlich 62,85 (±14,8) Jahre alt, 75,5 (±15,5) kg schwer und 1,69 (0,07) m groß. Die Patienten beider Gruppen unterschieden sich zu Beginn der Studie nicht signifikant hinsichtlich der anthropometrischen Daten, der Herzkreislauf- und Durchblutungs- Parameter sowie der Schmerz- Ausgangswerte. Nach Abschluss der Intervention bestand ein signifikanter Unterschied zum Vorteil der EMI- / Treatment- Gruppe gegenüber der Kontrolle (Abb. 2). Für die Parameter von Blutdruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung und Gewebeper­fusion ergaben sich keine klinischen Relevanzen. 

Diskussion 

Mit der hier vorgestellten EMI-Anwendung konnten wir zeigen, dass kurze (50 µs), hochfrequente (0,3 – 250 MHz) und energiereiche (50 J), aber nichtthermische elektromagnetische Impulse mit einer magnetischen Flussdichte von ca. 50 entstehen –100 Milli-Tesla Schmerzen im Behandlungsbereich lindern können. 

Originalstudie

Hartard M. et al. Electromagnetic Induction for Treatment of Unspecific Back Pain: A Prospective Randomized Sham-Controlled Clinical Trial. J Rehabil Med. 2023 

https://medicaljournalssweden.se/jrm/article/view/3487

Neuerdings werden zur Therapie solcher Krankheitsbilder vermehrt auch Methoden vorgeschlagen, die gepulste elektromagnetische „Energiefelder“ einsetzen. Dabei werden von einem Generator kurze Impulse (Nano- bis Microsekunden) von bis zu 100 Ws aufgebaut, die an eine Behandlungsschlaufe abgegeben werden. Diese kurzen und hochenergetischen Impulse ermöglichen eine magnetische Induktion von elektrischem Strom im Körper des Patienten [2–4]. Ziel unserer Studie ist die Bestätigung der Wirksamkeit gepulster elektro-magnetischer Felder hoher Energiedichte („high-PEMF“) auf das Schmerzniveau bei Patienten im Alter vom 18. – 80. Lebensjahr mit unspezifischen Rückenschmerzen. Erste Ergebnisse dieser kontrollierten und randomisierten Intervention sollen hier vorgestellt werden.

Patienten und Methoden

Vor Beginn der Untersuchungen wurde für die Studie die Zustimmung der Ethikkommission der LMU München eingeholt. In die aktuelle Auswertung wurden die Ergebnisse von 31 Patienten mit unspezifischen Rückenschmerzen aufgenommen. Die Patienten wurden unter Beibehaltung ihrer laufenden schulmedizinischen Therapie nach dem Zufallsprinzip eingeteilt entweder zur Behandlung mittels high-PEMF oder Placebo. High-PEMF wurde unter Verwendung des elektromagnetischen Pulsgenerators Papimi®-Serie (Firma Pulse Dynamics, 11744 Athen) verabreicht. Behandelt wurde an drei aufeinanderfolgenden Tagen über jeweils neun Minuten mit 2 Impulsen / Sek. Die Impulse hatten eine Dauer von 50µs, ein Magnetfeld von etwa 100 mTesla und eine Energie von 96 Ws. Die Behandlungsschlaufe wurde über dem Ort des maximalen Schmerzpunktes platziert. Für die Placebo-Gruppe wurde ein identisches Verfahren befolgt, mit dem Unterschied, dass der Strom zur Behandlungsspirale noch im Gerät kurzgeschlossen wurde. So entstand ein vergleichbarer Klang wie in der Verum- Gruppe. Die Schmerzen wurden mit der Visuell-Analogen Skala [5] ermittelt. Es wurden nur Patienten aufgenommen von mehr als 4 von 10 Punkten auf der Skala. Die Schmerzbewertung erfolgte 24 Stunden vor Beginn und 24 Stunden nach Abschluss der Interventionen. Der untersuchende Arzt und die Patienten waren blind für die Details der Studie. Der Kliniker, der die Therapie verabreicht und Daten erhoben hat, war informiert über Verum oder Placebo. Patienten, die eine Sitzung versäumten, wurden von der Datenanalyse ausgeschlossen.

