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Ludwig Boltzmann Institut für Elektrostimulation und Physikalische Rehabilitation

(Leitung: Prim. Univ.-Doz. Dr. Dr. H. KERN): 1. Das Institut im Überblick

Ziele Hauptziel des Ludwig Boltzmann Instituts für Elektrostimulation und Physikalische Rehabilitation im Jahr 2011 war die Erforschung altersbedingter muskulärer Veränderungen. Unterstützt durch die Analyse der Zusammenhänge bei jungen Sportlern, Seniorensportlern, gesunden älteren Personen und älteren Personen mit Muskelschwäche, sowie die Entwicklung neuer Therapiestrategien wurde versucht Senioren möglichst lange in der Gesellschaft integriert, mobil und unabhängig zu erhalten. Als weltweit führende Institution für den Wiederaufbau denervierter Muskulatur beim Menschen gehört auch die Behandlung von Bewegungsstörungen und Reaktivierung gelähmter Muskulatur (Querschnittgelähmte Patienten, Patienten mit Schädelhirntrauma, Kinder mit Zerebralparese, …), sowie das Aufstehen und Gehen mittels „Funktioneller Elektrostimulation (FES)“ bei querschnittgelähmten Patienten zu den Tätigkeitsbereichen des Instituts. Das Institut in Zahlen Das Budget betrug für das Jahr 2011 EUR 250.439,69,--. Die Finanzierung erfolgte zu 60% aus Drittmittel von Forschungsprojekten und dem allgemeinen Grundbudget der Ludwig Boltzmann Gesellschaft. Personal und Personalentwicklung Im Jahr 2011 gab es keine personellen Veränderungen. Neben dem Institutsleiter (Prim. Univ.-Doz. DDr. Helmut Kern) standen dem Institut zwei Vollzeit (Ing. Stefan Löfler, PT Hannah Fruhmann) und zwei Teilzeit Dienstnehmer (DI Dr. Christian Hofer, Ing. Samantha Burggraf) sowie freie wissenschaftliche Mitarbeiter zur Verfügung. Öffentlichkeitsarbeit „Spät übt sich gegen Muskelschwund“ in der Tageszeitung DerStandard (Beilage - Forschung Spezial) 15.06.2011 http://derstandard.at/1304554399087/Training-im-Alter-Spaet-uebt-sichgegen-Muskelschwund „Muskelschwund im Alter führt zur Beschwerlichkeit“ auf der Homepage www.besserlaengerleben.at 30.06.2011 http://www.besserlaengerleben.at/gesund-und-fit/muskelschwund-im-alter-fuhrt-zur-beschwerlichkeit.html „Wieder mehr Kraft in den Beinen: Neue Therapien im Test“ In der Tageszeitung DiePresse 20.09.2011 http://diepresse.com/home/gesundheit/694414/

„Programm „Europäische Territoriale Zusammenarbeit“ (ETZ) Grenzüberschreitende Kooperationen“ Beitrag auf der Programm-DVD der MA27

2. Forschungsinhalte und -ergebnisse

Arbeitsschwerpunkte des Ludwig Boltzmann Instituts für Elektrostimulation und Physikalische Rehabilitation im Jahr 2011: Projekte Für das EU-Projekt „Mobilität im Alter“ - Interreg IVa , konnten nach öffentlichkeitswirksamen Artikeln in den Tageszeitungen „Der Standard“ und „Die Presse“ im Jahr 2011 (nach einer Auswahl aus über 250 Interessenten) 51 Probanden in die klinische Studie eingeschlossen werden und 13 Probanden ihr 10-wöchiges Training erfolgreich abschließen.

