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Elektromuskelstimulation – Informationen zu EMS 2017-05-12T11:04:50+00:00

NMES / EMS

EINFÜHRUNG

Die Elektrotherapie ist eine bewährte medizinische Behandlungsmethode, die bei physischer Schmerzbehandlung und in der Reha ebenso eingesetzt wird wie beim Training von Sportlern.

Die Funktionsweise der Elektrostimulation ist sehr einfach. Prozesse, die bei der vom Gehirn gesteuerten Muskelkontraktion (Anspannen eines Muskels) ablaufen, werden durch das steuernde Gerät nachgeahmt. Motorischer Nerv und Muskel erkennen keinen Unterschied zwischen einer willentlichen, vom Gehirn ausgelösten Kontraktion und einer elektrisch ausgelösten Kontraktion. Die erzeugte Arbeit ist identisch und ganz natürlich.  Die Elektrostimulation ist also kein Wundermittel, sondern respektiert die Funktion unseres Körpers.

Ablauf bei einer gewollten (willentlichen) Muskelkontraktion: Wenn man einen Muskel anspannen will, überträgt das Gehirn diese Information in Form eines elektrischen Signals, das sich mit großer Geschwindigkeit über Nervenfasern ausbreitet, an den Muskel, der daraufhin kontrahiert.

Bei der Elektrostimulation erfolgt die Erregung durch speziell gesteuerte elektrische Impulse (Reizstrom) direkt auf dem motorischen Nerv, wobei Effizienz, Sicherheit und Verwendungskomfort gewährleistet sind. Wikipedia hat das übrigens auch sehr umfassend aufbereitet.

EMS, NMES und Elektrostimulation – wo ist der Unterschied?

Vor allem die Abkürzung EMS (Elektrische Muskel-Stimulation) ist heute recht weit verbreitet, wenn auch irreführend, denn nicht der Muskel wird stimuliert – vielmehr ist es der ihm vorgeschaltete Nerv. Wir benutzen auf dieser Infoseite daher entweder den neutralen Begriff Elektrostimulation oder aber NMES (Neuromuskuläre Elektrische Stimulation). Alle Begriffe beziehen sich aber auf das gleiche Funktionsprinzip.

Die Technik der Elektrostimulation wurde im medizinischen Bereich entwickelt und hat ihre Wirksamkeit gezeigt, wie durch zahlreiche, wissenschaftliche Veröffentlichungen bewiesen wurde. Im Verlauf der Jahre haben sich die Eigenschaften der verwendeten Stromformen jedoch geändert. Für die in der aktuellen Technologie zugelassenen Stromformen gelten nicht mehr die zahlreichen Kontraindikationen und Einschränkungen der Ergebnisse, da sich mitunter nur eine minimale Wirkungsschwelle erreichen ließ. Heutzutage gibt es wenige Gegenanzeigen (implantierte Herzschrittmacher oder Defibrillatoren, Epilepsie, Abdomen bei Schwangeren) und die Wirksamkeit hat sich durch große, technologische Neuerungen und Fortschritte auf dem Sektor der Physiologie deutlich verbessert.

Die Elektrostimulation war lange Zeit medizinischen Fachkräften, wie den Physiotherapeuten, vorbehalten. Mit der Zeit entdeckten auch die Sportler die Vorteile der Elektrostimulation, wenn es um die Behandlung ihrer Verletzungen ging und übernahmen diese Technik zur Verbesserung ihrer Muskelleistung. Heute hat sich die Elektrostimulation zu einer Technik entwickelt, die allen zugänglich ist.

Diejenigen, die in ihrer Freizeit oder gelegentlich eine Sportart ausüben, nutzen die Elektrostimulation auch zur Ergänzung ihres willentlichen Trainings, oder um die Bewegung angenehmer zu machen und mehr Freude an ihren Aktivitäten zu entwickeln. Ein gutes Beispiel ist der saisonale Skiläufer, der seine Muskulatur einige Wochen vor dem Winterurlaub vorbereiten kann, indem er die entsprechenden Elektrostimulationsprogramme einsetzt, um sich die ersten mühsamen Tage zu erleichtern und das Verletzungsrisiko zu verringern.

Ein weiterer großer Teil der Anwender und Anwenderinnen verwendet die Elektrostimulation zur Verbesserung von Komfort oder Wohlbefinden im Alltag, beispielsweise zur Muskelentspannung nach einem harten Tag, zur Beseitigung des Gefühls der schweren Beine und zur Straffung der Figur.

Des Weiteren wird die Elektrostimulation (Elektrotherapie) auch erfolgreich im Bereich der Rehabilitation eingesetzt.