Statistik

Zur Überprüfung der Annahme gleicher Varianzen für den Zwei-Stichproben-t-Test kam der F-Test zur Anwendung. Für diese Auswertung der Ergebnisse kamen der gepaarte und der ungepaarte t-Test zur Anwendung und ein p-Wert < 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.  

Ergebnisse

Die Patienten dieser Auswertung waren durchschnittlich 64,35 (±14,10) Jahre alt, 73,19 (±10,98) kg schwer und 167,04 (±5,52) cm groß. Die Patienten beider Gruppen (high-PEMF und Placebo) unterschieden sich zu Beginn der Studie nicht signifikant hinsichtlich der anthropometrischen Daten, der Herz- Kreislauf- Basisparameter und der Schmerz- Ausgangswerte. Nach Abschluss der Intervention bestand ein signifikanter Unterschied zum Vorteil der high-PEMF- Gruppe. Die Behandlung mit den gepulsten hochenergetischen Magnetfeldern hatte nach nur drei Interventionen mit hoher Effektstärke (sign. Gruppenunterschied von p = 0,037) zu einer klinisch relevanten Verbesserung des Rückenschmerzes in der high-PEMF- Gruppe geführt (Abb. 1).

Diskussion

In der vorliegenden Auswertung konnten wir zeigen, dass unspezifische Rückenschmerzen mittels high-PEMF deutlich reduziert werden. Tatsächlich wurde auch ein Placebo-Effekt beobachtet. Dieser Effekt ist bekannt für die Ergebnisse vergleichbarer Studien zum Rückenschmerz. So konnten Lee et al. bereits 2006 in einer randomisierten, doppelblinden Studie eine 31%-ige Reduktion der Rückenschmerzen unter einer gepulsten elektromagnetischen Therapie (PEMT) nach­weisen und eine 12%-ige Reduktion in der Placebo-Gruppe [6]. Vergleichbare Ergebnisse lieferten die Arbeitsgruppen um Lisi AJJ et al. 2019, Sorrell RG et al. 2018 oder Krath A et al. 2017 [7–9]. Die Erklärungen der Mechanismen zur Schmerzreduktion unter PEMF reichen vom Anstieg des zentralen β-Endorphins über die Hyperpolarisation an der motorischen Endplatte bis hin zur Förderung der lokalen Durchblutung. Jeder dieser Mechanismen könnte verantwortlich zeichnen für die Ergebnisse dieser Studie, da Rückenschmerzen von komplexer Natur sind und oft aus mehreren Quellen stammen. Interessant ist, dass aktuelle Publikationen zur Schmerzbehandlung mittels PEMF vermehrt auch die Einflüsse des Stickstoffmonoxid- Systems auf die Mikrozirkulation als ursächlich beschreiben [10, 11]. Entsprechende Beobachtungen konnten wir mit dem oben genannten Gerät machen (Abb. 2). 

Fazit

Zusammenfassend können wir sagen, dass die vorliegenden Ergebnisse zur Studie zu belegen scheinen, dass mittels high-PEMF die unspezifischen Rückenschmerzen in sehr kurzer Zeit signifikant reduziert werden. Die kurzen und hochenergetischen Impulse bieten die Möglichkeit einer nicht-invasiven Methode zur Schmerztherapie, die bei adäquater Anwendung keine Nebenwirkungen verursacht. Die Therapie wird von den Patienten gut vertragen und hat daher einen hohen Grad an Compliance. Papimi® scheint ein potenziell nützliches Medizingerät für die konservative Behandlung von Patienten mit unspezifischen Rückenschmerzen zu sein. Weitere Studien sind angeraten, um diese Ergebnisse zu bestätigen und ein optimales Behandlungsprotokoll zu entwickeln.

