Effects of the alternative training technology whole-body electromyostimulation (WB-EMS) on chronic non-specific low back pain

Abstract

Hintergrund: Limitierte zeitliche Ressourcen, Bewegungsangst („Kinesiophobie“) sowie funktionelle Einschränkungen verhindern besonders bei Rückenschmerzen vielfach die Teilnahme an konventionellen kräftigenden Rückenprogrammen. In diesem Sinne zeigen neuartige Trainingstechnologien wie Ganzkörper-Elektromyostimulation (WB-EMS) durch einen zeiteffektiven, gelenkschonenden und individuellen Trainingsaufbau deutliche Vorteile und könnten möglicherweise eine Alternative zu bekannten kräftigenden Rückenkonzepten (KT) darstellen. Die Studie war phasenartig aufgebaut, sodass das erste Ziel der Studie ein Vergleich von WB-EMS mit einer passiven Kontrollgruppe und in einem zweiten Schritt mit einem kräftigenden Rückenübungsprogramm bei Patienten mit chronisch unspezifischen Rückenschmerzen im LWS-Bereich war. Methode und Materialien: Für die erste Phase wurden 30 Patienten (40-70 Jahre) randomisiert und kontrolliert in zwei Interventionsarme (WB-EMS:15 vs. KG:15) gelost. Darauf folgte die zweite Phase mit 110 Patienten, die ebenfalls zwei Interventionsarmen (WB-EMS: 55 vs. KT: 55) zugelost wurden und unter Aufsicht von geschulten Übungsleitern über 12 Wochen trainierten. Beide Programme sind praxisorientiert ausgerichtet (WB-EMS: 1x20 min/Woche vs. KT: 1x45 min/Wochen) und konzentrieren sich bei der Übungsauswahl auf die Rumpfmuskulatur. Der primäre Endpunkt umfasst die Veränderung der durchschnittlichen Schmerzintensität an der LWS, gemessen über ein 4-wöchiges Schmerztagebuch vor und während der Endphase der Interventionen. Die maximale isometrische Maximalkraft der Rumpfmuskulatur stellt den sekundären Endpunkt dar. Ergebnisse: In der ersten Phase bestätigt sich eine signifikante Reduktion der durchschnittlichen Schmerzintensität in der WB-EMS-Gruppe (p=.002), während die KG-Gruppe keine Veränderungen aufweist (p=.730). Somit zeigt sich ein signifikanter Zwischengruppenunterschied (p=.027). Betrachtet man den sekundären Endpunkt, verändert sich sowohl die maximale isometrische Rückenkraft wie auch die Bauchkraft nur in der WB-EMS Gruppe positiv (p=.005; p=.003), während in der KG Gruppe keine entscheidenden Unterschiede festgestellt werden konnten (p=.683; p=.563). Ähnliche Ergebnisse zeigen sich auch in der zweiten Projektphase. Nach der 12-wöchigen Intervention reduziert sich die durchschnittliche Schmerzintensität der LWS in beiden Gruppen signifikant (WB-EMS: -22,3±20,9% (p≤.001) vs. KT: -30,2±43,9% (p≤.001)), ohne signifikante Zwischengruppenunterschiede (p=.160). Dies bestätigt sich auch beim sekundären Endpunkt, der in beiden Gruppen signifikante Veränderungen aufzeigt (p≤.001); auch in diesen Fällen jedoch ohne nennenswerten Zwischengruppenunterschied (Flexion: p=.707; Extension: p=.297). Schlussfolgerung: WB-EMS scheint im Vergleich mit einer passiven KG eine vielversprechende und effektive Methode zur Reduktion von chronisch, unspezifischen Rückenschmerzen im LWS-Bereich zu sein. Auch der Vergleich mit einer aktiven Gruppe zeigt, dass beide Trainingsformen höchst effektiv im Zusammenhang mit chronisch unspezifischen Rückenschmerzen einsetzbar sind. Diese Ergebnisse sind willkommen, da es dem Patienten die Möglichkeit gibt, sich nach individuellen Bedürfnissen eine Trainingsform herauszusuchen.Background and Aims: The lack of time and, especially for pain patients, a fear of movement (“kinesiophobia”) as well as functional limitations often oppose participation in such activities. In contrast, the advantage of novel training technologies like whole-body electromyostimulation (WB-EMS) lies particularly in a joint-friendly, time-effective and highly customized training protocol and might be an alternative option for LBP patients. The study was structured in severel phases, so the first aim of the study was to compare WB-EMS with a inactive control group (CT) and in a second step with a strengthening back exercise program in patients with chronic non-specific back pain in the lumbar spine. Material and Methods: For the first period, 30 patients (40-70 years) were randomized into two intervention arms (WB-EMS:15 vs. KG:15). The second project followed with 110 patients, who were also assigned to two intervention arms (WB-EMS: 55 vs. KT: 55) and trained under the supervision of qualified instructors for 12 weeks. Both programs are based on practicale experience (WB-EMS: 1x20 min/week vs. KT: 1x45 min/week) and concentrate on trunk muscles when selecting exercises. The primary endpoint is the change in average pain intensity in the lumbar spine, measured over a 4-week pain diary before and during the final phase of the interventions. The maximum isometric strength of the trunk muscles represents the secondary endpoint. Results: In the first period a significant reduction of the average pain intensity in the WB-EMS group (p=.002) was confirmed, while the KG group had no changes (p=.730). Thus, a significant difference between the groups is shown (p=.027). Looking at the secondary endpoint, both maximum isometric back strength and abdominal strength only changed positively in the WB-EMS group (p=.005; p=.003), while no significant differences were found in the KG group (p=.683; p=.563). Similar results are also shown in the second project phase. After the 12-week intervention, the average pain intensity of the lumbar spine was significantly reduced in both groups (WB-EMS: -22.3±20.9% (p≤.001) vs. KT: -30.2±43.9% (p≤.001)), without significant differences between groups (p=.160). This is also confirmed for the secondary endpoint, which shows significant changes in both groups (p≤.001); also in these cases but without significant intergroup differences (flexion: p=.707; extension: p=.297). Conclusion: WB-EMS seems to be a promising and effective method for the reduction of chronic non-specific low back pain compared to a passive KG. The comparison with an active group also shows that both training methods are highly effective in the context of this disease. These results are welcome, as it allows the patient to choose a training form according to individual needs

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