De vormen van elektrische spierstimulatie (EMS)

Elektrische spierstimulatie (EMS) is een methode om spieren te behandelen. Er bestaan meerdere vormen waarbij de manier van toepassing en natuurlijk ook het effect varieert. Ik zal deze methoden nu één voor één toelichten.

Een beetje spierfysiologie

Onder normale omstandigheden trekken spieren samen als reactie op een elektrisch impulssignaal uit de hersenen. Het signaal geeft ook door met welke kracht en welke spiervezels een beweging uitgevoerd moeten worden. Het is duidelijk dat een andere opdracht leidt tot het optillen van een muntstuk van vijf forint dan tot het optillen van 100 kg. Bij een lichte last participeren andere spiervezels en een kleinere spiermassa dan wanneer maximale kracht vereist is.

De kracht van spieren kan VERBETERD worden door REGELMATIGE lichaamsbeweging. Naarmate de trainingen zwaarder worden, reageren de spieren: er ontstaan sterkere en dikkere vezels die ook functioneel effectiever zijn.

In veel gevallen is natuurlijke beweging niet mogelijk. Ongevallen, gewrichts- en spierletsels, ernstige ziekten en operaties kunnen natuurlijke beweging belemmeren; door inactiviteit treedt er juist spieratrofie en afbraak op.

De verschillende vormen van elektrische spierstimulatie kunnen gebruikt worden om de toestand van spieren kunstmatig te verbeteren. Het elektrisch signaal dat het apparaat afgeeft lijkt op het hersenimpuls, zodat de spier het verschil niet kan waarnemen. Stimulatie veroorzaakt een contractie in de spier die gelijk is aan een vrijwillige contractie. Kunstmatige stimulatie heeft meerdere voordelen. Ten eerste vindt er tijdens de behandeling geen gewrichtsbeweging plaats, wat gunstig is voor revalidatie en het ontlasten van het gewricht. Ten tweede kan met het kunstmatige signaal de herselijke aansturing van de spier ‘omzeild’ worden, wat in sommige gevallen effectievere behandeling mogelijk maakt.

Vormen van elektrische spierstimulatie (EMS)

Voor alle vormen van elektrische stimulatie geldt dat de contracties worden veroorzaakt door impulsen die het apparaat op de spier afgeeft, maar de contractie zelf verloopt op natuurlijke wijze. En als de contractie natuurlijk is, zijn de resultaten ook vergelijkbaar – bij blijvende behandeling verbeteren spierkracht, massa en functie. Als spierkracht en functie verbeteren, worden natuurlijke bewegingen ook gemakkelijker uitvoerbaar.

Binnen spierstimulatie onderscheiden we meerdere methoden. Het werkingsprincipe is gelijk, maar de vorm (golfvorm), duur, frequentie, op- en afloopstijd en intensiteit van de impuls verschillen. Die verschillen leiden tot verschillende effecten.

Het versterken van spieren kost tijd. Als één enkele stimulatie al veel zou veranderen, zouden sporters alleen dat gebruiken: vanavond even stimuleren en morgen ga ik naar de Olympische Spelen… Zo simpel is het niet.

Spieren worden alleen sterker door regelmatige contracties. Spierstimulatie moet dus minimaal eenmaal per dag, liever vaker, toegepast worden. Verbetering is na 2-3 weken merkbaar en een consequente behandeling van minstens 2-3 maanden is nodig.

Er zijn aandoeningen (zoals verlammingen) waarbij toepassing misschien jaren nodig is.

NEMS – Neuromusculaire elektrische stimulatie

Deze methode is bedoeld voor de behandeling van spieren met een gezonde motorische zenuw. Deze methode is ook geschikt voor behandeling van centrale (herselijke) verlammingen, zoals die door een beroerte kunnen ontstaan.

