Simulator für Muskel- und Nervenfunktion: Funktionelle Elektrostimulation im Überblick

Die funktionelle Elektrostimulation (FES) ist eine Therapieform, die in den letzten Jahren in der Rehabilitation und Schmerzbehandlung zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Sie nutzt elektrische Impulse, um Nerven und Muskeln gezielt anzuregen und somit verlorengegangene oder eingeschränkte Funktionen wiederherzustellen bzw. zu verbessern. Dieser Artikel beleuchtet die Grundlagen der FES, ihre Anwendungsbereiche, die verschiedenen Gerätetypen und gibt Hinweise zur praktischen Anwendung.

Grundlagen der Elektrostimulation

Elektrostimulation basiert auf dem Prinzip, dass elektrische Signale die natürlichen Nervensignale entweder ersetzen oder deren Wirkung ergänzen können. Über Elektroden, die auf der Haut angebracht werden, wird ein definierter Stromimpuls ins Gewebe geleitet. Dieser Impuls verändert das Ruhepotential der Nerven- und Muskelzellen, was zu verschiedenen Effekten führen kann:

• Schmerzlinderung: Durch die Beeinflussung der Nerven im Rückenmark kann die Schmerzleitung blockiert und das Schmerzsignal weniger stark wahrgenommen werden (transkutane elektrische Nervenstimulation, TENS).
• Muskelaktivierung: Stärkere Impulse an den motorischen Nerven können Muskelkontraktionen auslösen (neuromuskuläre Stimulation, EMS/NMES). So können auch gelähmte oder sehr schwache Muskeln trainiert werden.
• Durchblutungsförderung: Elektrostimulation kann die Durchblutung im Gewebe steigern und somit die Heilungsprozesse unterstützen.

Anwendungsbereiche der Funktionellen Elektrostimulation

Die FES wird bei einer Vielzahl von neurologischen und orthopädischen Erkrankungen eingesetzt, um Schmerzen zu lindern, Muskeln zu stärken und die Beweglichkeit zu verbessern. Zu den häufigsten Anwendungsbereichen gehören:

• Neurologische Erkrankungen:
  • Schlaganfall: Bei Patienten mit motorischen Defiziten nach einem Schlaganfall kann FES die zielgerichtete Wiederholung von Bewegungen unterstützen und die motorische Erholung fördern. Die Fortführung der FES in der Heimanwendung ist besonders wichtig, da durch die weiterführende repetitive Nervenstimulation die neurologischen Regenerationsprozesse beschleunigt werden und einer Inaktivitätsatrophie entgegengewirkt wird.
  • Multiple Sklerose (MS): Elektrostimulation kann MS-assoziierte Spastik lockern und die Muskelfunktionen verbessern. Studien zeigen, dass neuromuskuläre Stimulation (NMES) bei MS-Patienten die übermäßige Rückenmarksaktivität reduziert, was zu gesteigerter Beweglichkeit führt.
  • Zerebralparese (CP): Bei angeborenen Bewegungsstörungen hilft die Kombination aus passiver Stimulation und aktiver Therapie. EMS- oder FES-Systeme entspannen spastische Muskeln und fördern die Koordination. Klinische Berichte zeigen nach regelmäßiger Anwendung verbesserte motorische Fähigkeiten und verringertes Muskelspastizität.
  • Querschnittlähmung: Bei kompletten oder inkompletten Rückenmarksverletzungen kann Elektrostimulation dazu beitragen, Muskelabbau zu verhindern und verbliebene Nervenbahnen zu trainieren.
• Orthopädische Erkrankungen:
  • Spastiken: E-Stimulation kann gezielt Entspannung bringen.
  • Arthrose: Die Transkutane Elektrische Nervenstimulation kann den Schmerzmittelbedarf bei Arthroseschmerzen (z. B. im Knie) deutlich senken oder sogar ganz ersetzen.
  • Muskelschwund: Elektrostimulation kann dem Muskelschwund entgegenwirken, insbesondere in Zeiten muskulärer Ruhigstellung durch Verletzungen, Krankheiten, Operationen oder Bewegungseinschränkungen infolge starker Schmerzen.
• Weitere Einsatzbereiche: Die Elektrotherapie unterstützt zudem bei sensomotorischen Neuropathien (z. B. bei Diabetes), Muskelschwund oder als Ergänzung in der Parkinson-Therapie.

