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Pulsierende Signaltherapie



Die Pulsierende Signaltherapie (PST) oder „PST Pulsierende Signal Therapie“ (eingetragene Wort-/Bildmarke der Fa. Bio-Magnetic Therapy Systems GmbH in München) ist ein umstrittenes Therapieverfahren, das nach Ansicht von Befürwortern zur Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen und Schäden des Knorpels, anderer Bindegewebe und des Knochens eingesetzt werden könne. Kritiker zweifeln an der Wirksamkeit.

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Inhaltsverzeichnis

Methode

Nach den Informationen der „PST GmbH“ (ehemals „Signal Medizin Vertriebs GmbH“) wurde das inzwischen patentierte PST-Verfahren von dem deutsch-amerikanischen Arzt und Biophysiker Dr. Richard Markoll entwickelt.

In 2000 wurde von der American Academy of Pain Management (größte klinische Vereinigung von interdisziplinär tätigen Schmerztherapeuten in den USA) der John Liebeskind Research Award 2000 für die Entwicklung der Pulsierenden Signal Therapie (PST) verliehen. [1]

Die PST-Behandlungszyklen erstrecken sich je nach behandelter Region über neun oder zwölf Werktage. Eine einzelne Behandlung dauert eine Stunde.

Biochemische und pathophysiologische Grundlagen

Knorpel besteht aus zwei Bestandteilen, den Knorpelzellen (Chondrozyten) und der Interzellularsubstanz, die auch extrazelluläre Matrix genannt wird. Diese Interzellularsubstanz, die aus Proteoglycanen, Kollagenen und Glycoproteinen besteht, wird von den Chondrozyten produziert. Charakteristisch ist der hohe Wasseranteil (bis zu 70 %). Die Proteoglycane sind durch biochemische Modifikationen (Sulfat- und Carboxylgruppen) negativ geladen und stellen deswegen Polyanionen dar. An diese Gruppen lagern sich dissoziierbare Protonen (genauer: an Wasser angelagerte Protonen, H3O+, auch Hydroniumionen genannt) an. Die Ladungsdichte der negativen Ladungen der Interzellularsubstanz ist verantwortlich für die Zusammensetzung des Ionenmilieus in diesem Raum.[2][3]

Unter Druckbelastung verändert sich die Ionenverteilung: Die Hydroniumionen dissoziieren von Proteoglycanmolekülen in die umgebende Matrixflüssigkeit ab. Durch die Kombination von Hydroniumionenfluß und Bewegungen der Matrixflüssigkeit entstehen physikochemische Effekte, die auch strömende Potentiale genannt werden.[4]

Diese strömenden Potentiale und mechanische Reize regulieren die Biosynthese der Matrixproteine in den Chondrozyten[4]. Im gesunden Knorpel führt die mechanische Beanspruchung des Gelenks zu elektrischen Signalen, die das Knorpelwachstum und die Regeneration desselben regulieren[5][6]. Folglich sind an der Signaltransduktionskette zur Regulation der Genexpression in den Chondrozyten auch Mechanorezeptoren beteiligt[7].

Im erkrankten Gelenk tritt eine geringere mechanische Belastung auf, was sich negativ auf die strömenden Potentiale, die Biosyntheseleistungen der Chondrozyten sowie Knorpelwachstum und -regeneration auswirkt[8]: Hier scheinen Matrixmetalloproteinasen (siehe den entsprechenden Abschnitt im Eintrag Interzellularsubstanz) einzugreifen. Werden diese Proteasen im Knorpelgewebe künstlich aktiviert, werden Matrixproteine abgebaut und die strömenden Potentiale sind bis zu 80% reduziert[9]. Die Abbauprodukte (Peptide) der Matrixproteasen induzieren in Chondrozyten weitere Abbauprozesse, die den Knorpel weiter schädigen[10].

Funktionsprinzip der PST

Aus zwei Gründen erscheint eine ursächliche Therapie degenerativer Gelenkerkrankungen mittels rein pharmakologischer Methoden schwierig:

  • Elektrochemische und physikalische Stimuli und deren Abwesenheit spielen aufgrund der Mechanorezeptionsmechanismen eine fundamentale Rolle in der Physiologie der Chondrozyten im gesunden wie im erkrankten Knorpelgewebe.
  • Medikamente können folglich nur in die physiologischen Abläufe im bereits vorgeschädigten Knorpel eingreifen, um beispielsweise durch die Matrixproteasen ausgelösten, degenerationsverstärkenden Prozesse zu stoppen.

