Wissenschaftliche Studien

Nikolaus-Kopernikus-Universität in Toruń

Collegium Medicum „Ludwik Rydygier“ in Bydgoszcz

Lehrstuhl und Abteilung für Lasertherapie und Physiotherapie

Kommissarische Leitung: Dr. med. Małgorzata Łukowicz

„Bewertung der Hauttemperaturveränderungen an den unteren Gliedmaßen nach Anwendung der biothermischen Einlegesohlen Piokal”

Małgorzata Łukowicz, Magdalena Weber-Zimmermann, Katarzyna Ciechanowska, Paweł Zalewski, Justyna Szymańska, Agnieszka Pawlak, Jan Pawlikowski

Schlüsselwörter: Wärmereiz, Mikrozirkulation, Messung der Hauttemperatur

Key words: thermal factor, microcirculation, skin temperature measure

Nikolaus-Kopernikus-Universität in Toruń

Collegium Medicum „Ludwik Rydygier“ in Bydgoszcz

Lehrstuhl und Abteilung für Lasertherapie und Physiotherapie

ul. M. Skłodowskiej-Curie 9, 85-094 Bydgoszcz, Polen

Tel. +48 52 585-34-85, E-Mail: [email protected]

[email protected]

Zusammenfassung. Wärmereize geringer Intensität und langer Einwirkdauer verbessern über thermoregulatorische Mechanismen die Durchblutung: Die Blutgefäße – Arteriolen, Kapillaren und Venen der Haut und des Unterhautgewebes – erweitern sich, und bei normaler Temperatur inaktive Kapillaren öffnen sich. Diese Veränderungen führen zu einer deutlich stärkeren Durchblutung der Haut. Die Diffusion durch die Kapillarwände nimmt zu, der Stoffwechsel verbessert sich. Dadurch wird der parasympathische Teil des Nervensystems angeregt, der die Arbeit der inneren Organe und des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems beeinflusst, aber auch ein Gefühl von Wohlbefinden und Entspannung vermittelt. Eine geringe Wärmezufuhr regt Immunreaktionen an, eine zu große hemmt sie. Ziel der Arbeit war die Bewertung der Veränderungen der Hauttemperatur an ausgewählten Punkten an Fuß, Unterschenkel und Oberschenkel nach Anwendung abschirmender Wärmeeinlagen. Die Untersuchungen wurden in drei Patientengruppen – Gesunde, Personen nach Rückenmarksverletzung und Personen mit peripheren Durchblutungsstörungen – im Vergleich zu einer Kontrollgruppe (Placebo) durchgeführt. Es wurden positive Ergebnisse in Form eines Temperaturanstiegs an den untersuchten Punkten erzielt, besonders bei Gesunden im Vergleich zur Placebogruppe, in geringerem Umfang auch in den übrigen Gruppen. Unter den subjektiven Effekten berichteten Patienten mit Diabetes von einem Gefühl „warmer Füße’; in allen Gruppen außer Placebo meldete die Mehrheit der Patienten ein Wärmegefühl, gegebenenfalls ein Kribbeln.

Sumary Thermal low-intense stimulus but persistent thought thermoregulation influences blood circulation, it causes dilatation of blood vessels; arterial capillary, arteriole, skin and sub skin veins, opening of closed in normal circumstances capillaries. It causes a local skin congestion. A metabolism and a diffusion thought capillaries increases. It stimulate parasympathetic nervous system, that influence internal organs and a circulatory system, it also causes relaxation and good mood. A little amount of heat stimulate immunological reactions, to much heat inhibits. The aim of this work was to evaluate the fluctuations of skin temperature in few points of foot, shank and thigh after biothermal inlay application. This biothermal inlay has a specific screen property. The test were conducted in four group of subjects: healthy, paraplegic and tetraplegic, with circulatory problems in lower limbs and placebo. We observed the increase in skin temperature in all groups, specially in healthy subjects but in other groups as well except placebo. Among subjective effects we noticed “warm leg sign”, specially in subjects with diabetes, sometimes tingling, a lot of subjects felt gently warm.