Proband bei einem Training mit Proband bei einem Training auf der einem herkömmlichen Elektro- elektronischen Legpress stimulationsgerät In Kooperation mit der Medizinischen Universität Wien wurde das neue Elektrostimulationsgerät für ältere Personen mit Muskelschwäche soweit weiterentwickelt und getestet, dass es in der nächsten Periode an Probanden der klinischen Studie eingesetzt werden kann. Es wurde eine Validierungsstudie mit 29 freiwilligen jungen Probanden (~30 Jahre) durchgeführt, deren Zweck es war die Zuverlässigkeit der Messungen des im Projekt verwendeten Kraftmessstuhls zu überprüfen. Weiters wurde an 9 Seniorensportlern, die im Rahmen von Datenerhebungen an Tests und einer Biopsie teilnahmen, eine Untersuchung mit speziellen EMG Messungen mit und ohne Stimulation bei Maximalkraft- und Kraftausdauermessungen durchgeführt. Dies soll zusätzliche Erkenntnisse über die Veränderungen trainierter Muskulatur im Alter bringen. Genaue Auswertungen, Analysen und daraus resultierende Publikationen werden 2012 folgen. Im Jahr 2011 wurden im Rahmen des Projektes vier Publikationen eingereicht. Davon wurde eine veröffentlicht und stehen drei vor der Veröffentlichung.

Im Projekt „ACTIVE MOTION“ (benefit Programm; FFG) wurde im Jahr 2011 das Studiendesign fertig gestellt und freiwillige Probanden für das 9-wöchige Training gewonnen. Bis Ende des Jahres konnten 21 Probanden für die Trainingsgruppe und 10 Probanden für die Kontrollgruppe gewonnen werden. Von den 21 Probanden der Trainingsgruppe beendeten 2 aus persönlichen Gründen das Training vorzeitig, 10 Probanden konnten ihr Training abschließen und 9 Probanden haben Ihr Training noch nicht beendet. Die ersten Ergebnisse in der Trainingsgruppe deuten auf eine Signifikante Verbesserung der funktionellen Leistung und dynamischen Balance hin. Weitere Auswertungen der Daten aus dem EU-Projekt „RISE: Use of electrical stimulation to restore standing in paraplegics with longterm denervated degenerated muscles (DDM)“ , wurden 2011 in zwei Publikationen veröffentlicht. Patienten dieser Studie, aus ganz Europa, die sich entschlossen haben das Training weiterhin durchzuführen, wurden auch 2011 am Institut weiter betreut. Die Trainingsprogramme werden laufend evaluiert und verbessert. Das neu entwickelte Stimulationsgerät (Stimulette den2x) wurde in Kooperation mit der Herstellerfirma „Dr. Schuhfried Medizintechnik“ weiterentwickelt und an die Bedürfnisse der Patienten der RISE Studie angepasst. Dafür wurde an Softwareanpassungen (Stimulationsparameter) und der Entwicklung eines Schalters für das funktionelle Training mit Elektrostimulation gearbeitet. Eine Umstellung der Studienpatienten auf das neue Elektrostimulationsgerät soll 2012 erfolgen. Für die Studie des finanziell bereits abgeschlossenen Projektes „Verbesserung der Mobilität bei postoperativer Funktionsstörung (“fun ktionelle Lähmung“) bei älteren Patientinnen mit Kniegelenksersatz“ wurden ergänzend noch Patienten eingeschlossen, um eine entsprechende Anzahl an Teilnehmern für die statistische Auswertung zu erreichen. Therapie, Diagnoseverfahren und Rehabilitation werden laut Forschungsprogramm weiter durchgeführt.

3. Sonstiges

Wissenschaftliche Kooperationen und institutionelle Partner

Institut für Biomedizinische Technik und Physik, Universität Wien (Prof. DDr. W. Mayr) Forschungsinstitut für Orthopädietechnik (Dr. J. Kastner) Fakultät für Körpererziehung und Sport, Universität Bratislava (Prof. Dr. D. Hamar) Institut für Sport, Universität von Primorska, Slowenien (Dr. N. Sarabon) Institut für Medizinische Statistik, Universität Wien (Prof. Dr. P. Bauer) Department of Human Anatomy and Cell Biology, University of Liverpool (Prof. Dr. S. Salmons)

