Background: Whole-body Computed Tomography (CT) scan today is considered a crucial imaging technique in the diagnostic work-up of polytrauma patients implicating a potential survival benefit. Apart from prompt identification of life threatening injuries this imaging technique provides an additional benefit by diagnosing incidental non-trauma associated medical diseases. These incidental findings might be also life threatening and warrant urgent therapy. The downside of whole-body CT is a relatively high radiation exposure that might result in an increased life time cancer risk. The aim of this study was to investigate the frequency and type of non trauma associated incidental medical findings in relation to patient age and potential clinical relevance. Methods: Between January 1st 2011 and December 15th 2012, a total of 704 trauma patients were referred to our hospital’s emergency room that triggered trauma room alarm according to our trauma mechanism criteria. Of these 534 (75.8%) received a whole-body CT according to our dedicated multiple trauma protocol. Incidental Findings (IF) were assigned in three groups according to their clinical relevance. Category 1: IF with high medical relevance (urgent life threatening conditions, unless treated) needing early investigations and intervention prior to or shortly after hospital discharge. Category 2: IF with intermediate or low medical relevance, warranting further investigations. Category 3: IF without clinical relevance. Results: Overall 231 IFs (43.3%) were identified, 36 (6.7%) patients had IFs with a high clinical relevance, 48 (9.0%) with a moderate or minor clinical relevance and 147 (27.5%) with no clinical relevance. The distribution of incidental findings with high or moderate relevance according to age showed an incidence of 2.6%, 6.6% and 8.8% for patients younger than 40 years, 40 to 60 years and older than 60 years, respectively. Conclusion: Whole-body CT scans of trauma patients demonstrate a high rate of incidental findings. Potentially life-threatening, medical findings were found in approximately every 15th patient, predominantly aged over 40 years and presenting with minor to moderate injuries and an Injury Severity Score (ISS) of 10 or less.

Background: Whole-body Computed Tomography (CT) scan today is considered a crucial imaging technique in the diagnostic work-up of polytrauma patients implicating a potential survival benefit. Apart from prompt identification of life threatening injuries this imaging technique provides an additional benefit by diagnosing incidental non-trauma associated medical diseases. These incidental findings might be also life threatening and warrant urgent therapy. The downside of whole-body CT is a relatively high radiation exposure that might result in an increased life time cancer risk. The aim of this study was to investigate the frequency and type of non trauma associated incidental medical findings in relation to patient age and potential clinical relevance. Methods: Between January 1st 2011 and December 15th 2012, a total of 704 trauma patients were referred to our hospital’s emergency room that triggered trauma room alarm according to our trauma mechanism criteria. Of these 534 (75.8%) received a whole-body CT according to our dedicated multiple trauma protocol. Incidental Findings (IF) were assigned in three groups according to their clinical relevance. Category 1: IF with high medical relevance (urgent life threatening conditions, unless treated) needing early investigations and intervention prior to or shortly after hospital discharge. Category 2: IF with intermediate or low medical relevance, warranting further investigations. Category 3: IF without clinical relevance. Results: Overall 231 IFs (43.3%) were identified, 36 (6.7%) patients had IFs with a high clinical relevance, 48 (9.0%) with a moderate or minor clinical relevance and 147 (27.5%) with no clinical relevance. The distribution of incidental findings with high or moderate relevance according to age showed an incidence of 2.6%, 6.6% and 8.8% for patients younger than 40 years, 40 to 60 years and older than 60 years, respectively. Conclusion: Whole-body CT scans of trauma patients demonstrate a high rate of incidental findings. Potentially life-threatening, medical findings were found in approximately every 15th patient, predominantly aged over 40 years and presenting with minor to moderate injuries and an Injury Severity Score (ISS) of 10 or less.

