Sugar-Sweetened and Artificially Sweetened Beverages and Risk of Liver Cancer and Chronic Liver Disease Mortality

Longgang Zhao, PhD et al. JAMA. 2023;330(6):537-546. doi:10.1001/jama.2023.12618

In einer Zeit, in der zuckerhaltige Getränke weltweit täglich von Millionen Menschen konsumiert werden, gewinnt das Verständnis der gesundheitlichen Auswirkungen dieser Getränke zunehmend an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegende Studie die potenziellen Zusammenhänge zwischen dem Konsum von zuckerhaltigen Getränken und einem erhöhten Risiko für Leberkrebs sowie die Mortalität durch chronische Lebererkrankungen. 

Studiendesign und Methodik

Das Studiendesign dieser Untersuchung beruht auf Daten aus der Women‘s Health Initiative (WHI), einer großen prospektiven Kohortenstudie. Die Studie umfasst 161.808 postmenopausale Frauen im Alter von 50 bis 79 Jahren, die zwischen 1993 und 1998 in 40 klinischen Zentren in den USA rekrutiert wurden. Die Teilnehmerinnen wurden über einen Zeitraum von durchschnittlich 20,9 Jahren nachverfolgt. Die Hauptziele der Studie waren die Bewertung des Zusammenhangs zwischen dem Konsum von zuckerhaltigen und künstlich gesüßten Getränken und dem Risiko für Leberkrebs sowie die Mortalität durch chronische Lebererkrankungen.

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen, dass Frauen, die täglich eine oder mehr Portionen zuckerhaltiger Getränke konsumierten, ein signifikant höheres Risiko für Leberkrebs und chronische Lebererkrankungen hatten im Vergleich zu Frauen, die drei oder weniger Portionen pro Monat konsumierten. Insbesondere war das Risiko für Leberkrebs um das 1,85-fache erhöht (18,0 vs. 10,3 Fälle pro 100.000 Personenjahre; adjustierte Hazard Ratio [HR], 1,85) und die Mortalität durch chronische Leberkrankheiten um das 1,68-fache (17,7 vs. 7,1 Fälle pro 100.000 Personenjahre; adjustierte HR, 1,68). Es wurde kein signifikanter Anstieg der Inzidenz von Leberkrebs oder der Mortalität durch chronische Lebererkrankungen bei Frauen beobachtet, die regel­mäßig künstlich gesüßte Getränke konsumierten. Dies legt nahe, dass künstlich gesüßte Getränke möglicherweise nicht das gleiche Risiko für die Lebergesundheit darstellen wie zuckerhaltige Getränke. Eine ausführliche grafische Darstellung der Ergebnisse finden Sie direkt in der Studie.

Fazit

Die Studie deutet auf einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen einem erhöhten Konsum von zuckergesüßten Getränken und einem gesteigerten Risiko für Leberkrebs und chronische Lebererkrankungen hin. Dies erfordert ein umfassendes Verständnis der Zusammenhänge und gezielte Maßnahmen zur Risikoreduktion. Die Ergebnisse haben wichtige Implikationen für die öffent­liche Gesundheit, insbesondere in Bezug auf die Förderung einer gesunden Ernährung. Sie legen nahe, dass die Reduzierung des Konsums von Zucker ein wichtiger Schritt ist, um das Risiko für Leberkrebs zu verringern und die allgemeine Lebergesundheit zu fördern.

Shifting tides: the rising tide of early-onset cancers demands attention

Hamilton A, Coleman H. BMJ Oncology, September 2023, doi:10.1136/bmjonc-2023-000106

Die Inzidenz von Krebserkrankungen, die traditionell als Erkrankungen älterer Menschen angesehen wurden, nimmt bei jüngeren Erwachsenen unter 50 Jahren zu. Diese Entwicklung wirft wichtige Fragen hinsichtlich der zugrunde liegenden Ursachen sowie der notwendigen präventiven und diagnostischen Maßnahmen auf.

Studiendesign und Methodik

Die Studie ist eine retrospektive epidemiologische Analyse, die Daten aus der Global Burden of Disease-Datenbank von 1990 bis 2019 verwendet. Sie untersucht die weltweiten Trends und regionalen Unterschiede in der Inzidenz von Krebserkrankungen bei Personen unter 50 Jahren. Zu den betrachteten Krebsarten gehören u. a. Brustkrebs, kolorektale Karzinome sowie Magen- und Pankreaskrebs.

Ergebnisse

Die Studie zeigt einen markanten Anstieg der weltweiten Inzidenz von früh einsetzenden Krebserkrankungen zwischen 1990 und 2019, wobei der früh einsetzende Brustkrebs die höchste Inzidenzrate aufweist (13,7 pro 100.000 im Jahr 2019). Besonders auffällige Zunahmen zeigen sich bei nasopharyngealen Krebsarten und Prostatakrebs, mit jährlichen Zuwachsraten von 2,28 % bzw. 2,23 %. Die vier Krebsarten, die 2019 die größte Last durch Todesfälle und behinderungsangepasste Lebensjahre (DALYs) bei jüngeren Erwachsenen verursachten, waren Brustkrebs, Lungenkrebs, Darmkrebs und Magenkrebs. Diese Ergebnisse stehen im Kontrast zu der traditionellen Sichtweise auf typische Krebserkrankungen bei Personen unter 50 Jahren.

Identifizierte Risikofaktoren und Bedeutung für die Praxis

Die Studie hebt modifizierbare Risikofaktoren wie Ernährung, Alkohol- und Tabakkonsum, körperliche Inaktivität und Übergewicht hervor. Ein hoher Nüchtern-Blutzuckerspiegel wurde ebenfalls als Risikofaktor identifiziert. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, identifizierte Risikofaktoren zu vermeiden, entsprechende Präventionsstrategien und gezielte Früherkennungsmaßnahmen für jüngere Altersgruppen zu entwickeln.

Gemeinsames Fazit beider Studien

Die Analyse beider Studien zeigt, wie wesentlich eine gesunde Lebensweise für die Prävention von Krebs und anderen chronischen Erkrankungen ist. Beide Studien liefern wichtige Beweise dafür, dass präventive Gesundheitsmaßnahmen und eine gezielte öffent­liche Aufklärung über Ernährung und Lebensstil das Risiko für bestimmte Krankheiten signifikant reduzieren können. Diese Erkenntnisse sollten in Richtlinien und präventive Programme integriert werden, um die öffentliche Gesundheit global zu verbessern. Insbesondere hebt die erste Studie hervor, dass der Konsum von zuckergesüßten Getränken nicht nur mit einem erhöhten Risiko für Leberkrebs und chronische Leberkrankheiten verbunden ist, sondern auch potenziell zu einem Anstieg des Nüchtern- Glucosespiegels beiträgt. Dieser Faktor ist besonders relevant, da ein erhöhter Glukosespiegel gemäß der zweiten Studie als Risikofaktor für früh einsetzende Krebs­erkrankungen identifiziert wurde. 

Persönliches Fazit der Autorin

In meiner täglichen Arbeit nutze ich gezielte diagnostische Verfahren wie Laboranalysen und Bioimpedanzmessungen (BIA), um Risikofaktoren präzise zu identifizieren und effektive, motivierende Gesundheitspläne und Ernährungskonzepten zu entwickeln. Diese Untersuchungen ermöglichen es mir, konkrete Fortschritte in der Gesundheit der Patienten sichtbar zu machen und sie dadurch zusätzlich zu motivieren und langfristig ihre Gesundheit zu verbessern.

Im Vergleich zu herkömmlichen Röntgenaufnahmen bietet die DVT eine bessere räumliche Auflösung und Kon­trastauflösung. Es ermöglicht eine de­tail­­lierte Darstellung der anatomischen Strukturen und im Vergleich zu CT-Aufnahmen eine geringere Strahlenbelastung für den Patienten. Sie ermöglicht eine genaue Beurteilung von Knochenbrüchen, Bänderverletzungen und Gelenkschäden. Durch die 3D-Bildgebung können auch komplexe Frakturen und anatomische Varianten genau lokalisiert und beurteilt werden. Ein großer Vorteil des Gerätes, das wir in unserer Praxis nutzen (NewTom 7G), ist die Möglichkeit, das gesamte Skelettsystem – einschließlich der Wirbelsäule – für diagnostische, aber auch interventionelle Zwecke zu nutzen.

Implantatplanung und -überwachung

Besonders bei Sportlern mit komplexen Verletzungen oder Deformitäten ist eine präzise Planung von orthopädischen Eingriffen entscheidend. Die 3D-Rekonstruktionen ermöglichen es dem Chirurgen, die optimale Positionierung von Implantaten genau zu planen. Dies führt zu besseren Ergebnissen und kürzeren Operationszeiten. Nach orthopä­dischen Eingriffen oder Verletzungen kann die DVT verwendet werden, um den Heilungsprozess zu überwachen und den Erfolg der Behandlung zu beurteilen. So können Komplikationen frühzeitig erkannt und behandelt werden.

