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B978-3-437-56781-0.00002-X

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Meilensteine im Bereich der Akupunkturforschung

(mod. aus [5])

Hightech-Hightech-AkupunkturforschungAkupunkturforschung (Lasernadelakupunktur und elektrische Punktualstimulation [P-Stim]) im Labor der Forschungseinheit für biomedizinische Technik in Anästhesie und Intensivmedizin im Zentrum für Medizinische Grundlagenforschung (ZMF1) der Medizinischen Universität Graz (mit freundlicher Genehmigung des Probanden).

Computergestützte Objektivierung der Akupunktur

Periphere Temperaturzunahme unter Akupunktur bei einer 40-jährigen männlichen Testperson im Verlauf a–d

(mod. aus [48])

Objektivierung des Akupunktur- und Placeboeinflusses auf die primäre Antwort der Mikrozirkulation der Mittelfingerspitze einer 42 Jahre alten männlichen Versuchsperson bei Nadelung eines Akupunkturpunktes (obere Reihe) und eines Placebopunktes (untere Reihe). Man beachte das unterschiedliche Perfusionsverhalten nach einer Minute (Abschnitt rechts).

Multiparametrisches Monitoring unter Akupunktur. Die Sonden für die Messung der transkraniellen Doppler-sonografischen Befunde sind mithilfe unterschiedlicher Halterungen fixiert (Medizinische Universität Graz).

Weltweit erstes funktionelles Magnetresonanzimaging (fMRI) während Lasernadelstimulation von visuellen Akupunkturfernpunkten bei einer 27 Jahre alten Probandin an der Medizinischen Universität Graz

(mod. aus [17]).

NIRS-Monitoring während Akupunktur an der Medizinischen Universität Graz.

Schematische Darstellung der Methodik wichtiger evozierter Potenziale

Ableitung von EKG, Atmung und Blutdruck sowie anderer Parameter zur Akupunkturforschung.

Wissenschaftliche Grundlagen der Akupunktur

Gerhard Litscher

  • 2.1

    Überblick6

    • 2.1.1

      Akupunktur und Gehirnforschung6

    • 2.1.2

      Akupunktur in der Anästhesie7

    • 2.1.3

      Akupunkturgrundlagenforschung7

  • 2.2

    Thermografie und Akupunktur9

  • 2.3

    Mikrozirkulation und Akupunktur11

  • 2.4

    Ultraschall und Akupunktur13

  • 2.5

    Funktionelles Magnetresonanzimaging und Akupunktur16

  • 2.6

    Nahinfrarotspektroskopie und Akupunktur17

  • 2.7

    Spontane und evozierte bioelektrische Aktivität des Gehirns und Akupunktur19

  • 2.8

    Herzratenvariabilität und Akupunktur19

Überblick

Das große Interesse der Menschen an komplementärmedizinischen Methoden unterstreicht die Notwendigkeit, dass sich auch die universitäre Forschung noch intensiver mit der Traditionellen Chinesischen Traditionellen Chinesischen MedizinMedizin (TCMTCM) generell und der Akupunktur im Speziellen auseinandersetzt. Beispielsweise nutzen mehr als 100 Millionen Bürger der Europäischen Union die Komplementärmedizin zusätzlich oder auch als Alternative zur Schulmedizin – Tendenz steigend. Heilmethoden wie die Akupunktur werden aber immer noch kontrovers diskutiert, besonders mit dem Argument, dass ihre Wirksamkeit nicht bewiesen sei.
Die Akupunktur befindet sich in einem Spannungsfeld zwischen Naturwissenschaft und Philosophie: auf der einen Seite die fulminant fortschreitende Technologieentwicklung in der westlichen Medizin, auf der gegenüberliegenden Seite das über drei Jahrtausende alte tradierte Heilverfahren der TCM. Die Akupunktur stellt neben den chinesischen Arzneipflanzen eine der beiden wesentlichen Säulen der TCM dar, für die eine intensive naturwissenschaftliche Erforschung noch aussteht.
In hochrangigen wissenschaftlichen Zeitschriften wie „Science“ [1] und „The Lancet“ [2] erschienen Artikel, die über Theorien zum Thema „Akupunktur am Mann aus dem Eis“ („ÖtziÖtzi“) berichten. Darin werden die Tätowierungsstellen am „Eismann“ ausführlich beschrieben. Die Zuordnung zu klassischen Akupunkturpunkten wird erläutert und tabellarisch festgehalten. Die Autoren berichten in den Beiträgen ferner über die Sinnhaftigkeit des „Punkteprogramms“ aus der Sicht der modernen Akupunktur und vermitteln, dass mit den gewählten Punkten offenbar damals schon zwei Indikationen behandelt wurden: erstens die degenerativen Veränderungen der unteren Wirbelsäule und der großen Beingelenke und zweitens die durch Peitschenwürmer ausgelösten gastrointestinalen Beschwerden. Dorfer et al. (1998; 1999) folgern aus den Untersuchungen, dass die Ursprünge der Akupunktur noch viel weiter zurückreichen als ursprünglich angenommen [1, 2].

Akupunktur und Gehirnforschung

GehirnforschungDie Lösungsansätze zur Erforschung zahlreicher Geheimnisse der Akupunktur liegen, wie neueste Studien zeigen, im Gehirn. Das österreichische Forscherteam um Litscher et al. konnte bereits im Jahr 1997 erstmals wissenschaftlich nachweisen, dass Akupunkturnadeln das Blut im Gehirn schneller fließen lassen [3].
Abbildung 2.1 zeigt am Beispiel der naturwissenschaftlichen AkupunkturforschungAkupunkturforschung vier Meilensteine in der Forschungsentwicklung [4, 5].
Die in einem speziellen Messhelm integrierten computer- und robotergestützten BiosensorenBiosensoren und Sonden, die mit Licht-, Ultraschall- und höchstsensitiven bioelektrischen Messverfahren gekoppelt wurden, zeigten an gesunden Personen und in Selbstversuchen, dass Akupunktur das Blut in der A. cerebri media reproduzierbar schneller fließen lässt und dass das Sauerstoffangebot für das Gehirn erhöht wird [3].
Im Jahre 1998 ist den Forschern der Medizinischen Universität Graz ein weiterer Schritt zur Objektivierung der alten chinesischen Heilmethode gelungen. An gesunden Probanden konnte wissenschaftlich nachgewiesen werden, dass durch Akupunkturnadeln die Blutflussgeschwindigkeit im Gehirn:BlutflussgeschwindigkeitGehirn nicht nur generell verändert wird, sondern spezifisch, das bedeutet unterschiedlich regional lokalisiert. So führt die Stimulation von Akupunkturfernpunkten an der Hand und beispielsweise am äußeren Fußrand, die oft auch seitens der TCM in Verbindung mit dem optischen System gebracht werden, zu einer Zunahme der Blutflussgeschwindigkeit in genau jener Arterie im Gehirn, die u. a. das Zentrum für die visuelle Wahrnehmung versorgt (A. cerebri posterior). Gleichzeitig bleibt in anderen Hirngefäßen (z. B. A. cerebri media) die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes nahezu unverändert. Effekte dieser Art wurden bislang nur bei Lichtstimulation nachgewiesen. Gegenproben von PlacebopunktPlacebopunkten am inneren Fußrand zeigten keine Veränderung der Blutflussgeschwindigkeit in dieser Hirnarterie [6, 7].
Speziell diese in renommierten Fachjournalen der Schulmedizin, wie z. B. im internationalen Journal „Neuroscience“ [8] oder „Neurological Research“ [9, 10], von Litscher et al. (1998; 1999) veröffentlichten Ergebnisse konnten auch von einem Forschungsteam in den USA unter der Leitung des koreanischen Physikers Professor Zang Hee Cho mit eindrucksvollem Bilddatenmaterial bestätigt werden. Dieses Team konnte, allerdings mit einer anderen Hightech-Methode, dem funktionellen Magnetresonanzimaging, also einem bildgebenden Verfahren, ähnlich beschriebene Effekte der Akupunktur im Gehirn nachweisen [11].
Eine neue Grazer Konstruktion, die sehr einfach am Kopf der Probanden und Patienten zu fixieren ist und von diesen in keiner Weise als unangenehm empfunden wird, stellt die mehrdirektionale Sondenhalterungskonstruktion dar. Damit sind erstmals simultane, bilaterale und multidirektionale Blutflussströmungsprofilmessungen von intra- und extrakraniellen Hirngefäßen möglich (vgl. Abb. 2.1).
Nur mithilfe dieser neuen Konstruktionen konnten die selektiven Nachweise der spezifischen Wirksamkeit einzelner Akupunkturpunkte in Bezug auf Veränderungen der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit erbracht werden. So sind z. B. gleichzeitige Registrierungen der Strömungsprofilmuster der A. cerebri media, der A. supratrochlearis und der A. ophthalmica möglich. Die Messungen an den Augenarterien erfolgen dabei transorbital, also im Bereich der Augenhöhle. Unter akustischer Kontrolle werden der Winkel und die Lage der Sonden so lange verändert, bis die größtmögliche Signalamplitude bei geringstem Leistungswert erreicht ist [12]. Die Strömungsprofile der A. cerebri media werden mit Sonden, die transtemporal, also schläfenseitig, appliziert werden, registriert. Als ein Beurteilungsparameter hat sich die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den einzelnen Gefäßen erwiesen.
Dem Akupunktur:PlaceboproblemPlaceboproblem im Rahmen der Akupunktur konnte mit der Durchführung von sogenannten Cross-over-Cross-over-StudieStudien begegnet werden [10]. Dabei wurden ein und dieselben Personen z. B. einmal mit einem speziellen Augenakupunkturschema (A), das nach Vorstellungen der TCM die Sehkraft steigern soll, und ein weiteres Mal mit einem Schema zur Steigerung der Perfusion in der mittleren Hirnarterie (B) untersucht. Es zeigte sich, dass es unter Verwendung des Augenschemas zu einem signifikanten Anstieg der mittleren Blutflussgeschwindigkeit in der A. supratrochlearis und der A. ophthalmica kam, während die Strömungsgeschwindigkeit in der A. cerebri media nahezu unverändert blieb. Umgekehrt führte das Schema B bei gesunden Probanden zu einem signifikanten Anstieg der Flussgeschwindigkeit in der A. cerebri media bei gleichzeitig nahezu unverändertem Strömungsprofilmuster in den Augenarterien. Zahlreiche Cross-over-Studien, sowohl mit manueller Nadelakupunktur als auch mit Lasernadel- und Elektroakupunktur, wurden bereits durchgeführt und bestätigen die ersten Ergebnisse selektiver Hirnperfusionsänderungen nach Akupunktur (vgl. Abb. 2.2).