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Elektromagnetische Wellen setzen sich aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern zusammen. Anders als z. B. Schallwellen, benötigen elektromagnetische Wellen kein Medium, um sich auszubreiten. Sie pflanzen sich im Vakuum unabhängig von ihrer Frequenz mit Lichtgeschwindigkeit fort. Entsprechend kann eine elektromagnetische Welle immer auch als Vehikel dienen, um Frequenzen ohne „Reibungsverlust“ („elektrischer Widerstand“) in einen Organismus zu übertragen. Im Gegensatz zu elektrischen Feldern durchdringt ein Magnetfeld den Organismus fast ungehindert und ohne „Reibungsverluste“. Wenn also elektromagnetische Wellen in unseren Körper im Gegensatz zum elektrischen Strom „widerstandslos“ eindringen können, sind sie ein genialer Transmitter, um eine Frequenz-Therapie ungefiltert in unserem Organismus wirksam werden zu lassen. Demzufolge handelt es sich bei einer Vielzahl der aktuellen Magnetfeldtherapiegeräte tatsächlich auch eher um reine „Frequenz-Applikatoren“, die mittels extrem niedriger Flussdichten (Mikro-Tesla-Bereich) funk-
tionieren und bei deren Anwendung die eigentliche Magnetfeld-Kraft verloren geht. 

Vor diesem Hintergrund scheint die Frage berechtigt, ob eine Frequenztherapie in Kombination mit einer Magnetfeld-Wirkung (Energie-Feld) eventuell bessere Therapieergebnisse liefert als die alleinige Applikation von Impulsen. Eine Therapie mittels pulsierender elektromagnetischer Energie-Felder (PEM-EF) wäre somit die logische Erweiterung der PEMF, da sie zusätzlich variable Intensitäten gepulster Signale als Therapie anbieten kann. Bei der Anwendung von PEM-EF, z. B. mit dem „Ionen-Induktions-Generator“ von PAPIMI®, werden während der Therapie in der Behandlungsschlaufe für Bruchteile von Sekunden Impulse mit sehr hoher Spannung (30.000 Volt), hoher Stromstärke (10.000 Ampere) und mit sehr hohen elektrischen Frequenzen (bis 300 MHz) aufgebaut. Dadurch können über den Applikator hochfrequente elektromagnetische Impulse mit hoher Energie (bis 60 Joule) zielgerichtet in die zu behandelnden Körperteile eingebracht werden und dort als so genannte elektrische Nanosekunden-Impulse wirksam werden (Nanosecond Electric Pulses, Chopinet L et al. Bioelectrochemistry. 2015 Jun;103:2 - 6). Nano­second Electric Pulses (nsEPs) sind sehr kurze elektrische Impulse, die ein hohes Potenzial haben, zelluläre Strukturen zu beeinflussen. Chopinet konnte drei wesentliche Wirkungen von nsEPs auf Zellen beschreiben: Effekte auf Plasmamembranebene, intrazelluläre Effekte und auf das Überleben der Zellen. 

Eine mittels PEM-EF übertragene nsEPs-Therapie dauert wenige Minuten, ist gewöhnlich schmerzfrei und kann in bekleidetem Zustand durchgeführt werden. Oft tritt bereits nach wenigen Anwendungen eine Verbesserung ein. Anwendungsgebiete liegen zurzeit vor allem in der Sport- und Rehabilitationsmedizin. Im Rahmen einer Studie in Kooperation mit der LMU München untersuchen wir aktuell die Einflüsse einer nsEPs-Therapie mittels PAPIMI®. Die Studie soll erste wissenschaftlich fundierte Ergebnisse liefern zum Einfluss von PAPIMI® auf das Schmerzniveau, die Vitalparameter und auf Parameter der lokalen Mikrozirkulation bei Patienten mit unspezifischen Rückenschmerzen. 

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