Beurteilung von Muskel-Skelett-Veränderungen

Die DVT kann auch zur Beurteilung von Muskel-Skelett-Veränderungen wie Knochennekrose; Arthrose und Osteoporose eingesetzt werden. Durch die hochauflösenden Bilder können Veränderungen im Gewebe frühzeitig erkannt und behandelt werden. Mit dem gekoppelten Navigationssystem Atlas 4D eröffnet das Gerät zahlreiche weitere Betätigungsfelder, insbesondere im Bereich der Wirbelsäule, aber auch an den Gelenken:

• Periradikuläre Therapie (PRT)
• PRP-Injektion in Gelenke
• Facettengelenksinjektion
• Epidurale Injektion
• Denervation
• Kontrollierte Schmerztherapie
• Ablation und Dekompression durch Thermo oder Cryo
• Biopsie

Obwohl die DVT viele Vorteile bietet, gibt es auch einige potenzielle Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen. Eine Hürde kann z. B. der hohe Anschaffungspreis des Geräts für kleinere medizinische Einrichtungen darstellen, die möglicherweise nicht über die finanziellen Ressourcen verfügen, um es zu erwerben. In Bezug auf zukünftige Entwicklungen ist zu erwarten, dass die Bildgebungstechnologie weiterhin Fortschritte machen wird, wodurch DVT-Geräte noch leistungsfähiger und vielseitiger werden. Z. B. könnten Verbesserungen in der Software zur Bildanalyse die Automatisierung von Diagnoseprozessen ermöglichen, was die Effizienz weiter steigern würde. Darüber hinaus könnten Integrationen mit anderen Technologien wie künstlicher Intelligenz dazu beitragen, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Diagnosen zu verbessern.

Fazit

Die digitale Volumentomografie ist ein äußerst wertvolles Instrument und eine wegweisende Technologie in der Orthopädie, Unfallchirurgie und Sportmedizin, welche die Diagnose und Behandlung von Erkrankungen und Verletzungen des Bewegungsapparates auf ein neues Niveau hebt. Mit ihrer Fähigkeit zur präzisen 3D-Bildgebung, geringen Strahlenbelastung und schnellen Bildgebung (nur wenige Sekunden Untersuchungszeit) bietet das System zahlreiche Vorteile für Ärzte und Patienten. Verletzungen des Bewegungsapparates können so genau lokalisiert und beurteilt werden, was zu einer verbesserten Diagnose und Behandlung führt.

Während einige Herausforderungen bestehen, insbesondere in Bezug auf die Kosten und die Schulung des medizinischen Personals, ist zu erwarten, dass die DVT weiterhin eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Patientenversorgung in der Sportmedizin spielen wird, unterstützt durch fortlaufende technologische Entwicklungen und For­schung. Ergänzt um die komplementäre MRT-Diagnostik kann so eine umfassende Lösung für den Patienten in der Skelettdiagnostik bei schneller Verfügbarkeit und geringem Aufwand in der Praxis angeboten werden.

Aktueller Standard ist die Präzisionsernährung (Precision Nutrition). Sie kann mit praxisorientierten Maßnahmen wie periodisierter Makronährstoffzufuhr und individuellem Trinkmanagement höchst effektiv im Trainings- und Wettkampfalltag implementiert werden. 

Von „one-fits-all“ zu individualisierten Ernährungsempfehlungen

Lange Zeit lag der Fokus unterstützender Ernährungsmaßnahmen im Sport auf den Anpassungen in der Skelettmuskulatur. Daneben provoziert eine körperliche Belastung aber auch Anpassungen in anderen Organen. Begleitende Ernährungsmaßnahmen können die Darmabsorption verbessern und die Pufferkapazität des Blutes vergrößern. Der Ansatz des „one-fits-all“ vergangener Jahre hat sich daher zu Ernährungsstrategien entwickelt, die spezifische sportliche Ziele, Trainings- und Leistungsparameter sowie persönliche Labordaten berücksichtigen. Individualisierte Ernährungsempfehlungen sollen dynamischere Empfehlungen für Ernährung und Nahrungsergänzung liefern, die sich an verändernde Parameter im Umfeld eines Sportlers anpassen, idealerweise während seiner gesamten sportlichen Karriere. Dennoch haben diese Faktoren im praktizierten Ernährungsalltag vieler Aktiver bisher wenig Beachtung gefunden. 

Personalisierte Sporternährung – Schlüssel zum Erfolg?

In der personalisierten Sporternährung werden u. a. genetische und phänotypische Marker der Einzelpersonen eingesetzt, um spezifischere Ernährungsempfehlungen zur Leistungsverbesserung bereitzustellen. Kommerzielle Anwendungen und experimentelle Ansätze wie Mikrobiomprofilierung, Nutrigenomik und Nutrigenetik nutzen u. a. Gentesttechnologien, um individuelle genetische Unterschiede bei der Reaktion eines Sportlers auf Nährstoffe zu untersuchen. Diese können z. B. Einfluss auf den Stoffwechsel der Makronährstoffe oder die Absorption von Mikronährstoffen wie Calcium und Magnesium haben. Auf ihrer Basis sollen potenzielle Mikronährstoffmehrbedarfe oder Unverträglichkeiten identifiziert und Ernährungspläne entsprechend angepasst werden. Trotz der vielversprechenden Ansätze, des starken Wachstums und des prognostizierten Marktwerts kommerzieller personalisierter Ernährungssysteme fehlen derzeit noch wissenschaftliche Belege für einen zusätzlichen individuellen Nutzen für die Leistungsfähigkeit. Eine Ausnahme sind genetische Variationen bei der Verstoffwechs­lung von Koffein, die nachweislich die Ausdauerleistungsfähigkeit beeinflussen. 

Zudem ist derzeit noch nicht geklärt, wie Erkenntnisse der Gentesttechnologie unter Berücksichtigung persönlicher Lebensmittel- und Geschmackspräferenzen in ein verändertes Ernährungsverhalten integriert werden können. Detaillierte Informationen allein führen häufig nicht zu einer Verhaltensänderung. Daher werden, wie aktuell im Editorial des British Journal of Sports Medicine (2024), mehr pragmatisch orientierte Studienansätze im Bereich der Sporternährung gefordert. Die bestehende Handlungslücke kann geschlossen werden, wenn Empfehlungen konkretisiert und speziell auf Sportler abgestimmt werden, wie z. B. spezifische Trinkmengen auf Basis individueller Schweißverluste. Auch mit Blick auf die bevorstehende Fußball-Europameisterschaft im Hochsommer und den notwendigen Trink- und Kühlkonzepten für die Spieler kommt pragmatischen Empfehlungen in der Sporternährung eine besondere Bedeutung zu.

STATE OF THE ART: Präzisionsernährung 

Die Präzisionsernährung (engl. Precision Nutrition) konzentriert sich darauf, individualisierte, wissenschaftlich fundierte Sporternährungsstrategien zu entwickeln, die sowohl in Training, Wettkampf und Regenerationsphasen als auch in sportfreien Zeiten gezielt zur langfristigen Steigerung der Leistung eingesetzt werden. Die Methoden umfassen die Manipulation der Nährstoffverfügbarkeit vor, während und nach der Belastung sowie solche Praktiken, die den gesamten Körper durch Ernährungsinterventionen auf Training und Wettkampf vorbereiten. Dazu zählen die Kohlenhydratperiodisierung, „train low“- und „train high“-Konzepte, das „nutrient timing“-, „train the gut“-Verfahren, Kühltechniken z. B. in den dreiminütigen Cooling Breaks beim Fußball sowie präzisierte Trinkmengen zum Ausgleich der persönlichen Schweiß- und Elektrolytverluste nach dem Sport. Basierend auf evidenzbasierten, sportartspezifischen Richtlinien für die Makronährstoff- und Wasseraufnahme wie periodisierte Zufuhr von Kohlenhydraten und ein situationsspezifisches Trinkmanagement, sind Adaptationsprozesse einfach und praktikabel optimierbar. Zudem können individuelle Lebensmittelprofile und Geschmackspräferenzen berücksichtigt werden. 

Strukturierung und Planung sind elementar

Individualisierte Präzisions-Sporternährung unterliegt einem strukturierten und geplanten Prozess. Unter Beachtung des Trainingsplans lassen sich Makronährstoffrichtlinien und das Trinkmanagement leicht formulieren, ihre Umsetzung gut planen und in den Trainingsalltag integrieren. Dabei ist es z. B. notwendig, individuelle Schweißverluste zu kennen, um den Wasser- und Elektrolythaushalt optimal auszugleichen. Ein dreistufiger Prozess ermöglicht die routinemäßige Umsetzung der Präzisionsernährung. Zunächst werden spezifische, wissenschaftlich fundierte Informationen, Ernährungs- und Leistungsparameter sowie Laborwerte erfasst. Im zweiten Schritt werden evidenzbasierte Sporternährungsempfehlungen gemeinsam mit dem Athleten in praktische Handlungsanweisungen übertragen. Durch das Coaching beim direkten Kontakt mit Lebensmitteln, von der Exposition bis zum Verzehr, können Lebensmittel- und Geschmackspräferenzen weitgehend berücksichtigt werden. Der dritte Schritt beinhaltet die Überwachung von Gesundheits- und Leistungsparametern zur Feinjustierung der ergriffenen Maßnahmen. Präzisionsernährung ist dann erfolgreich, wenn sie Verhaltensänderungen direkt beim Sport und im Alltag, zum richtigen Zeitpunkt und in der realen Umgebung zur Folge hat.