Akupunktur in der Anästhesie

AnästhesieSeit ca. 30 Jahren gibt es in der Fachliteratur sporadisch immer wieder Arbeiten, die über Akupunkturanwendungen im Operationssaal anstelle einer Narkose berichten. So gibt es Schilderungen, dass in China bei der Entfernung einer Lunge zahlreiche Nadeln von mehreren Krankenschwestern stimuliert wurden. Auch über Operationen am offenen Herzen mit nur vier Nadeln wurde in den Medien berichtet.
Erst ab dem Jahre 1970, als diplomatische Besuche in China häufiger wurden, begannen auch Wissenschaftler im Westen, sich näher mit der Akupunktur auseinanderzusetzen. So führte im März 1972 der Österreicher Professor Johannes Bischko die erste TonsillektomieTonsillektomie in Akupunkturanalgesie in der westlichen Welt durch [13] (vgl. auch Abschnitt 2.7).
Neben dem manuellen Drehen der Nadeln wurde die Stimulation in der Folge durch elektrischen Strom von unterschiedlichen Frequenzen bewirkt. Es gab jedoch nur wenige wissenschaftlich kontrollierte Experimente, um die Erfahrungen zu untermauern.
Anästhesie mit Akupunkturnadeln wird in diesem Zusammenhang heute auch in China als nicht mehr zeitgemäß erachtet, zumal es für Akupunktur wesentlich sinnvollere Indikationen gibt [14]. Ziel der Akupunktur in der Anästhesie kann daher nur die Reduktion der Nebenwirkungen etablierter Narkoseverfahren sein. In diesem Zusammenhang soll beispielsweise das postoperative Erbrechen genannt werden [14, 238, 239].

Akupunkturgrundlagenforschung

AkupunkturgrundlagenforschungNeuroanatomen, Neurophysiologen, Neurochemiker, Kybernetiker, biomedizinische Techniker und Wissenschaftler verschiedenster anderer Fachrichtungen bemühten sich in der Folge, die Grundlagen einer „wissenschaftlichen“ Akupunktur aufzuzeigen [15].
Darüber hinaus ist es gelungen, durch neueste technische Entwicklungen wertvolle neue Erkenntnisse für die Akupunkturgrundlagenforschung zu gewinnen. Elektrostimulationsgeräte, Punktualstimulationsgeräte und auch Lasernadeln sind einige solcher wichtiger Entwicklungen.
Lasernadeln werden für die Akupunktur auf die Haut aufgeklebt, aber nicht eingestochen. Die nichtinvasive, schmerzfreie Lasernadelstimulation kann, wie die Nadelakupunktur, peripher und im Gehirn spezifische, reproduzierbare Veränderungen induzieren [16, 17]. Dies äußert sich in Verschiebungen von unterschiedlichen Parametern, wie z. B. der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit. Die Effekte konnten von Grazer Forschern erstmals mit neuesten Methoden des NeuromonitoringNeuromonitorings, also Methoden, die auf der Intensivstation und während operativer Eingriffe zum Einsatz kommen, objektiviert und quantifiziert werden. Die Forschungsarbeiten zeigen, dass die durch die neue Lasernadeltechnik hervorgerufenen zerebralen Effekte in ähnlichen Dimensionen liegen wie jene, die durch manuelle Nadelakupunktur evoziert werden. Die LasernadelakupunkturLasernadelakupunktur erlaubt darüber hinaus erstmals die simultane optische Stimulation individueller Punktkombinationen. Dabei sind Variationen der Akupunktur am Körper, am Ohr oder an der Hand, wie sie im Rahmen von umfangreichen Untersuchungen an der Medizinischen Universität Graz durchgeführt wurden, möglich [18]. Durch die optische Lasernadelstimulation können erstmals auch systematische, tatsächliche Akupunktur:DoppelblindstudienDoppelblindstudien im Rahmen der Akupunktur durchgeführt werden, da der Patient die Aktivierung oder Deaktivierung der Lasernadeln nicht wahrnimmt [18]. Die gewonnenen neuen Erkenntnisse haben nicht nur weitreichende Folgen für die Lasermedizin, sondern stellen einen wesentlichen Brückenschlag zwischen traditioneller östlicher und innovativer westlicher Schulmedizin dar. Dies rechtfertigt es aus der Sicht des Autors, die Lasernadelstimulation [16, 17] als einen weiteren Meilenstein in die wissenschaftliche Betrachtung der Akupunktur aufzunehmen (vgl. Abb. 2.1) [18].
Die Akupunktur wird seit vielen Tausenden Jahren als Heilverfahren eingesetzt. Eine große Zahl von empirisch überlieferten Daten liegt zwar vor, eine apparative Objektivierung der Effekte stand aber bislang aus. Durch Nadel-, Lasernadel- oder Elektrostimulation hervorgerufene und mit modernsten Methoden der biomedizinischen Technik objektivierbare Gehirnaktivitätsänderungen liefern jedoch nur eingeschränkte Aussagen über eine mögliche therapeutische Wirkung der Akupunktur. Dies noch intensiver zu erforschen wird eine der wissenschaftlichen Herausforderungen der Zukunft sein.
Mit den im Folgenden auszugsweise dargestellten wissenschaftlichen Untersuchungen zur Akupunktur und dem in Abb. 2.3 aufgeführten Methodenspektrum soll die naturwissenschaftliche Entmystifizierung der Akupunktur sukzessive untermauert werden.