Background Whole-body vibration (WBV) as a training modality is established in the fields of sport, fitness, rehabilitation, and clinical intervention. WBV exercises are performed thereby while standing on a motor driven oscillating platform device. Therefore, the scientific interest in WBV is a steadily increasing field in sports science and research. It has been shown that WBV training elicits various biological and physiological effects in men. Nevertheless, there are only a small number of studies examining WBV effects on neuromuscular performance of the lower extremities in elderly people. Furthermore, the results of these studies show many discrepancies that may be caused by limitations referring to the different applied training protocols and vibration loads. In addition, there is still a deficit of information for effective but safe recommendations for WBV application for trunk and neck muscles. Therefore, this doctoral thesis deals with three major aspects of WBV as an exercise modality in strength training: (1) the recommendation of optimal vibration loads (VbLs) for the lower extremities as an essential element of the WBV exercise parameters in older adults, (2) the evaluation of these VbLs in a WBV training intervention for elderly people with regard to feasibility and chronic effects on neuromuscular performance of the lower limbs, and (3) the allocation of information for effective but safe advices for VbLs for trunk and neck muscles. These aspects are further specified toward five hypotheses (H1, H2, H3, H4, and H5) by findings and limitations of the current state of literature. Methods The five hypotheses are evaluated within three research papers (studies 1 to 3). The first study (S1) evaluated the optimal VbL determined by the combination of three biomechanical variables (vibration frequency, vibration amplitude, and knee angle) in older adults (H1). Therefore, the neuromuscular activity of the quadriceps femoris and hamstring muscles in 51 healthy subjects were measured during WBV exposure using surface electromyography (EMG). Maximal voluntary contractions (MVCs) were conducted prior to the measurements to normalise the EMG signals. A three-way mixed ANOVA was performed to analyse the different effects of the biomechanical variables on muscle activity. Study 2 (S2) represents a randomised controlled trial to assess the results of S1 implemented in a WBV training protocol and therefore to evaluate the feasibility and effectiveness of a six-week WBV intervention (H2, H3, and H4). A total of 21 subjects was allocated randomly into either a WBV training or control group. While the WBV group completed a six-week WBV training programme the control group was asked not to change their current level of physical activity during the study. Before and after the intervention period, jump height was measured during a countermovement jump (CMJ). In addition, isokinetic knee extension and flexion strength parameters were recorded using a motor-driven dynamometer. The Borg scale for ratings of perceived exertion (RPE scale) was used to evaluate the intensity of WBV exercises within each training session. Changes from pre- to posttest were analysed by a paired sample t-test (within-group comparisons) and independent sample t-test (between-group comparisons). The intention of study 3 (S3) was to analyse the impact of biomechanical variables on neuromuscular activity of different trunk and neck muscles during WBV (H5) filling the lack of information in current literature. Those biomechanical variables were assumed, which current literature suggests as having the lowest risk of negative side effects on the head. Surface EMG was used to record the neuromuscular activity in 28 healthy subjects. EMG signals were normalised to prior measured MVC. Different effects of the biomechanical variables were analysed by an ANOVA for repeated measurements. Results The findings of S1 showed that the biomechanical variables affect the level of neuromuscular activity of thigh muscles in older adults in different dimensions which confirms H1. The maximum levels of muscle activity were significantly reached at high amplitude and high frequency, whereas the factor “knee angle” only significantly affected the quadriceps femoris. Furthermore, WBV led to a higher muscle activation of the quadriceps femoris (74.1 % MVC) than of the hamstring muscles (27.3 % MVC). The main findings in S2 were an increased multi-joint strength performance of the lower limbs during a countermovement jump in the WBV group, whereas values of the control