Praxisbeispiel Trinkmanagement

In der Vorbereitung des Trainings erfolgt eine regelmäßige Getränkeaufnahme über z. B. mineralstoffreiches Mineralwasser, bis der letzte Urin direkt vor Sportbeginn eine klare oder maximal hellgelbe Färbung aufweist. Kommerzielle Teststreifen ermöglichen eine exakte Analyse. Die notwendigen Trinkmengen während des Trainings werden anhand der zu erwartenden Schweißverluste vorbereitet. Sie sollten so bemessen sein, dass ein Schweißverlust von mehr als 2 % des Körpergewichts zu keiner Zeit überschritten wird. Mit dem DiSE-Hydratationstest (siehe Grafik bzw. Download bei www.dise.online) können individuelle Schweißverluste leicht ermittelt werden. Nach der Aktivität werden die Wasser- und Elektrolytverluste auf Basis der individuellen Schweißmengen ausgeglichen. Mit dem Schweiß gehen die Elektrolyte Calcium und Magnesium durchschnittlich in einem Verhältnis von ca. 2:1 verloren. Daher ist ein mineralstoffreiches Mineralwasser mit einem entsprechenden Mineralstoffverhältnis wie Rosbacher nach dem Sport empfehlenswert. Die zusätzlich zur Basistrinkmenge aufzunehmende Wassermenge sollte 130 – 150 % der Schweißverluste betragen, d. h., ein Liter Schweiß (entsprechend ein Kilogramm Gewichtsverlust auf der Waage nach dem Sport) ist durch 1,3 bis 1,5 Liter Getränk zu ersetzen. Daher bieten sich auch mineralstoffhaltige Getränke wie das neue Rosbacher mit Zitronengeschmack an, um durch Abwechslung und Geschmacksvielfalt die hohen, notwendigen Trinkmengen leichter zu realisieren. Mit der Präzisionsernährung können individuelle Lebensmittel- und Geschmackspräferenzen berücksichtigt und eine hohe Adhärenz bei Sportlern erreicht werden. Sie bietet einen innovativen Ansatz, um entscheidende Wettbewerbsvorteile zu erzielen.

Seit mehreren Jahrzehnten wird intensiv an regenerativen Behandlungsmöglichkeiten für Knorpelschäden geforscht, um einen künstlichen Gelenkersatz zu vermeiden oder zumindest zu verzögern. Die konventionelle autologe Chondrozytenimplantation (ACI) mit körpereigenen Gelenkknorpelzellen hat trotz guten Erfolgen bei isolierten Knorpelschäden wesentliche Limitationen bezüglich der Anwendung bei Arthrose und wird bei Patienten über 55 Jahren nicht empfohlen. Andere regenerative Therapiemöglichkeiten (wie z. B. mesen­chymale Stromazellen aus Fettgewebe), zeigen zwar eine vorübergehende Linderung der Symptome, jedoch keine signifikante Wirkung bezüglich einer Knorpelregeneration. 

Nasenknorpelzellen

Am Departement Biomedizin Basel (DBM) arbeiten Forscher der Universität Basel und Kliniker des Universitätsspitals Basel Hand-in-Hand (unter der Leitung von Prof. Ivan Martin und PD Dr. Marcus Mumme). Die regenerativen und adaptiven Fähigkeiten der Nasenknorpelzellen werden hier seit ca. 25 Jahren erforscht. Nasenknorpelzellen bilden unabhängig vom Alter des Spenders gutes Knorpelgewebe und passen sich an die gelenkspezifische Umgebung, z. B. die Belastungen an. Außerdem können sie besser als Gewebe aus Gelenkknorpelzellen dem inflammatorisches Milieu widerstehen und zeigen auch anti-inflammatorische Eigenschaften. Gezüchteter körpereigener Nasenknorpel (N-TEC, „Nasal chondrocyte Tissue Engineered Cartilage“) wurde nach langer präklinischer Forschungszeit 2012 erstmal bei Patienten mit isolierten Knorpeldefekten angewendet (Mumme et al., 2016, The Lancet). Die im Rahmen dieser Studie operierten Patienten zeigten eine gute klinische Verbesserung bis zu fünf Jahren postoperativ. Radiologisch wurde knorpelproteinreiches Reparaturgewebe nachgewiesen, was für die Funktion des Knorpels wichtig ist. Basierend auf den Ergebnissen wurde eine internationale Phase II Studie initiiert mit 93 Patienten mit fokalen Knorpelschäden. Der Großteil der Patienten konnte von der Therapie profitieren. Die vollständigen Ergebnisse der Phase II Studie sind zur Publikation eingereicht.

Die Ergebnisse dieser Studien führten zu einer befristeten Bewilligung in der Schweiz, bei der erstmals auch Patienten mit isolierter patellofemoraler Arthrose mit dieser Technik behandelt wurden. Vorläufige Ergebnisse waren vielversprechend und führten zur Planung einer Phase II Studie für PFOA, bei der die Effektivität der Therapie im Vergleich zu Standardbehandlungen untersucht werden soll. Die Einschlusskriterien für diese klinische Studie umfassen nicht nur tiefgehende fokale patellofemorale Knorpelschäden und bipolare Läsionen (sowohl an der Patella als auch an der Trochlea) sondern auch leichte- oder fortgeschrittene Arthrose. Aktuell sind tibiofemorale Knorpelschäden und mediale / laterale Arthro­sen Ausschlusskriterien. Insgesamt werden in der randomisierten, kontrollierten klinischen Studie 150 Patienten zwischen 18 – 70 Jahren eingeschlossen und gegen Standardtherapien randomisiert.

Die internationale Forschungsgruppe dieses Projektes besteht aus dem Studienmanagement im Universitätsspital Basel (Sponsor, PD Dr. Marcus Mumme, Prof. Ivan Martin, https://biomedizin.unibas.ch/en/research/research-groups/martin-lab/knorpelregeneration) und weiteren zehn Behandlungszentren in acht europä­i­schen Ländern (Deutschland, Schweiz, Italien, Kroatien, Polen, Österreich, Niederlande & Schweden). In Deutsch­land können Patienten in der Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus, Lehrstuhl für Orthopädie der Universität Würzburg (Dr. Stephan Reppenhagen) und im Evangelisches Waldkrankenhaus Spandau in Berlin (Prof. Dr. Ulrich Nöth) teilnehmen. In der Schweiz rekrutieren wir in Basel und Zürich sowie in Österreich im Orthopädisches Spital Speising in Wien (Prof. Dr. med. Christian Albrecht). Die Knorpelimplantate werden am Departement Biomedizin (Universität Basel und Universitätsspital Basel) sowie am Universitätsklinikum Würzburg hergestellt. Das Projekt mit dem Namen „ENCANTO“ wird von der Europäischen Union im Rahmen des Horizon Europe Programms finanziert.

SportClinic Zurich (CH) – PD Dr. Marcus Mumme, mmumme@sportclinic.ch 

UniversitätsSpital Basel (CH) – Dr. Gyözö Lehoczky, gyoezoe.lehoczky@unibas.ch

Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus, Lehrstuhl für Orthopädie der Universität Würzburg – Dr. Stephan Reppenhagen, s-reppenhagen.klh@uni-wuerzburg.de

Evangelisches Wald-Krankenhaus Spandau, Berlin (D) – Prof. Dr. Ulrich Nöth, ulrich.noeth@jsd.de

Orthopädisches Spital Speising, Wien (A) – Prof. Dr. med. Christian Albrecht, christian.albrecht@oss.at 

Das Project ENCANTO (ENgineered CArtilage from Nose for the Treatment of Osteoarthritis) wird von der Europäischen Union im Programm HORIZON-HLTH-2023-TOOL-05 #101137315 gefördert.

Bandverletzungen am Sprunggelenk sind häufig, was sich in mehr als einer Millionen Arztbesuche pro Jahr weltweit und täglich 8.000 OSG-Distorsionen in Deutschland niederschlägt. Ein Großteil davon ist sportbedingt und sowohl für den Sportler als auch für den Verein ist ein möglichst schnelles Ausheilen der Verletzung von großem Interesse. 

Neben dem klassischen PECH-Schema finden häufig auch Salben zur Abschwellung und Schmerzreduktion Verwendung, insbesondere da orale NSAR ein nicht unerhebliches Nebenwirkungs-/Komplikationsprofil aufweisen und zu dem in letzter Zeit auch aufgrund der zu starken Entzündungshemmung statt -auflösung weniger eingesetzt werden. Der letzte Punkt gilt auch für topische NSAR wie z. B. Diclofenac-Gel, dem bisherigen Goldstandard. Aktuell wird sich mehr und mehr auf die beschleunigte Entzündungsauflösung fokussiert, statt die damit verbundenen Entzündungswege unphysiologisch z. B. mit NSAR zu hemmen. Traumeel-Gel ist ein etabliertes Komplexpräparat bestehend aus 14 natürlichen Komponenten, das diese entzündungsauflösenden Wege auf mehreren Ebenen unterstützt. Die vorliegende Studie sollte die Wirksamkeit und Sicherheit von Traumeel Gel (Traumed) im Vergleich zu Diclofenac und Placebo untersuchen.

