Telemetrische Erfassung von Verhaltensstörungen bei schwerer Demenz: Validierung und Anwendung Michael Armin Rapp 11231.1451.1.16781.2910111.312575#35113142142.12.2152.32.3.12.3.2162.3.333.11617599#2751819274#12620334#151575#368213.222233.3243.425605#3023.5263.6273.7282944.1293031575#479527#49932527#4644.1.14.1.2334.2344.3539#2804.4354.4.14.4.236575#292374.5384.5.1551#263394.5.240539#4964.641605#384.6.142605#31343605#2934.6.24.744605#7445605#47955.1465.1.1475.1.25.1.3485.25.2.15.2.2495.2.350515.35.3.152535.3.254555.3.3565.46575859Danksagung GlossarLiteraturverzeichnisLebenslaufPublikationen (ohne Kongreßvorträge und Poster)Erklärung an Eides StattdeInhaltsverzeichnisHilfeAus der Klinik für Gerontopsychiatrie am Klinikum Hellersdorf, Akademisches Lehrkrankenhaus der Humboldt-Universität zu Berlin DISSERTATION Telemetrische Erfassung von Verhaltensstörungen bei schwerer Demenz: Validierung und Anwendung Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.) vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin von
Michael Armin Rapp
aus Bardenberg Dekan: Prof. Dr. med. Martin Paul Prof. Dr. med. H. Gutzmann Prof. Dr. med. T. Wetterling Prof. Dr. med. G. Adler Datum der Promotion: .....30.3.2006.... Abstract

Zu Verhaltensstörungen bei Demenz zählen psychomotorische Unruhe und Agitiertheit, aber auch spezifische motorische Phänomene, wie etwa repetitive Handlungen im Sinne einer motorischen Abulie (das wiederholte Umherräumen von Gegenständen), und das ziellose, andauernde Umherlaufen (im Englischen als “Wandering” bezeichnet). Diese Phänomene sind deshalb von zentraler klinischer Bedeutung, da sie häufig der primäre Anlass für eine Institutionalisierung des Patienten sind.

Zur Beurteilung solcher Phänomene liegen eine Anzahl standardisierter Beobachtungsbögen vor. Problematisch sind diese Skalen im Hinblick auf ihre Reliabilität bei der Anwendung durch Angehörige und Pflegende. Wir schlagen daher die aktometrische Darstellung von motorischer Aktivität, wie sie etwa aus der Schlafforschung bekannt ist, vor. In dieser Dissertation wurde zunächst die Reliabilität und konkurrente Validität der Messung von motorischer Unruhe bei Demenz mittels eines aktometrischen Gerätes untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die aktometrische Messung von Verhaltensstörungen eine valide und reliable Methode auch bei schwerer Demenz darstellt.

Weiterhin haben Studien circadianer motorischer Aktivität gezeigt, dass motorische Verhaltensweisen eng mit Störungen der Tag-Nacht-Rhythmizität bei Demenz verknüpft sind. Die circadiane Rhythmik wird in diesem Zusammenhang als Resultat der Interaktion zwischen circadianen Schrittmachermodulen im suprachiasmatischen Nukleus und externen Modulatoren der Rhythmizität gesehen. Bei der Demenz vom Alzheimer-Typ ist bekannt, dass es im Verlauf zu einer Degeneration des suprachiasmatischen Nukleus kommt, während dies bei der vaskulären Demenz nicht der Fall ist. Unterschiede im Zusammenhang von motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik sind aber zwischen der Demenz vom Alzheimer-Typ und vaskulären Demenzen bisher kaum untersucht worden.

Im zweiten Teils dieser Arbeit wurde unter quasiexperimenteller Kontrolle von Modulatoren der circadianen Rhythmizität Unterschiede der circadianen Rhythmik zwischen vaskulärer Demenz und Demenz vom Alzheimer-Typ untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass es bei Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ und bei Patienten mit vaskulärer Demenz in Abhängigkeit von der motorischen Aktivität zu einer charakteristischen Phasenverschiebung der circadianen Rhythmik kommt. Dieser Zusammenhang ist jedoch bei Alzheimer-Demenz, bei der von einer neurobiologischen Störung des suprachiasmatischen Nukleus ausgegangen werden kann, stärker ausgeprägt. Dieses Befundmuster unterstützt theoretische Modelle der circadianen Rhythmik und ihrer Störung bei Demenz und legt nahe, dass der suprachiasmatischen Nukleus bei Demenz vom Alzheimer-Typ eine zentrale Rolle bei der circadianen Regulation des Verhaltens einnimmt.

