Historischer Überblick der elektromyographischen Muskelstimulation (EMS)

 

Die EMS findet ihren Ursprung bereits in der Antike. Mehrere römische Ärzte nutzen im ersten Jahrhundert n. die von Zitterrochen, Zitteraalen und Zitterwelsen erzeugten Stromstöße , die eine Spannung von 300 bis 800 Volt erzeugen können.

Heutzutage weiß man, dass Zitteraale und ähnliche Gattungen Stromstöße erzeugen, die einer Reizstrombehandlung gleichen, auf die in einem späteren Teil der Arbeit eingegangen wird.

Ab dem 17. Jahrhundert wurde sogenannte Reibungselektrisiermaschinen gefertigt. Die ersten Maschinen besaßen rotierende Schwefelkugeln als Reibungskörper, welche durch den Reibungskontakt mit z.B. einem Tuch elektrisch aufgeladen wurde. Der Arzt Christian Gottlieb Kratzenstein setzte 1660 erstmals eine von Otto von Guericke konstruierte Reibungselektrisiermaschine in der Therapie ein. Kratzenstein gilt mit seiner Monographie „ Nutzen der Electricität in der Arzneiwissenschaft“ als Initiator der physikalischen Therapie.

Die therapeutische Anwendung der Reibungselektrizität wurde später unter dem Namen Franklinasation bekannt, benannt nach Benjamin Franklin.

Die Elektrisiermaschine konnten jedoch nur kurzzeitige Stromstöße erzeugen, welche zur spontanen Muskelstimulation oder Schmerzlinderung eingesetzt wurden.

1745 entdeckten der Leydener Professor Muschenbroek und der Dekan Kleist unabhängig voneinander eine Möglichkeit zur kurzzeitigen Energiespeicherung. Mit Hilfe der sog. Leydener, bzw. Kleistschen Flaschen, in der sich zwei elektrisch leitende Platten gegenüberstehen ( Prinzip des heutigen Kondensators),konnte die durch Elektrisiermaschinen erzeugte Energie gespeichert werden.

1792 stellte Luige Galvani fest, dass Froschschenkel zucken, nachdem sie Stromstöße über ein mit Kupferhaken verbundenes Eisengitter erhalten haben. Galvani vermutete die Quelle der Spannung jedoch in den Schenkeln selbst. Erst sein italienischer Arztkollege Alessandro Volta erkannte den Froschschenkelmuskel richtigerweise als „ Spannungsdetektor“. Mithilfe eines mit verdünnter Salzsäure gefüllte Gefäßes mit mehreren hintereinandergeschalteten Kupfer- und Zinkplatten, welche als elektrische Elemente Spannung erzeugten, bewies Volte, dass die Ursache der Elektrizität in dem Kontakt der Froschschenkel mit zwei verschiedenen Metallen lag. Seine Anordnung wurde 1799 als „ Voltasche – Säule“ bekannt und löste quasi als erste Batterie die Leydener Flaschen ab. Die „ Voltasche – Säule“ entwickelte sich zur wichtigsten Spannungsquelle während der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts.

Ebenfalls im Jahr 1792 gelang auch Schmuck der Nachweis der elektrischen Erregbarkeit von Muskeln am Herzen. Die ersten Studien zur elektrischen Muskelstimulation wurden 1842 durch den Physiker J.L. Hoorweg durchgeführt.

1899 erkannte der Physiker W. Nernst eine Ionenverschiebung an semipermeablen Membranen in Folge einer elektrischen Reizung und formulierte daraufhin das Reizschwellengesetzt.

Gildemeister untersuchte 1904 die elektrische Reizfähigkeit des Nerv – Muskel – Systems, was später zur Formulierung des sog. Gildemeister- Effekts führte. Zur ungefähr gleichen Zeit wurden die Begriffe Rheobase ( gibt die Schwellen- und Stromintensität an, bei der ein Nerv oder Muskel ein Aktionspotential auslöst) und Chronaxie ( Zeitbedarf der zu stimulierenden Nervenfaser) von Bourgignon und Lapique geprägt und das Aktionspotenzial von Eccles, Huxley und Hodgkin beschrieben.

In Paris wurde1902 von Leduc das erste Stimulationsgerät entwickelt und erfolgreich zur Behandlung von Muskellähmungen und Neuralgien eingesetzt.

1908 kam das Stimulationsgerät „ Multostat“ der deutschen Firma Sanitas auf den Markt. Das Gerät war vorrangig für medizinische Zwecke, wie Iontophorese, Galvanisation u. ä. bestimmt.

Der Mediziner John B: Ziegler entwickelte 1956 das Stimulationsgerät „ Isotron“ zur Behandlung von Poliopatienten. Später wurde es auch im Leistungssport eingesetzt.

Zwei Jahre später wurde in Stockholm von Ake Senning der erste Herzschrittmacher implantiert.

Liberson, Holmquest, Scot und Dow begannen 1961 mit der Entwicklung der funktionellen Elektrostimulation ( FES ), welche der Erzeugung von funktionellen Bewegungen bei denervierter Muskulatur dienen soll (z. B. Gehen, Fahrradfahren und Herzschrittmacher).

Bereits in den 60er Jahren wurde die Elektrische Muskelstimulation intensiv zur Leistungssteigerung, bzw. Leistungserhaltung/Verhinderung von Muskelmassenabbau infolge von Bewegungsmangel im Leistungssport, der Raumfahrt und dem Militär ( U- Boot Mannschaften) unter anderem in den U. S. A. und der UdSSR eingesetzt, jedoch wurden die Ergebnisse in der Regel nicht öffentlich publiziert. „Der Grund: Strikte Geheimhaltung war verordnet“ so Fehr nach Steuernagel. Auch Michel geht davon aus, dass die häufig als Beginn der Elektromyostimulation angesehenen Publikationen von Dr. Yakov Kotz und Chwilon bis 1970 der Geheimhaltung unterstellt waren.

Die ersten häufig zitierten veröffentlichten Studien aus der UdSSR sind die von Dr. Yakov Kotz und Chwilon aus dem Jahr 1971. Damals wurde von 10 – 30 % höherer Maximalkraft und „ um bis 40% höhere(n) Zugewinne(n) durch EMS- Training in nur wenigen Wochen“ berichtet.

Fehr kommt in dem Review- Teil seiner Doktorarbeit zu dem Schluss, dass die ersten belastbaren wissenschaftlichen Studien zur Anwendung der EMS erst ab dem Ende der 70er publiziert wurden. Trotz des Umstandes, dass die von Kotz und Chwilon erreichten Trainingszuwächse nicht reproduziert werden konnten, besteht bis heute ein reges Interesse der Sportwissenschaft an der EMS zur Leistungssteigerung.

 

(Geschichte des EMS nach Tim Vogelmann "Elektomyogrphische Muskelstimulation/Muskelaktivierung (EMS/EMA) im Leistungs-/Breitensport")

 

 

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