Methodik

Es handelt sich um eine multizentrische, prospektive, randomisierte, doppelblinde konfirmatorische Studie mit 3 Armen. Untersucht wurden die Auswirkungen einer siebentägigen topischen Behandlung mit den beiden genannten Wirkstoffen und Placebo bei akuten Bandverletzungen Grad 1 und 2 am Sprunggelenk. 3 g der verblindeten Präparate wurden 3x täglich 7 Tage lang aufgetragen. Der Krankheitsverlauf wurde insgesamt 14 Tage dokumentiert. Aufgrund der frischen Verletzung erhielten alle Teilnehmer einen elastischen Verband und für 4 Tage wurde die Verwendung von Gehstützen empfohlen. Ab dem 7. Tag wurde bei Grad 2 Verletzungen gegebenenfalls auch eine semi-rigide Orthese verwendet. Bis zu 3 Elemente der Pechbehandlung durften verwendet werden.

Ergebnisse

Es zeigte sich, dass Traumeel Gel bezüglich der Schmerzreduktion nach 4 und 7 Tagen gegenüber Placebo überlegen, gegenüber Diclofenac-Gel nicht unterlegen bzw. sogar überlegen war. Auch die VAS-Werte bei passiver Bewegung verbesserten sich signifikant im Vergleich zu Placebo-Gel und Diclofenac-Gel. Tr14 Gel verbesserte die absoluten VAS-Werte für Schmerzen im Ruhezustand während der Studie im Vergleich zu Placebo-Gel. Im Vergleich zu Diclofenac war Tr14 nicht unterlegen. Die Gelenkfunktion (FAAM ADL) zeigte eine signifikante Verbesserung nach Anwendung von Traumeel Gel im Vergleich zu Placebo-Gel und war nicht unterlegen gegenüber Diclofenac-Gel.

Für die Schmerzen bei passiver Bewegung betrug die Zeit bis zur 50 %-igen Verbesserung 6,0 Tage in der Traumeel-Gel-Gruppe und 7,1 Tage in der Placebo-Gel-Gruppe. Im Vergleich Traumeel vs. Diclofenac betrug die Zeit bis zur 50 %-igen Verbesserung 6,0 Tage bzw. 7,0 Tage. Für Schmerzen im Ruhezustand betrug die Zeit bis zur 50 %-igen Verbesserung 4,0 Tage in der Traumeel-Gel-Gruppe und 6,0 Tage in der Placebo-­Gel-Gruppe, der Vergleich Traumeel vs. Diclofenac zeigte einen ähnlichen Unterschied (4:6 Tage), der jedoch nicht signifikant war. Somit waren die Patienten mit Traumeel Gel im Schnitt schneller signifikant schmerzreduziert. 

Sicherheit

Bei 18 der 625 Patienten traten 20 Nebenwirkungen eher geringen Ausmaßes, auf, wovon die häufigsten nicht Präparat assoziierte Symptome wie Kopfschmerzen und trockene Haut waren. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Studienarmen waren eher auf zufällige Variationen zurückzuführen.

Kommentar

Die Studie zeigt, dass Traumed Gel eine statistisch signifikante Schmerzlinderung bewirkt, die sogar klinische Relevanz hat. Die Studie bestätigt den aktuellen Trend in der Sportmedizin, dass es bei Verletzungen weniger darauf ankommt, die Entzündungsentstehung zu hemmen, sondern vielmehr die physiologische und für den Körper notwendige Entzündungsreaktion unterstützend wieder rascher aufzulösen. Daher sollten NSAR möglichst nur in der Initialphase der Verletzung gegeben werden, wenn überhaupt erforderlich, um dann die Entzündungsauflösung und somit die Heilung nicht zu verzögern. 

Dabei variieren sie auch hinsichtlich der unterstützten Körperregionen, wie Rücken, Schultern, Beine, Handgelenke, Nacken oder mehr oder weniger Ganzkörper unterstützende Systeme. Zusätzlich unterscheidet man Exoskelette nach der Art des Unterstützungsmechanismus. Einige sind aktiv und nutzen elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe, während andere passiv sind. Bei passiven Exoskeletten nimmt eine Feder oder ein Expander eine Kraft auf (z. B. beim Vorneigen des Rumpfes), die es in der unterstützten Bewegungsrichtung (Aufrichtung) wieder abgibt und somit einen Teil der sonst reinen Muskelarbeit übernimmt. Hierunter fallen auch so genannte Softexoskelette, die keine festen Strukturen in ihren kraftleitenden Körperanbindungen enthalten. Hybride Systeme kombinieren passive Kraftunterstützung mit kleinen Stellmotoren, um diese zu aktivieren oder zu regeln. 

Die ersten, der auch heute noch verfügbaren kommerziell vertriebenen medizinischen oder industriellen Exoskelette, gibt es seit etwas mehr als zehn Jahren. Aktuell finden sich derzeit weit mehr als 100 Systeme auf dem Markt, die sich alle in Bezug auf ihre möglichen Einsatzgebiete, Eigengewicht, Stärke, Körperschnittstellen, Aufbau und Funktion unterscheiden. Nach der Entscheidung, dass ein Exoskelett für den betrachteten Menschen oder Anwendungsfall eine geeignete Maßnahme darstellt, liegt für Anwendende nun die Herausforderung in der Auswahl des bestgeeigneten Exoskeletts für eine Erprobung. 

Exoskelette und junge Leute

Bei körperlich anspruchsvollen Tätigkeiten führen Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE), insbesondere der Wirbelsäule und Schultern, zu einer hohen Anzahl an Fehltagen. Es ist daher dringend geboten, Arbeitnehmende besser zu schützen, besonders angesichts des Fachkräftemangels und einer alternden Belegschaft, was den Bedarf an nachhaltiger Entlastung weiter steigert. Auch wenn die Anzahl MSE-bedingter Arbeitsunfähigkeitstage zwischen dem 30. und dem 60. Lebensjahr fast exponentiell zunimmt, ist davon auszugehen, dass die Ursachen für diese im Alter auftretenden Verschleißerkrankungen bereits schon früher erworben wurden. Eine gute körperliche Verfassung kann dazu verleiten, die eigenen Grenzen zu überschreiten. Junge Mitarbeitende nehmen oft höhere Belastungen auf sich, sei es aufgrund von Selbstüberschätzung oder betrieblichen Erwartungen. Im Alter auftretende Bandscheibenschäden können somit ihren Ursprung bereits sehr viel früher gehabt, weshalb es entscheidend ist, junge Menschen vor hohen Belastungen zu schützen. 

Unternehmen suchen verstärkt nach ergonomischen Maßnahmen, um Menschen bei körperlich anspruchsvollen Tätigkeiten zu entlasten. Dieser Trend wird durch eine alternde Belegschaft und den steigenden Mangel an Arbeitskräften befeuert. Wenn die Gefahren gemäß dem (S)TOP-Prinzip des Arbeitsschutzes nicht beseitigt / substituiert werden können und auch technische sowie organisatorische Maßnahmen erschöpft sind oder nicht möglich sind, sind personenbezogene Maßnahmen erforderlich. In diesem Kontext werden in vielen Unternehmen Exoskelette diskutiert und in Betracht gezogen. Um ein realistisches Bild und Verständnis der Wirkweise und Unterstützung von Exoskeletten zu bekommen ist eine verständliche und möglichst erlebbare Aufklärung entscheidend und sollte bereits in der Ausbildung beginnen. Junge Fachkräfte werden dadurch gestärkt, neue Impulse in die Unternehmen mitzubringen und können somit wiederum selbst zu einer Verbreitung neuer Technologien beitragen. 

Exoworkathlon: ein Standard für die Erhebung von Exoskelett-Funktionen für die Primärprävention

Wie werden Exoskelette subjektiv empfunden? Wie verändert sich die Tätigkeit? Ist die Tätigkeit subjektiv weniger anstrengend? Ändert sich die Durchführungszeit? Ermüdet man später? Kann man dies leistungsphysiologisch objektivieren? Wirkt sich die Nutzung eines Exoskelettes auf die Durchführungsqualität beim Arbeiten aus? Mit dem Exoworkathlon® ist ein einfach verständliches Studienformat entstanden, das sich für Vertreter diverser Berufsgruppen, Versicherer, Vertreter der BAuA, Ausbilder, Berufsschüler und Hersteller von Exoskeletten so bewährt hat, dass daraus in den nächsten Wochen ein weltweiter Standard (als Standard of Practice der American Society for Testing & Materials international F48 Normungsgruppe) wird. An über 125 Probanden konnte gezeigt werden, dass die Arbeit zwischen 20 – 35 % weniger subjektiv anstrengend ist. Durch 46 Schweißer konnte gezeigt werden, dass bestimmte (vor dem Körper und über dem Kopf) Nähte mit Schulterexoskelett subjektiv 20 % weniger anstrengend durchzuführen sind. Das Herzminutenvolumen nach einer Stunde Schweißen mit Exoskelett ist signifikant geringer als ohne Exoskelett (vermessen mittels Impedendanzkardiographie). Zudem ist die Güte der Schweißlinie signifikant besser. Letzteres erklärt sich damit, dass die Durchführung „länger langsam“ durchgehalten wird. Schweißen ist eine sehr anspruchsvolle Abstimmung aus Grob- und Feinmotorik. Bei Ermüdung und Muskelschmerz droht, dass man die Linie schneller „durchzieht“, damit aber die lokale Temperatur nicht ausreichend für die Schweißgüte ist. 