Einleitung

Als Schuheinlagen verwendet, schirmen biothermische Einlegesohlen die Wärmeenergie unserer Füße ab. Indem sie die Wärme reflektieren, statt sie abzugeben, beeinflussen sie die Thermoregulation unseres Körpers, vor allem über die Wirkung der Temperatur auf die Mikrozirkulation. Ziel der Einlegesohlen ist es, die Körpertemperatur zu erhöhen und die Durchblutung zu verbessern. Infolge der Wechselwirkung zwischen Fuß und Schirm spürt der Patient nach einiger Zeit (5 bis 15 Minuten) subjektiv eine Wärmewirkung, manchmal ein „Kribbeln”. Die Einlegesohlen wirken als schwacher, lang anhaltender Wärmereiz [1].

Untersuchungen im Labor für Biotronik und Elektrofotografie in Kielce haben gezeigt, dass die Einlegesohlen aufgrund ihres Materials spezifische Eigenschaften besitzen, die  das Energiefeld unseres Körpers stimulieren (Abb. 1). Die Richtung der Veränderungen dieser Felder hängt von den individuellen Eigenschaften der Probanden ab; etwa 80 % der Untersuchten reagierten positiv auf die Stimulation. Dies zeigte sich in der Vergrößerung und Ausfüllung der Energiefelder der Füße [2].

Abb. 1. Bewertung des Energiefeldes der Zehen a) nach 15 Minuten auf Filz, b) nach 15 Minuten auf einer Gummieinlage, 3) nach 15 Minuten auf einer Wärmeeinlage (mit freundlicher Genehmigung der Firma PIOKAL).

Durch die reflektierte Wärmeenergie wirken diese Einlegesohlen positiv auf die Rezeptoren der Füße (Abb. 2).

Abb. 2. Rezeptoren des linken Fußes (mit Genehmigung der Firma PIOKAL)

Ziel

Nach Auswertung der Fachliteratur zur Unterstützung und Beeinflussung der thermoregulatorischen Mechanismen des Körpers durch physikalische Therapiemittel ging das Forschungsteam davon aus, dass das Forschungsprojekt folgende Fragen beantworten soll:

1. Beeinflusst die Anwendung der Wärmeeinlagen Piokal die Temperaturveränderungen
   an den unteren Gliedmaßen, gemessen an bestimmten Punkten?
2. Wenn die Wärmeeinlagen die Thermoregulation an den unteren Gliedmaßen beeinflussen – hängt die Temperaturveränderung vom Krankheitsbild ab?

Material und Methoden

            Die Untersuchungen zum Einfluss der Wärmeeinlagen für die Füße (Abb. 3) auf die Hauttemperatur der unteren Gliedmaßen wurden am Lehrstuhl und an der Abteilung für Lasertherapie und Physiotherapie des CM UMK in Bydgoszcz durchgeführt.

Abb. 3. Wärmeeinlagen Piokal

Das Untersuchungsmaterial bestand aus vier Gruppen: drei Studiengruppen und einer Kontrollgruppe – Placebo. Die Studiengruppen waren wie folgt charakterisiert:

• Gruppe I (Studie) – bestand ausschließlich aus gesunden Personen ohne chronische Beschwerden
• Gruppe II (Studie) – bestand aus Patienten der klinischen Rehabilitationsambulanz und der Klinik für Rehabilitation des Universitätskrankenhauses der UMK in Bydgoszcz; sie wurden wegen chronischer Funktionsstörungen des Rückenmarks und der unteren Wirbelsäule unterschiedlicher Ätiologie mit Sensibilitäts- und Durchblutungsstörungen an den unteren Gliedmaßen behandelt.
• Gruppe III (Studie) – bestand ebenfalls aus Patienten der klinischen Rehabilitationsambulanz des Universitätskrankenhauses der UMK in Bydgoszcz mit chronischer peripherer Durchblutungsinsuffizienz der unteren Gliedmaßen
• Kontrollgruppe (Placebo) – bestand wie Studiengruppe I ausschließlich
  aus gesunden Personen, jedoch wurden in dieser Gruppe anstelle der therapeutischen Einlagen Placebo-Einlagen verwendet