group remained unchanged after the intervention, thus confirming H2. There were no statistically significant differences in isokinetic maximal strength, mean power, or work values in knee extension or flexion in both groups (rejecting H3). In addition, the subjective perceived exertion of the WBV exercises and respective training parameters ranged between moderate rating levels of 7 and 13 of the Borg scale and indicate WBV intervention as a feasible and safe training program for elderly people, which is consistent with H4. Finally, the outcomes of S3 confirmed H5 as the biomechanical variables affect the level of neuromuscular activity of the trunk and neck in different dimensions. The maximum levels of muscle activity were significantly reached at high amplitude and high frequency, while knee angles had similar effects on the VbL. WBV led to a higher muscle activation of the lower back muscles (27.2% MVC) than of neck muscles (8.5 % MVC) and the abdominal muscles (3.6 % MVC). Conclusion A maximised VbL for WBV training in older adults depends on specific combinations of the biomechanical variables (vibration frequency, vibration amplitude, and knee angle). In addition, a WBV training based on this age-specific high VbL is a feasible, suitable and effective training program for elderly people to prevent age-related reduction of muscle performance in the lower extremities. Furthermore, the combination of biomechanical variables recommended in literature as safe for preventing harmful transmissions to the head, only elicit low to moderate muscle activation of the upper body. The findings of this thesis represent fundamental research in the field of WBV and may help to improve further research in this area. Finally, this thesis may help coaches and therapists to enhance the quality of WBV training in practical application. / Hintergrund Ganzkörpervibration (Whole-Body Vibration, WBV) hat sich als Trainingsanwendung im Sport-, Fitness, Rehabilitationsbereich und klinischen Bereich etabliert, wobei die Übungen dabei im Stehen auf einer Vibrationsplatte durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist auch das wissenschaftliche Interesse am Vibrationstraining ein stetig wachsendes Feld in den Bereichen der Sportwissenschaft und Forschung. Bisher konnte gezeigt werden, dass Vibrationstraining verschiedene biologische als auch physiologische Reaktionen beim Menschen hervorruft. Dennoch gibt es nur wenige Untersuchungen, die sich mit den Auswirkungen des Vibrationstrainings auf die neuromuskuläre Leistung der unteren Extremitäten bei älteren Menschen beschäftigen. Des Weiteren weißen die Ergebnisse dieser wenigen Studien viele Widersprüchlichkeiten auf, welche durch die unterschiedlich verwendeten Trainingsvorgaben und Vibrationsbelastungen verursacht sein könnten. Darüber hinaus besteht noch ein großes Defizit an grundlegenden Informationen hinsichtlich effektiver, aber dennoch sicherer Vorgaben in der Anwendung des Vibrationstrainings im Bereich der Rumpf- und Nackenmuskulatur. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Dissertation mit drei wesentlichen Aspekten des Vibrationstrainings: (1) die Empfehlung von optimalen Vibrationsbelastungen (VbL) als wesentlicher Bestandteil des Vibrationstrainingsplans der unteren Extremitäten älterer Menschen, (2) die Evaluierung dieser VbL anhand einer auf Vibrationstraining basierter Intervention mit älteren Menschen hinsichtlich Durchführbarkeit und Auswirkungen auf die neuromuskuläre Leistung der unteren Gliedmaßen, und (3) Angaben für effektive und sichere VbL für Rumpf- und Nackenmuskulatur bereitzustellen. Mit der Aufarbeitung von Ergebnissen und Defiziten des aktuellen Forschungsstands werden diese Aspekte durch die Formulierung von fünf Hypothesen (H1, H2, H3, H4, and H5) weiter spezifiziert. Methodik Die fünf Hypothesen werden in drei wissenschaftlichen Veröffentlichungen (Studie 1 bis 3) untersucht. Die erste Studie (S1) befasste sich mit der optimalen VbL für ältere Personen (H1), welche durch die Kombination von drei biomechanischen Variablen (Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude und Kniewinkel) bestimmt wird. Hierzu wurde die neuromuskuläre Aktivität der vorderen und hinteren Oberschenkelmuskulatur von 51 gesunden Probanden unter Vibration mittels Oberflächen-Elektromyografie (EMG) gemessen. Vor den Messungen wurden maximale muskuläre Kontraktionen durchgeführt, um die EMG zu normalisieren. Um die unterschiedlichen Auswirkungen der biomechanischen Variablen zu analysieren wurde eine drei-faktorielle Varianzanalyse durchgeführt. Studie 