title: Die räumliche Verteilung muskulärer Effekte aus der Ganzkörper Elektromyostimulation, angewandt an Oberschenkel und Unterschenkel - eine Pilotstudie unter Verwendung der Magnetresonanztomographie.
Creators: name: Götz, Marina Claudia
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024
Subjects: subject: Elektromyostimulation
subject: WB-EMS
subject: EMS
subject: Ganzkörper-Elektromyoatimulation
subject: MRT
subject: Magnetresonanztomographie

description: Das Ganzkörper-EMS Training erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Es gilt als eine zeitsparende und gelenkschonende Trainingsmethode. Gerade im Bereich der kommerziellen EMS-Verwendung wird häufig eine Stimulation der Tiefenmuskulatur versprochen, objektiv belegt wurde das bisher aber nicht. Die durchgeführte Studie untersucht daher diese Thematik und gibt Aufschluss über das Stimulationsmuster, das sich aus der Anwendung der Ganzkörper-Elektromyostimulation (WB-EMS) ergibt. Im Folgenden soll eine kurze Übersicht über den in der Fachzeitschrift Sensors erschienenen Bericht „Spatial Distribution of Muscular Effects of Acute Whole-Body Electromyostimulation at the Mid-Thigh and Lower Leg – A Pilot Study Applying Magnetic Resonance Imaging” oder zu deutsch „Die räumliche Verteilung muskulärer Effekte aus der Ganzkörper Elektromyostimulation, angewandt an Oberschenkel und Unterschenkel – eine Pilotstudie unter Verwendung der Magnetresonanztomographie“ gegeben werden. Zur Bestimmung der räumlichen Ausdehnung der Effekte des Ganzkörper-EMS auf die Muskulatur wurde die Bildgebung mittels Magnetresonanztomographie herangezogen. Besonders berücksichtigt wurden dabei das beteiligte muskuläre Volumen und die Stimulationstiefe. Die Bildgebung dient der Darstellung intramuskulärer Ödeme als Anhaltspunkt für muskuläre Effekte. Zur Durchführung der Studie wurden acht körperlich vergleichsweise wenig trainierte Probanden ohne vorherige Erfahrung mit dem EMS Training rekrutiert. Dieses Auswahlkriterium wurde festgelegt, um sicherzustellen, dass erwartete Effekte auf die Muskulatur beziehungsweise deren mögliches Ausbleiben nicht etwa auf Gewöhnungsprozesse durch vorherige EMS-Trainingssitzungen zurückzuführen sein könnten. Für die Trainingssitzung mit dem Ganzkörper-EMS wurde eine Anwendungsdauer von 20 Minuten festgelegt. Gearbeitet wurde mit bipolaren Elektroden bei einer Frequenz von 85 Hertz und einer Impulsbreite von 350 µs. Dies entspricht einem Standard-EMS Protokoll. (Kemmler, 2021) Das Training sollte mit hoher Intensität durchgeführt werden. Dafür wurden die Teilnehmer gebeten, die Anstrengung während des Trainings anhand der Borg-Skala (Borg, 1998) zur Messung der Intensität von Alltags- und Trainingsbelastungen zu bewerten. Eine ständige Motivation der Trainer hielt die Teilnehmer der Studie dazu an, die Intensität der Übungen nahe an deren persönlichen Anstrengungsmaxima zu halten. Werte von 7 (anstrengend) bis 8 (sehr anstrengend) auf der Borg CR-10 Skala (Borg, 1998) waren im Rahmen der Studie als optimale Trainingsintensität zu bewerten. Dieses Optimum ergibt sich aus der kurzen Zeitspanne der EMS-Trainingseinheit und dem Ziel, die muskulären Effekte anhand von Ödemen in der MRT-Bildgebung nachzuweisen, die ausschließlich bei intensiver Muskelarbeit deutlich festzustellen sind. Eine erste, transversal T2-gewichtete MRT-Bildgebung erfolgte zunächst vor der EMS-Applikation, eine zweite Aufnahme zur Darstellung der Ödemausbildung in Ober- und Unterschenkelmuskulatur wurde 72 Stunden nach dem Training angefertigt. Zur Feststellung der Größe bzw. Tiefe der entstandenen Ödeme wurde die Einteilung nach Gerhalter et al. (Gerhalter, 2021) und Wang et. al (Wang, 2019) herangezogen. Die Ausbreitung der Ödeme reichte von oberflächlichen bis hin zu maximal tiefen Effekten sowohl an oberflächennahen als auch an tiefer gelegenen Muskelgruppen des Oberschenkels und des Unterschenkels. Das Verteilungsmuster der Ödemausbildung im oberen und unteren Anteil des Beins stellte sich dabei in einer ähnlichen Weise dar. Auffällig war, dass die Intensität der Ödeme zwischen den einzelnen Muskelgruppen variierte, was vermuten lässt, dass die durch die EMS-Anwendung induzierte Muskelkontraktion nicht für alle Muskeln gleich stark ausfiel. Es wird deutlich, dass die Stimulation der Muskulatur mittels Oberflächenmanschettenelektroden bei der Ganzkörper-Elektromyostimulation durchaus einen Effekt auf tiefer gelegene Anteile des stimulierten Bereichs bewirken kann. Bei Betrachtung der räumlichen und volumenbezogenen Ausbreitung der Ödeme zeigt sich ein sehr heterogenes Verteilungsmuster. Diese Beobachtung wird vorwiegend der unterschiedlichen Reizschwelle der Muskeln sowie der individuell unterschiedlichen Widerstandsfähigkeit der Muskulatur gegenüber Belastung zugeschrieben. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass das WB-EMS eine intensive Stimulation der oberflächlichen und auch der tiefen Muskelgruppen des Ober- und Unterschenkels bewirken kann. Durch die Stimulation mittels Manschettenelektroden stellt sich die räumliche Verteilung der muskulären Effekte jedoch heterogen dar. Es obliegt weiterer Forschung, die muskulären Effekte der Ganzkörper-EMS und die mögliche Rolle der Bildgebung bezüglich dieser Fragestellung zu thematisieren.