Thermografie und Akupunktur

ThermografieDie Temperaturmessung mittels einer Infrarotkamera (Thermografie) stellt ein Messverfahren dar, das im Rahmen der Akupunkturforschung in zunehmendem Maße eingesetzt wird. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens liegt in der optischen und somit berührungslosen Datenerfassung und in der Möglichkeit der Aufnahme von Temperaturverteilungen mit hoher örtlicher Auflösung.
Bereits im Mai 1979 publizierten Ceffa und Gandini [19] eine Pilotstudie, in der sie als objektive Dokumentationsmethode von Akupunktureffekten bei fibrozystischer Mastopathie während der Schmerzphase die Thermografie vorschlagen. Ein Jahr später führte die gleiche Forschungsgruppe eine „telethermografische“ Akupunkturstudie an Patienten mit Skoliose durch [20]. Die ersten Studien zur Thematik Laserakupunktur und Thermografie wurden 1983 bzw. 1984 von russischen Forschern erarbeitet [21, 22]. Zur gleichen Zeit erhoben in Frankreich Sauval et al. [23] akupunkturbezogene thermografische Befunde. Die Untersuchungen von Liao und Liao im Jahre 1985 [24] scheinen zu bestätigen, dass die Thermografie tatsächlich eine nichtinvasive Technik darstellt, um chronischen Schmerz zu untersuchen, und dass damit ein objektives Maß für die Effektivität der Akupunkturbehandlung zur Verfügung steht. Ernst und Lee [25, 26] zeigten, dass sowohl manuelle Nadel- als auch Elektroakupunktur lang andauernde generalisierte wärmende Effekte als Indikator reduzierter sympathischer Aktivität erzielen können.
Die ersten „peer-reviewed“ Publikationen in chinesischer Sprache zum Schwerpunkt Thermografie und Akupunktur erschienen 1987 und 1988 [27, 28]. Zusätzlich wurde die Thermografie genutzt, um Effekte der Akupunktur bei der Behandlung von Patienten mit unilateraler Paralyse des N. laryngeus recurrens zu untersuchen [29]. Berichtet wird von Forschern aus China auch über thermografische Veränderungen der Gesichtstemperatur nach Akupunktur an den Punkten Di 4 (Hegu) und Ma 36 (Zusanli) bei 65 Patienten mit N.-facialis-Paralyse [30]. Diese Wissenschaftler publizierten in den Jahren 1990–1992 Studien zu durch Akupunktur induzierten Änderungen des infrarotthermografischen Bildes nach Nadelung unterschiedlicher Akupunkturpunkte, wie z. B. Di 4 (Hegu), KS 7 (Daling) und KS 6 (Neiguan) [31–37]. Die Autoren stellten fest, dass die Meridiancharakteristik im menschlichen Gesicht mit der Thermografie visualisiert werden könnte [37].
Die bildgebende Thermografie:bildgebendeThermografie und die RegulationsthermografieRegulationsthermografie wurden im Zusammenhang mit der Akupunktur unter anderem bei Erkrankungen, die die Skelettmuskulatur betreffen [38], im Bereich der Zahnmedizin [39], bei diabetischer Angiopathie der unteren Extremitäten [40], bei Patienten mit fortschreitender systemischer Sklerose [41], bei Osteoarthritis im Kniegelenk [42], bei induzierter chronischer Arthritis beim Hund [43], bei myofaszialen Schmerzdysfunktionen [44], bei Paralyse des N. facialis [45], bei Conjunctivitis sicca [46], bei intrakranieller Hypertension [47] und bei gesunden Probanden [48–52] untersucht.
Am Institut für Akupunktur und Moxibustion der Chinesischen TCM-Akademie in Peking wurden auch Untersuchungen zur Thematik kortikale Infrarotthermografie durchgeführt. Die Veränderungen der zerebralen kortikalen Temperatur während ElektroakupunkturElektroakupunktur wurden bei 20 Katzen studiert [53]. Die Autoren kommen zur Konklusion, dass die Temperaturantworten als Indikator der nervalen Aktivität herangezogen werden können [53].
Im Jahre 1999 publizierten Litscher und Wang [48] eine Studie zur Validierung und Visualisierung von peripheren Veränderungen der OberflächentemperaturOberflächentemperatur durch Akupunktur. Es wurden Untersuchungen an Händen von Probanden vor und innerhalb der Initialphase einer Akupunktur durchgeführt (Abb. 2.4). Thermografiemessungen sind aber auch an der Haut von Neugeborenen möglich. Beispielsweise wurde von Raith et al. [54] eine Studie unter Laserakupunktur durchgeführt.
Der Wellenlängenbereich thermischer oder infraroter Energie liegt außerhalb der Wahrnehmungsschwelle des menschlichen Auges. Diese Energie befindet sich in jenem Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums, der als Wärme wahrgenommen wird. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht strahlt in diesem Bereich jedes Objekt, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, Wärme ab. Je höher die Temperatur eines Objektes ist, desto intensiver ist die von ihm abgegebene Infrarotstrahlung. Infrarotkameras erzeugen Bilder der unsichtbaren Infrarot- bzw. Wärmestrahlung und ermöglichen damit genaue Temperaturmessungen.
Wesentliche Vorteile des Verfahrens liegen in der optischen und somit berührungslosen Datenerfassung sowie in der hohen örtlichen Auflösung. Die Untersuchungsmethode ist darüber hinaus passiv, das heißt, es wird keine Energie in den Körper eingekoppelt. Sie ist somit völlig unschädlich. Dies erlaubt beliebig lange Untersuchungszeiten und kann daher auch bei Säuglingen angewendet werden [55].
Während der Akupunktur treten oft dynamische Änderungen der Temperaturverteilung auf, die gut und zuverlässig registrierbar sind [48]. Orte geringer Wärmeproduktion oder HautdurchblutungDurchblutung werden auf den errechneten Bildern deutlich kühler dargestellt als gut durchblutete Hautbereiche. Temperaturunterschiede, die weniger als 0,08 °C betragen, sind objektivierbar. Ein wichtiger Einflussfaktor ist der Emissionskoeffizient der Haut, der bei den vorliegenden Messungen 0,97 betrug. Dieser Faktor hängt von der Strahlungsrichtung ab. Aus diesem Grund wurden Randzonen deutlich kühler dargestellt. Diese Verfälschung des Messergebnisses, bedingt durch die Geometrie der bestrahlten Strukturen, muss bei der Interpretation berücksichtigt werden [56]. Fehler sind aber auch durch falsche Angaben von Emissionskoeffizienten der Haut möglich, weil z. B. Fettcremen zu einer deutlichen Reduktion des Emissionskoeffizienten führen [48].
Natürlich sind stoffliche Eigenschaften wie Reflexion oder Brechung, um nur zwei für diese Betrachtungen wichtige Beispiele zu nennen, von der Wellenlänge der optischen Strahlung abhängig und können z. T. sehr starke Unterschiede zu unserem Erfahrungsbereich im sichtbaren Spektralbereich aufweisen. Wärmestrahlung breitet sich in einem homogenen Medium geradlinig aus und wird durch Grenzflächen beeinflusst. Wenn etwa Luft an eine blanke Metalloberfläche grenzt, erfolgt an dieser eine Reflexion. Als Beispiel für die gerichtete Reflexion kann der Oberflächenspiegel genannt werden. An den meisten Grenzflächen finden Mischformen der Reflexion statt. Darüber hinaus wird ein Teil der Strahlung in die Oberfläche absorbiert. Die Differenz der einfallenden Energie zum Anteil der reflektierten Energie der optischen Strahlung wird über Absorptionsprozesse in der Oberfläche gebunden.
Gerade bei der Thermografie ist die Reflexion sehr bedeutsam. Im Strahlengang von optischen Geräten ist Reflexion, bis auf die gewollte Strahlumlenkung, unerwünscht und soll minimiert werden. Oft aber tritt bei unregelmäßigen Oberflächen als Messobjekt, zu denen auch der menschliche Körper gehört, das Problem auf, dass eine Hintergrundstrahlung das Messsignal durch Reflexion überlagert. Dieser Effekt bestimmt teilweise die Einsatzgrenze von WärmebildkameraWärmebildkameras. Wichtig ist festzustellen, dass die optischen Gesetze für den gesamten Spektralbereich gelten, lediglich an den Grenzen extremer ultravioletter Strahlung oder extremer Infrarotstrahlung kann man deutliche Abweichungen feststellen [56].
Abschließend kann festgestellt werden, dass thermografische Methoden wie Infrarotkameras im 2–5 μm- und 7,5–13 μm-Wellenlängenbereich in der Akupunkturforschung neben anderen Hightech-Methoden [18] sinnvolle ergänzende Verfahren zur Entmystifizierung darstellen. Allerdings muss die Validität des Verfahrens zum Nachweis des Verlaufs von Meridianen aus Sicht der TCM und der naturwissenschaftlichen Analytik kritisch hinterfragt werden. In einer Publikation zum Versuch, Meridiane in ihrem Verlauf mithilfe der Infrarotthermografie sichtbar zu machen, beschreiben die Autoren [57], dass bei Stimulation mit einer Moxazigarre in der Nähe des linken Fußes der linke Magenmeridian visualisiert werden kann. Gleichzeitig soll am rechten Fuß der rechte Milzmeridian sichtbar gemacht werden können. Seitens der Grundvorstellungen der TCM ist es eher unwahrscheinlich, dass gerade diese beiden Meridiane simultan aktiviert werden können. Auch nach dem aktuellen Stand der Technik erscheint die Visualisierung von Energieleitbahnen im Sinne von Meridianen mittels der Thermografie anhand des in der rezenten Literatur beschriebenen methodischen Vorgehens [57, 58] als nicht möglich [59–61]. Dies bestätigen in besonderem Ausmaß Untersuchungen an Leichen, an denen kein „Energiefluss“ zu finden sein sollte [62]. Vielmehr entspricht die vermeintliche thermografische Wiedergabe von Meridianen physikalisch-technischen Artefakten. Weitere wissenschaftliche Studien zu einer möglichen Visualisierung von Meridianen sind daher erforderlich.

