zur Navigation zum Inhalt
 
Sportmedizin 8. April 2009

Wenn Muskeln alleine spielen

Bewährtes und Neues von der Muskelstimulationstherapie. Von Prof. Dr. Michael Quittan

In einem elektrischen Feld, welches über Oberflächenelektroden durch die Haut appliziert wird, werden die motorischen Nerven bei wesentlich geringeren Stromstärken angesprochen als das Muskelgewebe selbst. Die Muskelkontraktion wird also über die im elektrischen Feld erregten motorischen Nerven und deren Fortleitung auf die Muskulatur hervorgerufen. Die Elektrostimulation der innervierten Skelettmuskulatur, die vor allem als „Neuromuskuläre Elektrostimulation“ bekannt ist, hat eine breite Einsatzpalette: von der allgemeinen Muskelschwäche bis zum schwer multimorbiden Patienten.

 

Für die Elektrostimulation der innervierten Skelettmuskulatur werden Impulsströme benötigt. Diese werden meist transkutan über Oberflächenelektroden durch die Haut oder über implantierte Elektroden direkt an die motorischen Nerven abgegeben.

Ein Impulsstrom ist durch folgende Parameter charakterisiert: Impulsform (Amplitude, Anstiegszeit, Abfallzeit, Polarität), Impulsfrequenz, Stromflusszeit („On-Phase“), Pausenzeit („Off-Phase“), Schwellung, tägliche und gesamte Behandlungszeit. Für die meisten Anwendungen sind Oberflächenelektroden ausreichend. Es kommen Gummielektroden mit einer Gelankopplung oder konventionelle Schwammelektroden zur Anwendung. Bei der Verwendung von biphasischen Impulsen können selbstklebende Elektroden verwendet werden.

Hinsichtlich der Elektrodenpositionierung gibt es zwei Methoden, nämlich die Stimulation des sogenannten „motorischen Punktes“, also der Eintrittstelle des motorischen Nerven in den Muskel, oder die Eingrenzung des motorischen Punktes des Muskels. Entscheidend ist hierbei, maximal große, dem Muskel angepasste Elektroden zu verwenden, so kann ein ausreichend hoher Stromfluss erreicht werden. Bei monophasischen Impulsen soll die Kathode immer distal liegen. Bei geplanter Langzeitstimulation ist es sinnvoll, die Körperbehaarung in diesem Bereich zu rasieren und den Patienten zu instruieren, vor der Stimulation keine hautpflegenden Cremes aufzutragen.

Grundsätzlich bewirkt ein Stromimpuls eine Depolarisation eines motorischen Neurons, die wiederum in einer Depolarisation der zugehörigen Muskelzellen resultiert und so Muskelkontraktion auslöst. Je höher die Stromstärke, umso mehr motorische Nerven werden depolarisiert und desto stärker fällt demnach die Muskelkontraktion aus.

Eine Zunahme der Impulsfrequenz verkürzt zunächst die Pausen zwischen den Einzelzuckungen des Muskels. Ab etwa 10Hz gehen die Einzelzuckungen in eine Art Muskelschüttelung über. Ab 25 bis 30Hz sind keine Einzelkontraktionen mehr abgrenzbar, der Muskel verharrt während der Stromflusszeit in einer Dauerkontraktion, der „tetanischen Kontraktion“. Die erzielbare Muskelkraft steigt bis zu einer Stimulationsfrequenz von 70Hz noch geringfügig an.

Kortikale Aktivierung

Eine verbesserte Rekrutierung der neuromuskulären Einheiten und eine damit verbundene verbesserte Bewegungsausführung nach neuromuskulärer Elektrostimulation sind seit langem bekannt. Der Grund liegt unter anderem in einer verstärkten kortikalen Aktivierung. Neuromuskuläre Elektrostimulation kann ebenfalls zur Verhütung von Gelenkskontrakturen oder zur Verbesserung von Gelenksbeweglichkeit bei eingetretener Kontraktur eingesetzt werden.

Allgemein gilt, dass eine etwa vierwöchige tägliche Stimulationszeit in einem Muskelkraftzuwachs von 20 bis 25 Prozent, in Einzelfällen bis 50 Prozent erreicht werden kann. Es muss jedoch frühzeitig mit der neuromuskulären Elektrostimulation begonnen werden, obwohl diese den Proteinabbau bereits nach vier Tagen signifikant hemmt.

Zur Verbesserung der Muskelkraft sollten allerdings einige Prinzipien beachtet werden:

  • Der Muskel oder die Muskelgruppe sollte in einer gedehnten Position stimuliert werden,
  • es sollten möglichst große, anatomisch geformte und dem Muskel angepasste Elektroden Verwendung finden,
  • die Stromstärke muss so reguliert werden, dass möglichst kräftige submaximale Muskelkontraktionen ausgelöst werden,
  • die Dauer der Stimulation sollte sich im Idealfall an der einsetzenden Muskelermüdung orientieren.