Aktuelle Einsatzgebiete

AKTUELLE EINSATZGEBIETE

DER EINSATZ VON NMES IN SPORT, ALLTAG UND THERAPIE

Die Elektrostimulation war lange Zeit medizinischen Fachkräften, wie den Physiotherapeuten, vorbehalten. Mit der Zeit entdeckten auch die Sportler die Vorteile der Elektrostimulation, wenn es um die Behandlung ihrer Verletzungen ging und übernahmen diese Technik zur Verbesserung ihrer Muskelleistung. Heutzutage hat sich die Elektrostimulation zu einer Technik entwickelt, die dank portablen Geräten allen zugänglich ist.

Elektrostimulation führt zu effektiver Muskelarbeit ohne wesentliche Belastung der Gelenke, wie es bei der Verwendung von Gewichten in klassischen Geräten zum Muskelaufbau der Fall ist. Sie kann speziell eine Muskelgruppe ansprechen, um mit ihr zu arbeiten. Dies ist für Physiotherapeuten sehr nützlich, die so die Qualität von Muskeln aufrechterhalten können, die während einer Verletzung nicht genutzt werden können. Auch für Sportler, die intensiv mit den Muskelgruppen arbeiten wollen, die in ihrer Disziplin besonders wichtig sind, ist dies ein großer Vorteil.

In Verbindung mit einer schmerzlindernden Behandlung kann eine Muskelstimulation durchgeführt werden, wodurch einige Patienten bessere Behandlungsfortschritte erreichen. Durch die Schmerzlinderung können Medikamente weggelassen oder niedriger dosiert werden, welche zu unerwünschten Nebenwirkungen führen können.

ALLTAG

ERHALTUNG / VERBESSERUNG

Eine sitzende Lebensweise schädigt die Muskulatur. Die Muskeln werden schwächer, leichter ermüdbar und sind nicht mehr in der Lage, ihre Haltefunktion für das Skelett und unterschiedliche Organe wahrzunehmen.

Neben den unangenehmen Folgen für die Figur kann diese unzureichende Muskelleistung auch zu Schmerzen führen, wie beispielsweise zu Rückenschmerzen, die bei Menschen häufiger vorkommen, deren Bauchmuskeln schwach ausgeprägt sind.

Die Elektrostimulation kann einen Muskeltonus zurückbringen oder aufrechterhalten, der den Körper in Form hält und zahlreichen Schmerzzuständen vorbeugt.

SPORT

01. TRAINING

Zur Optimierung ihrer Muskelqualitäten: es funktioniert mit atrophierten Muskeln, oder auch mit gesunden Muskeln. Die Elektrostimulation ermöglicht daher die sehr intensive Arbeit an ausgewählten Muskeln. Diese Arbeit kann sich je nach gewähltem Programm an der Entwicklung spezieller Qualitäten orientieren: beispielsweise Ausdauer, Kraft und Widerstand.

02. REGENERATION

Zur Beschleunigung der Erholung nach einer intensiven Anstrengung, und um der Entstehung von Muskelkater entgegenzuwirken.

03. PRÄVENTION

Zur Vermeidung von Verletzungen, beispielsweise einer Knöchelverstauchung, indem bestimmte Muskeln (wie die Wadenmuskeln) gestärkt werden.

04. SCHMERZLINDERUNG

Zur Schmerzlinderung, beispielsweise bei Sehnenproblemen oder Muskelverhärtungen.

THERAPIE

01. REHABILITATION

Beispielsweise verlieren Muskeln nach einer Immobilisierung aufgrund einer Verletzung bestimmte Qualitäten, die sie durch die Elektrostimulation leichter zurückgewinnen können. Die Physiotherapeuten bedienen sich somit der Elektrostimulation, um bestimmte Muskeln zu stärken.

02. HEMIPLEGIE

Bei Hemiplegikern wird die Elektrostimulation eingesetzt, um ihre Fähigkeit zur Hebung der Fußspitze zu verbessern und ihre Muskelansprache zu verbessern.

03. INKONTINENZ

Zur Behandlung unterschiedlicher Formen von Inkontinenz und zur Vorbeugung von Inkontinenz nach der Geburt.

04. SCHMERZLINDERUNG

Zur Linderung chronischer oder stechender Schmerzen, beispielsweise Nackenschmerzen, Rückenschmerzen oder Ischiasbeschwerden. Schmerz ist ein Symptom, das viele Ursachen haben kann. Schmerzlinderung hat heutzutage eine Priorität, bei der die Elektrostimulation ihren festen Platz hat. Rückenschmerzen, Gelenkschmerzen, Neuralgien sind Indikationen für Elektrostimulation zur Schmerzlinderung, die Sie selbst durchführen oder durch einen Therapeuten vornehmen lassen können.