Mikrozirkulation und Akupunktur

MikrozirkulationDie Registrierung mikrozirkulatorischer Veränderungen spielt im Bereich der Erforschung peripherer Effekte der Akupunktur eine wichtige Rolle. Aktuelle biomedizintechnische Verfahren, wie z. B. die Laser-Doppler-Laser-Doppler-FlowmetrieFlowmetrie (LDF) und das Laser-Doppler-Laser Doppler ImagingImaging (LDI), sind dabei wichtige computergestützte Objektivierungsmethoden (vgl. Abb. 2.3).
Bereits im Jahre 1974 publizierte Lee [63] eine wissenschaftliche Arbeit zur Thematik Akupunktur und Mikrozirkulation. Drei bzw. vier Jahre danach gab es aufgrund tierexperimenteller Untersuchungen von Chen und Erdmann [64, 65] erste Hinweise, dass Akupunktur die zerebrale Mikrozirkulation und damit die Sauerstoffversorgung des Hirngewebes verbessern kann. Die Autoren stellten fest, dass die Stimulation des Akupunkturpunktes LG 26 (Renzhong) eine unmittelbar folgende Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in frontalen Bereichen des Rattengehirns induzieren kann. Über kleine Bohrlöcher wurden bei 10 Albinoratten (Wistar) Mikroelektroden eingeführt [65]. In den Jahren 1982 bis 1990 untersuchten russische Forscher mikrozirkulatorische Effekte einer „NadelreflexotherapieNadelreflexotherapie“ bei Patienten mit ischämischen Herzerkrankungen [66], akupunkturspezifische Veränderungen der Mikrozirkulation bei Patienten mit Alopezie [67], Effekte der Elektroakupunktur nach Stimulation von Punkten am Kaninchenohr [68] sowie weitere Indikationen für Akupunktur und Laserakupunktur, bei denen die Objektivierung der Mikrozirkulation eine wichtige Rolle spielt [69–72].
Demgegenüber beschrieben chinesischsprachige Publikationen Akupunktureffekte im Zusammenhang mit der Mikrozirkulation lokaler Haut- und Nagelareale [73], die Behandlung von systemischem Lupus erythematodes [74] sowie akupunkturspezifische mikrozirkulatorische Effekte bei Myokardinfarktpatienten [75, 76], Patienten mit Hemiplegie [77] und bei Leberzirrhose [78]. Zahlreiche methodische und klinische Arbeiten ergänzten das Spektrum von Arbeiten chinesischer Forscher zur genannten Thematik [79–99]. Auch japanische Wissenschaftler waren maßgeblich an der Untersuchung von Effekten der Mikrozirkulation durch Akupunktur beteiligt. Beispielsweise gibt es Akupunkturstudien zur Mikrozirkulation aus Japan im Bereich der Zahnmedizin [100], zum chorioretinalen Blutfluss [101], ferner tierexperimentelle Studien [102–104] und zahlreiche Kongressberichte [105–106].
Viele Untersuchungen zur Thematik basieren auf der ElektrostimulationElektrostimulation, wie z. B. die ersten Arbeiten von Omura 1983 [107] und 1985 [108] oder jene von anderen Autoren [109]. Aber auch mögliche Effekte der Akupressur auf die Mikrozirkulation wurden etwa im Tierversuch am Hund schon sehr frühzeitig, z. B. von Han et al. 1989 [110], untersucht. Eine Übersicht zu tierexperimentellen Studien findet sich bei Rogers et al. [111].
Bedeutende „peer-reviewed“ Publikationen zu akupunkturinduzierten mikrovaskulären Perfusionsänderungen in Europa und den USA finden sich erst in den letzten zehn Jahren. Suter und Kistler aus Basel berichten über derartige Alterationen der HautdurchblutungHautdurchblutung im Bereich der Hand und über deren mögliche Ursachen in den Jahren 1994 [112] und 1999 [113]. Auch am Universitätsspital in Zürich wurden zur gleichen Zeit im Rahmen einer Studie zum Schwerpunkt Asthma bronchiale und Akupunktur Registrierungen der Mikrozirkulation vor und nach Akupunkturbehandlung durchgeführt [114]. Ebenfalls vom Universitätsspital in Zürich berichten Sprott et al. im Jahr 2000 [115] in der Wiener Klinischen Wochenschrift über Veränderungen der Mikrozirkulation bei 20 Patienten mit Fibromyalgie. Dazu wurde die LDF zur Quantifizierung der Effekte eingesetzt. Die Autoren kommen aufgrund ihrer Daten zur Konklusion, dass Akupunktur eine mögliche Methode zur Behandlung von Fibromyalgie sei. Mithilfe transkutaner elektrischer Nervenstimulation (TENS) und der LDF konnten Cramp et al. [116] an 30 Personen zeigen, dass der TENS-Effekt auf den kutanen Blutfluss von der Elektrodenpositionierung abhängt.
Kuo et al. [117] aus Taiwan untersuchten im Jahr 2004 52 gesunde Medizinstudenten, wobei sie das sogenannte De-Qi-Gefühl nach Nadelung von Di 4 (Hegu) näher betrachteten. Sie beobachteten dazu die Mikrozirkulation am Akupunkturpunkt Di 11 (Quchi) und die Temperatur der Handfläche. Bei der Auslösung eines De-Qi-Gefühls erhöhten sich der Blutfluss und die Hauttemperatur, und auch bei nachfolgender Stimulation war dieser Effekt zu sehen. Die Autoren schließen daraus, dass gerade diese Blutflusserhöhung im Bereich des Akupunkturpunktes ein wichtiger Mechanismus bei der Akupunktur sein könnte.
Anhand einer doppelblinden, placebokontrollierten randomisierten Akupunkturstudie:placebokontrolliertenAkupunkturstudie untersuchten Hahn et al. 2004 [118] Patienten mit sekundärem Raynaud-Syndrom. Dabei konnten sie zwar eine klinische Verbesserung, aber keine signifikanten Änderungen der Mikrozirkulation der Haut nachweisen. Die Autoren formulieren, dass eine Studie an einem großen Patientenkollektiv notwendig sei, um den möglicherweise kleinen Effekt der Akupunktur klar zu identifizieren.
Die LDF ist eine Methodik, die sich zur Messung der Konzentration und Geschwindigkeit von bewegten Blutzellen in oberflächlichen Gefäßen eignet. Die Eindringtiefe ist dabei auf ca. 1 mm begrenzt. Laserlicht wird meist über Lichtleiter zur Ableitestelle geführt. Aufgrund des Doppler-DopplereffektEffektes tritt im Streulicht eine Frequenzverschiebung auf, durch deren Messung z. B. die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt wird. Derzeit wird der mögliche Nutzen dieses Verfahrens speziell in der Akupunkturforschung ausgelotet.
Als hemmende Faktoren für das Verfahren per se wirkten bislang fehlende Standardisierungen in Verbindung mit einer schwierigen Interpretation der klinischen Daten und die relativ hohen Anschaffungskosten des LDF/LDI-Equipments. Vorteile der Methodik sind der geringe Zeitaufwand, die Nichtinvasivität, die anwenderfreundliche Bedienung und die Möglichkeit einer kontinuierlichen Registrierung.
Aus Studien des eigenen Forschungsbereichs [119–124] geht hervor, dass die Energiedosis einer Lasernadel, die in 20 Minuten emittiert wird, groß genug ist, um die Hauttemperatur und die subkutane Gewebetemperatur lokal in einer Entfernung von 1 cm im Mittel um 0,7 °C (p = 0,02) zu erwärmen. Interessant ist dabei vor allem, dass der Flux (Produkt aus Geschwindigkeit und Konzentration der Erythrozyten) bereits 2 Minuten nach Einschalten der LasernadelstimulationLasernadelstimulation signifikant (p = 0,005) erhöht ist. Es kommt also auch zu einem peripheren lokalen, mikrozirkulationsverbessernden Effekt im Bereich der Stimulusapplikationsstelle. Diese Tatsache könnte z. B. vermehrt bei dermatologischen Indikationen genutzt werden.
Das LDI-Verfahren ist die Erweiterung der LDF und eignet sich zur Gewebeperfusionsbestimmung in Oberflächengefäßstrukturen.
In der Literatur existieren einige Studien zur Objektivierung der Mikrozirkulation im Zusammenhang mit Akupunktur. Diese beruhen in erster Linie auf punktuellen Registrierungen mit der LDF.
Sprott et al. [115] konnten im Jahr 2000 zeigen, dass ein mittels der LDF vor Akupunktur gemessener pathologisch verminderter peripherer Blutfluss sich nach einer Akupunkturbehandlung bei Fibromyalgie-Patienten in Richtung Normalisierung änderte. Owens u. Mitarb. [125] stimulierten transkutan den Sympathikus im Bereich der Ulna bei gesunden Testpersonen und zeichneten die Hauttemperatur auf. Bei allen Probanden kam es zu einem Anstieg der Hauttemperatur nach Stimulation. Die Autoren sahen dies als indirektes Zeichen für eine Vasodilatation infolge eines verminderten Sympathikotonus.
Basierend auf der Technik der Infrarotthermografie,Infrarotthermografie konnte unsere Forschungsgruppe bereits im Rahmen einer Pilotstudie [48] unter standardisierten Bedingungen Effekte peripherer Temperaturänderungen während der Initialphase manueller Akupunktur (KS 6, Neiguan) objektivieren. Thermografische Registrierungen wurden herangezogen, um oberflächennah Temperaturänderungen an den Händen von Versuchspersonen zu untersuchen. Ausgangsruhezustand, Setzen und Stimulieren der Akupunkturnadeln wurden in einer Sitzung unter kontrollierten Bedingungen (24 °C Umgebungstemperatur) analysiert. Bei allen Personen zeigte sich eine signifikante (p = 0,015), kurzzeitig andauernde Abkühlung der oberflächennahen Hauttemperatur, unmittelbar nachdem die Nadeln gesetzt wurden. Dies steht in einem direkten Zusammenhang mit den LDF-Ergebnissen unserer Arbeitsgruppe [119–124]. Danach führte die Stimulation der Nadeln in der Thermografie-Pilotstudie, die allerdings nur mit 6 Personen durchgeführt wurde, zu unterschiedlichen generalisierenden Effekten [48].
Die im Rahmen der LDI-Studien erhobenen Messergebnisse zeigen auf, dass die Nadelakupunktur, neben den bekannten Änderungen der Temperatur an der Körperoberfläche, zu objektivierbaren Alterationen mikrozirkulatorischer Parameter führen kann [119–124]. Durch den Einsatz des LDI-Verfahrens eröffnen sich damit nicht nur im Bereich der Forschung neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Mikrozirkulation der Haut, sondern auch im Bereich der Diagnostik und etwaiger Therapiekontrollen im Zusammenhang mit der Akupunktur.
Folgende Schlussfolgerungen können z. B. aus den Studiendaten von 51 gesunden Probanden gezogen werden (vgl. Abb. 2.5) [119, 124]:
  • Die MikrozirkulationMikrozirkulation im Bereich der Mittelfingerspitze ändert sich unmittelbar nach manueller Nadelakupunktur des Punktes KS 6 (Neiguan) signifikant.