Wer profitiert?

Bei folgenden Berufsgruppen wurden bisher, da trotz STOP-Prinzip „P‘s übrigbleiben“, Exoskelette in Exoworkathlon erfolgreich erprobt: Schweißer, Handwerksberufe im Trockenbau, Kfz-Mechatroniker, Berufe in der Obst und Gemüseernte, Logistik-Werker.

Daumenregel: mindestens eine Stunde monotone physische Tätigkeit pro Tag, dann kann es sich lohnen.  

Exo User Survey: Ein neues internationales Studienformat für Langzeit­effekte von Exoskeletten

Degenerieren die Muskeln unter dem Exoskelett, wenn ich lang damit arbeite? Werden benachbarte Regionen kritisch überbelastet und verschiebt sich lediglich das Schadensmuster? Oder bleibt die Zufriedenheit langfristig hoch? Bei Ford USA und Toyota USA konnten in mehrjährigen Versuchen statistisch Krankheitskosten in spezifischen Montagelinien reduziert werden. Im Ford Werk Valencia werden seit über zwölf Monaten Exoskelette dauerhaft genutzt. Ab 30 Grad Umgebungstemperatur überwiegt das Schwitzen und die Exoskelette werden nicht mehr genutzt. Weitere Langzeitergebnisse fehlen. Wie lassen sich Werker prospektiv pseudonymisiert befragen? Wie kann eine kritische Fallzahl erreicht werden für die durch Startups geprägte Firmenwelt? Dazu haben Fraunhofer IPA und Universität Stuttgart Institut IFF den Exo User Survey als prospektive Langzeitstudie geschaffen in Kooperation mit Exoskelett-Herstellern. Werker, die Exoskelette nutzen, können bisher auf Deutsch, Japanisch, Koreanisch, Spanisch, Englisch einen DSGVO-konformen sicheren Web-Fragebogen mehrzeitig ausfüllen. Der Studienstart ist Mai 2024.

Seminarformat „Re-Integration into Work“: präventive Exoskelette zur Sekundär- und Tertiärprävention

Können präventive Exoskelette auch bei Rückenschmerz in der Logistik eingesetzt werden? Gewährleisten dies heute bereits Inverkehrbringer? Gibt es bereits bekannte Fälle? Können Exoskelette zum Behinderungsausgleich eingesetzt werden? Gibt es Lösungen oder was fehlt für die Reintegration in die Tätigkeit nach einem akuten oder chronischen Muskelskelettleiden? Diese Aspekte werden im September 2024 auf dem Rehacare Symposium „Re-Integration into work“ durch Fraunhofer IPA und Universität Stuttgart Institut IFF diskutiert und auf einer Sonderfläche visualisiert. Übrigens: Ab Juni wird ein Expertenteam den Indikationsprozess für Exoskelette für und mit den 17 Inklusionsämtern in Deutschland gestalten.

Von biomechanischen Ungleichgewichten bis hin zu Heilungsprozessen des Gewebes – jeder Aspekt erfordert präzise Aufmerksamkeit, um eine umfassende Rehabilitation und Leistungssteigerung zu ermöglichen. Diese Herangehensweise verbessert nicht nur die Resultate, sondern unterstreicht auch die Bedeutung einer maßgeschneiderten, persönlichen Betreuung, die die individuellen Bedürfnisse unserer Patienten berücksichtigt.

Bedeutung der physikalischen Therapie

Neben operativer Therapieverfahren, medikamentöser und orthobiologischer Therapie, aktiver und passiver Übungstherapie bzw. Physiotherapie, nutritiver Therapie, Psychotherapie und Patientenedukation hat die physikalische Therapie einen besonderen Stellenwert in der umfassenden Behandlung muskuloskelettaler Beschwerden. Die Grundlage der physikalischen Therapie ist der Energietransfer am Körper, welcher in allen erdenklichen physikalischen Formen der Energie angewandt wird: Schallwellen (Stoßwellentherapie, Ultraschalltherapie), elektromagnetische Strahlung (Lasertherapie, Strahlentherapie), thermische Verfahren (Wärme-/Kältetherapie), elektrischer Strom (TENS/EMS, Nieder-/Mittel-/Hochfrequenz-Therapie, Hochvolt-Therapie) und Magnetfelder (oszillierendes/statisches Magnetfeld, Kernspinresonanz-Therapie). Bei vielen dieser Therapieverfahren ist häufig nicht klar, welche Mechanismen im Körper ausgelöst werden – teilweise ist nicht einmal klar ersichtlich, welche physikalischen Vorgänge an den Therapiegeräten selbst ausgelöst werden. Daher muss eine kritische Auseinandersetzung mit der vorhandenen Evidenz erfolgen: für die Extrakorporale Stoßwellentherapie (ESWT) existiert aktuell die beste Evidenzlage, bislang wurde nicht nur die klinische Wirkung bei zahlreichen Indikationen nachgewiesen, sondern auch unzählige biologische Wirkmechanismen definiert, z. B. die Reduktion von Schmerz und Entzündung über Substanz P in C-Nervenfasern, Reduktion des Muskeltonus durch Änderungen an der neuromuskulären Endplatte und Stimulation von Mirkozirkulation, Lymphabfluss und des zellulären Stoffwechsels. Für Ultraschalltherapie wurden zwar ebenfalls Effekte in der Literatur beschrieben, jedoch in deutlich geringerem Umfang als bei der ESWT. Die Strahlentherapie besitzt definitiv Wirksamkeit, sollte jedoch aufgrund der hohen Invasivität komplexen, therapierefraktären Fällen bei nicht-onkologischen Indikationen vorbehalten sein. Auch bei der Behandlung mit Laserstrahlen konnte für die Wellenlänge von 905 nm eine biologische Wirkung auf Nozizeptoren und den Prostaglandin-Stoffwechsel nachgewiesen werden, jedoch ist die Evidenzlage gerade aufgrund der vielen potenziellen Wellenlängen (zwischen 400 nm – 1200 nm) und weiteren physikalischen Parametern (Absorption, Energiedichte, Frequenz, etc.) sehr inhomogen. 

Die Applikation von Wärme und Kälte ist bereits weit verbreitet, insbesondere für Kältetherapie sind widersprüchliche Meinungen in der Literatur vorherrschend: einerseits ist zwar der analgetische und abschwellende Effekt beschrieben, jedoch wird gewarnt, dass Kälte auch die zelluläre Regeneration bremsen könnte und daher nur bedingt eingesetzt werden sollte. Die beiden auf den ersten Blick konträren Standpunkte können unter der Berücksichtigung der Verletzungsphasen in Einklang gebracht werden: in der initialen destruktiven Phase, in der das beschädigte Gewebe beseitigt wird und Schmerz und Schwellung im Vordergrund stehen, erscheint die Applikation von Kälte zur Symptomlinderung als sinnvoll. In der darauffolgenden Regenerationsphase, in der neues Gewebe aufgebaut werden soll und die zelluläre Proliferation im Vordergrund steht, scheint die stoffwechsel-bremsende Kälteapplikation tatsächlich hinderlich zu sein. Bei chronischen inflammatorischen Prozessen kann Cryo­therapie helfen, um den andauernden Entzündungskreislauf zu durchbrechen. Eine besondere Art der Kälteanwendung stellt die neuroreflektorische hyperbare CO2-Kältetherapie dar, bei der nicht nur eine lokale Kältereaktion vermittelt wird, sondern durch die rasche Abkühlung einer Extremität auch eine systemische Kältereaktion, die mutmaßlich die Wirkung verstärkt. Für die weiteren physikalischen Therapieverfahren, der Elektrotherapie und der Magnetfeldtherapie, existieren insgesamt kaum wissenschaftlich belastbare Daten. Es ist zwar zu betonen, dass fehlende Evidenz nicht mit fehlender Wirkung gleich­gesetzt werden darf, jedoch ist bei unzureichender Informationslage zu den biophy­sikalischen Wirkprinzipien eine Ein­schätzung zum möglichen Stellenwert der Therapieverfahren kaum möglich.

„Dreifaltigkeit der physikalischen Therapie“

Die drei Verfahren mit den vielversprechendsten Ansätzen, Stoßwellentherapie, Cryotherapie und Lasertherapie haben sich den Spitznamen der „Dreifaltigkeit der physikalischen Therapie“ verdient. Allerdings fehlt zum aktuellen Zeitpunkt jegliche Evidenz zur Überlegenheit der Kombination dieser Therapiemodalitäten im Vergleich zur alleinigen Anwendung einzelner Verfahren. Deshalb ist es die Aufgabe zukünftiger Forschungsprojekte, die Kombination mehrerer Verfahren mit den einzelnen Verfahren innerhalb einer Studie zu vergleichen, um neue Erkenntnisse über Kombinationstherapien zu erhalten.