05. DURCHBLUTUNGSSTÖRUNGEN

Zur Linderung der Beschwerden von Patienten, die an Durchblutungsstörungen leiden. Dies kann zum Gefühl schwerer Beine infolge von arterieller Insuffizienz führen, wodurch diese Patienten aufgrund der Schmerzen ein eingeschränktes Gehvermögen aufweisen können.

Funktionsweise

PRINZIP

DIE FUNKTIONSWEISE VON NMES

Ein Muskel (lateinisch musculus ‚Mäuschen‘ – ein angespannter Muskel sieht unter der Haut wie eine Maus aus) ist ein Organ mit der Fähigkeit sich aktiv Zusammenzuziehen und auch wieder zu Entspannen. Die Abfolge von Kontraktion und Relaxation kann in Folge  innere und äußere Strukturen des Organismus bewegen. Diese Bewegung ist sowohl die Grundlage der aktiven Fortbewegung des Menschen und der Gestaltveränderung des Körpers als auch vieler innerer Körperfunktionen.

Die grundlegende Einteilung der Muskulatur beim Menschen erfolgt über den Gewebe-Aufbau und den Mechanismus der Kontraktion. Man unterscheidet zwischen glatter und quergestreifter Muskulatur. Letztere lässt sich weiter in die Herzmuskulatur und die Skelettmuskulatur unterteilen. Weitere Unterscheidungsmöglichkeiten ergeben sich durch die Form, die Fasertypen und funktionelle Aspekte.

Das einem Muskel zugrundeliegende Gewebe ist das Muskelgewebe, welches aus charakteristischen Muskelzellen besteht. Beim Skelettmuskel werden die Muskelzellen als Muskelfasern bezeichnet.

Skelettmuskeln sind die willkürlich steuerbaren Teile der Muskulatur und gewährleisten die Beweglichkeit. Sie heißen auch gestreifte – bzw. quergestreifte Muskeln, da ihre Myofibrillen (Teil der Muskelfaser) im Gegensatz zu den glatten Muskeln ganz regelmäßig angeordnet sind und dadurch ein erkennbares Ringmuster aus roten Myosinfilamenten und weißen Aktinfilamenten erzeugen.

Schematischer Aufbau eines Skelettmuskels

Jeder Muskel ist von einer elastischen Hülle aus Bindegewebe (Faszie) ummantelt, die mehrere Fleischfasern (auch Sekundärbündel) umschließt, welche wiederum mit Bindegewebe (Perimysium externum und Epimysium) umschlossen und zusammengehalten werden, das von Nerven und Blutgefäßen durchsetzt ist und sich an der Faszie befestigt. Jede Fleischfaser unterteilt sich in mehrere Faserbündel (auch Primärbündel), die zueinander verschiebbar gelagert sind, damit der Muskel biegsam und anschmiegend ist. Diese Faserbündel sind eine Vereinigung von bis zu zwölf Muskelfasern, die durch feines Bindegewebe mit Kapillargefäßen vereint sind.

Aktiv wird der Muskel, indem er sich anspannt (Kontraktion), anschließend wieder entspannt, eine Bewegung und eine Kraft ausübt. Eine Muskelkontraktion wird von elektrischen Impulsen ausgelöst, die vom Gehirn über das Rückenmark ausgesandt und über die Nerven weitergeleitet worden sind.

Jeder gesunde Mensch besitzt 656 Muskeln, wobei diese beim Mann etwa 40 %, bei der Frau etwa 32 % der Gesamtkörpermasse ausmachen, die Muskulosität hängt insgesamt aber von der Lebensweise ab.

Der flächenmäßig größte Muskel des Menschen ist der Große Rückenmuskel (Musculus latissimus dorsi), der dem Volumen nach größte Muskel ist der Musculus gluteus maximus (größter Gesäßmuskel), der stärkste der Kaumuskel (Musculus masseter), der längste der Schneidermuskel (Musculus sartorius), die aktivsten die Augenmuskeln und der kleinste der Steigbügelmuskel (Musculus stapedius). Aufgrund des Umfangs mechanischer Arbeit, die die Muskeln leisten müssen, sind sie neben dem Nervensystem einer der Hauptabnehmer von Körperenergie.

Einteilung der Muskelfasertypen

Nach Enzymaktivität
Typ-I-Fasern: SO (engl. slow oxidative fibers = ,langsame oxidative Fasern‘)
Typ-II-Fasern:
Typ-II-A-Fasern: FOG (engl. fast oxydative glycolytic fibers = ,schnelle oxidative/glykolytische Fasern‘)
Typ-II-X-Fasern: FG (engl. fast glycolytic fibers = ,schnelle glykolytische Fasern‘). Man unterscheidet je nach Tierart verschiedene Typen (B oder C).