  • Akupunkturpunkt und PlacebopunktPlacebopunkt unterscheiden sich in ihrer primären Antwort signifikant.

  • Eine Minute nach der Nadelung kommt es zu einem markanten Anstieg der peripheren Perfusion, der sich beim Akupunkturpunkt ausgeprägter als beim Placebopunkt manifestierte.

Im Rahmen einer kasuistischen Studie untersuchten wir mithilfe des LDI-Verfahrens auch Veränderungen der Mikrozirkulation bei einem Patienten mit Kryoglobulinämie [123]. In der Literatur existieren nur einige wenige Arbeiten zu dieser Thematik. So führten Speight und Lawrence [126] mithilfe eines Laser-Doppler-Laser-Doppler-FlowmeterFlowmeters an fünf Einzelstellen mikrozirkulatorische Untersuchungen bei zwei Patienten mit einem ähnlichen Krankheitsbild durch. Unter Kryoglobulinämie versteht man eine Multisystemerkrankung, deren pathologisches Charakteristikum in der Ablagerung von zirkulierenden Immunkomplexen in kleinen und mittleren Blutgefäßen besteht [127–129]. Dies kann zu Symptomen wie z. B. Raynaud-Syndrom und auch zu peripherer Neuropathie führen. Die Diagnose beruht auf dem Nachweis von sogenannten Kryoglobulinen, das sind Immunglobuline vom Isotyp IgG, IgM (Typ I) oder beiden, die bei niedrigen Temperaturen präzipitieren. Behandlungsstudien haben gezeigt, dass es z. B. unter Alpha-Interferon zu einer Verbesserung der klinischen, virologischen und der biochemischen Parameter kommen kann. Die ideale Therapie muss jedoch erst gefunden werden [130].

Ultraschall und Akupunktur

UltraschallUltraschall wurde in der Akupunkturforschung bislang in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt. Neben chinesischen Forschern an unterschiedlichen Universitäten [131–138] und russischen Wissenschaftlern [139] gelang es Litscher et al. im Jahre 1997 [3] erstmals, mithilfe der kontinuierlichen multidirektionalen transkraniellen Doppler-transkranielle Doppler-SonografieSonografie (TCD) Veränderungen der Blutströmungsgeschwindigkeit durch Akupunktur im Gehirn nachzuweisen.
In China konnten Xiang et al. [131] an der TCM-Universität in Shanghai bei 31 Kindern mit zerebraler Atrophie nach der Behandlung mithilfe der transkraniellen Doppler-Sonografie Zunahmen in den Blutflussgeschwindigkeiten der A. cerebri media (MCA) und der A. cerebri anterior (ACA) nachweisen. Die Auswahl der Akupunkturpunkte mithilfe des Doppler-Spektrogramms zur Behandlung von regionaler Minderperfusion im Bereich der A. basilaris stellt den Schwerpunkt der Arbeit von Yu et al. [132] dar. Li et al. [133] studierten den therapeutischen Effekt der Skalp-Akupunktur bei akuten zerebralen Blutungen. Auch bei dieser Studie kam bereits die TCD-Methode zum Einsatz. Vierundsechzig Patienten wurden in zwei Gruppen eingeteilt, und in der Akupunkturgruppe war die zerebrale Gehirn:BlutflussgeschwindigkeitBlutflussgeschwindigkeit gegenüber jener in der Kontrollgruppe markant erhöht. Den Effekt einer vertebralen Manipulation im Vergleich zur Akupunktur untersuchten Hong et al. und Liang et al. im Jahre 2005 mit TCD [134, 135]. Dabei konnte in beiden Gruppen ebenfalls eine Verbesserung der Durchblutung festgestellt werden.
Akupunktur bei der Behandlung einer vertebrobasilären Insuffizienz wurde mit TCD von Zhang et al. 2005 [136] objektiviert. Zusätzlich wurden in dieser Studie die akustisch evozierten Hirnstammpotenziale abgeleitet und analysiert. Durch die Akupunkturbehandlung verbesserte sich bei 20 Patienten die Blutflussgeschwindigkeit, und auch die Latenzen der Welle I und die Interpeak-Latenzen III–V sowie I–V zeigten signifikante Reduktionen. In einer weiteren Arbeit zur Thematik zeigten Dong et al., dass in diesem Zusammenhang vor allem die Akupunkturpunkte Gb 20 (Fengchi) und Bl 10 (Tianzhu) besondere Bedeutung haben [137].
Die Akupunktur soll ihre mögliche Wirkung über eine Stimulation ausgewählter Akupunkturpunkte mit speziellen Nadeln oder z. B. durch optische oder elektrische Stimulation entfalten. Unter der Annahme, dass eine Stimulation dieser Punkte eine Reaktion im Körper auslöst, die letztlich zum erwünschten Therapieergebnis führen soll, wurde im Rahmen multidirektionaler transkranieller Ultraschallableitungen versucht, mit modernsten Messinstrumenten (Abb. 2.6) mögliche quantifizierbare Effekte im Gehirn nachzuweisen.
Gerade der Einsatz dieser hochsensiblen Untersuchungsverfahren zur quantitativen Beurteilung der derzeit populärsten komplementärmedizinischen Therapieform, der Akupunktur, ist selten. Einer relativ großen Anzahl von Übersichtsartikeln stand lange eine vergleichsweise geringe Zahl von Originalarbeiten gegenüber [140, 141]. Dabei könnten gerade intensive multiparametrische Ableitungen verschiedener Biosignale wesentlich dazu beitragen, offene Fragen zur Akupunktur zu beantworten. Die technischen Möglichkeiten zur Beurteilung verschiedener Effekte und Auswirkungen der Akupunktur sind, wie auch schon in den vorangehenden Abschnitten gezeigt, durchaus gegeben.
Zur Thematik Akupunktur und HirnfunktionsuntersuchungHirnfunktionsuntersuchungen gibt es in der Literatur erst in den letzten Jahren zahlreiche Publikationen. Neben gut dokumentierbaren mikrozirkulatorischen Änderungen (z. B. mithilfe der Laser-Doppler-Flowmetrie und des Laser-Doppler-Imagings; vgl. Abschnitt 1.3) kann es auch zu makrozirkulatorischen Änderungen in den zerebralen Gefäßen kommen, wie die Ergebnisse der hier beschriebenen Studien zeigen.
Dies steht keineswegs im Widerspruch zur TCM. Gerade laut TCM besteht die klassische Indikation für die Kombination der vier in der ersten Studie applizierten Punkte im Qi- oder Yang-Mangel. Verstärkt wird die Wirkung dieser vier Punkte durch eine additive Moxibustion, am besten auf KG 6 (Qihai). Sinn der Moxibustion ist es, Kälte zu vertreiben, und ebenfalls, Energie zuzuführen [142].
Messergebnisse von Litscher et al. [3, 8, 9], die mittels konventioneller TCD erhoben und durch robotikgestützte Techniken verfeinert wurden, zeigen auf, dass unter dem Einfluss der Akupunktur statistisch signifikante Änderungen der Strömungsverhältnisse im Bereich der MCA objektivierbar sind. Diese Änderungen lassen sich sowohl akustisch als auch nummerisch erfassen. Die visuelle Darstellung äußert sich nicht nur in Alterationen des konventionellen Darstellungsprofiles der Blutflussgeschwindigkeit in der TCD (systolisches, diastolisches Flussdiagramm), sondern auch in Verschiebungen im multicolorischen „Schall-Scan“ des entsprechenden Hirngefäßes. Kennzeichnend war die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit, die von Veränderungen des Durchmessers des in verschiedenen Ansichten darstellbaren Lumens der MCA begleitet war.
Nachdem die Nadeln an speziellen Augenpunkten gesetzt waren, stieg die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in der A. supratrochlearis (STA) und auch A. ophthalmica (OA) signifikant gegenüber dem Referenzintervall vor Akupunktur an. Dieser Effekt war in der MCA nicht im selben Ausmaß nachweisbar. Im letztgenannten Gefäß fand sich nur eine geringfügige, jedoch nicht signifikante Zunahme der mittleren Blutflussgeschwindigkeit [10, 12, 143–145].
Bereits im Jahre 1987 wurde von Aaslid [146] darauf hingewiesen, dass eine Differenzierung der A. cerebri posterior (PCA) von der A. cerebelli superior in der TCD mittels Lichtexposition möglich ist. Durch visuelle Stimulation zeigte sich ein 16-prozentiger Strömungsanstieg der hinteren Hirnarterie, nicht jedoch in der oberen Kleinhirnarterie. Auch bei kognitiver Stimulation kann es in Abhängigkeit vom jeweiligen Aufgabentyp (z. B. Kopfrechnen) zu regional unterschiedlicher Aktivierung kommen, die sich auch in Änderungen (Bereich 10–20 %) der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit bei TCD-Ableitungen von der MCA abbildet [147].
Für die Akupunkturforschung haben die von Litscher et al. [3, 8–10, 12, 143–145, 148] publizierten Ergebnisse weitreichende Folgen, da mit den Versuchsanordnungen erstmals objektiv messbare Nachweise einer spezifischen Wirkung im Gehirn gelungen sind.
Bisherige Limitationen, um den zerebralen Blutfluss transkraniell kontinuierlich zuverlässig zu erfassen, waren einerseits die computerisierte Datenerfassung mit den entsprechend hohen erforderlichen Speicherkapazitäten, andererseits die praxisrelevante Fixierung der UltraschallsondenUltraschallsonden auch über längere Zeiträume [147]. Das erste Problem wurde seitens der Industrie auf der Basis der Herstellung neuer Gerätekomponenten, welche die entsprechenden Speichermedien beinhalten, mittlerweile gelöst. Für den zweiten Aspekt, nämlich die Fixierung der Ultraschallsonden, gab es bis vor Kurzem keine zufriedenstellenden Lösungsansätze. Auch die Fixierung durch elastische Bänder war relativ ungenau und unzuverlässig. Es musste sowohl mit Artefakten als auch mit Änderungen der Sondenposition, speziell bei der Durchführung von Stimulationstests, gerechnet werden. Da mittels handgehaltener Sonden lediglich qualitative Beurteilungen möglich sind, kam gerade dieser Problematik in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Messergebnisse hohe Priorität zu.
Neue Grazer Konstruktionen (vgl. Abb. 2.6), die sehr einfach am Kopf der Probanden und Patienten zu fixieren sind, stellen die mehrdirektionalen Sondenhalterungskonstruktionen dar. Damit sind erstmals simultane, bilaterale und multidirektionale Blutflussströmungsprofilmessungen von intra- und extrakraniellen Hirngefäßen möglich. Nur mithilfe dieser neuen Entwicklungen konnten die selektiven Nachweise der spezifischen Wirksamkeit einzelner Akupunkturpunkte in Bezug auf Veränderungen der Blutflussgeschwindigkeit erbracht werden.
Zusätzlich zu den in Abschnitt 2.1.1 beschriebenen Cross-over-Studien [10], mit denen man dem PlaceboproblemPlaceboproblem begegnen konnte, bestätigten weitere Cross-over-Studien (ACA–PCA) die ersten Ergebnisse selektiver Hirnperfusionsänderungen nach Akupunktur [6, 7, 16, 17].
Das neue Stimulationsverfahren der Lasernadel-Technik hat, wie schon mehrfach erwähnt, den großen Vorteil einer nichtinvasiven Methode [16–18]. Es ist möglich, die Laser so zu dimensionieren, dass der Proband oder Patient die optische Stimulation am Akupunkturpunkt nicht spürt. Ebenso braucht der Akupunkteur nicht informiert zu sein, ob das System aktiviert oder deaktiviert ist. Aus genannten Gründen sind daher erstmals im Rahmen der Akupunkturforschung tatsächliche Doppelblindstudien möglich. Solche zukunftsweisenden Doppelblindpilotstudien wurden von unserer Forschungsgruppe durchgeführt [148, 149]. Es handelte sich dabei z. B. um die simultane und kontinuierliche Registrierung der mittleren Gehirn:BlutflussgeschwindigkeitBlutflussgeschwindigkeit (vm) der PCA und der MCA an 17 gesunden Probanden. Dabei zeigte sich, dass die Lasernadel-Stimulation an Akupunkturfernpunkten im Bereich der Hände und Füße (Di 4 Hegu, Ma 36 Zusanli, Bl 60 Kunlun, Bl 67 Zhiyin) imstande ist, markante und spezifische Verschiebungen der Blutströmungsgeschwindigkeit im Gehirn hervorzurufen [148, 149].
Obwohl die Laserpunktur ein nahezu etabliertes Verfahren darstellt [150], lagen die mithilfe von Hightech-Methoden objektivierten zerebralen Effekte von kommerziell erhältlichen Low-Level-Laser-Stimulationsgeräten markant unter denen einer herkömmlichen Nadelakupunktur [6, 7, 151]. Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Studien zeigen z. T. signifikante Verschiebungen zerebraler Messgrößen (vm), wie sie sonst nur durch Nadelakupunktur erzielt wurden.
Die Akupunktur am Punkt Di 20 (Yingxiang), der nach den Vorstellungen der TCM mit dem olfaktorischen System in Zusammenhang gebracht wird, veränderte die Blutflussgeschwindigkeit in der ACA signifikant [6, 7]. Die ACA versorgt große Teile des frontalen und medialen Abschnitts des Gehirns einschließlich des Teils des olfaktorischen Kortex. Gleichzeitig blieb der Blutfluss in der PCA nahezu unverändert. Im Gegensatz dazu bewirkten Akupunkturnadelstimulationen am Punkt Bl 67 (Zhiyin), der mit dem optischen System in Verbindung stehen soll, einen signifikanten Anstieg der Blutflussgeschwindigkeit in der PCA, während hingegen diesmal der Fluss in der ACA sich nur geringfügig veränderte.
Bereits Cho et al. [6, 11] beschreiben diese Effekte des Punktes Bl 67 (Zhiyin). Sie verwendeten dazu die funktionale Magnetresonanzuntersuchung (siehe Abschnitt 1.5).
Die Blutströmungsprofile wurden simultan in der linken ACA und der rechten PCA registriert. Diese Vorgangsweise wurde einerseits aus ableitungstechnischen Gründen und andererseits aufgrund vorangehender wissenschaftlicher Berichte gewählt. Zald et al. [152] fanden nämlich, dass chemische Stimuli den regionalen zerebralen Blutfluss im linken orbitofrontalen Kortex erhöhen.
Neue Konzepte und Konstruktionen in der experimentellen Akupunkturforschung ermöglichen es, mithilfe von Ultraschall reproduzierbare Effekte von Nadel- und Lasernadel-Akupunkturpunktstimulationen im Gehirn zu objektivieren.