Vorteile der Funktionellen Elektrostimulation

Die FES bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Therapieformen:

• Nicht-medikamentöse Therapie: Elektrostimulation kommt ohne Medikamente aus und ist somit eine schonende Alternative für Patienten, die keine Medikamente einnehmen können oder möchten.
• Aktive Beteiligung des Patienten: Viele Betroffene empfinden die Elektrotherapie als sehr angenehm und motivierend, da sie aktiv in den Heilungsprozess eingreifen. Die regelmäßige Anwendung kann das allgemeine Wohlbefinden steigern, da nachweislich körpereigene Botenstoffe wie Endorphine freigesetzt werden.
• Verbesserung der Lebensqualität: Durch die Linderung von Schmerzen, die Stärkung der Muskeln und die Verbesserung der Beweglichkeit kann FES die Lebensqualität der Patienten deutlich steigern. Vor allem das tägliche Training mit dem zur Verfügung stehenden Gerät führt zur Verbesserung der Lebensqualität durch verbesserten Einsatz der Extremität im Alltag. Eine deutliche Verbesserung der Spastik ist häufig zu erkennen und eine Vermeidung von Inaktivitätsödemen.
• Ergänzung zu anderen Therapien: EMS wird sinnvoll in wechselseitiger Ergänzung mit anderen Therapieverfahren gesehen (z.B. Krankengymnastik). Die niederfrequente Elektrostimulation leistet wesentliche Beiträge für eine komplexe physikalische Therapie.

Gerätetypen für die Elektrostimulation

Je nach Anwendungsbereich und Therapieziel stehen verschiedene Reizstromgeräte zur Verfügung:

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• TENS-Geräte: Diese Geräte sind vor allem für die Schmerzbehandlung gedacht. Sie senden niedrigfrequente Impulse aus, die gezielt Nerven im Rückenmark beeinflussen und dadurch das Schmerzsignal blockieren.
• EMS-Geräte: Diese Geräte aktivieren gezielt die Muskulatur. Sie senden stärkere Impulse aus, die Muskelkontraktionen auslösen und somit die Muskeln trainieren.
• FES-Systeme: Diese Systeme werden für spezielle Anwendungen wie Gangtraining eingesetzt. Sie stimulieren gezielt Nerven, um bestimmte Bewegungen auszulösen.
• Kombinationsgeräte: Es gibt auch Geräte, die sowohl TENS- als auch EMS-Funktionen vereinen und somit vielseitig einsetzbar sind. Promed EMT-4 ist ein Kombi TENS- EMS- und Wellness Gerät zur kombinierten oder getrennten Schmerz- und Muskeltherapie. Mit den TENS-Geräten von Promed ist es möglich, die von der Natur selbst konstruierten Kotrollmechanismen elektrisch zu aktivieren und so eine Schmerzlinderung ohne Nebenwirkungen zu erreichen. Zusätzlich ist der Stimulierungsstrom in der Lage, körpereigene Endorphine freizusetzen, die wie Schmerzmittel im Körper wirken.

Anwendung der Funktionellen Elektrostimulation im Alltag

Elektrostimulation kann problemlos im Alltag eingesetzt werden, sei es zu Hause oder in der Praxis. Moderne Reizstromgeräte sind kompakt und leicht bedienbar. Klebepads lassen sich an Armen, Beinen, Schultern oder am Rücken anbringen, je nach Beschwerden.

Eigenanwendung zu Hause

Viele Patienten nutzen tragbare TENS- oder EMS-Geräte für die häusliche Anwendung. Nach fachlicher Einweisung können die Elektroden selbstständig an Rücken, Schultern oder Beinen platziert und die Stimulationsstärke über das Gerät geregelt werden. Sitzende Trainingseinheiten zu Hause können Sie leicht in den Tagesablauf integrieren (z.B. 2×30 Minuten pro Tag).

Anwendung mit Fachbegleitung

Komplexere Systeme werden unter therapeutischer Anleitung eingesetzt. Ein Beispiel ist der Ganzkörper-Anzug Mollii Suit mit 58 integrierten Elektroden. Dieses Reizstrom-Garment ist speziell für neurologische Patienten entwickelt. Es stimuliert entgegengesetzt arbeitende Muskelgruppen (agonistisch-antagonistisch), um Verspannungen zu lösen und die Beweglichkeit zu steigern.