2 (S2) entspricht einer randomisierten kontrollierten Studie, welche die Ergebnisse aus S1 in einem Trainingsplan verwendet, um die Durchführbarkeit und Effektivität eines sechs wöchigen Vibrationstrainings zu untersuchen (H2, H3, und H4). Hierfür wurden 21 Probanden zufällig einer Vibrationstrainings- oder einer Kontrollgruppe zugeteilt. Während die Vibrationsgruppe ein sechs wöchiges Vibrationstraining absolvierte, wurden die Teilnehmer der Kontrollgruppe gebeten ihre körperliche Aktivität während des Studienzeitraums nicht zu verändern. Vor und nach dem Untersuchungszeitraums wurde die Sprunghöhe während eines „countermovement jump“ (CMJ) erfasst. Weiterhin wurden isokinetische Kraftmessgrößen der Kniegelenkbeugung und –streckung an einem Dynamometer ermittelt. Die Borgskala zur Erfassung des subjektiven Belastungsempfindens wurde eingesetzt, um die Intensität der Übungen des Vibrationstrainings innerhalb einer Trainingseinheit zu messen. Veränderungen der Messgrößen zwischen Eingangs- und Abschlusstest wurden statistisch mit einem t-Test für abhängige (innerhalb einer Gruppe) und einem t-Test für unabhängige Stichproben (zwischen den Gruppen) untersucht. Ziel der dritten Studie (S3) war es den Einfluss der biomechanischen Variablen auf die muskuläre Aktivierung verschiedener Rumpf- und Nackenmuskeln (H5). Hierzu wurden solche biomechanische Variablen ausgesucht, welche laut derzeitigem Wissensstand jeweils das geringste Risiko von Nebenwirkungen für den Kopf ausüben. Mittels Oberflächen-EMG wurde die muskuläre Aktivität von 28 Probanden erfasst. EMG Signale wurden zu vorangegangenen MVC Messungen normalisiert. Die Unterschiedlichen Effekte der biomechanischen Variablen wurden mittels einer Varianzanalyse für Messwiederholungen analysiert. Ergebnisse Die Ergebnisse von S1 konnten zeigen, dass die biomechanischen Variablen den neuromuskulären Aktivierungsgrad der Oberschenkelmuskulatur bei älteren Personen unterschiedlich beeinflussen und somit H1 bestätigen. Der höchste Grad der Aktivierung wurde deutlich mit einer großen Amplitude und hohen Frequenz erreicht, wobei der Kniewinkel ausschließlich die vordere Oberschenkelmuskulatur beeinflusst. Zudem, führte der Vibrationseinfluss zu einer größeren Muskelaktivität der Oberschenkelvorderseite (74.1 % MVC) als der –rückseite (27.3 % MVC). Die Resultate von S2 hinsichtlich des CMJ Tests bestätigen H2, da es in der Vibrationstrainingsgruppe zu einer gesteigerten gelenksübergreifender Kraftleistung in den Beinen kam, aber keine Veränderungen in der Kontrollgruppe feststellbar waren. Hingegen kam es in keiner Gruppe zu statistisch signifikanten Veränderungen der isokinetischen Messgrößen (Maximalkraft, Kraftleistung, Muskelarbeit), wodurch H3 abgelehnt wird. Das subjektive Belastungsempfinden der Übungen und des Belastungsgefüges des Vibrationstrainings liegt zwischen moderaten Bewertungsstufen von 7 bis 13 der Borgskala und weist daraufhin, dass Vibrationstraining ein praktikables und sicheres Übungsprogramm für ältere Menschen ist und somit H4 bestätigt. Die Ergebnisse von S3 konnten H5 bestätigen, da die biomechanischen Variablen den neuromuskulären Rumpf- und Nackenmuskulatur unterschiedlich beeinflussen. Der höchste Grad der Aktivierung wurde deutlich mit einer großen Amplitude und hohen Frequenz erreicht, wobei der Kniewinkel sich ähnlich auf die VbL auswirkt. Der Vibrationsstimulus führte zudem zu einer höheren Aktivierung der unteren Rückenmuskulatur (27.2% MVC) als der Nacken- (8.5 % MVC) und Bauchmuskulatur (3.6 % MVC). Schlussfolgerungen Die maximale muskuläre Belastung älterer Personen in einem Vibrationstrainings hängt von bestimmten Kombinationen der biomechanischen Variablen (Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude und Kniewinkel). Zudem ist ein Vibrationstraining, das auf altersspezifischen Vibrationsbelastungen basiert ein machbares, angemessenes und effektives Trainingsprogramm für älteren Menschen, um einem altersbedingten Abnehmen der muskulären Leistungsfähigkeit vorzubeugen. Weiterhin führt die Verbindung von biomechanischen Variablen, welche laut bisherigem Forschungsstand als sicher gegen schädliche Vibrationsübertragungen zum Kopf gelten, nur zu leichten bis moderaten Muskelaktivierung im Oberkörper. Die Ergebnisse dieser Dissertation liefern einen Beitrag zur Grundlagenforschung auf dem Gebiet des Vibrationstrainings und können weiteren Forschungsarbeiten hilfreich sein. Darüber hinaus kann diese Arbeit helfen die Qualität von Vibrationstrainingsangeboten zu verbessern und somit zum praktischen Nutzen beitragen.

