Der Einsatz von Ultraschallmessungen zur Darstellung der Muskelaktivität bei willentlicher Muskelkontraktion und neuromuskulärer Elektrostimulation – eine Pilotstudie

Fragestellung: Die neuromuskuläre Elektrostimulation (NMES) ist eine wirkungsvolle, passive und kardial nicht belastende (Trainings-)Methode zur Steigerung der motorischen Grundeigenschaften Kraft und Ausdauer. Die genauen Mechanismen und die Tiefenwirksamkeit der Muskelstimulation via Oberflächenelektroden mittels NMES stehen nach wie vor im Mittelpunkt des Interesses. Die vorliegende Pilotuntersuchung hatte die Darstellung und Dokumentation der Muskelaktivierung des M. quadriceps durch willentliche Kontraktion und NMES mittels Ultraschallmessung zum Ziel.

Methodik: 10 gesunde Probanden (m:f=5:5, Alter 26±3) wurden in diese einfachblinde Pilotstudie aufgenommen. Die Probanden führten zuerst eine starke willentliche Kontraktion des M. quadriceps femoris durch. Anschließend wurden durch biphasische Rechteck-Impulse einer Stimulette CX via Selbstklebeelktroden an vier verschiedenen Stellen des Oberschenkels (1. Elektrode immer 5cm oberhalb der Patella, 2. Elektrode in der Mitte des Oberschenkels und 5, 10 und 15cm weiter proximal) der M. quadriceps zur Kontraktion gebracht. Während der willentlichen Kontraktion und der Stimulationsperiode durch NMES wurden folgende Ultraschallmessungen mit einem Aplio XV Sytem durchgeführt: Muskeldicke des M. rectus femoris und M. intermedius quadriceps; Querschnittfläche des M. rectus femoris.

Ergebnisse: Es zeigten sich signifikante Unterschiede (p<0,05) in der Aktivierung der einzelnen Muskelkompartimente des M. quadriceps während einer willentlichen Muskelkontraktion und während der NMES-Applikation. Ebenso zeigte die durch NMES induzierte Muskeldickenveränderung des M. rectus femoris eine signifikante Abhängigkeit (p<0,01) zur Elektrodenplatzierung (kürzester Elektrodenabstand im Vergleich zum weitesten Elektrodenabstand).

Diskussion: Diese vorläufigen Ergebnisse weisen daraufhin, dass NMES einzelne Muskelkompartimente des M. qadriceps, in Abhängigkeit zu der Elektrodenposition, unterschiedlich stark zu kontrahieren vermag. Um die Zusammenhänge dieser Beziehungen genauer aufzuklären und damit die NMES-Therapie für Patienten zu optimieren, sind weitere Studien unter Einschluss größerer Fallzahlen und modifizierter Studienprotokolle mit dem Einsatz unterschiedlicher Stimulationsparameter dringend erforderlich.