Die therapeutische Grundlage der PST besteht darin, mittels äußerer physikalischer Reize die im gesunden Knorpelgewebe stattfindenden elektrophysiologischen Vorgänge nachzuahmen und zu stimulieren. Insbesondere sollen die strömenden Potentiale wiederhergestellt werden. Dazu wird das Knorpelgewebe pulsierenden Magnetfeldern ausgesetzt.

Die in das Gewebe eintretenden pulsierenden Magnetfelder sollen die normalen Biosyntheseleistungen der Chondrozyten wiederherstellen und insbesondere die Konzentration des Proteoglycans erhöhen. Tatsächlich konnten bei in vitro-Experimenten an Chondrozyten nach einer PST-Behandlung positive Einflüsse auf die Physiologie (DNA-Synthese, Verstärkung der Transkriptionsrate, Steigerung der Proteinbiosynthese, auch des Proteoglycans) festgestellt werden.[11]. In bei einer Tagung vorgestellten Studie[12] wurde festgestellt, dass eine PST-Behandlung die Kollagenexpression vermindert. Erhöhte Kollagenkonzentrationen sind charakteristisch für arthrotische Chondrozyten.[13]

Praktische Durchführung

Das zu behandelnde Körperteil wird innerhalb einer Luftspule gelagert. Die Luftspule wird von einem pulsierenden Gleichstrom durchflossen (Kurvenform Rechteck), der zur Bildung eines pulsierenden Magnetfeldes führt (auch impulsmoduliertes Magnetfeld oder impulsartiges elektromagnetisches Feld, englisch PEMF pulsed electromagnetic field), das innerhalb der Spule homogen ist. Die eingesetzte Frequenz beträgt wenige Hertz bis etwa 30 Hz. Die magnetische Flussdichte soll dabei nach Angaben von Gierke etwa 12,5 Gs (Gauß) betragen, was 1,25 milliTesla entspricht, eine andere Quelle gibt 0,5-1,5 mTesla an. Während der Anwendung wird die Stromstärke und somit die Flussdichte verändert. Dies entspricht maximal dem 50-fachen des Erdmagnetfeldes. Von diesen Feldern spürt der Patient jedoch unter der einstündigen Behandlung nichts. Laut Herstellerangaben unterscheidet sich das PST-Verfahren von anderen PEMF-Verfahren mit gleichmäßigen Impulsmustern (gleichbleibender Arbeitsfrequenz und Flussdichte) dadurch, dass es mit in Dauer und Intensität wechselnden Rechteckimpulsen arbeitet (variabler Frequenz und variabler Flussdichte) und sich so den natürlichen physiologischen Impulsen besser anpassen soll.

Indikationen und Kontraindikationen

Als Indikation zur PST sehen Befürworter u. a. die beginnende Arthrose bis zum Stadium III nach Kellgren. Auch bei fortgeschrittener Arthrose könne in Einzelfällen Erfolg erzielt werden, sie werde aber generell nicht mehr empfohlen. Unabdingbare Voraussetzung für den Therapieerfolg ist, dass noch geringe Knorpelmasse vorhanden ist, die regeneriert werden kann. Neben der Arthrose kommt die PST zunehmend auch zur Behandlung von Weichteilverletzungen wie Überlastungsschäden oder Insertionstendopathien zum Einsatz. Sämtliche Gelenke einschließlich Wirbelsäule können behandelt werden[14].

Absolute Kontraindikation sind Tumore im Behandlungsgebiet (Behandlung erst nach Ablauf von 5 Jahren möglich)oder bakterielle Infekte. Als relative Kontraindikationen werden bei Schwangerschaft Behandlungen der LWS und Becken, und bei Herzschrittmacher Behandlungen der HWS, BWS, Schulter genannt [15]

Wirkung

Die Wirksamkeit des im Oktober 1996 in Deutschland präsentierten Verfahrens ist umstritten.