Grundsätzlich lassen sich im Rahmen einer neuromuskulären Elektrostimulation zwei zeitlich unterschiedliche Stimulationsmuster zur Verbesserung der Muskelkraft unterscheiden: Eine Gruppe von Autoren bevorzugt kurze Stimulationszeiten („On-Phasen“) von zwei bis vier Sekunden, mit ebenso kurzen Pausen dazwischen. Die zweite Gruppe, hier ist vor allem die sogenannte „russische Methode“ zu nennen, verwendet längere Stimulationszeiten von zehn bis 15 Sekunden mit bis zu 50 Sekunden Pausen dazwischen. Allerdings wird bei diesem Verfahren täglich nur eine zehnminütige Gesamtstimulationszeit empfohlen.

Biphasische Impulse vorteilhaft

Im klinischen Gebrauch empfiehlt sich folgendes Protokoll zur Verbesserung der Muskelkraft: Biphasische Impulse mit einer Dauer von etwa 0,1 bis 0,2ms, Frequenzen um 50Hz, Dauer der Einzelkontraktion vier bis sechs Sekunden, Kontraktions-/Pausenverhältnis 1:3. Die Verwendung biphasischer Impulse reduziert die sensible Belästigung und erlaubt die Verwendung ausreichend hoher Stromstärken.

Verbesserte Ausdauer

Eine mehrstündige Elektrostimulation des M. quadriceps von vier Stunden täglich mit einer Frequenz von 8 Hz und einer Stromstärke an der subjektiven Toleranzgrenze, das heißt Auslösen einer möglichst starken Muskelkontraktion, bewirkt eine muskelbioptisch gesicherte Fasertransformation zu Typ-I-Fasern. Dies ist nach einer acht- bis zehnwöchigen Anwendungszeit mit einer Zunahme der Ausdauerleistungsfähigkeit verbunden. Dies konnte sowohl bei gesunden Probanden, als auch bei Patienten mit krankheitsbedingter Muskelatrophie nachgewiesen werden.

Effekte auf Muskelausdauer und Muskeldurchblutung

Die neuromuskuläre Elektrostimulation hat die gleichen Effekte wie die Willkürkontraktion im Sinn einer zeitlich begrenzten Zunahme des Muskelstoffwechsels. Der gesteigerte Muskelmetabolismus, inklusive eine verbesserte Sauerstoffaufnahme und eine Zunahme der Laktatproduktion, bedingt die Zunahme der Muskeldurchblutung.

 

Prim. Prof. Dr. Michael Quittan ist Vorstand der Abteilung Physikalische Medizin und Rehabilitation im Sozialmedizinischen Zentrum Süd, Kaiser-Franz-Josef-Spital Wien.

Kasten 1:
Vor- und Nachteile der neuromuskulären Elektrostimulation
Vorteile:
• Aktivierung des gesamten kontraktilen Apparates
• Längere Dauer der Muskelanspannung
• Umgehung von Ermüdungsprozessen im zentralen Nervensystem
• Gezieltes Training einzelner Muskelgruppen
• Zusätzliche reflextherapeutische Effekte
• Fehlende psychische Belastung
• Training in einer Regenerationsphase/Immobilisationsphase
• Geringe Belastung des kardiovaskulären Systems

Nachteile
• Entspricht nicht dem physiologischen Rekrutierungsmuster
• Erregung von Muskelteilen
• Sensibel belastend
• Maximale Kontraktionskraft meist geringer als die willentlich auslösbare Kontraktionskraft
• Keine exzentrischen Muskelkontraktionen durchführbar
Kasten 2:
Indikationen und Kontraindikationen
Indikationen:
Lokale Muskelatrophie: Bei umschriebenen Krankheitsprozessen des muskulo-skelettalen Systems.
Allgemeine Muskelschwäche: Hier reichen die in der Literatur dokumentierten Einsatzgebiete von der chronischen Herzmuskelschwäche, Zustand nach Herztransplantation, chronisch obstruktive pulmonale Erkrankungen, arterielle Verschlusskrankheiten, bis hin zum Patienten auf der Intensivstation.
Kontraindikationen:
Absolute Kontraindikationen: • Implantierte elektronische Geräte direkt im elektrischen Feld • Transkardialer Stromfluss
Relative Kontraindikationen: • Herzschrittmacher und sonstige implantierte elektronische Geräte nicht im elektrischen Feld • Entzündete, geschädigte und dystrophe Hautstellen • Thrombophlebitiden, Phlebothrombosen • Infektionskrankheiten im akuten Stadium • Akute Erkrankungen und akute Verletzungen der stimulierten Muskulatur: Hier leistet die Bestimmung der Muskelenzyme wertvolle Hilfe bei der Abschätzung der Muskelschädigung • Tumore: auch hier ist im Einzelfall vom Arzt zu entscheiden • Psychosen • Metallimplantate: bei Vorliegen von Metallimplantaten im Stimulationsbereich sind biphasische Impulse ohne Gleichstrom- komponente zu verwenden

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Mehr zum Thema

<< Seite 1 >>

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben