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Dieses Kapitel soll eine kurze Übersicht über die derzeit in der alltäglichen klinischen Praxis meist durchgeführten Anwendungsgebiete und Zielsetzungen der Elektrostimulation in der Physikalischen Medizin und Rehabilitation geben. Here's what you're missing out on! Insgesamt wurden für jeden Winkel jeweils Einzelwerte in 5-Volt-Schritten erfasst und die Amplitude, solange eine Kraftsteigerung auftrat, schrittweise erhöht. Sinnvoll scheint hier eine Entlastungszeit von ca.

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Auch gestörte Sensibilität an den unteren Extremitäten ist eine besonders wichtige Fähigkeit für die Decubitusprophylaxe. Nur so werden unwillkürliche Stellreflexe ausgelöst, die helfen, einen zu langen Dauerdruck und somit eine Durchblutungs-verminderung zu verhindern. Die von mir öfters beobachtete Sensibilitätsverbesserung beginnt oft mit Dysästhesien und Hyperästhesie, die an einem kleinem Hautareal der unteren Extremität beginnen und sich langsam nach distal und proximal ausbreiten können.

Erst langsam lernt der Patient wieder zu diskriminieren. Zumeist wird jedoch keine normale Sensibilität erreicht, und es bleiben Parästhesien bestehen. Diese oft auch nur minimalen und segmentförmigen vegetativen Verbesserungen schaffen neben einer verbesserten Hauttrophik auch eine bessere periphere Durchblutungsreaktion bis in die Zehenspitzen hinein siehe unterschiedliche Durchblutungsreaktionen auf FES mittels Infrarot-Telethermographie bei denervierten und spastischen Patienten.

Oft genügen scheinbar geringe Verbesserungen in der vegetativen Innervation, um eine ausreichende trophische Verbesserung beider Füsse hervorzurufen! Die motorische Besserung fällt, wenn überhaupt, stets geringer aus als die sensible und vegetative. Auch hier ist der Weg der neuen motorischen Bahnung völlig unklar. Es dürfte sich jedoch bei der motorischen Verbesserung, wie im sensiblen und vegetativen Bereich, um die Reaktivierung von vorhandenen, jedoch nicht genützten Bahnen bzw.

Zwei inkomplette Patienten, die im Rollstuhl zu uns kamen, haben durch konsequente Stimulation und durch konsequentes Üben einen Zustand erreicht, in dem sie aus dem Rollstuhl aufstehen, über eine Wegstrecke von m und über Stiegen mit Hilfe zweier bzw. Auch sind die Aufenthalte zum Wiederholungstraining alle 2 Jahre sicherlich zu kurz und zu selten, um eine effektive Ausnützung der Restfunktion auf neuraler Ebene bzw.

Der kontralaterale Transfer und die Bahnung neuer Bewegungsmuster sollten bei inkompletten Patienten, bei denen das Willkür-training nicht den gewünschten Erfolg gesetzt hat, durch Funktionelle Elektrostimulation als bahnende Reflextherapie unterstützt werden.

Erst wenn im Abstand von mindestens Jahren zur posttraumatischen Rehabilitation und nach monatelanger kombinierter physikalischer Therapie, evtl. Ein intervallmässiges Fortsetzen der Therapie bis zu 5 Jahren nach dem Trauma, bei kleinen Besserungsschritten im ersten Jahr, scheint sinnvoll zu sein. Danach ist meiner Meinung nach mit keiner weiteren Besserung zu rechnen. Die Forschungsgruppe von Marsolais, Mortimer und Peckham in Cleveland ist besonders erfolgreich bei der Mobilisierung spastischer Paraplegiker mit transcutanen Elektroden, die von Marsolais von der Innenseite der Oberschenkel nahe der Leiste bis zu den motorischen Nerven der Bein- und Glutäalmuskulatur eingestochen werden.