Wichtige Hinweise für die Anwendung

• Haut vorbereiten: Achten Sie auf saubere, trockene Haut vor dem Anlegen der Elektroden. Vermeiden Sie öl- oder lotionhaltige Substanzen, die die Leitfähigkeit stören.
• Elektrodenplatzierung: Kleben Sie die Pads genau nach Anleitung auf. Ein kleiner Versatz kann die Wirkung erheblich verändern. Reinigen und trocknen Sie die Haut vor dem Anlegen. Vermeiden Sie aufgekratzte Haut, entzündete Areale oder frische Narben.
• Intensität dosieren: Starten Sie mit sehr niedriger Stromstärke und erhöhen Sie die Intensität nur allmählich, bis ein deutliches, aber keinesfalls schmerzhaftes Kribbeln wahrgenommen wird.
• Regelmäßige Betreuung: Lassen Sie Ihren Therapieplan von Fachleuten begleiten. Da sich Beschwerden über die Zeit verändern können, ist es sinnvoll, Reizparameter (Frequenz, Pulsbreite, Stimulationsdauer) bei Bedarf anzupassen.
• Nebenwirkungen: Elektrostimulation ist sehr gut verträglich. Gelegentlich kann es zu Hautrötungen oder leichtem Kribbeln unter den Elektroden kommen.
• Kontraindikationen beachten: Personen mit Herzschrittmacher, Defibrillator oder bestimmten Herzrhythmusstörungen sollten vor Anwendung ärztlichen Rat einholen. Auch bei Epilepsie, akuten Entzündungen oder in der Schwangerschaft wird Vorsicht empfohlen. Verwenden Sie kein E-Stimulationsgerät in nasser Umgebung (z.B.
• Dranbleiben: Elektrostimulation entfaltet ihre Wirkung meist erst nach mehreren Wochen konsequenter Anwendung. Seien Sie geduldig und setzen Sie die Therapie gemäß der Empfehlung fort. Bei fortschreitender Besserung können Intervalle angepasst werden.

Funktionelle Elektrostimulation in der neurologischen Rehabilitation

In der neurologischen Rehabilitation spielt die FES eine wichtige Rolle, insbesondere bei Patienten mit zentraler Läsion nach Schlaganfall, Hirnblutung, Schädelhirntrauma, MS oder inkompletter Querschnittslähmung. Die Anwendung der FES gibt den Patienten eine Motivation zum Eigentraining. Durch die Anwendung der FES erkennt der Patient schnell, dass ihn ein tägliches Eigentraining zusätzlich zur Ergo- und Physiotherapie weiterbringt. Er kann beispielsweise auch bei kompletter Lähmung mit dem KT-Motion arbeiten und hier seine betroffene Hand über seine weniger betroffene Hand „steuern“. Dies führt in der täglichen Anwendung zu guten Erfolgen unter der Ausnutzung der Plastizität des Gehirns. Unsere Patienten, die die Geräte wie KT Motion und KT Neuro in den Kliniken erproben, erhalten nach erfolgreicher Testung bei Entlassung aus der Klinik eine Verordnung für die häusliche Rehabilitation. So kann der Erfolg der stationären Rehabilitation stabilisiert und weiterhin verbessert werden, wenn der Patient zuhause mit einem eigenen Gerät täglich trainieren kann. Häufig ist es nach Entlassung auch schwierig, ausreichend, Physio- und Ergotherapietermine im ambulanten Bereich zu erhalten. Wir wissen aus der Hirnforschung, dass eine sehr häufige Wiederholung von Bewegungen zu einem Wiedererlernen von Bewegung führen kann.

Funktionelle Elektrostimulation in der Sportmedizin und Fitness

Muskelstimulatoren kommen im physiotherapeutischen Bereich, bei Heim- sowie Leistungssportlern zum Einsatz. Sie unterstützen die Regeneration und können zum Muskelwachstum beitragen. Die elektrische Muskelstimulation bzw. Elektromyostimulation ist eine anerkannte Trainingsmethode, bei der die Muskulatur durch leichte elektrische Impulse stimuliert wird. Muskelstimulatoren sind die ideale Trainingsergänzung, um die Muskulatur zu trainieren, den Körper zu formen, die sportliche Leistung zu steigern, die Regeneration zu unterstützen und das Wohlbefinden zu verbessern. Dank individueller Einstellungen von Trainingsprogrammen und Impulsstärken kann, unabhängig vom Fitnessniveau und Alter, grundsätzlich jeder mit einem EMS-Gerät seine Trainingseffekte steigern. Wer bereits regelmäßig Kraft- und Ausdauersport betreibt, kann die Effekte eines aktiven Trainings mit einem EMS-Gerät intensivieren. Leistungssportler nutzen die positiven Effekte der elektrischen Muskelstimulation, um gezielt ihre Leistung zu steigern - zum Beispiel die Schnellkraft und Kraftausdauer.

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Forschung und Entwicklung

In der Forschung wird bereits daran gearbeitet, Elektroden direkt in Kleidung zu integrieren (Smart Fabrics). Adaptive Systeme entwickeln intelligente Therapiesysteme, die kontinuierlich mit Sensoren Muskelreaktionen messen.

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