 Abstract

Behavioural signs and symptoms in dementia comprise psychomotor restlessness and agitation, but also more specific motor phenomena, such as Wandering or cognitive abulia (i.e., the repetitive moving of objects). These phenomena are of central clinical significance since they are common in the course of a dementing illness, are among the most persistent symptoms in dementia, and often lead to hospitalisation.

There are a number of standardised rating scales available for the assessment of motor phenomena in dementia. However, there is no objective method of assessing these symptoms. In addition, the reliability of these scales, especially when used by caregivers from within families, has been questioned. In order to overcome this flaw, we propose the use of an actometric device for assessing behaviour motor symptoms in dementia. In the first part of this dissertation, we assessed the reliability and the concurrent validity of an actometric device against two behavioural scales. Results show satisfactory validity and good reliability of this method.

Several studies have suggested a connection between behaviour disturbances, such as walking, cognitive abulia, and repetitive mannerisms, with circadian rhythm disturbances in dementia patients. Specifically, it has been argued that an increase in behaviours associated with some degree of motor activity might in turn lead to an increase in circadian rhythm disturbances. Empirical work, however, has shown underlying brain pathology to be a major cause of these symptoms. Structural changes in the suprachiasmatic nucleus (SCN), proposed as the circadian pacemaker, have been related to circadian rhythm disturbances in patients with Alzheimer’s disease and other degenerative dementias. Comparative studies of the relation between motor activity levels and circadian rhythm in Alzheimer’s disease versus vascular dementias, however, have been sparse.

In the second part of this dissertation, we reanalysed data from our validation study, investigating whether the pattern of circadian rhythm disturbances is different in patients suffering from Alzheimer disease and patients suffering from vascular dementia, controlling experimentally for the severity of behaviour disturbances. With regards to circadian motor activity, we found increased nocturnal activity and fragmentation of diurnal rhythm in both groups. In patients showing an equal severity of behaviour disturbances, the phase-delay of the rest-activity rhythm was delayed in patients with Alzheimer disease as compared to patients with vascular dementia. These findings suggest that, in Alzheimer disease, structural changes in the SCN might induce disturbance in the circadian pacemaker, leading to a phase shift in the circadian rhythm. The differential pattern of rhythm disturbance found in this study could be indicative of different processes involved in sleep disorders in the dementias.

Inhaltsverzeichnis

  • 1 Einleitung

    • 1.1 Verhaltensstörungen bei schwerer und mittelschwerer Demenz

      • 1.1.1 Unterschiede in den Verhaltensstörungen zwischen vaskulärer Demenz und Demenz vom Alzheimer-Typ

    • 1.2 Bisheriger Stand der Forschung zur Erfassung von Verhaltensstörungen bei Demenz

    • 1.3 Verhaltensstörungen und circadiane Rhythmik

  • 2 Zielsetzung und Fragestellung

    • 2.1 Validität der Erfassung motorischer Aktivität

    • 2.2 Zusammenhang zwischen spezifischen neurobiologischen Charakteristika und Störungen der circadianen Rhythmik bei Demenz vom Alzheimer-Typ und vaskulärer Demenz

    • 2.3 Fragestellungen

      • 2.3.1 Validität der aktometrischen Messung

      • 2.3.2 Zusammenhang zwischen motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik bei schwerer Demenz

      • 2.3.3 Differenzierung von Störungen der circadianen Rhythmik bei vaskulärer Demenz und Demenz vom Alzheimer-Typ

  • 3 Material und Methoden

    • 3.1 Aktometrische Erfassung motorischer Aktivität

    • 3.2 Erfassung motorischer Aktivität durch Beobachtungsbögen

    • 3.3 Patienten

    • 3.4 Messgeräte

    • 3.5 Beobachtungsbögen

    • 3.6 Untersuchungsablauf

    • 3.7 Datenanalyse

  • 4 Ergebnisse

    • 4.1 Deskriptive Ergebnisse

      • 4.1.1 Unterschiede zwischen Patienten mit einer Demenz vom Alzheimer-Typ und einer vaskulären Demenz hinsichtlich Alter und kognitivem Status