Belangrijke toepassingsgebieden zijn herstel van spierkracht, het voorkomen of vertragen van spieratrofie, het verminderen van spierstijfheid, verbetering van de bloedcirculatie, enz. Voor het bereiken van het gewenste effect zijn verschillende soorten impulsen nodig. Niet elk effect wordt door hetzelfde impuls bereikt!

NEMS is de oudste vorm van spierstimulatie, waarbij de patiënt “passief” is. De behandeling wordt door de patiënt ‘geduldzaam ondergaan’, maar de patiënt werkt niet actief samen met het apparaat zoals bij FES of ETS.

Het is uitermate geschikt voor alle situaties waarbij spierkracht, massa en tonus hersteld of verbeterd moeten worden. Bijvoorbeeld bij spieratrofie, hernia, lumbago, ischias, klachten door spataderen, arteriële stenose, spierpijn, nek-, rug-, lende-, knie- en andere spierklachten. Voor en na protheseoperaties versnelt het herstel. Het helpt spierstijfheid te verminderen bij centrale verlammingen, de ziekte van Parkinson, ALS, multiple sclerose, enz. Het versnelt het herleren van beweging na een beroerte.

FES – Functionele elektrische stimulatie

Functionele spierstimulatie is in wezen NEMS, maar vereist actieve samenwerking van de behandelde persoon. Wanneer het apparaat zijn impuls afgeeft en de daaruit voortvloeiende contractie plaatsvindt, voert de patiënt gelijktijdig de beweging uit. Bijvoorbeeld bij de behandeling van stressincontinentie spant men de bekkenbodemspieren gelijktijdig met de impuls aan, of bij het versterken van de dijspieren voert men tegelijk een squat uit.

Het effect van FES is sterker dan dat van passieve NEMS, omdat de door het apparaat opgewekte en de vrijwillig opgewekte contracties optellen, waardoor de contractie krachtiger is en de spier een sterkere prikkel krijgt. Dit leidt tot snellere toename van spierkracht.

Daarom is FES vooral geschikt voor het terugwinnen en vergroten van spierkracht. Het is bijzonder effectief bij verschillende vormen van urine- en ontlastingsincontinentie. Ook bij herstel van spierkracht na operaties en ernstige ziekte. Na protheseoperaties versnelt het herstel. Bij Parkinson, ALS, multiple sclerose, enz. vertraagt het de achteruitgang van de spierconditie.

ETS – door EMG (biofeedback) opgewekte stimulatie

Deze behandelingsvorm richt zich eveneens op functieverlies-herstel. Net als bij FES vereist ETS samenwerking met het apparaat. Hier geeft het apparaat echter pas de spierstimulatie-impuls wanneer de patiënt vrijwillig een poging tot beweging start. Het apparaat detecteert dit met behulp van biofeedback. Tijdens een spiercontractie verandert de elektrische potentiaal; het apparaat meet dit EMG-signaal. Als de door de bewegingspoging veroorzaakte potentiaalverandering een vooraf ingestelde drempelwaarde bereikt, geeft het apparaat een ondersteunende impuls die een contractie opwekt. Een goede ETS- apparaat (bijv. DuoBravo) is zo gevoelig dat het ook detecteert wanneer er nog geen zichtbare contractie is.

De opgewekte stimulatie heeft twee belangrijke toepassingsgebieden: de behandeling van incontinentie en het herleren van beweging na een beroerte. Bij een beroerte kan ETS worden toegepast als de patiënt meewerkt en gemotiveerd is om te herstellen. Dat spreekt voor zich, want deze behandeling vereist actieve inzet van de patiënt. ETS kan al worden ingezet wanneer op de verlamde spieren nog geen zichtbare contractie is. De grootste rol speelt het bij het herleren van fijne bewegingen (opstaan van een stoel, een glas vastpakken, wassen, enz.).

TES, drempelwaarde elektrische stimulatie

Deze behandeling wordt vooral bij kinderen met centrale (herselijke) verlamming toegepast, hoofdzakelijk om spieratrofie en spasticiteit te voorkomen en te verbeteren.