Dabei konnte ein relativ schnelles Gangbild mit Rollator und das Stiegen steigen aufwärts und abwärts erreicht werden. Nachteile dieser transcutanen Stimulation sind die hohe Infektionsrate und die Elektroden-dislokation, wodurch ein häufiger Elektrodenwechsel notwendig wird. Die Akzeptanz der Implantate und transcutanen Elektroden ist jedoch weitaus geringer als die der Oberflächenstimulation. Seither ist die Wiener Arbeitsgruppe siehe oben auf dem Gebiet der klinischen Anwendung der 8-Kanal-Implantate als Beinschrittmacher weltweit führend.

Die 8-Kanal-Implantate mit Epineuralelektroden sind im Rahmen der Arbeitsgruppe bisher 4x als Beinschrittmacher zur Reaktivierung der gelähmten Beine von Paraplegikern und 16x als Atemschrittmacher tetraplegischer Patienten für das elektrostimulierte Zwerchfell erfolgreich eingesetzt worden. Mit Hilfe der Beinschrittmacher-Systeme ist es für die Patienten möglich, selbständig aufzustehen und mit Unterarm-Stützkrücken kurze Strecken zu gehen.

Erreichbar sind eine Knie- und Hüftstreckung mittels Stimulation des M. Da möglichst viele Paraplegiker zur Erhaltung der kardiovaskulären Fitness und Gesundheit mit Funktioneller Elektrostimulation betreut werden sollen, ist die Stimulation mit Oberflächenelektroden die ökonomisch sinnvolle und einfachere Form der Funktionellen Elektrostimulation.

Von den Verletzten wurden 76 Patienten für die Studie ausgewählt, 50 davon hatten eine komplette Querschnitts-symptomatik zwischen Th4 und Th Para- und Tetraplegiker leiden unter verschiedensten Symptomen, die aufgrund ihrer sitzenden Lebensweise und Inaktivität auftreten, wie z. Die Haupttodesursachen sind sekundäre Erkrankungen aufgrund ihrer sitzenden Lebensweise. Die Blasen-, Darm- und Sexualfunktion ist bei einer Rückenmarksläsion immer gestört.

Die Betroffenen erleiden eine starke Einschränkung der Lebensqualität, es kann zum Auftreten schwerer Harnwegsinfektionen und Nierenschädigungen durch Harnrückstau kommen. Bei Querschnittläsionen kommt es zu folgenden Haupttypen von Miktionsstörungen:. Die sakralen Zentren sowie Efferenzen und Afferenzen sind intakt.

Hingegen besteht eine anatomische oder funktionelle Unterbrechung der suprasegmentalen Reflexbahn. Dies ist der Fall bei Rückenmarksläsionen oberhalb des Conus. Beide Schenkel des Reflexbogens sind durch eine Läsion des spinalen Blasenzentrums im Conus terminalis lädiert.

Es kommt zu einer schlaffen gedehnten Überlaufblase. Die Entleerung erfolgt zumeist durch Pressen mit der Bauchpresse.

Beim System von Brindley 31 erfolgt die Stimulation der motorischen Vorderwurzel über Cuff-Elektroden, kombiniert mit teilweiser Durchtrennung der Hinterwurzeln, um spastische Aktivierungen zu vermeiden. Therapieziele sind die periphere Durchblutung und Trophik, die Spasmus Regulation sowie das Körpertraining und zuletzt die Fortbewegung als eigentliche Funktion. Man denke an die Bewältigung einiger Stufen ohne entsprechende Begleitperson, das Einsteigen in öffentliche Verkehrsmittel, z.

Autobus, Eisenbahn oder Flugzeug usw. Diese vor einigen Jahren noch völlig unrealistischen Vorstellungen könnten mit Hilfe der Funktionellen Elektrostimulation realisiert werden. Die oben erwähnten Therapieziele können sowohl mit Oberflächenstimulation als auch mit Implantaten erreicht werden.

Die Implantation eines Beinschrittmachers bei paraplegischen Patienten wurde weltweit erstmalig und bisher exklusiv von unserer Wiener Forschungsgruppe und durchgeführt. Die Elektrostimulation bei paraplegischen Patienten mit Oberflächenelektroden wird von unserer Arbeitsgruppe seit im Sinne der Förderung von Trophik und Metabolismus, aber auch zum Funktionsgewinn eingesetzt.