Die Untersuchungsmethode beruhte auf der Messung der Hautoberflächentemperatur an genau festgelegten Körperpunkten. In jeder Studiengruppe und in der Placebogruppe waren es stets dieselben Messpunkte.

Folgende Messpunkte auf der Hautoberfläche wurden ausgewählt:

• Fußrücken, direkt über der Arteria dorsalis pedis;
• seitlicher und mittlerer Muskelbauch des Musculus gastrocnemius;
• 15 cm oberhalb des Kniegelenks, über dem Musculus rectus femoris.

Die Messungen wurden beidseitig mit einem Laserthermometer der Firma Raytek durchgeführt. Sie erfolgten in einer Umgebung mit konstanter Temperatur, um den Einfluss der Außentemperatur auf die Thermoregulation auszuschließen. Gemessen wurde vor dem Einlegen der therapeutischen Einlagen; anschließend wurden die Einlagen ca. 30–40 Minuten getragen, danach wurde eine weitere Messung durchgeführt und in die Ergebnistabelle eingetragen. In den Studiengruppen wurden therapeutische Einlagen verwendet, in der Placebogruppe dagegen äußerlich identische Einlagen aus einem neutralen Material. Alle Einlagen waren mit demselben Stoff bezogen.

Ergebnisse

Die in den einzelnen Gruppen erzielten Ergebnisse sind in den Tabellen I, II, III und IV dargestellt. Die Messungen an gesunden Probanden zeigt Tabelle I.

Tab. I. Messergebnisse in der Studiengruppe I.

In der ersten Gruppe gesunder Probanden ohne Sensibilitäts- und periphere Durchblutungsstörungen wurde an allen untersuchten Punkten ein Anstieg der Hauttemperatur festgestellt, besonders an Fuß und Unterschenkel. Diese Personen berichteten etwa 5–10 Minuten nach dem Einlegen der Einlagen von einem subjektiven Wärmegefühl, manchmal von Kribbeln und Schweregefühl in den Füßen.

Tabelle 2 enthält die Messungen bei Patienten mit Rückenmarksverletzung:

Tab. II. Messergebnisse in der Studiengruppe II.

In der Gruppe der Patienten nach Rückenmarksverletzungen mit neurogen bedingten Sensibilitäts- und Durchblutungsstörungen an den unteren Gliedmaßen wurde ebenfalls an allen untersuchten Punkten ein Temperaturanstieg beobachtet – geringer als bei den Gesunden, aber proportional vergleichbar. Aufgrund der Sensibilitätsstörungen machten diese Patienten keine Angaben zu subjektiven Empfindungen.

Tabelle III enthält die Messungen bei Patienten mit peripheren Durchblutungsstörungen der unteren Gliedmaßen.

Tab. III. Messergebnisse in der Studiengruppe III.

Die Messungen zeigten auch hier einen proportionalen Anstieg der Hautoberflächentemperatur an allen Punkten, wobei diese Veränderungen aufgrund der beeinträchtigten peripheren Durchblutung und damit gestörter Thermoregulationsmechanismen geringer ausfielen.

Tabelle IV zeigt die Messungen der Hauttemperatur nach dem Einlegen der Placebo-Einlagen – mit Stoff bezogenes Gummi.

Tab. IV. Messergebnisse in der Placebogruppe.

