Die Elektromuskelstimulation (EMS) ist eine Trainingsmethode, bei der Muskeln durch elektrische Impulse stimuliert werden. Ursprünglich in der Physiotherapie eingesetzt, um Muskeln nach Verletzungen oder Operationen gezielt anzusteuern, hat sich EMS auch im Sportbereich etabliert. Ziel ist es, Muskeln aufzubauen, Rückenschmerzen entgegenzuwirken und die Rehabilitation zu unterstützen.
Grundlagen der Elektromuskelstimulation
Wie funktioniert EMS?
Bei natürlichen Bewegungen sendet das Gehirn elektrische Impulse über Nervenbahnen zu den Muskeln, die sich daraufhin zusammenziehen. EMS verstärkt diesen Prozess, indem zusätzliche Impulse an die Muskeln gesendet werden. Dabei werden Elektroden, die in Gurten oder Westen verbaut sind, am Körper angebracht und leiten Strom in die Muskeln. Dies führt zu einer verstärkten Kontraktion und beansprucht die Muskeln stärker.
Arten der Stimulation
Grundsätzlich wird zwischen Niederfrequenz (NF) und modulierter Mittelfrequenz (MET) unterschieden. Niederfrequenter Strom spricht alle Muskeln über die Nerven an, während modulierter Mittelfrequenzstrom tiefer eindringt und ein gezieltes Muskeltraining auch ohne Nervenstimulation ermöglicht.
Anwendungsbereiche der Muskelstimulation
Rehabilitation nach Schlaganfall
Ein Schlaganfall ist eine der häufigsten Ursachen für dauerhafte Behinderungen. Die Rehabilitation erfordert häufiges Üben beeinträchtigter Bewegungsabläufe, um verlorengegangene Körperfunktionen wiederzuerlernen. Die funktionelle Elektrostimulation (FES) kann hierbei helfen, indem sie die betroffenen Muskeln aktiviert und somit dem Nervensystem Reize für die Bahnung motorischer Funktionen zur Verfügung stellt.
FES-Ergometer
In Zusammenarbeit mit der Firma HASOMED wurde ein motorunterstütztes Ergometersystem mit Elektrostimulation entwickelt. Dieses System ermöglicht es, bis zu acht Muskelgruppen synchron zur Tretbewegung zu stimulieren. In der Regel werden Kniestrecker und -beuger sowie die Hüftstrecker benötigt. Die Beinstellung wird fortlaufend über eine Messung des Kurbelwinkels am Ergometer erfasst, um die Muskeln zum richtigen Zeitpunkt zu aktivieren und deaktivieren.
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Fallfußstimulation
Ein Schlaganfall kann auch zu einer unzureichenden Fußhebung in der Schwungphase führen. Hier kann die elektrische Stimulation des Fußhebers (M. Tibialis Anterior) helfen, das normale Gangbild wiederherzustellen. Die Stimulation erfolgt über ein Paar von Klebeelektroden, die den Wadenbeinnerv (Nervus peronaeus) reizen.
Anwendung in der Orthopädie
In der Orthopädie wird die Elektromuskelstimulation (EMS) als schonendes Trainingsverfahren eingesetzt, das den Muskelaufbau optimal unterstützen und den Return-to-sport-Zeitpunkt nach orthopädischen Operationen verkürzen kann. Studien zeigen, dass EMS-Trainingseinheiten vor und nach Operationen, wie beispielsweise einem Kreuzbandriss, den Genesungsprozess positiv beeinflussen können.
Schmerzlinderung durch TENS
Die Transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) dient dazu, Schmerzen zu lindern. Dabei wird Reizstrom unter die Haut geleitet, um Nerven zu stimulieren. Die Idee dahinter ist, dass Stromimpulse die Schmerzweiterleitung blockieren. Diese Methode wird insbesondere beim Golferellenbogen und beim Patellaspitzensyndrom eingesetzt.
Forschung und Entwicklung
Piezoelektrisches Faservlies zur Muskelstimulation
Ein Forschungsteam der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) arbeitet in Kooperation mit der Leibniz Universität Hannover (LUH) an einem neuartigen piezoelektrischen Faservlies. Dieses Vlies soll unter die Haut auf den gelähmten Muskel aufgelegt und dann von außen über ein magnetisches Feld eine Muskelstimulation durch die Haut ermöglichen.
Regelungstechnische Aspekte der FES
Die Rehabilitation nach einem Schlaganfall erfordert ein häufiges Üben beeinträchtigter Bewegungsabläufe, um verlorengegangene Körperfunktionen wiederzuerlernen. Eine Möglichkeit zur Generierung von Bewegungen bei Lähmungen stellt die funktionelle Elektrostimulation (FES) dar. Hierdurch werden die betroffenen Muskeln aktiviert und dem Nervensystem somit besonders viele Reize für die Bahnung motorischer Funktionen zur Verfügung gestellt. Genügend präzise Bewegungsabläufe lassen sich nur durch den Einsatz einer Regelung erzielen, bei der der Bewegungszustand fortlaufend erfasst und die Stimulation entsprechend angepasst wird.
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Effektivität von EMS-Training
Studien zur Muskelkraft und Körperzusammensetzung
Studien haben gezeigt, dass EMS-Training zu einem Anstieg von Muskelmasse und -kraft sowie einem Verlust von Körperfett führen kann. Eine Studie der Universität Nürnberg-Erlangen verglich EMS-Training mit High-Intensity-Training (HIT) und fand heraus, dass beide Trainingsmethoden ähnliche Ergebnisse erzielten, wobei der Trainingsaufwand bei EMS geringer war.
EMS-Training gegen Rückenschmerzen
Mehrere Studien deuten darauf hin, dass EMS-Training Rückenschmerzen lindern kann. Eine Untersuchung der Universität Erlangen-Nürnberg zeigte, dass ein EMS-Ganzkörpertraining Schmerzen im unteren Rücken reduzieren kann, da es auch die kleinen Muskelfasern anspricht, die für die Stabilität der Wirbelsäule sorgen.
Grenzen und Risiken von EMS
EMS aktiviert nur einen Teilbereich der körperlichen Fitness und hat nur bedingt Einfluss auf das Herz-Kreislauf-System. Auch die Koordination wird durch das Training kaum gestärkt. Zudem besteht ein gewisses Verletzungsrisiko bei übertriebenem EMS-Training. Zu intensive, zu lange und zu häufige Stromstöße können die Muskulatur schädigen und zu Nierenschäden führen.
Anwendungshinweise und Empfehlungen
EMS-Training im Studio oder zu Hause?
Wer EMS ausprobieren möchte, kann ein spezielles EMS-Studio besuchen oder aber mit einem eigenen Gerät zu Hause trainieren. Ein entscheidender Vorteil des Studio-Trainings ist, dass es mit hochwertigen Geräten stattfindet und von qualifiziertem Trainerpersonal begleitet wird. Nur so lässt sich sicherstellen, dass die Elektroden korrekt platziert sind und die Intensität des Trainings auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmt ist.
Wichtige Hinweise für die Anwendung
- EMS sollte nicht ohne Indikation eingesetzt werden, um schnell und ohne großen Aufwand Muskulatur aufzubauen und Gewicht zu reduzieren.
- Trainieren Sie ausgewogen und vielseitig, um muskuläre Dysbalancen und Verletzungen zu vermeiden.
- Achten Sie auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr und passen Sie das Training an Ihren individuellen Trainingszustand an.
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