Background Whole-body vibration (WBV) as a training modality is established in the fields of sport, fitness, rehabilitation, and clinical intervention. WBV exercises are performed thereby while standing on a motor driven oscillating platform device. Therefore, the scientific interest in WBV is a steadily increasing field in sports science and research. It has been shown that WBV training elicits various biological and physiological effects in men. Nevertheless, there are only a small number of studies examining WBV effects on neuromuscular performance of the lower extremities in elderly people. Furthermore, the results of these studies show many discrepancies that may be caused by limitations referring to the different applied training protocols and vibration loads. In addition, there is still a deficit of information for effective but safe recommendations for WBV application for trunk and neck muscles. Therefore, this doctoral thesis deals with three major aspects of WBV as an exercise modality in strength training: (1) the recommendation of optimal vibration loads (VbLs) for the lower extremities as an essential element of the WBV exercise parameters in older adults, (2) the evaluation of these VbLs in a WBV training intervention for elderly people with regard to feasibility and chronic effects on neuromuscular performance of the lower limbs, and (3) the allocation of information for effective but safe advices for VbLs for trunk and neck muscles. These aspects are further specified toward five hypotheses (H1, H2, H3, H4, and H5) by findings and limitations of the current state of literature. Methods The five hypotheses are evaluated within three research papers (studies 1 to 3). The first study (S1) evaluated the optimal VbL determined by the combination of three biomechanical variables (vibration frequency, vibration amplitude, and knee angle) in older adults (H1). Therefore, the neuromuscular activity of the quadriceps femoris and hamstring muscles in 51 healthy subjects were measured during WBV exposure using surface electromyography (EMG). Maximal voluntary contractions (MVCs) were conducted prior to the measurements to normalise the EMG signals. A three-way mixed ANOVA was performed to analyse the different effects of the biomechanical variables on muscle activity. Study 2 (S2) represents a randomised controlled trial to assess the results of S1 implemented in a WBV training protocol and therefore to evaluate the feasibility and effectiveness of a six-week WBV intervention (H2, H3, and H4). A total of 21 subjects was allocated randomly into either a WBV training or control group. While the WBV group completed a six-week WBV training programme the control group was asked not to change their current level of physical activity during the study. Before and after the intervention period, jump height was measured during a countermovement jump (CMJ). In addition, isokinetic knee extension and flexion strength parameters were recorded using a motor-driven dynamometer. The Borg scale for ratings of perceived exertion (RPE scale) was used to evaluate the intensity of WBV exercises within each training session. Changes from pre- to posttest were analysed by a paired sample t-test (within-group comparisons) and independent sample t-test (between-group comparisons). The intention of study 3 (S3) was to analyse the impact of biomechanical variables on neuromuscular activity of different trunk and neck muscles during WBV (H5) filling the lack of information in current literature. Those biomechanical variables were assumed, which current literature suggests as having the lowest risk of negative side effects on the head. Surface EMG was used to record the neuromuscular activity in 28 healthy subjects. EMG signals were normalised to prior measured MVC. Different effects of the biomechanical variables were analysed by an ANOVA for repeated measurements. Results The findings of S1 showed that the biomechanical variables affect the level of neuromuscular activity of thigh muscles in older adults in different dimensions which confirms H1. The maximum levels of muscle activity were significantly reached at high amplitude and high frequency, whereas the factor “knee angle” only significantly affected the quadriceps femoris. Furthermore, WBV led to a higher muscle activation of the quadriceps femoris (74.1 % MVC) than of the hamstring muscles (27.3 % MVC). The main findings in S2 were an increased multi-joint strength performance of the lower limbs during a countermovement jump in the WBV group, whereas values of the control