TENS hebt die Druckschmerzschwelle in Abhängigkeit von elektrischen und topischen Parametern

Summary

Main purpose of the study was to investigate the analgesic effect of different kinds of TENS on the experimental pressure pain threshold (PPT). Further interest concerned the influence of segmental and extrasegmental electrode-position on TENS efficacy. 15 healthy volunteers (8 female, mean age 38.9 years) received 8 different TENS-treatments including placebo in a randomized order. With a pressure-algometer the volunteer started a constantly rising force of 1 kp/s to the middle of the right tibia and stopped further increase at the beginning of pain sensation. PPT was evaluated every 5 minutes bevor (10 min), during (30 min) and after (20 min) treatment. For local (segmental) stimulation two self-adhesive electrodes (size 5×5 cm) were placed 5 cm proximal and distal to the measurement point. Treatments with TENS 80 Hz, TENS 2 Hz, burst mode 80/2 Hz, frequency modulation (2-128 Hz/10 sec) and random mode (1-150 Hz) were performed. In addition, TENS 80 Hz was applied extrasegmental, i.e. bilateral retroauricular (single channel stimulation) and at the ear-lobe (double channel stimulation). Control values were obtained by sham-TENS-treatment with an inactivated stimulator. All active TENS-forms increased the PPT significantly compared to pretreatment- and control values. Segmental treatment with TENS 80 Hz showed the highest peak value (+ 1.09 kp; +21.7 %), followed by: frequency modulation +0.84kp (+18.7%), TENS 2 Hz + 0.75 kp (+ 17%), burst mode + 0.63 kp (+ 13.9%) and random mode + 0.55 kp (+ 12.3%). Extrasegmental treatments with TENS 80 Hz also increased PPT significantly, but were less effective than segmental stimulations: TENS 80 Hz retroauricular: + 0.55kp (+11.1%), TENS 80Hz ear-lobe: +0.38kp (+7.6%). Control values showed only fluctuations in the range of -0.14 to +0.09kp (±2-3%) without tendency. Conclusions: 1. Analgesic effects of different TENS modes can be quantified and compared by this model. 2. Standard stimulation modes with frequencys around 80 Hz (continuous) seem to be more effective than other TENS modes. 3. Extrasegmental treatments, distant from the pain location, also lead to a significant, but smaller increase of PPT. Stimulations within the highly sensitive auricular region may activate supraspinal pain suppressing systems, and may be useful for treatment of diffuse pain syndrom without clear local or segmental relation. 4. Although these results allow no direct conclusions to the clinical effectiveness of the investigated TENS modes, they can provide an orientation for patient treatment and clinical studies as well.

Kurzfassung

Ziel dieser Arbeit war es primär, den Einfluß verschiedener TENS-Stromformen auf eine experimentell erzeugte Druckschmerzschwelle (DSS) zu ermitteln. Weiterhin sollte ein Einblick gewonnen werden, inwiefern neben lokalen (segmentalen) auch extrasegmental applizierte Reizströme analgetische Effekte aufweisen. 15 gesunde Probanden (acht weibl., mittleres Alter 38,9 Jahre) erhielten in randomisierter Reihenfolge jeweils acht TENS-Anwendungen einschließlich Plazebo. Zur Bestimmung der DSS wurde eine probandengesteuerte Versuchsanordnung eingesetzt, die einen konstanten Kraftanstieg von 1 kg/s gewährleistet. Die DSS-Bestimmung erfolgte alle 5 min in der Mitte der rechten Tibiafläche vor (10 min), während (30 min) und nach (20 min) der Behandlung. Zur lokalsegmentalen Elektrostimulation wurden 5 cm proximal und distal vom Meßort zwei 5 × 5 cm große Selbstklebeelektroden angebracht. Folgende Stromformen wurden appliziert: TENS 80 Hz, TENS 2 Hz, Burst-Mode 80/2 Hz, Frequenzmodulation (2-128 Hz/10 s) und Stochastik (1-150 Hz). Weiterhin wurden exemplarisch zwei extrasegmentale Stimulationsformen untersucht. Die Elektrodenposition erfolgte jeweils beidseits retroaurikulär (1 kanalig) bzw. an den Ohrläppchen (2kanalig) mit 80 Hz. Zur Kontrolle erfolgte eine Scheinbehandlung mit einem inaktivierten TENS-Cerät bei segmentaler Elektrodenposition unter sonst gleichen Bedingungen. Die TENS-Anwendungen führten während der Stimulation zu signifikanten Anhebungen der DSS gegenüber Ausgangswert und Kontrollkurve. Dabei war die segmentale Anwendung von TENS 80 Hz mit einem Maximum von +1,09kp (+21,7%) tendenziell überlegen. Es folgten Frequenzmodulation: + 0,84kp (+18,7%); TENS 2 Hz: +0,75kp (+17%); Burst-Mode: + 0,63kp (+13,9%) und Stochastik: +0,55kp (+12,3%). Die extrasegmentalen Anwendungen von TENS 80 Hz waren ebenfalls signifikant, jedoch deutlich schwächer wirksam als die segmentale Stimulation: TENS 80 Hz retroaurikulär: + 0,55kp (+11,1%); TENS 80 Hz Ohrläppchen: +0,38kp (+7,6%). Die Kontrollkurve zeigte lediglich Schwankungen im Bereich von -0,14 bis +0,09 kp (±2-3%) ohne erkennbaren Trend. Schlußfolgerungen: 1. Analgetische Effekte von TENS sind mit Hilfe des Modells in ihrer Stärke und zeitlichen Struktur quantifizierbar und vergleichbar. 2. Klassische TENS-Ströme mit Frequenzen um 80 Hz (kontinuierlich) scheinen analgetisch effektiver als andere Stromformen zu sein. 3. Auch weit vom Schmerzort entfernte, extrasegmentale Stimulationen führen noch zu einer nachweislichen, wenn auch geringen Anhebung der Schmerzschwelle. Möglicherweise werden durch Stimulationen im hochsensiblen Ohrbereich supraspinale Hemmungsmechanismen aktiviert. Dies könnte klinisch vor allem bei Schmerzsyndromen von Interesse sein, die sich nicht lokal bzw. segmental zuordnen lassen. 4. Wenngleich eine direkte Übertragbarkeit der Ergebnisse auf klinische Wirkungen nicht gegeben ist, können sie doch zur Orientierung für klinische Anwendungen und Studien dienen.

Key words

TENS - pressure pain threshold model - electrical parameters - topical parameters

Schlüsselwörter

TENS - Druckschmerzschwellenmodell - elektrische Parameter - topische Parameter