Verbessert Künstliche Intelligenz (KI) die modernde Radiologie? „KI wird den Radiologen ersetzen“: Diesen Satz hörte man vor einigen Jahren auf sämtlichen Kongressen. Der Hype um die KI hat im Laufe der Zeit wieder abgenommen, da mehr Verständnis für den potenziellen Einfluss innerhalb der Radiologie entstanden ist. In der aktuellen Studie in Nature Medicine
wurde gezeigt, dass auch individuelle Unterschiede von Ärzten die Interaktion zwischen Menschen und KI entscheidend beeinflussen könnten. Nicht immer ergibt sich dadurch eine Verbesserung. 

Grundproblematik: Heterogenität

Die Autoren untersuchten, wie sich KI-Tools auf die Performance von 140 Radiologen bei 15 röntgenologischen Pathologien auswirkt. Die Analyse umfasste 324 Patientenfälle mit pathognomonischen Merkmalen. Unzählige Studien haben einen positiven Nutzen der KI hinsichtlich diagnostischer Performance beschrieben – diese Arbeiten haben jedoch die radiologische Ärzteschaft immer als eine große, homogene Gruppe angesehen und allenfalls den durchschnittlichen Effekt von KI-Tools auf die Performance erörtert werden. Es bleibt unklar, welche Radiologen von KI-Tools wirklich profitieren und ob es überhaupt immer einen klaren Benefit gibt. Die Studie hat gezeigt, dass die Auswirkungen der KI-Unterstützung auf die teilnehmenden Radiologen sehr variabel sind: Bei einzelnen Radiologen verbesserte sich die Performance, bei anderen verschlechterte sie sich sogar. Faktoren hinsichtlich des Niveaus der Radiologen (Praxiserfahrung, Subspezialisierung, KI-Erfahrung) waren keine Prädiktoren dafür auf den Einfluss der Performance. Interessanterweise ergab eine schlechte Ausgangsleistung auch mit KI-Unterstützung eine schlechtere Performance. Das Gleiche galt für zur Baseline gut performender Radiologen, sie lieferten mit und ohne KI eine gute Leistung ab. Es gab aber auch ein weniger überraschendes Ergebnis: Akkuratere KI-Tools steigerten die Performance. Die Forschenden weisen darauf hin, dass sich aus ihren Ergebnissen keine Erklärungen dafür ablesen ließen, warum und wie KI die Performance von Ärzten unterschiedlich beeinflusst. Es zeigt allerdings, wie variabel der Einfluss von KI auf die Radiologie sein kann. 

Implementierung von KI: Wann und wie?

Eine enge Kooperation zwischen Entwickler und klinischen Anwender muss helfen zu verstehen, wer von der KI-Hilfe profitiert und wer davon negativ betroffen ist (Nutzen maximieren, potenziellen Schaden verhindern). KI-Vorhersagen mit geringeren Fehlern haben bei allen Pathologien zu besseren Behandlungseffekten geführt, was die Bedeutung der Entwicklung unterstützender KI-Modelle unterstreicht. Die Autoren unterstreichen, dass Erklärungen für KI-Vorhersagen geliefert oder nuancierte radiologische Berichte erstellt werden sollten, damit der Radiologe gezielte Information extrahieren kann. In der Arbeit wird weder die Lernkurve der KI noch die Komplexität der Patientenfälle beachtet – was auch nahezu unmöglich darstellbar ist. Die KI wird vermutlich vor allem in der Zeiteffizienz von Messmethoden eine relevante Rolle spielen. Viele Messungen (Distanz, Winkel, Koeffizienten) können relativ einfach durch die KI durchgeführt werden – mehr noch, vermutlich sogar besser. Einfache Winkelmessungen zeigen unter Radiologen teils grobe Differenzen, was durch die Subjektivität des Untersuchers getriggert wird (siehe dazu Maeda Y, Nagura T, ­Nakamura M, et al. Automatic measurement of the Cobb angle for adolescent idiopathic scoliosis using convolutional neural network. Sci. Rep. 2023; 13:). Durch KI und die Nutzung neuronaler Netzwerke könnten fehlerbehaftete und zeitaufwendige Messparameter möglicherweise schneller und besser standardisiert werden. 

Letztlich zeigt sich in der Radiologie ein ähnliches Bild wie in der Kardiologie hinsichtlich der automatischen EKG-Analyse: Noch viele Jahre werden wir die Messungen und KI-­Anwendung verifizieren und supervidieren müssen, bis sie dann mit entsprechendem Vertrauen den Einzug in die Diag­nostik halten kann. 

Aufgrund der Dynamik und physischen Komponente dieser Sportarten werden sich Verletzungen auch in ferner Zukunft nicht gänzlich verhindern lassen. Da jede Verletzung sowohl einen individuellen als auch mannschaftsbezogenen Nachteil mit sich bringt, ist es das Ziel, die zu verhindernden Verletzungen seitens eines Athletiktrainers oder Trainers zu reduzieren. Kopfverletzungen, die im Eishockey einen hohen prozentuellen Anteil abbilden, zählen beispielsweise nicht dazu, da diese in 98 % der Fälle aus einem direkten Kontakt resultieren und somit durch Interventionen seitens eines Athletiktrainings nicht verhindert werden können [1]. Betrachtet man hingegen die Mechanismen der Verletzungen der unteren Extremität, lässt sich feststellen, dass beispielsweise am Oberschenkel prozentuelle Anteile von 29 % auf „non-contact“ Mechanismen zurückzuführen sind [1]. 

Würde man somit Lösungen schaffen, diese „non-contact“ Verletzungen (NCI) zu reduzieren, würde dies in einer positiven Veränderung im Gesamtanteil der verletzungsbedingten Ausfälle resultieren. Theoretische Ansätze, die diese Zielstellung behandelten, beinhalten häufig die Verletzungsprävention dieser NCI durch Erhebung des Acute Chronic Workload Ratio (ACWR) oder durch Ermittlung subjektiver Parameter, wie beispielsweise dem „sessional rating of perceived exertion“ (sRPE) oder „Training Impulse“ TRIMP [2 – 6] highlighting the importance of injury prevention programs. Recent methods, such as acute: chronic workload ratios (ACWR). Ziel jedes Sportvereins- / oder Verbands ist es jedoch, effizient und ohne hohen Mehraufwand dieser Zielstellung nachzukommen. Implementiert man neben bestehenden Interventionen eine weitere, wie die genannten sRPE oder den ACWR, stellt dies einen zeitlichen Mehraufwand dar. Ziel ist es, eine Verletzungsprävention von NCI zu implementieren, die keine erhöhte Manpower erfordert. 

Leistungsbezogene Parameter

Eine Möglichkeit, die diese Kriterien im theoretischen Konstrukt erfüllen würde, wäre die Erhebung von leistungsbezogenen Parametern, wie sie etwa GPS-Parameter liefern. Im Rugby, Fußball oder weiteren Outdoor-Sportarten lassen sich GPS-Parameter seit einigen Jahren nicht mehr wegdenken, da sie wertvolle und objektive Daten liefern [7 – 12]. Projiziert man diese GPS-Parameter auch auf Indoor- Sportarten wie Handball, Volleyball oder Eishockey spricht man von Local Positioning System Parametern (LPS), die jedoch dieselben Daten liefern, allerdings mithilfe anderer technologischer Eigenschaften. Betrachtet man diese Möglichkeit nun im Hinblick auf die Zeiteffizienz, lässt sich feststellen, dass sich dieses System seit einigen Jahren auch im deutschen Eishockey festgesetzt hat. Die bestehenden LPS stellen damit eine mögliche Datenquelle dar, anhand derer eine Verletzungsprävention durch Ermittlung der leistungsbezogenen Parameter implementiert werden kann. Mit dieser Möglichkeit befasst sich die im Anschluss beschriebene retrospektive Untersuchung im professionellen Eishockey, die das Ziel hatte, anhand von LPS eine semiautomatisierte Information in Bezug auf die Verletzungswahrscheinlichkeit liefern zu können.  

Retrospektive Untersuchung im Eishockey

Um dieser genannten Fragestellung nachzukommen, wurde wie oben angedeutet eine retrospektive Betrachtung einer Mannschaft der Deutschen Eishockey Liga (DEL) zwischen der Saison 16 / 17 und 21 / 22 durchgeführt. Hierzu wurden die LPS-Daten und die BG-Verletzungsmeldungen herangezogen. Die BG-Verletzungsmeldungen wurden auf Verletzungen der UEX mit einem „non-contact“ Mechanismus analysiert, wodurch anhand dieser genannten Einschlusskriterien im Zeitraum von 2016 bis 2022, 29 NCI der UEX erfasst werden konnten. Der Verletzungseintritt wurde bei Spielern mit eingetretener Verletzung markiert und jegliche nachkommenden LPS-Daten extrahiert. Nach dieser Sichtung ergaben sich beim Kollektiv der unverletzten Athleten (n = 48) 6.235 LPS-Einzeldaten und beim Kollektiv der verletzen Athleten (n=29) 2.960 Einzeldaten, was einem Gesamtkollektiv von 77 Spielern und 9.195 Einzeldaten entsprach. Die Einzeldaten bezogen sich auf eine Spiel- / oder Trainingseinheit und umfassten jeweils die LPS Parameter Covered Distance (CD), Acceleration Load Low (AL), Acceleration Load High (AH), Acceleration Load Medium (AM), Acceleration Load very High (AvH), Acceleration Load very low (AvL), High Metabolic Power Distance (HMPD), Accelerations (A), Decelerations (D) und die Time on Ice (ToI), die durch das System von KINEXON ermittelt wurden. Diese zehn ermittelten Parameter sind in Tabelle 1 schematisch dargestellt und können anhand der zugehörigen Definition besser nachvollzogen werden. 

