Die Gangstörung bei Patienten mit orthostatischem Tremor

Möhwald, Ken (2023): Die Gangstörung bei Patienten mit orthostatischem Tremor: Manifestation, Modulation und Strategien zur Therapie. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Der primäre orthostatische Tremor ist eine seltene Erkrankung, die einen hochfrequenten Tremor von 13-18 Hz der unteren Extremität beim Stehen aufweist mit einer Symptomlinderung beim Sitzen, Gehen oder Hinlegen. Der Erkrankung liegt ein pathologisches, ponto-zerebello-thalamo-kortikales Tremornetzwerk zugrunde, das auch im Liegen weiter aktiviert bleibt. Im Zusammenhang mit dieser Erkrankung befasst sich diese Dissertation mit folgenden Fragestellungen: 1) Wie verändert sich der Tremor bei der Transition vom Stehen zum Gehen? 2) Gibt es eine objektivierbare Gangstörung trotz subjektiver Symptomregredienz beim Gehen? 3) Kann der Tremor durch propriozeptive Reize moduliert und gegebenenfalls gelindert werden? In einer klinischen Untersuchung mittels eines drucksensitiven Laufbands und Oberflächen-Elektromyographie konnte gezeigt werden, dass der Tremor während des Gehens persistiert mit einer zwischenzeitlichen Verlagerung der Tremorfrequenz in höhere Frequenzbereiche. Die Tremorintensität zeigte sich zudem abhängig vom Gangzyklus und der muskulären Belastung während des Gehens. Diese Beobachtungen legen nahe, dass es zu einer Interaktion zwischen dem orthostatischen Tremor und oszillatorischen, supraspinalen Lokomotionsarealen kommt und dass die periphere Manifestation des Tremors durch spinale Interneuron-Verschaltungen moduliert wird. Mittels einer multimodalen, klinisch-apparativen Ganguntersuchung wurden spatiotemporale Gangparameter bei Patienten mit orthostatischem Tremor erhoben, die mit einer altersgleichen, gesunden Kohorte verglichen wurde. Patienten mit orthostatischem Tremor zeigten ein breitbasiges Gangmuster mit erhöhter Gangvariabilität. Das Gangmuster verschlechterte sich beim langsamen Gehen und unter Augenschluss passend zu einer ataktischen Gangstörung mit sensorischen- und/oder zerebellären Defiziten. Eine weitere Aggravation in der kognitiven Dual Task-Bedingung offenbarte zudem motorisch-kognitive Defizite der Patienten. Somit scheint beim orthostatischen Tremor eine komplexe Netzwerkerkrankung mit einer spezifischen spino-zerebello-frontokortikalen Gangstörung vorzuliegen. Schließlich wurde in Folge einer kontinuierlichen Muskelsehnenvibrationsstimulation der unteren Extremitäten bei Patienten mit orthostatischem Tremor eine Reduktion der Tremorintensität und Körperschwankungen beobachtet. Bei bislang limitierten medikamentösen und invasiven Behandlungsmöglichkeiten bietet diese Beobachtung Hoffnung auf eine neue, nicht-invasive Therapieoption für Patienten mit orthostatischem Tremor.

Abstract

Primary orthostatic tremor is a rare disorder with high-frequency (13-18 Hz) leg muscle contractions during standing with relief of symptoms while sitting, walking, and lying. Recent studies found a specific ponto-cerebello-thalamo-cortical tremor network with persisting activity during lying. The aim of this dissertation was to answer following questions: 1) How does the tremor change in response to the transition from standing to walking? 2) Is orthostatic tremor associated with a specific gait disorder despite patients' sensation of symptom relief while walking? 3) Can the tremor be modulated through a non-invasive proprioceptive stimulation? In a first study, we examined the tremor of patients with orthostatic tremor during standing and walking conditions on a pressure-sensitive treadmill by means of surface electromyography of different leg muscles. We found that the tremor persisted during walking. Directly after gait initiation, the tremor frequency was shifted towards higher frequencies, but returned to the initial frequency after gait termination. While walking, the tremor was modulated in dependence of the gait cycle and individual exerted muscle forces. These observations point to a non-linear interference between the tremor and the oscillatory activity in supraspinal locomotor areas; furthermore, they indicate that the peripheral manifestation of the tremor is likely modulated by spinal interneuron connections. In a second study, we performed a multi-conditional, instrument-based gait assessment in patients with orthostatic tremor and age-matched healthy controls. Patients showed a broad-based walking pattern with increased gait variability with aggravation during slow walking modes and while walking with eyes closed. These gait alterations resemble an ataxic gait disorder indicative of sensory and/or cerebellar deficits. In addition, patients' walking performance deteriorated during a cognitive dual task paradigm pointing to a motor-cognitive dysfunction. Overall, the gait impairment in orthostatic tremor manifests in a specific spino-cerebello-frontocortical gait disorder. In a third study, we examined the effects of a proprioceptive leg muscle stimulation via muscle tendon vibration in patients with orthostatic tremor. We found that this stimulation yielded a reduction of tremor intensity and postural sway. In the light of currently limited pharmacological and invasive treatment options for orthostatic tremor, the observations of this study might pave the way for a new, non-invasive treatment option for patients.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Orthostatischer Tremor, Gangataxie, Gangstörung, Muskelsehnenvibration, Tremoreigenschaften
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 27. April 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Schniepp, Roman