group remained unchanged after the intervention, thus confirming H2. There were no statistically significant differences in isokinetic maximal strength, mean power, or work values in knee extension or flexion in both groups (rejecting H3). In addition, the subjective perceived exertion of the WBV exercises and respective training parameters ranged between moderate rating levels of 7 and 13 of the Borg scale and indicate WBV intervention as a feasible and safe training program for elderly people, which is consistent with H4. Finally, the outcomes of S3 confirmed H5 as the biomechanical variables affect the level of neuromuscular activity of the trunk and neck in different dimensions. The maximum levels of muscle activity were significantly reached at high amplitude and high frequency, while knee angles had similar effects on the VbL. WBV led to a higher muscle activation of the lower back muscles (27.2% MVC) than of neck muscles (8.5 % MVC) and the abdominal muscles (3.6 % MVC). Conclusion A maximised VbL for WBV training in older adults depends on specific combinations of the biomechanical variables (vibration frequency, vibration amplitude, and knee angle). In addition, a WBV training based on this age-specific high VbL is a feasible, suitable and effective training program for elderly people to prevent age-related reduction of muscle performance in the lower extremities. Furthermore, the combination of biomechanical variables recommended in literature as safe for preventing harmful transmissions to the head, only elicit low to moderate muscle activation of the upper body. The findings of this thesis represent fundamental research in the field of WBV and may help to improve further research in this area. Finally, this thesis may help coaches and therapists to enhance the quality of WBV training in practical application. / Hintergrund Ganzkörpervibration (Whole-Body Vibration, WBV) hat sich als Trainingsanwendung im Sport-, Fitness, Rehabilitationsbereich und klinischen Bereich etabliert, wobei die Übungen dabei im Stehen auf einer Vibrationsplatte durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist auch das wissenschaftliche Interesse am Vibrationstraining ein stetig wachsendes Feld in den Bereichen der Sportwissenschaft und Forschung. Bisher konnte gezeigt werden, dass Vibrationstraining verschiedene biologische als auch physiologische Reaktionen beim Menschen hervorruft. Dennoch gibt es nur wenige Untersuchungen, die sich mit den Auswirkungen des Vibrationstrainings auf die neuromuskuläre Leistung der unteren Extremitäten bei älteren Menschen beschäftigen. Des Weiteren weißen die Ergebnisse dieser wenigen Studien viele Widersprüchlichkeiten auf, welche durch die unterschiedlich verwendeten Trainingsvorgaben und Vibrationsbelastungen verursacht sein könnten. Darüber hinaus besteht noch ein großes Defizit an grundlegenden Informationen hinsichtlich effektiver, aber dennoch sicherer Vorgaben in der Anwendung des Vibrationstrainings im Bereich der Rumpf- und Nackenmuskulatur. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Dissertation mit drei wesentlichen Aspekten des Vibrationstrainings: (1) die Empfehlung von optimalen Vibrationsbelastungen (VbL) als wesentlicher Bestandteil des Vibrationstrainingsplans der unteren Extremitäten älterer Menschen, (2) die Evaluierung dieser VbL anhand einer auf Vibrationstraining basierter Intervention mit älteren Menschen hinsichtlich Durchführbarkeit und Auswirkungen auf die neuromuskuläre Leistung der unteren Gliedmaßen, und (3) Angaben für effektive und sichere VbL für Rumpf- und Nackenmuskulatur bereitzustellen. Mit der Aufarbeitung von Ergebnissen und Defiziten des aktuellen Forschungsstands werden diese Aspekte durch die Formulierung von fünf Hypothesen (H1, H2, H3, H4, and H5) weiter spezifiziert. Methodik Die fünf Hypothesen werden in drei wissenschaftlichen Veröffentlichungen (Studie 1 bis 3) untersucht. Die erste Studie (S1) befasste sich mit der optimalen VbL für ältere Personen (H1), welche durch die Kombination von drei biomechanischen Variablen (Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude und Kniewinkel) bestimmt wird. Hierzu wurde die neuromuskuläre Aktivität der vorderen und hinteren Oberschenkelmuskulatur von 51 gesunden Probanden unter Vibration mittels Oberflächen-Elektromyografie (EMG) gemessen. Vor den Messungen wurden maximale muskuläre Kontraktionen durchgeführt, um die EMG zu normalisieren. Um die unterschiedlichen Auswirkungen der biomechanischen Variablen zu analysieren wurde eine drei-faktorielle Varianzanalyse durchgeführt. Studie 