      • 4.1.2 Unterschiede zwischen Patienten mit einer Demenz vom Alzheimer-Typ und einer vaskulären Demenz in der Schwere der motorischen Verhaltensstörungen

    • 4.2 Reliabilität der behavioralen Messung von Verhaltensstörungen

    • 4.3 Reliabilität der aktometrischen Messung von Verhaltensstörungen

    • 4.4 Validität der aktometrischen Messung

      • 4.4.1 Abhängigkeit der Validität der Messung von kognitivem Status und Alter

      • 4.4.2 Erste Diskussion der Validität der Messung

    • 4.5 Verlaufsergebnisse

      • 4.5.1 Stabilität der Verlaufsmessung

      • 4.5.2 Verlaufsanalysen

    • 4.6 Circadiane Rhythmizität

      • 4.6.1 Unterschiede in Rohwerten der circadianen Rhythmizität zwischen Alzheimer-Demenz und vaskulärer Demenz

      • 4.6.2 Unterschiede in der circadianen Rhythmizität zwischen Alzheimer-Demenz und vaskulärer Demenz unter Kontrolle des Aktivitätsniveaus

    • 4.7 Zusammenhang zwischen motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik

  • 5 Diskussion

    • 5.1 Zusammenfassung der Ergebnisse

      • 5.1.1 Validität der aktometrischen Erfassung motorischer Verhaltensstörungen

      • 5.1.2 Unterschiede in motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik zwischen Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ und vaskulärer Demenz

      • 5.1.3 Zusammenhang zwischen motorischen Verhaltensstörungen und circadianer Rhythmik

    • 5.2 Limitierungen der erhobenen Befunde

      • 5.2.1 Validität der aktometrischen Erfassung motorischer Verhaltensstörungen

      • 5.2.2 Unterschiede in motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik zwischen Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ und vaskulärer Demenz

      • 5.2.3 Zusammenhang zwischen motorischen Verhaltensstörungen und circadianer Rhythmik

    • 5.3 Interpretation der Befunde

      • 5.3.1 Klinische Bedeutung der aktometrischen Erfassung von motorischen Verhaltensstörungen

      • 5.3.2 Neurobiologische Bedeutung des Zusammenhangs zwischen motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik

      • 5.3.3 Klinische Bedeutung des Zusammenhangs zwischen motorischer Aktivität und circadianer Rhythmik

    • 5.4 Fazit und Ausblick

  • 6 Zusammenfassung

  • Danksagung

  • Glossar

  • Literaturverzeichnis

  • Lebenslauf

  • Publikationen (ohne Kongreßvorträge und Poster)

  • Erklärung an Eides Statt

Tabellen

  • Tabelle 1. Individuelle Daten zu Alter, Kognition, und motorischen Verhaltensstörungen bei den untersuchten Patienten am Aufnahmetag. B-AD steht für BEHAVE-AD, CB für COBRA, mot für motorisch, psy für psychopathologisch, sum für Summenwert. VD bezeichnet die Diagnose vaskuläre Demenz, AD die Diagnose Demenz vom Alzheimer-Typ.

  • Tabelle 2. Gruppenmittelwerte und Standardabweichungen (in Parenthese) zu Alter, Kognition, und Maßen von Verhaltensstörungen bei den untersuchten Patienten am Aufnahmetag. B-AD steht für BEHAVE-AD, CB für COBRA, mot für motorisch, psy für psychopathologisch, sum für Summenwert. MA bezeichnet die mittlere Gesamtaktivität, L5 die Aktivität in den am wenigsten aktiven 5 Stunden, und M10 die Aktivität in den 10 aktivsten Stunden.

  • Tabelle 3. Korrelation zwischen aktometrischen Daten und Ratings in den Beobachtungsbögen über alle Tage hinweg. B-AD steht für BEHAVE-AD, CB für COBRA, mot für motorisch, psy für psychopathologisch, sum für Summenwert. MA bezeichnet die mittlere Gesamtaktivität, L5 die Aktivität in den am wenigsten aktiven 5 Stunden, und M10 die Aktivität in den 10 aktivsten Stunden. IV bezeichnet die intradiane Variabilität der Aktivität. *** p > .001; ** p < .01; * p < .05.

