Die Elektrostimulation im Sport und in der Rehabilitation

Elektrostimulation im Sport und Rehabilitation
European Journal Translational Myology - Basic Applied Myology 2011; 21 (3&4): 123-174
variiert. Eine Stimulation ohne angeschlossene
Steuergeräte ist nicht möglich.
Das bei diesem Versuch verwendete Steuergerät war
ein automatischer Stimulationszyklen-Timer, für den
die Werte 3 sec. on 3 sec. off oder 5 sec. on 5 sec. off
vom Probanden wählbar waren.
Die hohe Amplitude der Stimulationsimpulse wird
über einen Impuls-Transformator erzeugt. Dadurch
wird zuverlässig verhindert, daß Gleichstromanteile
dem Impulsmuster überlagert werden können, die unter
Umständen zu elektrolytischen Hautschädigungen
führen könnten. Dies ist vor allem auch bei Störungen
in der Elektronik aus Sicherheitsgründen wichtig.
Spannungsversorgung:
Der Stimulationsgürtel ist mit eingebautem Nickel
Cadmium Akkumulatoren ausgerüstet. Dadurch ist es
möglich, die Stimulation orts- und netzspannungsunabhängig
durchzuführen. Die Kapazität der Akkus
reicht im Normalbetrieb aus, den Gürtel und die
angeschlossenen mitversorgten Geräte (z.B.
Impulszähler, Timer usw.) mind. 1 - 3 Stunden zu
betreiben. Die max. Stimulationszeit hängt neben den
angeschlossenen Geräten auch von den Elektroden und
den eingestellten Impulsparametern ab. Sinkt die
Akkuspannung unter einen für den Betrieb
notwendigen Wert ab, ertönt ein akkustisches
Alarmsignal.
Die Probanden mußten mit einem externen Ladegerät
täglich die Stimulationseinheit über Nacht wieder
aufladen.
Die Anschlüsse der Elektrodenleitungen liegen an der
Rückseite beider Module. Zusätzlich befindet sich am
linken Modul die Steuerbuchse für den Anschluß
externer Geräte, am rechten Modul befindet sich die
Ladebuchse, neben der noch eine von außen
zugängliche Sicherung montiert ist.
b) Intervall-Timer:
Der Intervall-Timer ist ein externes Trainingsgerät, das
für diese Versuchsserie (Stimulation der Sportstudenten)
entwickelt wurde. Dadurch konnte bei allen
Probanden ein standardisiertes Trainingsprogramm mit
definierter Stimulationsdauer und Pause durchgeführt
werden. Der Timer wird über die Steuerbuchse mit
dem Stimulationsgerät verbunden, Stimulationsdauer
und Stimulationspause können getrennt in 10 Stufen
zwischen 1 und 10 Sekunden eingestellt werden, waren
aber für diesen Versuch auf 3/3 sec. bzw. 5 sec/sec.
fixiert.
Der Timer wurde so aufgebaut, daß sowohl der Beginn
als auch das Ende der Stimulationssequenzen nicht
sprunghaft erfolgen, sondern die Amplitude entlang
einer Rampe ansteigt bzw. abfällt. Die Dauer beider
Rampen kann über getrennte Einstellregler nur vom
Techniker mit Hilfe eines Spezialschlüssels zwischen 0
und 2 Sekunden eingestellt werden. Bei diesem
Versuch waren es 0,2 Sekunden Rampenzeit.
c) Impulszähler:
- 150 -
Der Impulszähler ist ein Ergänzungsgerät, das
zusätzlich am Gürtel angebracht wird, und ebenfalls
für die Stimulation der Sportstudenten entwickelt
wurde. Es ist damit möglich, die Impulsdauer und -
frequenz, Stimulationsspannung, -strom, Uhrzeit,
Datum und Dauer der Stimulation zu erfassen. Alle
Parameter können über einen PC eingelesen,
gespeichert und nötigenfalls ausgedruckt werden.
Für den Betrieb des Impulszählers muß dieser mit
beiden Modulen verbunden werden, und zwar wird er
in die Steueranschluß- und in die Elektrodenleitungen
eingeschleift. Um ein Löschen der Stimulationsdaten
zu verhindern, ist eine backup-Batterie eingebaut, falls
der Impulszähler von der Versorgung aus dem
Stimulationsgerät getrennt wird.
Die Betriebsspannung erhält der Timer aus dem
Oberflächenstimulationsgürtel.
d) Elektroden:
Es werden ca. 200 cm2 große flexible
Leitgummielektroden verwendet. Aus Gründen der
Potentialverteilung weisen diese Elektroden an einer
Längsseite 3 Anschlußnoppen für die 2mm Bananen-
Stecker der Elektrodenleitungen auf.
Um eine möglichst homogene Feldverteilung zu
erreichen und überhöhte lokale Stromdichten zu
vermeiden, wird zwischen der Elektrode und der Haut
entweder Elektrodengel aufgebracht oder ein ca. 5 mm
dickes mit Wasser durchtränktes Schwammtuch
eingelegt.
Die Fixierung der Elektroden erfolgt über eine
adaptierte Radfahrerhose bzw. Leggings.
Für das Positionieren der Elektroden wurden
entsprechende Kunststoff-Reißverschlüsse am
Oberschenkel dorsal längs angebracht. Das elastische
Gewebe gewährleistet einen gleichmäßigen
Anpreßdruck über die gesamte Elektrodenfläche.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die
technische Ausrüstung besonders sicher war, da sie
üblicherweise in der Rehabilitation querschnittgelähmter
Paraplegiker eingesetzt wird. Die Bedienung
und Elektrodenplazierung sind sehr einfach, sodaß
auch bei Unachtsamkeit eine effiziente Stimulation
fortgeführt werden kann. Einige Versuchspersonen
sind während der Stimulation fallweise eingeschlafen
und haben entsprechend unseren Sicherheitsvorkehrungen
keinerlei Schäden durch die automatisch
weiterlaufende Stimulation davongetragen.
Die Impulsparameter wurden laut unseren
Vorversuchen vom Techniker eingestellt, die
Möglichkeit der Intensitätsregelung über das
Potentiometer war die einzige Beeinflussungsmöglichkeit
durch den Probanden. Sie hatten den
Auftrag, nahe der sensiblen Verträglichkeitsgrenze zu
stimulieren.
III/3 Methodik der Kraftmessung:
Vor und nach der Stimulationsserie wurden alle
Personen einer isometrischen Maximalkraftmessung