2 (S2) entspricht einer randomisierten kontrollierten Studie, welche die Ergebnisse aus S1 in einem Trainingsplan verwendet, um die Durchführbarkeit und Effektivität eines sechs wöchigen Vibrationstrainings zu untersuchen (H2, H3, und H4). Hierfür wurden 21 Probanden zufällig einer Vibrationstrainings- oder einer Kontrollgruppe zugeteilt. Während die Vibrationsgruppe ein sechs wöchiges Vibrationstraining absolvierte, wurden die Teilnehmer der Kontrollgruppe gebeten ihre körperliche Aktivität während des Studienzeitraums nicht zu verändern. Vor und nach dem Untersuchungszeitraums wurde die Sprunghöhe während eines „countermovement jump“ (CMJ) erfasst. Weiterhin wurden isokinetische Kraftmessgrößen der Kniegelenkbeugung und –streckung an einem Dynamometer ermittelt. Die Borgskala zur Erfassung des subjektiven Belastungsempfindens wurde eingesetzt, um die Intensität der Übungen des Vibrationstrainings innerhalb einer Trainingseinheit zu messen. Veränderungen der Messgrößen zwischen Eingangs- und Abschlusstest wurden statistisch mit einem t-Test für abhängige (innerhalb einer Gruppe) und einem t-Test für unabhängige Stichproben (zwischen den Gruppen) untersucht. Ziel der dritten Studie (S3) war es den Einfluss der biomechanischen Variablen auf die muskuläre Aktivierung verschiedener Rumpf- und Nackenmuskeln (H5). Hierzu wurden solche biomechanische Variablen ausgesucht, welche laut derzeitigem Wissensstand jeweils das geringste Risiko von Nebenwirkungen für den Kopf ausüben. Mittels Oberflächen-EMG wurde die muskuläre Aktivität von 28 Probanden erfasst. EMG Signale wurden zu vorangegangenen MVC Messungen normalisiert. Die Unterschiedlichen Effekte der biomechanischen Variablen wurden mittels einer Varianzanalyse für Messwiederholungen analysiert. Ergebnisse Die Ergebnisse von S1 konnten zeigen, dass die biomechanischen Variablen den neuromuskulären Aktivierungsgrad der Oberschenkelmuskulatur bei älteren Personen unterschiedlich beeinflussen und somit H1 bestätigen. Der höchste Grad der Aktivierung wurde deutlich mit einer großen Amplitude und hohen Frequenz erreicht, wobei der Kniewinkel ausschließlich die vordere Oberschenkelmuskulatur beeinflusst. Zudem, führte der Vibrationseinfluss zu einer größeren Muskelaktivität der Oberschenkelvorderseite (74.1 % MVC) als der –rückseite (27.3 % MVC). Die Resultate von S2 hinsichtlich des CMJ Tests bestätigen H2, da es in der Vibrationstrainingsgruppe zu einer gesteigerten gelenksübergreifender Kraftleistung in den Beinen kam, aber keine Veränderungen in der Kontrollgruppe feststellbar waren. Hingegen kam es in keiner Gruppe zu statistisch signifikanten Veränderungen der isokinetischen Messgrößen (Maximalkraft, Kraftleistung, Muskelarbeit), wodurch H3 abgelehnt wird. Das subjektive Belastungsempfinden der Übungen und des Belastungsgefüges des Vibrationstrainings liegt zwischen moderaten Bewertungsstufen von 7 bis 13 der Borgskala und weist daraufhin, dass Vibrationstraining ein praktikables und sicheres Übungsprogramm für ältere Menschen ist und somit H4 bestätigt. Die Ergebnisse von S3 konnten H5 bestätigen, da die biomechanischen Variablen den neuromuskulären Rumpf- und Nackenmuskulatur unterschiedlich beeinflussen. Der höchste Grad der Aktivierung wurde deutlich mit einer großen Amplitude und hohen Frequenz erreicht, wobei der Kniewinkel sich ähnlich auf die VbL auswirkt. Der Vibrationsstimulus führte zudem zu einer höheren Aktivierung der unteren Rückenmuskulatur (27.2% MVC) als der Nacken- (8.5 % MVC) und Bauchmuskulatur (3.6 % MVC). Schlussfolgerungen Die maximale muskuläre Belastung älterer Personen in einem Vibrationstrainings hängt von bestimmten Kombinationen der biomechanischen Variablen (Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude und Kniewinkel). Zudem ist ein Vibrationstraining, das auf altersspezifischen Vibrationsbelastungen basiert ein machbares, angemessenes und effektives Trainingsprogramm für älteren Menschen, um einem altersbedingten Abnehmen der muskulären Leistungsfähigkeit vorzubeugen. Weiterhin führt die Verbindung von biomechanischen Variablen, welche laut bisherigem Forschungsstand als sicher gegen schädliche Vibrationsübertragungen zum Kopf gelten, nur zu leichten bis moderaten Muskelaktivierung im Oberkörper. Die Ergebnisse dieser Dissertation liefern einen Beitrag zur Grundlagenforschung auf dem Gebiet des Vibrationstrainings und können weiteren Forschungsarbeiten hilfreich sein. Darüber hinaus kann diese Arbeit helfen die Qualität von Vibrationstrainingsangeboten zu verbessern und somit zum praktischen Nutzen beitragen.

