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Wie effektiv ist FES für Menschen mit Rückenmarksverletzungen? Erfahren Sie, wie elektrische Stimulation ihr Leben verändern kann!
Bei der Technologie der funktionellen Elektrostimulation (FES) werden elektrische Impulse mit niedriger Energie eingesetzt, um bei Personen, die aufgrund einer Verletzung des zentralen Nervensystems gelähmt sind, künstlich Körperbewegungen hervorzurufen. Die Technologie ist speziell darauf ausgelegt, Muskelkontraktionen in gelähmten Gliedmaßen zu erzeugen und so Funktionen wie Greifen, Gehen, Urinieren und Stehen zu ermöglichen. Ursprünglich zielte die Anwendung von FES auf die Entwicklung von Neuroprothesen ab, die beschädigte Funktionen dauerhaft ersetzen und Patienten mit Rückenmarksverletzungen, Kopfverletzungen, Schlaganfällen und anderen neurologischen Erkrankungen helfen sollten. Dies bedeutet, dass der Patient das Gerät jedes Mal verwenden muss, wenn er eine gewünschte Funktion ausführen möchte.
FES, manchmal auch neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) genannt, wird therapeutisch eingesetzt, um willkürliche Bewegungsfunktionen wie Greifen, Greifen und Gehen neu zu trainieren.
FES dient in diesem Fall als Kurzzeittherapie mit dem Ziel der Wiederherstellung autonomer Funktionen, statt den Patienten lebenslang vom FES-Gerät abhängig zu machen und wird daher auch als funktionelle Elektrostimulationstherapie (FET oder FEST) bezeichnet. Kurz gesagt handelt es sich bei FEST um eine kurzfristige Intervention, die dem zentralen Nervensystem einer Person hilft, die Ausführung beeinträchtigter Funktionen wieder zu erlernen, anstatt die Person für den Rest ihres Lebens von einer Neuroprothese abhängig zu machen. Die erste klinische Studie der Phase II, die am KITE des Toronto Rehabilitation Institute durchgeführt wurde, konzentrierte sich auf die Anwendung von FEST für Funktionen wie Greifen, Erreichen und Gehen.
Grundsatz
Neuronen sind elektrisch aktive Zellen. Informationen werden in Neuronen kodiert und in Form von elektrischen Impulsen, sogenannten Aktionspotentialen, übertragen, die vorübergehende Änderungen des Zellpotentials von etwa 80–90 mV darstellen. Neuronale Signale sind frequenzmoduliert, das heißt, die Anzahl der Aktionspotentiale pro Zeiteinheit ist proportional zur Stärke des übertragenen Signals. Typische Aktionspotentialfrequenzen liegen zwischen 4 und 12 Hz. Durch elektrische Stimulation kann dieses Aktionspotential künstlich herbeigeführt werden, indem das elektrische Potential der Nervenzellmembran verändert wird. FES-Geräte nutzen diese Eigenschaft, um Nervenzellen elektrisch zu stimulieren, die dann wiederum Muskeln oder andere Nerven aktivieren können.
Bei der Entwicklung sicherer FES-Geräte ist jedoch besondere Sorgfalt geboten, da der durch das Gewebe fließende Strom unerwünschte Wirkungen wie etwa eine verringerte Erregbarkeit oder Zelltod hervorrufen kann.
FES funktioniert normalerweise durch die Stimulation von Nerven oder Punkten, an denen Nerven auf Muskeln treffen. Zu den stimulierten Nervenbündeln gehören motorische Nerven (absteigende Nerven vom Zentralnervensystem zu den Muskeln) und sensorische Nerven (aufsteigende Nerven von den Sinnesorganen zum Zentralnervensystem). Der elektrische Strom kann motorische und sensorische Nerven stimulieren. Bei bestimmten Anwendungen werden Nerven stimuliert, um eine lokale Muskelaktivität zu erzeugen, d. h. die Stimulation soll eine direkte Muskelkontraktion hervorrufen. Bei anderen Anwendungen wird die Stimulation zur Aktivierung einfacher oder komplexer Reflexe genutzt.
Historischer HintergrundDie Anwendung der Elektrostimulation hat ihren Ursprung im alten Ägypten, als man glaubte, dass der Kontakt von elektrischen Fischen im Wasser mit Menschen eine therapeutische Wirkung hätte. FES hieß ursprünglich funktionelle Elektrotherapie und wurde von Liberson vorgeschlagen. Erst 1967 wurde der Begriff „funktionelle Elektrostimulation“ von Moe und Post etabliert und in einem Patent verwendet. Das Offner-Patent beschreibt ein System zur Behandlung der Fußheberschwäche. Die erste Generation kommerziell erhältlicher FES-Geräte behandelte den Fallfuß durch Stimulation des Nervus suralis.
Häufige Anwendungen
RückenmarksverletzungVerletzungen des Rückenmarks stören die elektrischen Signale zwischen Gehirn und Muskeln und verursachen Lähmungen unterhalb der Verletzung. Die Hauptanwendung von FES ist die Wiederherstellung der Gliedmaßenfunktion und die Regulierung der Organfunktion. FES wird auch zur Behandlung von Schmerzen, Druck und zur Vorbeugung von Geschwüren eingesetzt.
Schlaganfall und Genesung der oberen Extremitäten
Nach einem Schlaganfall regenerieren sich periphere Nerven mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 mm pro Tag. Mit der Zeit wird der Fortschritt der Nervenreparatur durch die Herunterregulierung regenerativer Mechanismen eingeschränkt. FES hat sich bei der Schmerzbehandlung als wirksam erwiesen, verringert das Risiko von Schulterverrenkungen und beschleunigt die Rückkehr zur Beweglichkeit. Studien haben gezeigt, dass die Vorteile von FES langfristig sind und mindestens 24 Monate anhalten.
Fußheberschwäche
Der Fallfuß ist ein häufiges Symptom einer Hemiplegie und ist durch eine fehlende Dorsalflexion des Fußes während der Schwungphase des Gangs gekennzeichnet. FES kann den Mangel an Dorsalflexion beim Gehen wirksam kompensieren. Wenn die Ferse die Gehposition verlässt, sendet der Stimulator eine Stimulation an den Nervus suralis, wodurch sich die Muskeln für die Dorsalflexion zusammenziehen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die FES-Technologie einen erheblichen Einfluss auf die Lebensqualität von Patienten mit Rückenmarksverletzungen hat, indem sie ihnen hilft, bestimmte funktionelle Fähigkeiten wiederzuerlangen und so ihr soziales Leben und ihre psychische Gesundheit zu verbessern. Doch wenn wir in die Zukunft blicken, können wir darüber nachdenken, ob diese Technologie breitere Anwendungsmöglichkeiten haben und mehr Patienten mit unterschiedlichen Krankheiten dabei helfen kann, ihre Weisheit und ihre Lebensmöglichkeiten wiederzuerlangen.