Nach Farbe
Rote Muskeln (entspricht SO)
Weiße Muskeln (entspricht FG)

Nach Kontraktionseigenschaft
Extrafusale Fasern (auch twitch fibers = ,Zuckungsfasern‘) (Arbeitsmuskulatur)
ST-Fasern (engl. slow twitch fibers = ,langsam zuckende Fasern‘) sind sehr ausdauernd, entwickeln allerdings nicht hohe Kräfte (entspricht SO).
Intermediärtyp (entspricht FOG)
FT-Fasern (engl. fast twitch fibers = ,schnell zuckende Fasern‘) können hohe Kräfte entwickeln, ermüden aber sehr schnell (entspricht FG).
Tonusfasern können nur eine langsame, wurmförmige Kontraktion ausüben. Sie kommen selten, beispielsweise in den äußeren Augenmuskeln, im Musculus tensor tympani und in Muskelspindeln, vor.
Das Verhältnis der Zusammensetzung eines Skelettmuskels aus verschiedenen Muskelfasertypen ist weitestgehend genetisch bestimmt und ist durch ein gezieltes Ausdauer- beziehungsweise Krafttraining begrenzt veränderbar. Dieses verändert nicht das Verhältnis zwischen Typ-I- und Typ-II-Fasern, aber wohl das zwischen Typ-II-A und Typ-II-X.
Aus vielen II-X-Fasern werden II-A-Fasern gebildet (z. B. im Musculus trapezius bei Krafttraining Gehalt an II-A von 27 % auf bis zu 44 % aller Fasern). Die Verteilung der verschiedenen Muskelfasern in einem Muskel ist nicht homogen, sondern unterschiedlich an Ursprung, Ansatz bzw. im Inneren und an der Oberfläche des Muskels.

Der motorische Nerv, efferenter Nerv (efferente Nervenbahn, Efferenz), der vom Zentralnervensystem (ZNS) wegzieht zu einem muskulären Erfolgsorgan (im Gegensatz zum sensorischen Nerv, der dem ZNS Informationen zuführt).

Beim animalen Nervensystem ist das Erfolgsorgan die quergestreifte Muskulatur des Bewegungsapparats, beim vegetativen Nervensystem sind es glatte Muskelzellen (Lunge, Eingeweide) und Drüsen.

Elektrostimulation (EMS) - Muskeln des menschlichen Körpers
KONTRAINDIKATIONEN

KONTRAINDIKATIONEN

VERWENDUNGSAUSSCHLÜSSE

Die Elektrostimulation darf nicht eingesetzt werden bei Epilepsie oder bei Personen mit Herzschrittmachern. Außerdem darf bei Schwangeren und Personen mit Hernie oder Eingeweidevorfall niemals eine Stimulation im Bauchbereich erfolgen. Man darf die Elektroden auch nie auf Kopfhöhe anbringen.
STUDIEN

STUDIEN

NMES in der Wissenschaft

Electromyostimulation Training Effects on Neural Drive and Muscle Architecture. (Gondin et al. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2005, Volume 37(8) pp. 1291-1299)

Während die elektrische Muskelstimulation im Wesentlichen als Krafttrainingsmethode eingesetzt wird, haben die Autoren dieser französischen Studie die Adaptionen untersucht, die in den Muskel- und Nervenfasern auftreten, wenn sie per Elektrostimulation angesprochen werden.

Aus diesem Grund wurden 20 Probanden in eine Gruppe mit Elektrostimulation und in eine Kontrollgruppe aufgeteilt. Die NMES-Gruppe absolvierte ein achtwöchiges NMES-Trainingsprogramm der Quadrizepsmuskeln mit einem Compex Sport-Gerät. Die Muskelkraft wurde nach acht Wochen NMES-Training maximal um 27 % erhöht, während in der Kontrollgruppe keine Zunahme der Muskelkraft festgestellt wurde.

Auf neuronaler Ebene verzeichneten die Autoren, dass das Training mit Unterstützung durch Elektrostimulation die Aktivität des stimulierten Muskels insgesamt verbesserte: Die motorischen Nerven konnten mit NMES mehr Muskelfasern aktivieren. Auf muskulärer Ebene führte das NMES-Training zu einer Verbesserung der Quadrizeps-Muskelmasse (gemessen am Muskelquerschnitt) und zu Veränderungen hinsichtlich einer effizienteren Muskelarchitektur. Neuronale Adaptionen traten im Wesentlichen während den ersten vier Trainingswochen auf, während Muskeladaptionen zwischen der 4. und 8. Trainingswoche an Signifikanz gewannen.

Es wurde geschlussfolgert, dass die Zunahme in der Muskelkraft mit NMES-Training mit neuronalen und muskulären Adaptionen in Zusammenhang steht.

Studien über NMES (EMS) - Elektrostimulation