Drempelwaarde elektrische stimulatie (TES) is een vorm van spierstimulatie die subcontractiele prikkels gebruikt. Dat betekent dat de impulssterkte zo laag is dat er geen zichtbare contractie optreedt (in tegenstelling tot NMES en FES waarbij een zo krachtig mogelijke contractie gewenst is), maar desondanks cruciaal is voor de spier.

Het precieze werkingsmechanisme is nog niet volledig opgehelderd. Een geaccepteerde theorie stelt dat TES het proces van spieratrofie tegengaat en omkeert door de bloeddoorstroming in de spieren te verhogen. Groei- en voedingsfactoren worden via de bloedstroom aangevoerd. Deze zijn noodzakelijk voor weefselherstel en komen vooral tijdens de slaap in de bloedbaan. Nachtelijke stimulatie van het spiergebied verhoogt de doorbloeding en brengt meer voedingsstoffen naar de doelspiervezels. De verschrompelde vezels ‘repareren’ zich en groeien weer aan.

Onder de microscoop is na TES-behandeling een toename van cytoplasma waarneembaar, evenals hergroei van actine en myosine. De hergroei van verschrompelde vezels duurt ongeveer drie tot zes maanden. Spiergroei vereist voortdurende therapie. TES wordt doorgaans zes nachten per week toegepast, dagelijks 8-12 uur, gedurende twee tot vier jaar! Het resultaat is toegenomen spierkracht en verbeterde functionele capaciteiten.

TES vervangt andere therapieën niet, maar kan naast andere behandelingen worden gebruikt en vormt een aanvullende therapie.

Behandeling van denervatie (szelektív ingeráram)

Deze behandelvorm wordt in ons land traditioneel szelektív ingeráram genoemd. In de internationale medische praktijk spreekt men echter van behandeling van denervatie. Dat drukt beter uit waar het om gaat.

Denervatie van een spier betekent dat de motorische zenuw van het ruggenmerg tot de spier op een traject beschadigd is en daardoor het hersen-spiercontact verloren gaat. Dit veroorzaakt perifere verlamming en de denervate spier is slapper en heeft weinig tonus. Dergelijke situaties ontstaan bij traumatische beschadiging van zenuwvezels of tijdens operaties, maar ook een hernia, wervelfractuur, wervelkanaalvernauwing enz. kunnen dit veroorzaken. Ook aangezichtszenuwverlamming valt hieronder, vaak als gevolg van een verkoudheid.

Een denervate spier reageert niet op normale EMS-impulsen (dus niet op de eerder genoemde methoden)! Met een speciaal afgestemde impuls kan hij echter wel tot contractie worden gebracht. De denervatie-impuls kan een driehoek-, trapezium- of rechthoekgolf zijn.

Het grootste verschil is de impulsduur, die duizendmaal langer is dan de impuls die bij stimulatie van een gezonde spier wordt gebruikt! Daardoor kan een denervate spier niet contraheren op de korte EMS-impuls, terwijl voor een gezonde spier de lange denervatie-impuls pijnlijk en onaangenaam zou zijn.

Het herstel van perifere zenuwschade gaat zeer langzaam. Zelfs in gunstige gevallen duurt het maanden, en vaker jaren. Als de spier in die tijd geen elektrotherapeutische behandeling krijgt, gaat hij ten gronde. Zelfs als de zenuw later herstelt, vindt hij geen functionerende spier meer. Daarom moet bij perifere verlamming continu met de stimulator worden gewerkt (dagelijks zelfs 2–3 keer).

De in winkels verkrijgbare spierstimulatoren zijn meestal alleen geschikt voor NEMS-behandeling en deels voor FES. ETS, TES en denervatiebehandelingen vind je doorgaans alleen in speciaal hiervoor ontworpen apparaten. Vraag deskundige hulp bij het kiezen van de voor jou geschikte spierstimulator!