Die Funktionelle Elektrostimulation mit Oberflächen-elektroden wird von unserer Forschungsgruppe seit bei paraplegischen Patienten eingesetzt und ist für spastisch gelähmte und denervierten Muskulatur geeignet. Zu Beginn der Forschungsaktivitäten standen die technische Entwicklung und die Erarbeitung der Methodik im Vordergrund.

In den letzten Jahren gewannen neben der praktischen Anwendung der Wirkungsnachweis des Stimulationseffektes und die physiologischen Veränderungen durch die FES zunehmend an Bedeutung. Patienten mit denervierter Muskulatur, im speziellen Paraplegiker mit Conus-Cauda-Läsionen, können nur durch funktionelle Elektrostimulation ihre periphere Trophik, Durchblutung und ihren Stoffwechsel verbessern.

Die Oberflächenstimulation bei Paraplegie setzen wir bei angeborener Querschnittläsion Meningomyelocele-Kinder und bei erworbener Querschnittlähmung ein. Wir unterscheiden reflektorische Wirkungen der Elektrostimulation von direkten muskeltrainierenden Effekten. Die reflektorische Wirkung der Elektrostimulation mit dem erhofften Ziel der Reinnervationsförderung und Reaktivierung vorhandener, aber nicht aktivierter Muskelareale steht zu Beginn der Rehabilitationsphase im Vordergrund.

Mit zunehmender Lähmungsdauer und besonders bei denervierter Muskulatur ist jedoch auf die Erhaltung der kontraktilen Eigenschaften, insbesondere des Membranpotentials und der metabolischen, aber auch strukturelle Zellfunktionen zu achten.

Ab diesem Zeitpunkt ist für denervierten und spastisch-gelähmte Paraplegiker die Funktionelle Elektrostimulation die einzige Möglichkeit, ihre gelähmten Körperabschnitte entsprechend therapeutisch zu fördern und bestimmte Bewegungsfunktionen auszuführen.

Kaum beachtet wird die Trophik und Wachstumsförderung durch die Elektrostimulation gelähmter Kinder. Physiologisch steuert das Nervensystem den Muskel und die richtige Muskelfunktion, und die muskulär gesteuerte Belastung löst das richtige Knochenwachstum aus.

Ein hoher Prozentsatz knöcherner Fehlformen ist durch fehlende bzw. Dies geschieht üblicherweise mit Therapiegeräten, die der Patient oder die Eltern zu Hause zumindest zweimal täglich 30 Minuten anwenden. Die Therapie von Kindern mit Meningomyelocele oder geburtstraumatischer Plexusläsion oder mit peripheren Nervenlähmungen ist jedoch nicht Gegenstand dieser Monographie und wird daher hier nicht weiter behandelt.

Diese Arbeit soll meine Erfahrungen und meine experimentellen Ergebnisse mit der Funktionellen Elektrostimulation bei erworbener Paraplegie mit Oberflächenelektroden wiedergeben. Getrennt werden wir nur die spastische Lähmung und die denervierte Conus-Cauda-Läsion behandeln. Läsionen oberhalb von Th3 sind zumeist mit zusätzlicher Schädigung der Wurzeln C7, C8 oder höher verbunden und können so bereits zu Ausfällen an der oberen Extremität Tetraplegie führen.

Im Gegensatz zu anderen Forschungsgruppen versuchen wir möglichst frühzeitig mit diesen Patienten auch aufzustehen.

Mit Hilfe der Arme und mit der entsprechenden Technik gelingt es allen Patienten, eine relativ sichere Standposition im Barren zu erreichen. Diese kann dann, je nach Ausdauerfähigkeit der Muskulatur, unterschiedlich lang gehalten werden. Die Elektrostimulation der Quadricepsmuskulatur wird anfänglich im Sitzen ohne Widerstand bis zur völligen Kniestreckung durchgeführt. Schafft der Patient mit 5 kg Gewichtsbelastung Wiederholungen bis zur vollständigen Knie-streckung, so kann mit dem Aufstehtraining bzw.