Unstrittig ist ein stimulierender Effekt bestimmter elektromagnetischer Felder auf das Knorpelwachstum auf zellulärer Ebene. Eine systematische Durchsicht der Literatur bis zum Jahr 2001 konnte drei Studien mit pulsierenden elektromagnetischen Feldern oder direkter Stromanwendung bei insgesamt 259 Arthrose-Patienten identifizieren, die den Ansprüchen der evidenzbasierten Medizin genügten. Sie zeigten einen geringen bis mäßigen, statistisch signifikanten positiven Effekt der Therapie.[16] Auch mit anderen Anwendungsarten elektromagnetischer Felder beispielsweise mittels 1,8 x 0,6 Meter großer Matten sind in kleineren Studien Therapieerfolge dokumentiert. [17]

Befürworter der PST verweisen auf positive Erfahrungen aus den USA, wo bereits in den 1990er Jahren mehr als 10.000 Patienten erfolgreich behandelt worden seien, ebenfalls positive Erfahrungen aus der Behandlung von mittlerweile etwa 300.000 Patienten in Deutschland und experimentelle Befunde, die „im Reagenzglas“ (in vitro) eine verstärkte Regeneration der Knorpelmatrix unter dem Einfluss der PST gezeigt haben. 2001 wurde eine prospektive, multizentrische (40 Zentren), nicht plazebokontrollierte Untersuchung der Ludwig-Maximilians-Universität, München, an 220 Patienten mit Gonarthrose publiziert. Sie zeigte sechs Monate nach PST Verbesserungen hinsichtlich des Lequesne-Gonarhrose-Index, der Schmerzintensität und der Schwierigkeiten bei den Aktivitäten des täglichen Lebens in der Größenordnung von 40-50 %. Diese Besserung konnte bei 73% der Behandelten festgestellt werden. [18]. Der in einer jüngeren Studie[19] nachgewiesene Plazeboeffekt einer lediglich simulierten Behandlung ist in dieser Studie mangels einer Kontrollgruppe nicht einzuschätzen, so dass die Ergebnisse für eine Bewertung des klinischen Effektes der PST nicht geeignet sind.

Kritiker sehen die Wirksamkeit nicht als belegt an. Professor Dr. med. Jürgen Krämer, Direktor der orthopädischen Klinik Bochum in 1997: Solange die Wirksamkeit der Methode nicht nachgewiesen ist, sei die Anwendung der PST „höchst problematisch“.[20].

In Deutschland hat der „Bundesausschuss der Ärzte und Krankenkassen“, dessen Nachfolger heute der Gemeinsame Bundesausschuss ist, auf Antrag durch die Kassenärztliche Bundesvereinigung 1998 eine umfangreiche Bewertung der PST vorgenommen. Er kam dabei nach Analyse und Bewertung aller Stellungnahmen und der wissenschaftlichen Literatur zu dem Ergebnis, dass die Wirksamkeit und medizinische Notwendigkeit der PST bei den beanspruchten Indikationen nicht hinreichend belegt sei. Die einzige prospektive doppelblind und placebokontrolliert durchgeführte Untersuchung[21] zeigte schwerwiegende methodische Mängel. Die behauptete Sicherheit des Verfahrens sei mangels Studien mit einer ausreichenden Nachbeobachtungszeit nicht belegt. Die vorliegenden Unterlagen wurden als so wenig tragfähig angesehen, dass auch eine teilweise Anerkennung bei einigen Indikationen nicht begründet werden konnte. „Langzeitbeobachtungen zum Nutzen und den Risiken der Pulsierenden Signaltherapie lagen nicht vor, obwohl die Methode bereits seit Jahren an Patienten erprobt wird.“[22] Die Methode ist auch nicht beihilfefähig.[23]

Die Deutsche Rheuma-Liga fasste den Kenntnisstand ohne Angabe von Quellen 2003 so zusammen:

„Vereinzelte Studien ergaben einen Effekt, der über den Placebo-Effekt hinausgeht. Größere wissenschaftliche Arbeiten, die die Ergebnisse mehrerer Studien zusammenfassen – sogenannte Metaanalysen – hingegen konnten bislang keinen wissenschaftlichen Beweis der Wirksamkeit erbringen.“[24]

Eine Übersicht von H. Gierse [15] in 2003 umschreibt den aktuellen Stand der Wirksamkeit der PST in der Arthrosebehandlung folgendermaßen:

"Klinische Studien... konnten den positiven Aspekt der PST auf Arthrosesysteme darstellen....Eine Besserung findet sich bei 73% bis 87% der Betroffenen"

Über den Stand der experimentellen Untersuchungen des Wirkmechanismus unter Bezug auf [25]:

"Die festgestellten positiven Ergebnisse unter PST Behandlungen – wie Steigerung der Zellzahl, Vergrößerung der Chondrozyten - Pellets, Erhöhung des Hydroxyprolingehaltes - konnten bei Untersuchungen mit anderen Magnetfeldtherapien nicht gefunden werden." [15]
" ..ist die Datenlage mit der vorliegenden Evidenz derzeit nicht ausreichend, um den Wirkmechanismus der PST eindeutig zu charakterisieren und zu quantifizieren. Weitere Studien zum Wirkmechanismus werden gefordert."