Funktionelles Magnetresonanzimaging und Akupunktur

Funktionelles MagnetresonanzimagingDie Nadelung und/oder Stimulation von bestimmten Akupunkturpunkten, die nach Vorstellungen der TCM definiert sind, kann die Aktivität von Hirnarealen spezifisch beeinflussen. Dies konnte mithilfe multidirektionaler transkranieller Ultraschall-Doppler-Untersuchungen von der Forschungsgruppe des Autors dieses Beitrages bereits in den Jahren 1997–1998 gezeigt werden [3, 8–10, 12]. Mehrfache Bestätigung fanden diese Resultate durch andere bildgebende Verfahren, wie z. B. das funktionelle Magnetresonanzimaging (fMRI), das im vorliegenden Abschnitt näher betrachtet werden soll.
Die ersten physikalischen Experimente zur MagnetresonanztomografieMagnetresonanztomografie (MRT) wurden bereits Ende der 1930er-Jahre durchgeführt. Die Ergebnisse wurden ausschließlich in physikalischen und chemischen Labors genutzt. Erst Ende der 1960er-Jahre wurde MRT zu Bildgebungszwecken verwendet. Die ersten klinischen Anlagen wurden 1983 in Betrieb genommen [153]. Seither hat sich das Verfahren stark ausgebreitet und wird in neuester Zeit auch für die Akupunkturforschung eingesetzt. Die Bildentstehung beruht ganz vereinfacht ausgeführt darauf, dass sich Wasserstoffkerne im menschlichen Körper in einem äußeren Magnetfeld ausrichten. Diese ausgerichteten Magnete können unter Einstrahlung eines Hochfrequenzpulses zum Schwingen angeregt werden. Nach der Anregung senden die schwingenden Wasserstoffkerne ihrerseits wiederum ein schwaches Hochfrequenzsignal aus, das von empfindlichen Geräten empfangen und in Bilder umgerechnet werden kann [153].
Befunde des fMRI werden im Zusammenhang mit der Akupunktur erstmals in den Jahren 1991–1997 [154–156] von japanischen Autoren beschrieben. Die erste Arbeit bezieht sich auf die Dokumentation negativer Begleiteffekte der Akupunktur (indirekte Verletzung des Rückenmarks), die zweite Publikation im „American Journal of Chinese Medicine“ beschreibt bereits ein Experiment an 28 gesunden Probanden, und die Autoren stellen erstmals fest, dass die Applikation dieser Methode möglicherweise sinnvoll sein könnte, um mögliche Effekte der Akupunktur im Gehirn zu evaluieren [155]. Dies gelang erstmals dem renommierten koreanischen Physiker Professor Zang Hee Cho von der Universität Irvine in Kalifornien in einer im Jahre 1998 veröffentlichten Arbeit [11]. Diese Publikation in einer wissenschaftlich hochrangigen amerikanischen Zeitschrift war auch der Anlass für intensive weitere Forschungsarbeiten auf dem Gebiet des fMRI im Zusammenhang mit der Akupunktur [157, 158]. Ein Jahr nach der viel zitierten Arbeit von Cho et al. [11] publizierten Wu et al. [159] eine Studie, in der sie an 9 gesunden Probanden ebenso spezifische Effekte der Akupunktur mittels fMRI im Gehirn feststellen konnten.
An der Harvard Medical School in Boston erforschte das Team um Kathleen Hui an Versuchspersonen die Effekte, die im Gehirn nachweisbar sind, wenn der Punkt Di 4 (Hegu) stimuliert wird [160, 161]. Tierexperimentelle Arbeiten zur fMRI-Thematik erschienen von chinesischen [162] und koreanischen [163] Forschern. Letztere nehmen wieder Bezug auf die Resultate der Forschungsgruppe des Koreaners Cho et al. [11].
Neben dem fMRI wurde in der Folge auch die PositronenemissionstomografiePositronenemissionstomografie (PET) zur nichtinvasiven Erforschung der Akupunktur in zunehmendem Maße eingesetzt [164]. Nicht alle Forscher entdeckten jedoch durch Akupunktur bedingte signifikante Veränderungen im Gehirn. Gareus et al. [165] fanden im Jahre 2002 keine stimulationsbedingten Veränderungen im visuellen Kortex, wie sie von Cho et al. [11] beschrieben wurden. Jin et al. [166] publizierten 2001 in chinesischer Sprache eine Arbeit an 11 gesunden Probanden, die zum Ziel hatte, frequenzspezifische Antworten (2 und 100 Hz) nach elektrischer Stimulation der Akupunkturpunkte Ma 36 (Zusanli) und Mi 6 (Sanyinjiao) mittels fMRI im Gehirn zu verifizieren. Ebenfalls aus China stammt eine weitere Arbeit zum Themenkreis Elektroakupunktur und fMRI an 15 Probanden [167]. Diese Autoren ziehen die Schlussfolgerung, dass das hypothalamische-limbische System signifikant durch Elektroakupunktur moduliert wird. Forscher aus Österreich [168] wiederum konnten mittels Laserakupunktur und fMRI ähnliche Effekte wie jene von Cho et al. [11] nach Stimulation des Akupunkturpunktes Bl 67 (Zhiyin) objektivieren. Eine Stimulation von PlacebopunktPlacebopunkten führte hingegen zu keiner Aktivierung im Gehirn (Abb. 2.7).
Nach diesen ersten wichtigen Publikationen entstanden in den letzten Jahren immer mehr Grundlagenarbeiten, die Effekte der Akupunktur mittels fMRI objektivieren und quantifizieren [148, 169–192].
Neben dem fMRI sollen natürlich die Grundlagenarbeiten zur Akupunktur mittels PET (bereits erwähnt) und „single-photon emission-computed single-photon emission computed tomographytomography“ (SPECT) an dieser Stelle angeführt werden [164, 193–195].
Das fMRI liefert bedeutende Einblicke in die Funktion des Gehirns und stellt gleichzeitig wissenschaftliche Ergebnisse zur fernöstlichen traditionellen Akupunktur bereit. Es konnte festgestellt werden, dass das Gehirn eine wichtige Rolle bei der Erforschung der Akupunktur spielt.