Ziel und Zweck des aktiven Stehtrainings bzw. Dazu ist die Versorgung der Patienten mit zwei 2-Kanal-Stimulationseinheiten für Quadriceps- und Glutaeus Stimulation beidseits notwendig. Für das aktive Stehen und relativ physiologische Standbild ist die Aktivierung der Hüftstreckung durch die Stimulation der Glutealmuskulatur notwendig.

Diese fördert die Stabilität und führt zur Entlastung des stützenden Oberkörpers und der Arme der Patienten. Beim Aufstehvorgang ist jedoch ein zeitliches Delay zwischen der Quadriceps- und der Glutaeus-Stimulation einzuplanen. Quadriceps einsetzen, um den Abduktionseffekt der Glutäalmuskulatur bei bereits auf den Boden fixierten Beinen zu verhindern bzw.

Als Schuhwerk genügt meistens ein gut sitzender Turnschuh. Ein orthopädischer Schuh ist nur selten notwendig. Beim Aufstehen kann der querschnittgelähmte Patient durch die entsprechende Technik erheblich mit den Oberarmen mithelfen. Als Aufstehhilfe zu Beginn wird ein kleiner Barren empfohlen, den wir den Patienten zur Verfügung stellen. Einige haben sich selbst ev. Diese Art des Funktionsgewinnes genügt jenen Patienten, die entweder durch extraartikuläre Exostosenbildungen in ihrem Bewegungsumfang eingeschränkt sind oder keine weiteren sportlichen Aktivitäten auf sich nehmen wollen.

Die Funktionelle Elektrostimulation mit Oberflächenelektroden kann den 4-Punkte Gang relativ schön auslösen. Glutaeus maximus auf jeder Seite auch der Nervus peronaeus zur reflektorischen Auslösung der Hüftbeugung stimuliert wird. Bei der dafür entwickelten 3-Kanal-Gürtelversion sind die Verzögerungen zwischen den Stimulationsbereichen sowie deren Dauer unabhängig voneinander einzustellen.

Damit kann ein einfaches Schnittmuster erzeugt werden, welches einen stabilen 4-Punkt-Gang ermöglicht, Franke, Kern Beim Stehen und Gehen erfolgt zumeist eine spastische Mit-Aktivierung der Streck- und Beuge Muskulatur des gesamtes Beines und somit eine fast physiologische Verriegelung des Kniegelenkes.

Durch gleichzeitige elektrische und teilweise spastische Aktivierung der Oberschenkelbeuger wird ein pathologisches Überstrecken verhindert siehe Querschnittzunahme der ischiocruralen Muskulatur in Abb.

Sehr selten erfolgt die Stabilisierung beim Gehen und Stehen durch passive Verriegelung mittels Erstreckung des Kniegelenkes und Streckung des Hüftgelenkes. Für viele Poliopatienten und Patienten mit Muskeldystrophien ist dies, bei fast völliger Lähmung der unteren Extremitäten, über Jahre und Jahrzehnte die einzig mögliche Gangart, ohne dass es zu vorzeitigen schweren Arthrosen geführt hätte eigene Beobachtung. Je nach körperlicher Fitness, Trainingszustand, Gleichgewichtsgefühl und Willen ist es Patienten mit Läsionen zwischen Th3 und Th10 mit Funktioneller Oberflächenstimulation der Beinmuskulatur möglich, entweder im Barren, am Barren mit einer Krücke, mit 2 Krücken in der Ebene oder sogar mit Rollator auf dem Feldweg zu gehen.

