Im Rahmen dieser Studie wurden Patienten mit schmerzhafter Gonarthrose untersucht, die für die Implantation einer Knieendoprothese angemeldet waren. Patienten mit ernsten internistischen oder neurologischen Erkrankungen sowie mit behandlungsbedürftigen psychischen Störungen wurden ausgeschlossen. 44 Patienten (m: 16 w: 28, Gewicht: 80 ± 3 kg, Größe: 169 ± 1,6 cm) mit einem Alter von durchschnittlich 70 ± 10 Jahren (Minimum: 39 Jahre; Maximum: 86 Jahre) erfüllten die Einschlusskriterien und wurden in die Studie aufgenommen. Alle Patienten gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme an der Studie. Die Studie wurde durch die Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität München geprüft und ein positives Ethikvotum erteilt. Zudem wurde die Studie im Deutschen Register klinischer Studien registriert.

WOMAC-Score

Die Patienten wurden im Rahmen einer Schmerzanamnese befragt und der WOMAC-Score erhoben. Der WOMAC beinhaltet 24 Fragen zu 3 Dimensionen: Schmerz (5 Fragen), Steifigkeit (2 Fragen) und Alltagsaktivitäten (17 Fragen). In dieser Untersuchung kam die „Numerical Rating“ (WOMAC NRS-series)-Version zur Anwendung. Die maximal erreichbare Punktzahl beträgt 240 (Schmerz: 50, Steifigkeit: 20, Alltagsaktivitäten: 170). Zur Normalisierung der WOMAC-Ergebnisse werden die erreichten Werte mit 100 multipliziert und dann durch den Maximalwert der jeweiligen Skala dividiert. Höhere Punkt- bzw. Prozentwerte repräsentieren somit jeweils mehr Schmerz und Steifigkeit beziehungsweise eine schlechtere Funktionsfähigkeit [19].

Untersuchung der temporalen Summation (Wind up Ratio)

Das Ausmaß der temporalen Summation – das heißt die Steigerung der Schmerzintensität – nach einer Serie von 10 noxischen Reizen an 5 Punkten am Unterarm der dominanten Hand wurde mit einem von Frey Filament (Aesthesio, No. 6.45) untersucht (Abb. 1) und die Wind up Ratio bestimmt. Diese berechnet sich aus dem Mittelwert der jeweils 10. Schmerzbewertung dividiert durch den Mittelwert der jeweils initialen Schmerzbewertung. Je größer die Wind up Ratio, desto stärker die spinale Sensibilisierung. Zur Klassifikation der Patienten in Subgruppen mit positivem und negativem Testergebnis wurden die Ergebnisse einer Untersuchung von Rolke et al. [20] an 180 gesunden, schmerzfreien Probanden zugrunde gelegt. In der Arbeit von Rolke wurde für die Wind up Ratio an der oberen Extremität für gesunde, schmerzfreie Frauen über 40 Jahre ein Mittelwert von 2,4 und für gesunde, schmerzfreie Männer über 40 Jahre ein Mittelwert von 1,97 gefunden. Einen Konsens, ab wann von einer spinalen Sensibilisierung auszugehen ist, existiert bisher jedoch nicht. Daher wurden für diese Studie festgelegt, dass das Testergebnis als positiv gewertet wird, wenn die Wind up Ratio mehr als 25 % höher liegt als der von Rolke et al. gefundene Mittelwert bei gesunden, schmerzfreien Personen. Daraus ergibt sich für die Frauen ein Cut-off-Score von 3,0 und für die Männer von 2,5. Betrug die Wind up Ratio der weiblichen Patienten in der vorliegenden Studie < 3,0, wurde dies somit als negatives Testergebnis gewertet (keine spinale Sensibilisierung), lag der Wert bei ? 3,0, wurde dies als positives Testergebnis gewertet (spinale Sensibilisierung). Analog wurde bei den männlichen Patienten eine Wind up Ratio von < 2,5 als negatives Testergebnis gewertet (keine spinale Sensibilisierung), lag der Wert bei ? 2,5, wurde dies als positives Testergebnis gewertet (spinale Sensibilisierung).

Untersuchung des Conditioned Pain Modulation-Effekts

Die Effektivität der körpereigenen Schmerzinhibition wurde mit einem definierten Conditioned Pain Modulation-Testprotokoll evaluiert (Abb. 2). Zur experimentellen Induzierung des schmerzhemmenden Effekts wird ein schmerzhafter, tonischer Konditionierungsstimulus eingesetzt – in dieser Studie wurde zur Konditionierung eine 2-minütige mechanische Stimulation der Hautfalte zwischen Zeige- und Mittelfinger der nicht dominanten Hand appliziert [21]. Ein Teststimulus dient dabei zur Überprüfung der endogenen Schmerzhemmung und wird einmal vor und einmal nach der Konditionierungsphase an einer entfernten Körperstelle appliziert – in dieser Studie wurde die Messung der Druckschmerzschwelle mittels Algometer (Wagner Pain Test FPN 100) am Daumenballen der dominanten Hand als Teststimulus genutzt [20] (Abb. 2). Verringert sich die Schmerzempfindlichkeit durch die noxische Stimulation, spricht dies für eine effektive deszendierende Inhibition [11].

Der Wert für den Conditioned Pain Modulation-Effekt errechnet sich aus der Differenz der gemessenen Druckschmerzschwellen. Bei einem Anstieg der Druckschmerzschwelle von > 1 N während der mechanischen Stimulation wurde die endogene Schmerzhemmung als effektiv gewertet (= negatives Testergebnis). Bei einer Verringerung der Druckschmerzschwelle von > 1 N während der mechanischen Stimulation wurde die endogene Schmerzhemmung als defizitär eingestuft (= positives Testergebnis).

Klassifikation in Schmerzprofile

Patienten, bei denen beide Tests positiv waren, wurden als pronozizeptiver Schmerz-Phänotyp klassifiziert, Patienten, bei denen beide Tests negativ waren, wurden als antinozizeptiver Schmerz-Phänotyp klassifiziert.

Statistische Analyse

Die Patientencharakteristika wurden mit Verfahren der deskriptiven Statistik ausgewertet und jeweils Mittelwerte, Standardabweichungen sowie Minimum und Maximum angegeben. Aufgrund fehlender Normalverteilung (Kolmogorov-Smirnov-Test) wurde mithilfe des nicht parametrischen Kruskal-Wallis-Tests für unabhängige Stichproben analysiert, ob es zwischen den beiden unterschiedlichen Schmerzprofilgruppen signifikante Unterschiede hinsichtlich des WOMAC-Scores gibt. Das Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 festgelegt.

Für die Quantifizierung des Zusammenhangs der beiden dynamischen Schmerzparameter mit den Beschwerden der Patienten wurde der Korrelationskoeffizient nach Spearman berechnet.

Ergebnisse

Schmerzanamnese