Einführung
Die neuromuskuläre Stimulation (NMS) hat sich als vielversprechende Methode in der Rehabilitation etabliert, insbesondere bei Patienten mit neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall oder chronischer Herzinsuffizienz. Ziel ist es, die Muskeln durch elektrische Impulse zu aktivieren, um so die Beweglichkeit zu fördern, Muskelatrophie zu verhindern und die Reorganisation des Gehirns anzuregen. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Aspekte der neuromuskulären Stimulation, von den zugrunde liegenden Mechanismen bis hin zu den klinischen Anwendungen und den neuesten Forschungsergebnissen.
Grundlagen der neuromuskulären Stimulation
Die neuromuskuläre Stimulation (NMS), auch bekannt als Elektromyostimulation (EMS), ist eine Technik, bei der elektrische Impulse verwendet werden, um Muskelkontraktionen auszulösen. Diese Impulse werden über Elektroden auf der Hautoberfläche appliziert und stimulieren die Nerven, die die Muskeln versorgen. Die ausgelösten Muskelkontraktionen können dazu beitragen, die Muskelkraft und -ausdauer zu verbessern, die Durchblutung zu fördern und Schmerzen zu lindern.
Wirkungsweise
Die NMS wirkt auf verschiedenen Ebenen:
- Direkte Muskelstimulation: Die elektrischen Impulse depolarisieren die Motoneurone, was zu einer Muskelkontraktion führt.
- Aktivierung von Feedback- und Feedforward-Mechanismen: Die Stimulation aktiviert sensorische Rezeptoren und löst so eine Rückmeldung an das Gehirn aus, was die motorischen Areale aktiviert und zur Förderung von Bewegungsmustern beitragen kann.
- Förderung der Plastizität des Gehirns: Durch die Kopplung von sensorischem Feedback und motorischer Aktivität kann die NMS die Reorganisation des Gehirns unterstützen und die Wiederherstellung von Funktionen nach neurologischen Schädigungen fördern.
Arten der neuromuskulären Stimulation
Es gibt verschiedene Arten der neuromuskulären Stimulation, die sich in den verwendeten Parametern wie Frequenz, Impulsdauer und Stromstärke unterscheiden:
- Funktionelle Elektrostimulation (FES): Wird eingesetzt, um gezielte Bewegungen zu unterstützen oder wiederherzustellen, z. B. bei Fußheberschwäche nach einem Schlaganfall.
- Transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS): Wird hauptsächlich zur Schmerzlinderung eingesetzt.
- Elektromyographie (EMG) getriggerte Stimulation (ETS): Eine Kombination aus EMG-Biofeedback und NMS, bei der die Stimulation erst nach Erreichen einer bestimmten EMG-Schwelle einsetzt.
Anwendung der neuromuskulären Stimulation in der Rehabilitation
Die NMS findet breite Anwendung in der Rehabilitation verschiedener Erkrankungen und Verletzungen.
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Schlaganfall
Bei Patienten mit zentralen Paresen nach einem Schlaganfall kann die NMS eingesetzt werden, um die Bewegungen der betroffenen Körperseite neu zu erlernen. Durch die Brain-Computer-Interface (BCI)-gesteuerte Stimulation der Muskulatur können Hirnprozesse direkt an die Bewegungen der Gliedmaßen gekoppelt werden. Dabei werden Gehirnsignale von der Kopfhaut (Elektroenzephalogramm; EEG) abgeleitet, während der Patient versucht, das Handgelenk zu bewegen. Gleichzeitig wird ein BCI trainiert, die Hirnsignale des Patienten zu erkennen und damit ein Stimulationsgerät zu aktivieren, das funktionelle neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) liefert, was zur automatischen Bewegung des betroffenen Handgelenks führt.
Eine randomisierte klinische Studie in Stroke (2016; doi: 10.1161/STROKEAHA.116.013791) zeigte, dass ein Sensoren-Handschuh, der die Bewegungen der nicht gelähmten Hand registriert und in neuromuskuläre Impulse für die gelähmte Hand umsetzt, die Rehabilitation von halbseitig gelähmten Patienten nach Schlaganfall verbessert.
Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
Bei COPD-Patienten mit fortgeschrittener Myopathie kann die NMS eine Alternative zum körperlichen Training sein, insbesondere wenn dieses aufgrund von Komorbiditäten oder Exazerbationen nicht möglich ist. Die NMS kann die 6-Minuten-Gehstrecke verbessern, die Zeit bis zum symptombedingten Trainingsstopp verlängern und die Ermüdung der Beine nach einem Aktivitätstest verringern.