Im Jahr 2005 wurde eine dänische Studie veröffentlicht, die bei 83 Patienten mit Kniegelenksarthrose keinen vorteilhaften Effekt der Therapie mit pulsierenden elektromagnetischen PEMF Feldern (nicht mit PST-Feldern) zeigte, dafür aber die Notwendigkeit plazebokontrollierter Studien verdeutlichte. In der randomisierten, plazebokontrollierten Doppelblindstudie besserten sich auch nach lediglich simulierter Behandlung alle untersuchten Parameter. Zwischen der Behandlungs- und der Plazebogruppe aber gab es keine signifikanten Unterschiede. Jüngere Patienten im Alter von unter 65 Jahren zeigten in einer retrospektiven Subgruppenanalyse einen positiven Effekt hinsichtlich der Gelenksteifheit, nicht jedoch auf die Schmerzen und die Aktivitäten im Alltag.[19]

Nebenwirkungen

Nebenwirkungen sind bisher bei ca. 300.000 mit der PST Behandelten nicht bekannt. [26] [21] [27]

Laut Gierse [15]

"..hat die PST einen festen Stellenwert als alternatives Therapieverfahren zur Behandlung der Arthrose aufgrund ihrer Nebewirkungsfreiheit, dem Fehlen von Infektionsrisiken und weil sie schonend und schmerzfrei ist und kein Eingriff notwendig ist."

Wirtschaftliche Bedeutung

Als in Deutschland von den gesetzlichen Krankenkassen nicht anerkanntes Therapieverfahren wird die PST den Patienten als sogenannte IGeL-Leistung angeboten und in Rechnung gestellt. Der Preis liegt bei 663 bis 885 Euro für neun bis zwölf einstündige Anwendungen. Die auf den weltweiten Vertrieb der markenrechtlich geschützten PST-Technologie spezialisierte „PST GmbH“ verfolgte 1997 die Strategie, die Geräte von Ärzten leasen zu lassen. Orthopäden wurde das Verfahren als „zweites Standbein“ in der Arztpraxis angedient.[20] 2005 lag die PST auf Platz vier der für die Ärzte rentabelsten IgeL-Leistungen[28]

Während das Verfahren nach Angaben der Vertriebsfirma in Deutschland (710 Praxen und Kliniken, teilweise Doppelnennungen), Österreich (68 Praxen und Kliniken) und der Schweiz (22 Praxen und Kliniken) verbreitet ist, finden sich in England und den Niederlanden (jeweils nur eine Praxis oder Klinik) kaum Anwender.