Department of Experimental Biomedical Sciences, University of Padua (Prof. U. Carraro) Institute of Clinical Neurophysiology, University Medical Center Ljubljana (Prof. Dr. M. R. Dimitrijevic) Institut für Analysis und Scientific Computing (Prof. DDDr. F. Rattay) University Hospital Landspitali Grensás, Island (Dr. T. Helgason) Laboratory of Cellular Physiology University of Chieti (Prof. Dr. F. Protasi) Kentucky Spinal Cord Injury Research Center, University of Louisville (Susan Harkema, Ph.D) Department of Physiological Science, University of Califorinia LA (Prof. Dr. R. Edgerton) Department of Biomedical Sciences University of Padova (Prof. Dr. M. Sandri) Department of Histology and Medical Embryology, University of Rome La Sapienza (Prof Dr. A. Musaro) Department of Basic and Applied Medical Sciences, University of Chieti (Prof. Dr. G. Fano) Orthopädisches Zentrum, Sozialmedizinisches Zentrum Baumgartner Höhe (Prim. Dr. P. Zenz) Institut für Physikalische Medizin und Rehabilitation, Geriatriezentrum am Wienerwald, Wien (Prim. Dr. K. Hohenstein) Otto Bock Healthcare Products GmbH, Wien (GF DI Dr. H. Dietl) FerRobotics Compliant Robot Technology GmbH (GF DI Dr. P. Ferrara) Wilhelminenspital, Wiener Krankenanstaltenverbund, Wien

4. Ausblick

Der Schwerpunkt der Institutstätigkeit wird im Jahr 2012 das laufende EU Projekt „Mobilität im Alter“ (Interreg IVa Programm) sein. Ziel ist die Erforschung der Ursachen der alterbedingten Einschränkungen und der Möglichkeiten zur Erhaltung bzw. Wiederherstellung der Mobilität und Sturzprophylaxe bei älteren Menschen. Hauptaufgabe wird die Durchführung der klinischen Studie sein. Eine Erweiterung des laufenden Projekts zur Anwendung der entwickelten Methoden bei Personen mit onkologischen Erkrankungen ist geplant und soll im Jahr 2012 beantragt werden.

5. Publikationsverzeichnis

Artikel in Fachzeitschriften (peer-reviewed) Neuromuscular Electrical Stimulator Designed For The Elderly. Krenn M, Haller M, Bijak M, Unger E, Hofer C, Kern H, Mayr W. Artif Organs. 2011 Mar;35(3):253-6. Monitoring Of Muscle And Bone Recovery In Spinal Cord Injury Patients Treated With Electrical Stimulation Using Three-Dimensional Imaging And Segmentation Techniques: Methodological Assessment. Gargiulo P, Helgason T, Reynisson PJ, Helgason B, Kern H, Mayr W, Ingvarsson P, Carraro U. Artif Organs. 2011 Mar;35(3):275-281. Muscle, Tendons, And Bone: Structural Changes During Denervation And FES Treatment. Gargiulo P, Jens Reynisson P, Helgason B, Kern H, Mayr W, Ingvarsson P, Helgason T, Carraro U. Neurol Res. 2011 Sep;33(7):750-8. Transcriptional Profile Of Denervated Vastus Lateralis Muscle Derived From A Patient 8 Months After Spinal Cord Injury: A Case-Report Mancinelli R, Kern H, Fulle S, Carraro U, Zampieri S, La Rovere R, Fanò G, Pietrangelo T. Int J Immunopathol Pharmacol. 2011 Jul-Sep;24(3):749-59. Atrophy/Hypertrophy Cell Signaling In Muscles Of Young Athletes Trained With Vibrational-Proprioceptive Stimulation. Kern H, Pelosi L, Coletto L, Musarò A, Sandri M, Vogelauer M, Trimmel L, Cvecka J, Hamar D, Kovarik J, Löfler S, Sarabon N, Protasi F, Adami N, Biral D, Zampieri S, Carraro U. Neurol Res. 2011 Dec;33(10):998-1009.