Hier muss der Peronaeusreflex gut funktionieren, um auch im unebenen Gelände eine normale Schrittfunktion zu erreichen. Nochmals möchte ich darauf hinweisen, dass das Gehen im Barren oder sogar am Feldweg stets Mittel zum Zweck ist, um als sportliche Zusatzbetätigung Trophik und Metabolismus zu fördern und andererseits die Freude an der Bewegung und am aufrechten Gang zu vermitteln. Die ungeheure Motivation, die dadurch bei vielen Patienten ausgelöst werden kann, sollte neben den physiologischen Leistungsverbesserungen ein Hauptgrund für die Indikation der funktionellen Elektrostimulation bei querschnittgelähmten Patienten sein.

Bei gut funktionierender Oberflächenstimulation sollte im Einzelfall weiterhin die Möglichkeit einer Implantation ins Auge gefasst werden. Dabei wäre es in Zukunft sinnvoll, neben M. Sinnvoll erscheint mir zukünftig die Kombination von Beinschrittmacher mit Blasen- und Darmstimulation Dafür sollten Mehrkanalimplantate zweizeitig implantiert werden, die neben der Beinschrittmacherfunktion der einen Seite auch die Sacralwurzelstimulation für Blase, Darm und eventuelle Erektion beinhalten.

Vom dorsalen Zugang ausgehend, könnte man auch über die Wurzel L3 den M. Die funktionelle Elektrostimulation denervierter Muskulatur steckt sicherlich in den Kinderschuhen! Teilweise von Vorurteilen geprägt wird die Stimulation in vielen Rehabilitationszentren mit der Begründung, keine Chance auf Reinnervation zu besitzen, absolut abgelehnt.

Ich erlaube mir hier ein Beispiel aus der Praxis aufzuzeigen, das einige der Gegenargumente von vornherein abschwächen wird. Für mich langfristig medizinisch problematisch, aber Realität. Jedoch sind dazu spezielle Stimulationsparameter erforderlich und auch von den Patienten eine beachtliche Portion Fleiss aufzubringen.

Der bekannte Exponentialstrom oder ähnliche, aus Geschäftsgründen angepriesene Stromformen sind sicherlich nicht dafür geeignet. Unsere Patienten erhalten in der Eingewöhnungs Phase von Monaten, aber auch nach intensiver mündlicher Aufklärung zur Überprüfung der Compliance für die ersten drei Monate ein Leihstimulationsgerät.

Für die optimale Ausnutzung der in die Stimulation investierten Zeit empfehlen wir anfangs die Stimulation mit folgenden Elektrodenlagen:. Jede Elektrodenanlage muss beiderseits, zweimal täglich 15 Minuten, mit optimierter Stimulation durchgeführt werden.

Darunter verstehen wir die Anpassung der Stimulationsparameter an die Reaktivierung der Muskulatur. Durch das Elektrostimulationstraining normalisieren sich die Membraneigenschaften Lomo der denervierten Muskelzelle, wodurch deren Erregbarkeit und die Kontraktilität deutlich verbessert bzw. Bei der Elektrodiagnostik ist die Akkommodation fast wieder normal und die Chronaxie beträgt ca.

Dadurch ist die Erregbarkeit der Membran auch für kürzere Impulse wieder gegeben Kern. Daher hängt es von der Degeneration der Muskelfasern, insbesondere von der Dauer der Denervation ab, mit welchen Stimulationsparametern stimuliert werden kann:.

Auch das Training mit den Einzelimpulsen muss zweimal täglich Minuten durchgeführt werden. Nach wenigen Wochen bereits ist eine deutliche Reduktion des Reizzeitbedarfes feststellbar und eine Veränderung des Zuckungscharakters sichtbar. Es wird nun stetig die Impulsdauer reduziert, ebenso die Pausendauer. Nach Monaten intensiver Stimulation sollte ein Bereich von ca. Ab diesem Zeitpunkt sind bereits ca. Dadurch wird die untere Grenze der tetanischen Verschmelzungsfrequenz erreicht.

Eine weitere Reduktion der Pause schafft dann bei 30 msec Impulsdauer und 20 msec Pause bereits 20 Hz eine relativ günstige Stromform, um auch denervierte Muskulatur zu tetanischen Kontraktionen anzuregen.