Dieser bestehende Datensatz stellte schlussendlich die Quelle für die Untersuchung der Forschungsfrage dar. Detailliertes Ziel dieser Forschungshypothese war es, anhand dieser beschriebenen zehn LPS-Parameter einen Algorithmus anhand von Formeln zu entwickeln, der eine Verletzungswahrscheinlichkeit vorhersagen kann. Um anhand dieser Parameter signifikante Formeln erstellen zu können, wurden jegliche Parameter einer Korrelationsanalyse und einer linearen Regression unterzogen, um für Implementierung der Formeln ausschließlich statistisch signifikante Parameter zu erhalten. Es zeigte sich hierbei, dass die Parameter AvH, AvL, HMPD, D, ToI und die CD sich als anpassungsfähig erwiesen, wodurch die folgenden Formeln anhand dieser sechs Parameter formuliert wurden. Die fünf Formeln wurden als Injury Indicators (II) definiert, da sie fortan als Indikatoren dienen sollen, die eine Verletzungswahrscheinlichkeit anzeigen. Diese fünf II wurden anhand verschiedener Betrachtungsweisen formuliert.  Diese Betrachtungsweisen sind in Tabelle 2 aufgeführt und zeigen die daraus resultierenden fünf II. Unabhängig der Betrachtungsgrundlage ist die Time on Ice (ToI) innerhalb jeder II Formel integriert, da diese den Umfang der Spiel-/ oder Trainingseinheit angibt. Nach statistischer Untersuchung dieser fünf II stellten sich jedoch nur II3 und II3v als anwendbare Indikatoren dar, wodurch das anschließend durchgeführte Train and Test Modell nur anhand der zwei genannten II durchgeführt wurde. Das Train and Test Modell untersuchte mithilfe eines „Train- Datensatz“ mit der Stichproben Größe von 62 Probanden das Ausmaß der Anpassungsfähigkeit an den „Test- Datensatz“, der sich aus einer Stichprobengröße von 15 Probanden bildete. Es zeigte sich anhand dieses Modells, dass sowohl II3 als auch II3v anhand der ermittelten statistischen Parameter eine hohe Wahrscheinlichkeit besitzen, ein Erklärungsbeitrag zur Vorhersage von NCI der UEX im professionellen Eishockey liefern zu können. 

Verletzungsvorhersage allein durch LPS- Parameter 

Die ermittelten statistischen Parameter für II3 und II3v zeigen eine vielversprechenden Erklärungsbeitrag und damit ein hohes Potenzial, um zukünftig die Vorhersage der Verletzungswahrscheinlichkeit positiv beeinflussen zu können. Jedoch weist die Form des Untersuchungsdesigns auch Schwächen auf, die diese vielversprechende Anpassungsfähigkeit relativieren. Das hier gewählte Studiendesign betrachtete die Fragestellung ausschließlich retrospektiv, wodurch sich keine Aussage treffen lassen kann, wie anpassungsfähig das Modell in der prospektiven Betrachtung ist. Die hier ermittelten statistischen Parameter deuten zwar eine hohe Übereinstimmung an, jedoch müsste diese in weiteren prospektiven Untersuchungen beurteilt werden. Zudem wäre es um die angesprochene zeitliche Effizienz zu gewährleisten sinnvoll, einen Algorithmus zu entwickeln der relevante Parameter wie Verletzungen, Alter oder den aktuellen Fitnesszustand in die Injury Indikators einpflegt, um eine umfängliche, dennoch effiziente Information bezüglich der Verletzungswahrscheinlichkeit zu erhalten. Bei Bestehen dieser ganzheitlichen Formel könnten im langfristigen Betrachten individuelle „Schwellenwerte“ für Spieler errechnet werden, die bei erreichen automatisiert an den Athletiktrainer oder Trainer rückgemeldet werden, um ihnen so eine Interventionsmöglichkeit zu bieten. 

Literatur

[1] „VBG Sportreport 2018“, 2018, [Online]. Verfügbar unter: file:///C:/Users/PC-Desktop/Downloads/VBG-Sportreport_202018.pdf

[2] D. Maupin, B. Schram, E. Canetti, und R. Orr, „The Relationship Between Acute: Chronic Workload Ratios and Injury Risk in Sports: A Systematic Review“, Open Access J Sports Med, Bd. 11, S. 51–75, Feb. 2020, doi: 10.2147/OAJSM.S231405.

[3] J. L. Bigg, A. S. D. Gamble, und L. L. Spriet, „Internal Physiological Load Measured Using Training Impulse in Varsity Men’s and Women’s Ice Hockey Players Between Game Periods“, J Strength Cond Res, Bd. 35, Nr. 10, S. 2824–2832, Okt. 2021, doi: 10.1519/JSC.0000000000004120.

[4] J. L. Bigg, A. S. D. Gamble, und L. L. Spriet, „Internal Load of Male Varsity Ice Hockey Players During Training and Games Throughout an Entire Season“, Int J Sports Physiol Perform, Bd. 17, Nr. 2, S. 286–295, Feb. 2022, doi: 10.1123/ijspp.2021-0089.

[5] J. L. Bigg, A. S. D. Gamble, und L. L. Spriet, „Internal Load of Female Varsity Ice Hockey Players During Training and Games During a Season“, Int J Sports Med, Bd. 43, Nr. 4, S. 357–365, Apr. 2022, doi: 10.1055/a-1555-3484.

[6] R. Andrade u. a., „Is the Acute: Chronic Workload Ratio (ACWR) Associated with Risk of Time-Loss Injury in Professional Team Sports? A Systematic Review of Methodology, Variables and Injury Risk in Practical Situations“, Sports Medicine, Bd. 50, Sep. 2020, doi: 10.1007/s40279-020-01308-6.

[7] M. Guitart u. a., „Use of GPS to measure external load and estimate the incidence of muscle injuries in men’s football: A novel descriptive study“, PLOS ONE, Bd. 17, Nr. 2, S. e0263494, Feb. 2022, doi: 10.1371/journal.pone.0263494.

[8] J. S. Theodoropoulos, J. Bettle, und J. D. Kosy, „The use of GPS and inertial devices for player monitoring in team sports: A review of current and future applications“, Orthop Rev (Pavia), Bd. 12, Nr. 1, S. 7863, Apr. 2020, doi: 10.4081/or.2020.7863.

[9] B. Luu u. a., „Machine Learning Outperforms Logistic Regression Analysis to Predict Next-Season NHL Player Injury: An Analysis of 2322 Players From 2007 to 2017“, Orthopaedic Journal of Sports Medicine, Bd. 8, S. 232596712095340, Sep. 2020, doi: 10.1177/2325967120953404.

[10] F. Ehrmann, C. Duncan, D. Sindhusake, W. Franzsen, und D. Greene, „GPS and Injury Prevention in Professional Soccer“, Journal of strength and conditioning research / National Strength & Conditioning Association, Bd. 30, Juli 2015, doi: 10.1519/JSC.0000000000001093.

[11] A. Rossi, L. Pappalardo, P. Cintia, F. M. Iaia, J. Fernàndez, und D. Medina, „Effective injury forecasting in soccer with GPS training data and machine learning“, PLOS ONE, Bd. 13, Nr. 7, S. e0201264, Juli 2018, doi: 10.1371/journal.pone.0201264.

[12] J. Claesson, „Effective injury forecasting in soccer with GPS training data and machine learning“. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0201264

» Herr Professor Schubert, Sie sind Universitätsprofessor an der Klinik für Psychiatrie, Psycho­therapie, Psychosomatik und Medizinische Psychologie der Medizinischen Universität Innsbruck. Dort leiten Sie ein Labor für Psychoneuroimmunologie (PNI). Wie passen PNI und Sportmedizin zusammen bzw. wie können sie voneinander profitieren?