Es sollte untersucht werden, ob Ganzkörper-Hyperthermie (GKH) plus Chemotherapie im Rahmen systemischer Krebs-Mehrschritt-Therapie (sKMT) eine wiederholt anwendbare und verträgliche Therapieoption für Patienten mit fortgeschrittenen, metastasierten Tumorerkrankungen darstellt. Im klinischen Zusammenhang sollten funktionelle Veränderungen verschiedener Organsysteme und toxische Reaktionen unter GKH/sKMT aufgezeigt werden sowie das anästhesiologische Management hinsichtlich der Anwendung verschiedener Monitoringverfahren beurteilt werden. Bei 26 Patienten erfolgten in Allgemeinanästhesie Messungen von Hämodynamik, Gasaustausch, O2-Transport und Metabolismus sowie klinische, laborchemische und immunologische Analysen während und nach 63 GKH/sKMT-Behandlungen. Die GKH mit einer Plateauphase von einer Stunde bei 41,8°C wurde durch Infrarotstrahlung induziert. Das anästhesiologische Monitoring der Patienten beinhaltete Pulmonalarterienkatheter, Doppelindikator-Dilutionsverfahren, invasive und nicht-invasive Blutdruckmessung sowie Dopplersonografie. Es konnte gezeigt werden, dass heute eine GKH/sKMT in Allgemeinanästhesie und mit sorgfältiger Auswahl der Patienten ein verträgliches und sicheres Verfahren darstellt. Alterationen der gemessenen Parameter zeigten am Ende der Behandlung meistens eine deutliche Tendenz in Richtung der Initialwerte. Toxische Reaktionen konnten in einem akzeptablen Ausmaß gehalten und lang anhaltende Organschäden vermieden werden. Ein adäquates Monitoring beinhaltet eine invasive arterielle und zentralvenöse Druckmessung. Das hämodynamische Management sollte sich am mittleren arteriellen Blutdruck orientieren. Somit erscheint derzeit eine weitere Evaluierung dieser Therapie im Rahmen von multimodalen onkologischen Behandlungskonzepten sinnvoll. / This investigation was performed to investigate the safety of whole body hyperthermia (WBH) within the context of systemic Cancer Multistep Therapy (sCMT) in patients with disseminated malignancies. Furthermore, alterations in various organ functions and toxicities during WBH/sCMT as well as an appropriate anesthesiological management should be evaluated. 63 WBH/sCMT treatments in 26 patients were carried out under general anesthesia and measurements of hemodynamics, pulmonary gas exchange and metabolism as well as clinical, laboratory and immunological investigations were performed. WBH with a plateau phase of one hour at 41.8°C was induced by infrared radiation. Anesthesiological monitoring included pulmonary artery catheter, transpulmonary double indicator dilution technique, invasive and non-invasive blood pressure measurement and Doppler ultrasonography. By careful selection of patients WBH/sCMT can be performed safely using general anesthesia. Most parameters showed a clear tendency towards the pretreatment levels at the end of therapy. Toxicities stayed in an acceptable range and persistent organ dysfunctions could be avoided. An appropriate anesthesiological monitoring includes invasive arterial and central venous pressure measurements. Hemodynamic management during WBH should be guided by the mean arterial pressure. This enables further evaluation of WBH in multimodal treatment concepts.

This paper reports a novel and remarkably facile approach towards vertically aligned nanosheets on three-dimensional (3D) Ni foams. Conducting polypyrrole (PPy) sheets were grown on Ni foam through the volatilization of the environmentally friendly solvent from an ethanol–water solution of pyrrole (Py), followed by the polymerization of the coated Py in ammonium persulfate (APS) solution. The PPy-decorated Ni foams and commercial activated carbon (AC) modified Ni foams were employed as the two electrodes for the assembly of flexible all-solid-state asymmetric supercapacitors. The sheet-like structure of PPy and the macroporous feature of the Ni foam, which render large electrode–electrolyte interfaces, resulted in good capacitive performance of the supercapacitors. Moreover, a high energy density of ca. 14 Wh kg−1 and a high power density of 6.2 kW kg−1 were achieved for the all-solid-state asymmetric supercapacitors due to the wide cell voltage window.

This paper reports a novel and remarkably facile approach towards vertically aligned nanosheets on three-dimensional (3D) Ni foams. Conducting polypyrrole (PPy) sheets were grown on Ni foam through the volatilization of the environmentally friendly solvent from an ethanol–water solution of pyrrole (Py), followed by the polymerization of the coated Py in ammonium persulfate (APS) solution. The PPy-decorated Ni foams and commercial activated carbon (AC) modified Ni foams were employed as the two electrodes for the assembly of flexible all-solid-state asymmetric supercapacitors. The sheet-like structure of PPy and the macroporous feature of the Ni foam, which render large electrode–electrolyte interfaces, resulted in good capacitive performance of the supercapacitors. Moreover, a high energy density of ca. 14 Wh kg−1 and a high power density of 6.2 kW kg−1 were achieved for the all-solid-state asymmetric supercapacitors due to the wide cell voltage window.