  • Tabelle 4. Partialkorrelationen (kontrolliert für Alter und MMSE) zwischen aktometrischen Daten und Ratings in den Beobachtungsbögen über alle Tage hinweg. B-AD steht für BEHAVE-AD, CB für COBRA, mot für motorisch, psy für psychopathologisch, sum für Summenwert. MA bezeichnet die mittlere Gesamtaktivität, L5 die Aktivität in den am wenigsten aktiven 5 Stunden, und M10 die Aktivität in den 10 aktivsten Stunden. IV bezeichnet die intradiane Variabilität der Aktivität. *** p > .001; ** p < .01; * p < .05.

  • Tabelle 5. Stabilität der aktometrischen Daten und Ratings in den Beobachtungsbögen über drei Tage. B-AD steht für BEHAVE-AD, mot für motorisch. M10 bezeichnet die Aktivität in den 10 aktivsten Stunden, L5 die Aktivität in den am wenigsten aktiven 5 Stunden. *** p > .001; ** p < .01; * p < .05.

Bilder

  • Abbildung 1. Phasenverschiebung der circadianen Rhythmik durch Störung der neuronalen Aktivität im SCN. Das zunächst synchrone Signal des SCN (untere Linie) führt in Anwesenheit eines phasischen externen Zeitgebers (fettgedruckte Linie) zu einer dem externen Zeitgeber synchronen Phase der circadianen Rhythmik (dünne Linie). Zum Zeitpunkt t d auf der Zeitachse (vertikale gestrichelte Linie) kommt es zu einer Desynchronisierung der neuronalen Aktivität des SCN, und in der Folge trotz bestehender Phase des externen Zeitgebers zu einer Verschiebung der Phase der circadianen Rhythmik.

  • Abbildung 2. Physikalischer Aufbau eines aktometrischen Gerätes. Trifft eine Beschleunigung (Blockpfeil) auf den Dehnungsdraht mit definierter Elastizität, der an einem Gegengewicht befestigt ist, kommt es ab einer vordefinierten Schwelle der Beschleunigungskraft zu einer Entladung des piezoelektrischen Kristalls, die in einem Speichermodul zeitkritisch registriert wird.

  • Abbildung 3. Maße der Phase der circadianen Rhythmik. Der Spitzenwert P stellt den Zeitpunkt des Maximalwertes der Phase dar. Der Mesor ist der Punkt, an dem die hier dargestellten idealisierten Sinuskurven ihren zentralen Wendepunkt haben. Die Amplitude entspricht der Aktivitätsdifferenz zwischen dem Mesor und dem Spitzenwert.

  • Abbildung 4. Das in dieser Studie benutzte aktometrische Gerät wurde bei allen Studienteilnehmern am nichtdominanten Handgelenk wie eine Armbanduhr getragen.

  • Abbildung 5. Rohdaten der Aktivitätsprofile (Impulse/min) bei den untersuchten Patienten am ersten Messtag.

  • Abbildung 6. Verlauf der aktometrischen Daten (Impulse/min) und Ratings in den Beobachtungsbögen über drei Tage als Funktion der Demenzdiagnose. BEHAVE-AD (mot) steht für die motorische Subskala. M10 bezeichnet die Aktivität in den 10 aktivsten Stunden, L5 die Aktivität in den am wenigsten aktiven 5 Stunden.

  • Abbildung 7. Interdiane Stabilität (links) und intradiane Variabilität (rechts) bei Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ (DAT) und Patienten mit vaskulärer Demenz (VD). Individuelle Datenpunkte.

  • Abbildung 8. Amplitude (Impulse/min; links) und Akrophase der circadianen Rhythmik (Uhrzeit; rechts) bei Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ (DAT) und Patienten mit vaskulärer Demenz (VD). Individuelle Datenpunkte.

  • Abbildung 9. Akrophase der circadianen Rhythmik als Funktion der mittleren Aktivität M10 bei Patienten mit Demenz vom Alzheimer-Typ (leere Kreise) und Patienten mit vaskulärer Demenz (gefüllte Kreise). Individuelle Datenpunkte. Regressionsgeraden für jede Gruppe.