Die folgenden Diagramme zeigen eine vergleichende Analyse der an den einzelnen Punkten erzielten Messwerte. Dargestellt ist die mittlere Temperaturänderung am jeweiligen Messpunkt in den einzelnen Gruppen – [^o C], Abb. 4, 5, 6, 7.

Abb. 4. Mittlere Temperaturänderung in allen Studiengruppen und der Placebogruppe am Fußrücken.

Abb. 5. Mittlere Temperaturänderung in allen Studiengruppen und der Placebogruppe im Bereich des seitlichen Muskelbauchs des M. gastrocnemius.

Abb. 6. Mittlere Temperaturänderung in allen Studiengruppen und der Placebogruppe im Bereich des mittleren Muskelbauchs des M. gastrocnemius.

Abb. 7. Mittlere Temperaturänderung in allen Studiengruppen und der Placebogruppe 15 cm oberhalb des Kniegelenks, über dem M. rectus femoris.

Analysiert wurde die Differenz der mittleren Temperaturänderungen der einzelnen Studiengruppen
gegenüber der Placebogruppe – [^o C], wie in Abb. 8, 9, 10 dargestellt.

Abb. 8. Vergleich der mittleren Temperaturänderungen an den einzelnen Messpunkten der Studiengruppe I
gegenüber der Placebogruppe.

Abb. 9. Vergleich der mittleren Temperaturänderungen an den einzelnen Messpunkten der Studiengruppe II
gegenüber der Placebogruppe.

Abb. 10. Vergleich der mittleren Temperaturänderungen an den einzelnen Messpunkten der Studiengruppe III
gegenüber der Placebogruppe.

Diskussion

            Wie die oben dargestellten Messungen zeigen, führte das 30–40-minütige Tragen abschirmender Wärmeeinlagen zu einem Anstieg der Hautoberflächentemperatur an Fuß, Unterschenkel und oberhalb des Knies. Aufgrund intakter Thermoregulationsmechanismen waren diese Veränderungen bei gesunden Personen naturgemäß am größten. Bereits bei so kurzer Anwendungsdauer stieg die Temperatur vor allem am Fuß, dann am Unterschenkel und am wenigsten am Oberschenkel. Bei längerer Anwendung im Laufe des Tages wären diese Veränderungen vermutlich noch deutlicher.

            Auch bei Personen, bei denen kein subjektives Wärmegefühl festgestellt werden konnte – Patienten nach Rückenmarksverletzung mit Sensibilitätsstörungen –, wurde ein vergleichbarer Anstieg der Hauttemperatur beobachtet. Wegen der gestörten Innervation der Mikrozirkulationsgefäße an den Füßen fielen diese Veränderungen geringer aus. Dennoch zeigt die Anwendung der Einlagen auch in dieser Patientengruppe Wirkung.

            Die meisten subjektiven Empfindungen meldeten Patienten mit peripheren Durchblutungsstörungen infolge von Diabetes und peripherer Arteriosklerose. Trotz geschädigter Mikrozirkulation an den unteren Gliedmaßen wurde auch in dieser Gruppe ein Temperaturanstieg verzeichnet – geringer an den Füßen, größer an den Unterschenkeln – vermutlich arbeiten die Thermoregulationsmechanismen auf Höhe des Unterschenkels effizienter. Diese Patienten berichteten vor allem von einem Gefühl „warmer Füße. Die Empfindungen waren deutlicher, wenn sie die Einlagen länger trugen. In dieser Patientengruppe wird empfohlen, die Tragedauer der Einlagen zu verlängern.