Nahinfrarotspektroskopie und Akupunktur

NahinfrarotspektroskopieZur Untersuchung der Gewebe-Oxygenation werden verschiedene Messtechniken unter Verwendung unterschiedlichster Prinzipien herangezogen. Seit einer genaueren Beschreibung der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) von Jöbsis im Jahre 1977 [196] in der Zeitschrift „Science“ hat diese Methodik spezielle Aufmerksamkeit gefunden. Die Nichtinvasivität der Technik und das portable Monitoring-Equipment in Verbindung mit der relativen optischen Transparenz des Schädels bei Neugeborenen führten zu den ersten klinischen Anwendungen bei Säuglingen. Bei all diesen Studien wurden NIRS-Daten nicht quantifiziert, sondern es wurden nur Trends bezüglich einer Zu- oder Abnahme der OxygenationOxygenation beschrieben. In der Folge wurden Methoden zur Bestimmung der sogenannten „optical path length“ in verschiedenen Geweben entwickelt, womit Änderungen quantifizierbar erschienen. Von da an wurde die NIRS-Technik auch von unserer Forschungsgruppe in unterschiedlichen klinischen Studien einer weitreichenden klinischen Exploration unterzogen [197–201].
Die Nahinfrarotspektroskopie ist somit ein kontinuierlich einsetzbares, nichtinvasives biomedizintechnisches Verfahren zur Bestimmung von Konzentrationsänderungen des zerebralen Oxygenationszustands [197].
Chen und Erdmann [65] waren 1978 die Ersten, die im Tierexperiment Akupunktureffekte mittels Oxygenationsuntersuchungen (implantierte Mikroelektroden) im Gehirn von Ratten studierten. Die Forschungsgruppe um Litscher et al. untersuchte erstmals 1997 mithilfe der NIRS-Methode gesunde erwachsene Probanden [3]. Diese Arbeit wurde in der Folge im englischen Sprachraum publiziert [9]. Danach erschienen von Litscher et al. 1998–2012 [6, 7, 16–18, 202–208] zahlreiche weitere Arbeiten zur Thematik NIRS und Akupunktur (unterschiedliche Modalitäten). Schwarz et al. [209] publizierten im Jahr 2004 erste klinische Resultate und Széles und Litscher 2004 [210, 211] veröffentlichten weitere ergänzende NIRS-Befunde in Bezug auf die elektrische Punktualstimulation (P-Stim).
Akupunktur als ein integrativer Bestandteil der TCM gibt vor, auf energetischen Prozessen zu basieren. Der zerebrale Metabolismus spielt dabei sicher eine wichtige Rolle. Bislang war es nichtinvasiv und kontinuierlich nicht möglich, Auskunft über den regionalen Oxygenationszustand des Gehirns zu bekommen. Die NIRS-Methode kann Änderungen der Oxygenationsverhältnisse des zerebralen Gefäßbettes sehr sensitiv erfassen. So z. B. konnten Villringer et al. 1997 [212] Veränderungen der NIRS-Parameter bei kognitiven Prozessen nachweisen und durch simultane Laser-Doppler-Laser-Doppler-MikrozirkulationsmessungMikrozirkulationsmessungen zeigen, dass diese Alterationen nicht von Änderungen der Hautdurchblutung des Skalps stammen.
Als grundsätzlich positiv zu bewertende Faktoren der transkraniellen transkranielle OxymetrieOxymetrie gelten Nichtinvasivität, Risikoarmut und Kontinuität. Die Handhabung des Verfahrens ist einfach und zeitökonomisch. Daraus ergibt sich eine große Breite an Indikationen für den potenziell zielführenden Einsatz der NIRS. Exemplarisch könnten pädiatrische Medizin, Herzchirurgie, Karotischirurgie, Aortenbogenchirurgie, Aneurysmaembolisation, Schädel-Hirn-Trauma, Schlafapnoe, Pulmonalerkrankungen usw. angeführt werden. Für eine adäquate Messwertinterpretation sollte jedoch auch berücksichtigt werden, dass Einflussfaktoren existieren [197–201]. Kontaminationen mit dem Umgebungslicht, mechanische Irritationen, intrazerebrale Hämatome, Fehlpositionierung der Optoden und anwenderbedingte Fehler sind nur einige, die in diesem Zusammenhang erwähnt werden sollen. Die zahlreichen Erfahrungen der eigenen Forschungsgruppe aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen (Operationssaal [197], Intensivstation [197–199], Überdruckkammer [197, 200] und Akupunktur) lassen die Annahme zu, dass dynamische Änderungen der NIRS-Parameter sehr empfindlich etwaige Alterationen der zerebralen Oxygenation reflektieren.
Aus genannten Gründen wurde das Verfahren bislang in erster Linie in Kombination mit bestimmten Stimulationstechniken klinisch angewendet. So z. B. führten bereits 1993 Kato et al. [213] Untersuchungen durch. Bei fünf Probanden konnten die Autoren zeigen, dass sich die NIRS-Parameter bei PhotostimulationFotostimulation spezifisch über der Okzipitalregion veränderten, nicht jedoch über dem frontalen Bereich. Meek et al. [214] fanden ebenfalls spezifische regional bedingte markante NIRS-Veränderungen (okzipital) nach visueller Stimulation bei zehn Versuchspersonen. Auch hier zeigten sich über dem frontalen Kortex keine so ausgeprägten Alterationen. Einen Schritt weiter gingen Takahashi et al. [215]. Sie publizierten im Jahre 2000 eine Arbeit, in der sie ein „24-Kanal-NIRS-Imaging“ mit in einer 9 cm2 großen Fläche integrierten Optoden zur Untersuchung des visuellen Kortex verwendeten. Fünf Versuchspersonen wurden visuellen Stimuli von 20 s Dauer ausgesetzt. Es wurden die mit Einkanalmessungen erhobenen Resultate bestätigt. In der Literatur liegen noch einige Arbeiten zur motorischen [216], olfaktorischen [217], akustischen [218] und direkten elektrischen thalamischen [219] Stimulation bei Kindern und Erwachsenen in Zusammenhang mit NIRS-Ableitungen vor. Alle Studien kommen zur gemeinsamen Konklusion, dass NIRS imstande ist, auch nur ganz geringe Änderungen der zerebralen Hämodynamik, die als Antwort auf verschiedene funktionelle Stimulationen auftreten, zuverlässig zu erfassen.
Die Studien unseres Forschungsteams zur Akupunktur und NIRS lieferten Hinweise, dass akupunkturstimulationsbezogene Änderungen über dem Bereich der Okzipitalregion bei gesunden Probanden messbar und an der Einzelperson reproduzierbar sind [202]. Im Rahmen weiterer Studien [220] konnte festgestellt werden, dass 600-Hz-Oszillationen, die durch geeignete Stimulations- und Ableitetechniken (Filterwahl) aus den frühen Komponenten der somatosensorisch evozierten Potenziale extrahiert werden können und über der Zentralregion ableitbar sind, nach Akupunkturstimulation am Punkt Di 4 (Hegu) einer signifikanten Amplitudenreduktion unterliegen. In einer NIRS-Arbeit konnte letztendlich gezeigt werden, dass auch in den NIRS-Parametern, die über derselben zentralen Region abgeleitet wurden, reproduzierbare Alterationen nach Stimulation desselben Akupunkturpunktes (Di 4, Hegu) feststellbar sind (Abb. 2.8) [203].
Allgemein sind Veränderungen der NIRS-Parameter unspezifisch und ein isolierter Sättigungsabfall lässt nicht erkennen, ob es sich z. B. um die Folge der Zunahme des zerebralen Sauerstoffverbrauches handelt oder ob eine Abnahme des zerebralen Gehirn:BlutflussgeschwindigkeitBlutflusses zugrunde liegt. Somit wird nicht nur das Ausmaß der Sauerstoffzufuhr angezeigt, sondern das Wechselspiel von Sauerstoffangebot und Sauerstoffverbrauch zur Reflexion gebracht [209]. Dies ist deshalb möglich, da die Messzone vorwiegend vom venösen Anteil des zerebralen Gefäßbettes (≈ 75 %) dominiert wird. Der Anteil des arteriellen (≈ 20 %) bzw. des kapillaren (≈ 5 %) Stromgebietes ist entsprechend geringer [221].
Aus genannten Gründen ist man in der Lage, Änderungen, die z. B. durch vermehrte Sauerstoffaufnahme bedingt sind, zu erfassen. Welche Regelmechanismen dabei vorliegen, ist noch ungeklärt. Eine verstärkte Sauerstoffausschöpfung durch eine reizinduzierte neuronale Aktivierung, z. B. über Membranpotenzialänderungen oder Neurotransmitterfreisetzungen, wäre vorstellbar [209].
Ähnlich wie in einer Studie, bei der auch die Ohrakupunktur untersucht wurde [206], führte bei Bestehen eines vaskulär bedingten demenziellen Zustandsbildes ein individuell adaptiertes Akupunkturschema zu einer paradoxen kontradirektionalen Änderung der Parameter Blutflussgeschwindigkeit (Zunahme) und der regionalen zerebralen O2-Sättigung (Abnahme) [209]. Die von Schwarz et al. beschriebene Kasuistik zeigt auf, dass Akupunktur bei vaskulär bedingter Demenz den klinischen Status erheblich zu verbessern vermag. Mithilfe der NIRS und der TCD gelang es, Effekte auf die zerebrale Blutflussgeschwindigkeit und den O2-Metabolismus zu registrieren. Eine inverse Abnahme der regionalen zerebralen O2-Gehirn:SauerstoffsättigungSättigung bei gleichzeitiger Zunahme der zerebralen Blutflussgeschwindigkeit durch Akupunktur konnte dort in Zusammenschau mit den klinischen Befunden als Zeichen einer erhöhten Sauerstoffaufnahme in das Gehirngewebe interpretiert werden. Eine Abnahme der regionalen zerebralen O2-Sättigung bedeutet demnach nicht zwangsläufig eine verschlechterte Situation des O2-Metabolismus im Sinne eines verminderten Sauerstoffangebots, sondern könnte auch vielmehr der Dokumentation des förderlichen Effektes einer zumindest regional erhöhten Sauerstoffausschöpfung, ausgelöst durch Akupunktur, bedeuten [209]. In ähnlicher Weise könnten auch die minimalen kontradirektionalen lokalen Veränderungen der NIRS-Parameter bei der Ohrakupunktur im Rahmen anderer Studien [205, 206] interpretiert werden, weil das Messverfahren die Balance zwischen Sauerstoffangebot und -verbrauch wiedergibt.
Die NIRS-Ergebnisse sind ein weiteres Indiz dafür, dass das Gehirn bei der Akupunktur eine wichtige Rolle spielt. Wenngleich die vorläufigen Ergebnisse keine generelle, einheitliche Beurteilung zulassen, liefern sie doch neuerliche Hinweise dafür, dass Effekte der Akupunktur im Gehirn messbar und an der Einzelperson reproduzierbar sind, wie dies in vorangehenden Studien mit anderen biomedizintechnischen Verfahren (TCD und fMRI) bereits eindrucksvoll bewiesen werden konnte.