Die Psychoneuroimmunologie, kurz PNI, kann sich mittlerweile einer breiten empirischen Evidenz bedienen, wenn es um die Frage geht, was den Menschen gesund hält und was ihn krank macht. Zahlreiche Studien konnten zeigen, dass das soziale Umfeld eines Menschen, insbesondere emotional nahegehende Beziehungen, wie jene zu den Eltern, Partnern und eigenen Kindern, nicht nur enormen Einfluss auf die psychische, sondern dadurch vermittelt auch auf die immunologische und damit gesamtkörperliche Befindlichkeit eines Menschen haben. Dies ist von enormer Rele­vanz für die Sportmedizin, da ja auch Sportler Menschen sind, die in emotional bedeutsamen Kontexten leben und damit der ständigen Einflussnahme persönlicher psychosozialer Faktoren ausgesetzt sind. In vielen Fällen sind Ihnen diese Einflussfaktoren gar nicht bewusst. Körper, Seele, Geist und soziale Beziehungen sind untrennbar und dieses ganzheitliche Wissen zu nutzen, eröffnet völlig neue Wege für die sportmedizinische Diagnostik und Behandlung und damit für die nachhaltige Leistungs­fähigkeit des Sportlers. Interessanterweise hat die PNI seit ihren Anfängen Mitte der 1970-er Jahre aber auch zeigen können, dass umgekehrt Immunfaktoren, z. B. pro-inflammatorische Zytokine, mit dem Gehirn interagieren und sich im Erleben und Verhalten bemerkbar machen. Ist das zelluläre Immunsystem z. B. durch eine gröbere Verletzung akti­viert, führt dies zu Erschöpfung, Schmerz, Stimmungstief und sozialem Rückzug. Wir sprechen dabei von Sickness Behavior, einem Phänomen, das vom Immunsystem eingesetzt wird, um über ein verändertes Erleben und Verhalten Energie für den Heilungsprozess einzusparen und sich von der Verletzungsquelle fernzuhalten bzw. vor möglichen Infektionen zu schützen. Beschwerden sind so gesehen klug ein­-
gesetzte Warnsignale des Organismus und nicht einfach Ärgernisse, die es schnell zu beseitigen gilt. Auch von diesem PNI-Wissen sollte die Sportmedizin daher enorm profitieren können, da selbst bei Mikroverletzungen Immunaktivität bei guter Selbstwahrnehmung wahrgenommen und somit rechtzeitig für Regeneration gesorgt werden kann, bevor es zu spät ist und der Schaden überhandgenommen hat.

» Vom 4. – 6. Oktober 2024 veranstalten Sie in Innsbruck den 4. PNI-Kongress unter dem Motto: Psychoneuroimmunologie im Lauf des Lebens – Der Heilende Geist. Was ist die Idee hinter dem
Kongress, an wen richten Sie sich und welche Rolle kann der Geist denn bei der Heilung von
Erkrankungen spielen?

Die Idee hinter dem Kongress hat schon eine gewisse Geschichte. 2016 veranstalteten wir das erste Mal den Kongress „Psychoneuroimmunologie im Lauf des Lebens“, damals unter dem Motto „Aufbruch in eine neue Medizin“. Wir möchten mit dieser Kongressreihe einen anderen, ganzheitlichen Weg in der medizinischen Kongresslandschaft gehen. Nicht zuletzt dadurch, dass wir genügend Diskussionszeit einräumen. damit das Auditorium in Beziehung treten kann: miteinander, mit dem Referenten und mit dem Thema. Debatten sind ausdrücklich erwünscht. Ich erinnere mich noch gut an unseren ersten Kongress, wie die Leute teils lautstark für ihre Sache eintreten konnten. Das ist Wissenschaft. Kein Dogma, kein wissenschaftlicher Elfenbeinturm, jeder Referent stellt sich der Auseinandersetzung, teils auch mit Nicht-Wissenschaftlern, mit Klinikern, die täglich in der Praxis stehen und sich durchaus oft darüber wundern, was ihnen da die mechanistisch-reduktionistische Wissenschaft an Evidenz vorgibt, die dann in Leitlinien gegossen wird. Es gibt noch so viel zu tun, bis wir eine wirklich ganzheitliche Sichtweise in der Medizin etabliert haben. Und so hatte dann 2018 der 2. Kongress PNI im Lauf des Lebens das Motto „Das Unsichtbare hinter dem Sichtbaren“. Dabei ging es besonders um das Unbewusste in der PNI. Endlich, möchte man sagen, denn allzu oft werden solche komplexen Themen von der mechanistischen Mainstream-Psychologie verdrängt. 2022 folgte dann unser 3. PNI-Kongress „Gesundheitselixier Beziehung“, bei dem es, wie der Titel schon sagt, um den mächtigen Einfluss der sozialen Beziehungen auf das Immunsystem ging. Diesen Herbst findet nun der 4. Kongress „Psychoneuroimmunologie im Lauf des Lebens statt, er trägt das Motto „Der Heilende Geist“.

» Können Sie uns auch einen kleinen inhaltlichen Einblick über die Themen und die Ausrichtung geben?

Gerne. Die PNI hat über die Jahrzehnte ihres Schaffens deutlich zeigen können, dass die geistige Aktivität des Menschen eine entscheidende Rolle nicht nur für die Erhaltung von Gesundheit, sondern auch bei der Heilung von Erkrankungen spielt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch gerne von Mind-Body-Medizin. Auf dem Kongress werden wir uns mit unterschiedlichen Bereichen beschäftigen, die den Zusammenhang zwischen Mind-Body-Medizin und PNI betreffen. Wie etwa sehen die physiologischen und immunologischen Prozesse aus, die der Geist einsetzt, um Heilungsvorgänge zu unterstützen? Welche Rolle spielt dabei die Außenwelt, beispielsweise der Behandler und die individuelle Bedeutung, die der Patient dem Behandler und der Intervention zuschreibt. Hiermit eng verbunden sind Begriffe wie Placebo und Nocebo, auch deren psychoimmunologischen Wirkmechanismen werden wir im Rahmen unseres Kongresses auf den Grund gehen. Weiterhin werden wir uns der Frage zuwenden, warum Mitgefühl und Empathie wesentlich sind, wenn es um die Heilkraft des Geistes geht, und wie diese Emotionen neurobiologisch verankert sind. Zwei störungsspezifische Themenschwerpunkte werden im Kongressprogramm immer wieder aufscheinen: Die Darm-Hirn-Achse sowie die Alzheimer-­Erkrankung. Und wie immer bei unseren Kongressen darf auch die kritische Auseinandersetzung mit gesellschaftlich relevanten Themen nicht fehlen: Lassen sich die vielen neurobiologischen Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte nicht nur für die Gesundheit des Menschen nutzen, sondern auch gegen sie einsetzen? Wie ist es überhaupt um unserer Gesellschaft im Gesamten bestellt? Ist sie womöglich erkrankt? Wenn ja, woran? Und kann sie durch die Kraft unseres Geistes geheilt werden? Dabei komme ich schon zu einem weiteren Highlight unserer Kongressreihe: Der Kunst, und hierbei insbesondere der Musik. Mir ist es als Musikfreak gelungen, Stefan Betke aka Pole nach Innsbruck auf unseren Kongress einzuladen. Er ist eine der prägendsten Figuren der deutschen Elek­tronikmusikgeschichte und ich freue mich sehr auf seinen Auftritt im Congress Innsbruck.

» Das sind Themen, die auch eine gesellschaftliche Relevanz haben. Welche Rolle geben Sie der PNI auch perspektivisch in der Medizin (und Sportmedizin) und in der Gesellschaft bzw. was wünschen Sie sich und was sehen Sie als realistisch für die nahe Zukunft an?

Die PNI kann als empirische Realisation des biopsychosozialen Modells angesehen werden, einer Mitte der 1970er Jahre entwickelten Sichtweise, die einen Paradigmenwechsel in der Medizin einläutete. Weg vom Bild des Menschen als Maschine, hin zu einer ganzheitlichen Sichtweise, in der der Mensch in seine Umgebung untrennbar eingewoben ist und wo höher komplexe Entitäten wie Psyche, Soziales und Kulturelles in der medizinischen Sicht wirkmächtiger sind als stoffliche Entitäten wie Gene, Moleküle und Zellen. Leider sind wir noch längst nicht am Ziel angekommen, wie uns insbesondere die letzten drei Pande­miejahre zeigten, in denen man vergeblich versucht hat, den Menschen mit rein technischen und linearen Maßnahmen vor Infektionen zu schützen. Ich würde mir wünschen, dass wir als Gesellschaft dem reduk­tiven Materialismus in Menschenbild und in der Art, wie wir unser Leben leben, abschwören. Es ist falsch, zu glauben, dass man Körper, Geist und Seele voneinander trennen kann und es ausreicht, in der medizinischen Forschung, die kleinsten Bausteine des Menschen zu untersuchen, um Gesundheit und Krankheit zu verstehen. Und es ist auch falsch, alles und jedes – selbst den Menschen – zu Geld zu machen und das Geld wie ein Heiligtum anzubeten. Spätestens am Ende des Lebens wird den meisten bekanntlich klar, dass der Sinn im Leben in den emotional bedeutsamen Beziehungen liegt, für die man sich Zeit nehmen sollte, solange es geht.

Vielen Dank für das interessante Gespräch.

KONGRESS-TIPP

4. PNI Kongress 2024

Psychoneuroimmunologie im Lauf des Lebens – Der Heilende Geist

4.-6.10.2024 Innsbruck

www.psychoneuroimmunologie-kongress.at/

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Psychoneuro­immunologie