Herzinsuffizienz
Studien haben gezeigt, dass die zusätzliche neuromuskuläre Elektrostimulation (NMES) im Vergleich zu einer alleinigen routinemäßigen Physiotherapie bei hospitalisierten Patient:innen mit schwerer Herzinsuffizienz die funktionelle Leistungsfähigkeit verbessert. Insbesondere Patient:innen mit einer geringen Belastbarkeit profitieren hiervon am meisten.
Weitere Anwendungsbereiche
Die NMS wird auch in anderen Bereichen der Rehabilitation eingesetzt, z. B. bei:
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- Inkontinenz
- Sportverletzungen
- Dysphagie (Schluckstörungen)
- Rehabilitation nach der Entbindung
Auswahl des geeigneten Geräts
Bei der Auswahl eines Elektrostimulationsgeräts sind verschiedene Kriterien zu beachten, z. B. die Art des verfügbaren Stroms, die Größe des Geräts und die Batterielaufzeit. Es gibt eine Vielzahl von Geräten auf dem Markt, die unterschiedliche Funktionen und Programme bieten. Einige Geräte sind speziell für bestimmte Anwendungen wie Inkontinenz, Sport oder Rehabilitation konzipiert. Es ist ratsam, sich vor der Anschaffung eines Geräts von einem Arzt oder Therapeuten beraten zu lassen, um das am besten geeignete Gerät für die individuellen Bedürfnisse zu finden.
Beispiele für Geräte und ihre Funktionen
- NeuroTrac MyoPlus 4 PRO: Ein Biofeedback-Gerät, das auch zur neuromuskulären Stimulation und TENS eingesetzt werden kann. Es verfügt über voreingestellte Modi für Inkontinenz, Sport und Rehabilitation und ermöglicht die individuelle Konfiguration der Behandlungsparameter.
- Rehabilitation Therapy Walk Assist Electrical Stimulator: Ein tragbares Gerät zur Behandlung von Fußheberschwäche.
- PhysioGo: Ein fortschrittliches 2-Kanal-Gerät für die Elektrotherapie, Lasertherapie und Magnettherapie mit bis zu 285 Verfahrensprogrammen.
- T-One Rehab: Ein 4-Kanal-Elektrostimulator, der für Reha-Spezialisten und Kliniken entwickelt wurde.
Kontraindikationen und Vorsichtsmaßnahmen
Obwohl die NMS im Allgemeinen als sicher gilt, gibt es einige Kontraindikationen und Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:
- Absolute Kontraindikationen: Epilepsie, schlechte Hautverhältnisse (Wunden etc.)
- Relative Kontraindikationen: Schwangerschaft, Herzschrittmacher (Hersteller fragen!), Adipositas (Unterhautfettgewebe kann die wirksame Stimulation verhindern), Bewusstlosigkeit (es fehlt die Rückmeldung des Patienten)
Es ist wichtig, die Stromstärke langsam zu steigern, um den Patienten nicht zu erschrecken und Atemnot zu vermeiden. Auch Patienten, die mit der Behandlung gut zurechtkommen, müssen sich zunächst an die ungewohnten fremdbestimmten Muskelkontraktionen gewöhnen. Ein leichter Muskelkater kann auftreten.
Neuromuskuläres Monitoring während der Narkose
Neben der Anwendung in der Rehabilitation spielt das neuromuskuläre Monitoring auch während der Narkose eine wichtige Rolle. Muskelrelaxanzien weisen eine ausgeprägte interindividuelle Variabilität auf, was zu Überdosierung und Kummulation bzw. Unterdosierung und insuffiziente Relaxierung führen kann. Durch das neuromuskuläre Monitoring kann die Wirkung der Muskelrelaxanzien besser gesteuert und das Risiko von Restblockaden reduziert werden.
Methoden des neuromuskulären Monitorings
- Klinische Zeichen: Kopfanheben von 5 s, Zungenkrafttest
- Relaxometrie: Beurteilung der muskulären Antwort auf die elektrische Stimulation des entsprechenden motorischen Nervs
Stimulationsmuster
- Single Twitch (Einzelreize)
- Train-of-four-Stimulation (Vierfachreizung)
- Double-Burst-Stimulation
- Tetanische Stimulation
- Post-Tetanic-Count
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