Spontane und evozierte bioelektrische Aktivität des Gehirns und Akupunktur

Gehirn:bioelektrische AktivitätSpontane bioelektrische Potenziale des Gehirns wurden erstmals im Jahre 1924 von Hans Berger an der Psychiatrischen Klinik der Universität Jena über dem intakten Schädel registriert. Diese Untersuchungsergebnisse gelangten allerdings erst im Jahre 1929 zur Veröffentlichung [222]. Obwohl diese Entdeckung nun schon mehr als acht Jahrzehnte zurückliegt, sind bis zum heutigen Tage noch keine bis ins letzte Detail gesicherten Erkenntnisse zum Entstehungsmechanismus vorhanden. Fest steht, dass die mit dem ElektroenzephalogrammElektroenzephalogramm (EEG) erfassten Makrorhythmen ihren Entstehungsort im Kortex haben. Für die meisten rhythmischen Vorgänge sind jedoch Steuerungsimpulse aus subkortikalen Strukturen notwendig [223].
Erste wissenschaftliche Arbeiten zur spontanen bioelektrischen Hirnaktivität im Zusammenhang mit der Akupunktur erschienen bereits im Jahr 1959 in China [224]. Man beschäftigte sich damals mit den Effekten der Akupunktur auf das EEG von Epileptikern [224]. In der Zeit von 1974–1989 folgten von Autoren aus verschiedenen Ländern tierexperimentelle und humanmedizinische Publikationen zur Thematik EEG und Akupunktur, mehrheitlich im Zusammenhang mit Analgesie [225–236].
Dazu berichten Pauser et al. bereits 1976 [237], dass die erste Dokumentation über eine Akupunktur-Analgesie in China aus dem Jahre 1958 stammt. Während einer Zahnextraktion wurde der Akupunkturpunkt Di 4 (Hegu) genadelt. Wie bereits erwähnt, wurde die erste Akupunktur-Analgesie in der westlichen Welt im Rahmen einer Tonsillektomie im März 1972 in Wien von Prof. Johannes Bischko [13] durchgeführt. In den Jahren danach, 1972–1976, wurden in Wien 102 Eingriffe unter klassischer chinesischer Akupunktur-Analgesie gemacht [13, 228, 237]. Dabei kamen auch schon erweiterte Methoden des EEG, wie etwa die evozierte Hirnaktivität, als Objektivierungskriterien zum Einsatz.
Mit der Entwicklung und Verbreitung der computergestützten Analyse wurde das EEG auch im Bereich der naturwissenschaftlichen Akupunkturforschung in den letzten beiden Jahrzehnten vermehrt eingesetzt. Sowohl in China [240] als auch in Russland [241] sowie in der gesamten westlichen Welt setzte sich dieser Trend fort [242–250].
Registrierungen von evozierten Potenzialen (EP) sind wesentliche Ergänzungen zu EEG-Ableitungen und ermöglichen als nichtinvasives Verfahren Aussagen über die Funktionen im jeweils stimulierten Sinnessystem [251]. Man unterscheidet dabei unterschiedliche Stimulationsmodalitäten. Diese können akustisch, elektrisch bzw. mechanisch oder visuell sein. Die zerebralen Reizantworten auf diese Stimuli sind dann die akustisch evozierten Potenziale (AEP), die somatosensorisch evozierten Potenziale (SEP) und die visuell evozierten Potenziale (VEP) [252]. In Ergänzung dazu kann auch mit Laser (LEP) oder auf chemosensorischem Wege (CEP) gereizt werden (Abb. 2.9).

Herzratenvariabilität und Akupunktur

HerzratenvariabilitätDie Herzratenvariabilität (HRV) stellt die prozentuelle Änderung aufeinander folgender Kammerkomplexe (RR-Intervalle) im ElektrokardiogrammElektrokardiogramm (EKG) dar und wird durch das Blutdruckkontrollsystem, Einflüsse vom Hypothalamus und vor allem durch den vagalen Teil des Kreislaufzentrums im unteren Hirnstamm vermittelt [253, 254].
Eine Quantifizierung der HRV kann sowohl im Zeitbereich durch die erwähnte prozentuelle Erfassung der Änderungen der RR-Intervalle als auch im Frequenzbereich durch die Analyse von EKG-Leistungsspektren erfolgen [251, 254–257]. Beim tiefkomatösen Patienten sowie beim Hirntod ergibt sich eine Variabilitätsstarre als Zeichen der Unterbrechung zentralnervöser Steuerungsmechanismen der Herzschlagfolge, was von unserer Forschungsgruppe schon 1987 gezeigt werden konnte [258, 259].
Aber nicht nur im Bereich der Anästhesie und Intensivmedizin kann der aus der Schlagfolge des Herzens extrahierte Parameter von Bedeutung sein [260], auch in der Akupunktur liefert er zusehends objektive Daten zur Erforschung vegetativer Effekte.
Die Ergebnisse aus Akupunkturpilotstudien von Litscher et al. (Abb. 2.10) [18, 261–268] zeigen, dass durch spektralanalytische Auswertungen der HRV deutliche Unterschiede vor allem als Ausdruck eines verstärkten Einflusses auf die respiratorische Komponente der gesamten HRV unter den Bedingungen der Akupunktur sichtbar gemacht werden können.

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