Quellen

  1. [1] Deutsches Ärzteblatt 98, Ausgabe 6 vom 09.02.2001, Seite A-347 / B-292 / C-272, abgerufen am 2.9.2006
  2. Frank, E.H., Grodzinsky. A.J. Cartilage electromechanics-II. A continuum model of cartilage electrokinetics and correlation with experiments. J. Biomech. 20, 629-639, 1987, PMID 3611138
  3. Frank, E.H., Grodzinsky, A.J. Cartilage electromechanics-I. Electrokinetic transduction and the effects of electrolyte pH and ionic strength. J. Biomech. 20, 615-627, 1987. PMID 3611137
  4. a b Kim Y.J., Bonassar L.J., Grodzinsky A.J. The role of cartilage streaming potential, fluid flow and pressure in the stimulation of chondrocyte biosynthesis during dynamic compression. J. Biomech. 28 1055-1066, 1995, PMID 7559675
  5. Fitzgerald J.B., Jin, M., Grodzinsky, A.J.Shear and compression differentially regulate clusters of functionally-related temporal transcription patterns in cartilage tissue. J. Biol. Chem. im Druck, 2006, PMID 16782710
  6. Aaron RK, Ciombor DM, Wang S, Simon B. Clinical biophysics: the promotion of skeletal repair by physical forces. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1068:513-531, 2006, PMID 16831948
  7. Grodzinsky, A.J., Levenston, M.E., Jin, M., Frank, E.H. Cartilage tissue remodeling in response to mechanical forces, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2:691-713, 2000, PMID 11701528
  8. Carter, D.R., Beaupre, G.S., Wong, M., Smith, R.L., Andriacchi, T.P., Schurman, D.J. The mechanobiology of articular cartilage development and degeneration. Clin. Orthop. Relat. Res. 427 Supplement, S69-77, 2004, PMID 15480079
  9. Bonassar, L.J., Stinn, J.L., Paguio, C.G., Frank, E.H., Moore, V.L., Lark, M.W., Sandy, J.D., Hollander, A.P., Poole, A.R., Grodzinsky, A.J. Activation and inhibition of endogenous matrix metalloproteinases in articular cartilage: effects on composition and biophysical properties. Arch. Biochem. Biophys. 333:359-367, 1996, PMID 8809074
  10. Yasuda T. Cartilage destruction by matrix degradation products. Mod. Rheumatol. 16:197-205, 2006, PMID 16906368
  11. Fioravanti, A., Nerucci F., Collodel, G., Markoll, R., Marcolongo R. Biochemical and morphological study of human articular chondrocytes cultivated in the presence of pulsed signal therapy.Ann. Rheum. Dis. 61:1032-1033, 2002 PMID 12379533
  12. http://www.egms.de/en/meetings/dgu2003/03dgu1058.shtml
  13. Grimmer, C., Balbus, N., Lang, U., Aigner, T., Cramer, T., Muller, L., Swoboda, B., Pfander, D. Regulation of type II collagen synthesis during osteoarthritis by prolyl-4-hydroxylases: possible influence of low oxygen levels. Am. J. Pathol. 169:491-502, 2006 PMID 16877351
  14. Deutsche Wirbelsäulenliga, abgerufen am 3. September 2006
  15. a b c d Gierse H: Aktueller Stand der Pulsierenden Signal Therapie zur Behandlung der Arthrose. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin (2003) 54:212-214. online, abgerufen am 16. August 2006.
  16. Hulme J et al.: Electromagnetic fields for the treatment of osteoarthritis. Cochrane Database Syst Rev (2002) CD003523. PMID 11869668
  17. Sutbeyaz ST et al.: The effect of pulsed electromagnetic fields in the treatment of cervical osteoarthritis: a randomized, double-blind, sham-controlled trial. Rheumatol Int (2006) 26:320-324.PMID 15986086.
  18. Faensen M, Breul R: Prospektive multizentrische Studie zur Behandlung von Gonarthrosen (Kellgren II und III) mit der PST. Orthopädische Praxis (2001) 37:701-709.
  19. a b Thamsborg G et al.: Treatment of knee osteoarthritis with pulsed electromagnetic fields: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Osteoarthritis Cartilage (2005) 13:575-581. PMID 15979009.
  20. a b Glöser S: Pulsierende Signal-Therapie: Alternativmethode als "finanzielles Zubrot". Dt Ärztebl (1997)94:A-2236. online, abgerufen am 9. August 2006.
  21. a b Trock DH, Bollet AJ, Markoll R: The effect of pulsed electromagnetic fields in the treatment of osteoarthritis of the knee and cervical spine. Report of randomized, double blind, placebo controlled trials. J Rheumatol. 1994 Oct;21(10):1903-11. PMID 7837158
  22. Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen: Pulsierende Signaltherapie (PST). Online als PDF (2000) abgerufen am 8. August 2006.
  23. Ausschluss wissenschaftlich nicht allgemein anerkannter Behandlungsmethoden von der Beihilfefähigkeit [2]
  24. Deutsche Rheuma-Liga Bundesverband e.V. (Hrsg.): Leben mit Arthrose. online (2003), abgerufen am 9. August 2006.
  25. [www.femu.rwth-aachen.de/pdf/femu_forschungsbericht_2002.pdf] Schmidt-Rohlfing B, Gavenis K, Silny J, Schneider U: Exposition von humanen Chondrozyten in einer 3D-Matrix mit elektromagnetischen Feldern: histologische und molekularbiologische Untersuchungen, Z. Orthop (2002) 140S, 76 D126
  26. Faensen M, Breul R: Prospektive multizentrische Studie zur Behandlung von Gonarthrosen (Kellgren II und III) mit der PST. Orthopädische Praxis (2001) 37:701-709.
  27. Pulsierende Signal Therapie Wirkprinzip und Anwendungsspektrum Faensen M, Physiotherapie med,2000
  28. Praxisportal.de: Der wachsende Markt mit IGeL. [3], abgerufen am 9. August 2006

Siehe auch

  • Elektromagnetische Umweltverträglichkeit
  • Elektrosmog
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