            Bekanntlich führt ein schwacher, lang anhaltender Wärmereiz zur Erweiterung der Blutgefäße – Arteriolen, Kapillaren und Venen der Haut und des Unterhautgewebes – sowie zur Öffnung von Kapillaren, die bei normaler Temperatur inaktiv sind. Diese Veränderungen führen zu einer deutlich stärkeren Durchblutung der Haut. Die Diffusion durch die Kapillarwände nimmt zu, der Stoffwechsel verbessert sich. Dadurch wird der parasympathische Teil des Nervensystems angeregt, der die Arbeit der inneren Organe und des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems beeinflusst, aber auch ein Gefühl von Wohlbefinden und Entspannung vermittelt. Eine geringe Wärmezufuhr regt Immunreaktionen an, eine zu große hemmt sie. Die plötzliche Einwirkung einer großen Wärmemenge führt zunächst zur umgekehrten Reaktion – einer Verengung der Blutgefäße infolge der Thermoregulation [1].

Für diese Veränderungen sind die Stärke des Reizes, seine Einwirkdauer, die Dynamik seiner Wirkung, individuelle Eigenschaften und Begleiterkrankungen von Bedeutung.

Bei Wärmeeinlagen ist der Reiz lang anhaltend und von geringer Intensität. Ein zusätzlicher Wirkfaktor ist der Einfluss auf die Rezeptoren der Füße, die in der chinesischen Medizin als biologisch aktive Punkte gelten, die mit den Kanälen verbunden sind, in denen die Lebensenergie fließt. Diese Kanäle verbinden unser größtes Organ – die Haut – mit dem Körperinneren [3]. Daraus sowie aus der Wirkung des Wärmereizes über das sympathische Nervensystem erklären sich vermutlich die positiven Effekte von Wärmeeinlagen, die russische Forscher bei verschiedenen Erkrankungen beschrieben haben – Diabetes und Asthma bronchiale (Studien von Prof. Danilow aus Minsk) [4].

            Unsere Ergebnisse sind mit den Untersuchungen von Mazanik bei Patienten mit Durchblutungsstörungen der unteren Gliedmaßen vergleichbar.

Schlussfolgerungen

Nach Auswertung des gesammelten Materials wurden folgende Schlussfolgerungen gezogen:

1. Die Anwendung von Wärmeeinlagen erhöht die Hauttemperatur an Fuß, Unterschenkel und Oberschenkel im Vergleich zur Placebogruppe.
2. Der größte Anstieg wurde in der Gruppe gesunder Freiwilliger ohne Durchblutungsstörungen der unteren Gliedmaßen beobachtet.
3. Ein geringerer Anstieg wurde bei Patienten nach Rückenmarksverletzung verzeichnet; er war proportional zu Gruppe I.
4. Bei Patienten mit eingeschränkter Durchblutung der unteren Gliedmaßen war der Temperaturanstieg am Unterschenkel größer als am Fuß, vermutlich wegen stärker ausgeprägter Veränderungen an den Füßen. Dies deutet auf einen reflektorischen Thermoregulationsmechanismus nach Anwendung der Einlagen hin.
5. Den stärksten subjektiven Effekt „warmer Füße” berichteten Patienten mit gestörter Mikrozirkulation infolge von Diabetes.
6. Bei Patienten mit peripheren Durchblutungsstörungen sollte die Anwendungsdauer verlängert werden, um ähnliche Ergebnisse wie bei Gesunden zu erzielen.

Literatur

1. Straburzyński G, Straburzyńska-Lupa A: Medycyna Fizykalna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1997, 2000.
2. Gutachten des Labors für Biotronik und Elektrofotografie, PTP-Zweigstelle Kielce, 1994.
3. Garnuszewski Z: Renesans akupunktury. Wyd. Sport i Turystyka, Warszawa 1988.
4. Daniłow IP: Issliedowania promienienia stimuliatorow PIOKAL pri bronchialnoj astmie, arytmiach i diabeticzeskoj stopie. Forschungsinstitut für Hämatologie und Transfusiologie, Minsk 1996.
5. Mazanik L, Martynowicz A A, Slipczenko EG: Wlijanie bioenergotiermiczeskich wkładiszei PIOKAL na termograficzeskie pokazateli cton pri kosudistych zabolewaniach niższych koniecznostiei. Medicina. 2002,3: 33-35.