Durch die vorher beschriebene Normalisierung der Membranpotentiale und das Erreichen einer fast normalen Kontraktionsphysiologie wird bei denervierter Muskulatur die Voraussetzung geschaffen, tetanisierbare Stromformen einzusetzen. Der Reizzeitbedarf bei diesen Stromformen wird jedoch nie den Bereich der spastisch gelähmten Patienten also innervierter Muskulatur erreichen.

Die innervierte Muskulatur wird stets über die nichtmyelinisierte Endstrecke, also über den Nerv erregt, wozu ca. Dagegen werden für denervierte Muskeln, bei noch schlechtem Trainingszustand bis msec lange Impulse benötigt.

Bei fleissig stimulierenden Patienten kann der Reizzeitbedarf auf 20 bis max. Jedenfalls bleibt eine Differenz der Impulsdauer im Verhältnis von 1: Bei einer Impulsdauer von 20 msec und gleich langer Pausendauer können auch denervierte Muskeln mit 25 Hz erregt und beübt werden. Die bisherigen Beobachtungen zeigen auch erhebliche klinische Veränderungen, die neben wärmeren Extremitäten eine Trophikförderung der Haut beinhalten.

Ist die denervierte Haut am Anfang dünn atrophe und leicht verletzlich, so adaptiert sich die gesamte Kutis an die elektrische Hautbelastung, und es entsteht eine für den Patienten fühlbar dickere Hornschicht. Sollten bis zu diesem Zeitpunkt durch die Elektrostimulation rote Flecken oder sogar Bläschen verursacht worden sein, so sind nach erfolgter Hautadaptation diese Veränderungen nicht mehr zu beobachten bzw.

Jedenfalls muss die Stimulation in entlasteter Stellung, also in Rücken- oder Bauchlage mit fixierten, aber nicht belasteten Elektroden, durchgeführt werden. Neben der Trophikförderung für die Haut, der Verbesserung der muskulären, kutanen und sakralen Durchblutung ist entsprechend der tetanischen Muskelkontraktion bei unseren Patienten bisher eine Kniestreckung mit denervierter Muskulatur möglich gewesen. Erst tetanische Kontraktionen können in der denervierten Muskulatur jene mechanischen Zugbelastungen auslösen, die für einen Hypertrophiereiz notwendig sind.

Auch die metabolische Adaptierung wird durch die erhöhte Arbeitsleistung der Muskulatur gefördert. Entsprechend unserer in dieser Arbeit dokumentierten Ergebnisse hinsichtlich Faserhypertrophie und Durchblutungs- und Kontraktionsverbesserung glaube ich fest daran, dass die ersten Schritte mit denervierter Muskulatur in den Rehabilitationszentren in naher Zukunft gemacht werden können.

Mit Hilfe implantierbarer Technik sollte es querschnittgelähmten Patienten möglich sein, mit den Fingern die Oberschenkel- und Hüftmuskulatur so zu steuern, dass ein stimuliertes Aufstehen und schrittweises Gehen über kürzere Distanzen möglich wird. Der Empfängerteil wurde zwischen Muskelfaszie und subkutanem Fettgewebe beiderseits ca. Röntgenbild des weltweit ersten Beinschrittmachers, der in Wien implantiert wurde.

Von dem Implantat führten je 4 gewandelte Edelstahlelektroden, die in Silikonkautschuk eingebettet waren, subkutan zum N. Elektrodenimplantation und Naht von 4 Elektroden für die Karussellstimulation an das Epineurium.

Im Tierexperiment konnten Rosenkranz et al. Damit wurde der Langzeitnachweis erbracht, dass die verwendeten Stromformen zum Einsatz bei paraplegischen Patienten geeignet sind. Die beiden Sendespulen waren mit einem kleinen, tragbaren, frei programmierbaren Steuergerät verbunden.

Die netzunabhängige Stimulationszeit war 6 Stunden. Um die Ermüdbarkeit der motorischen Endplatten und der Muskulatur zu reduzieren, wurde zur Stimulation die von H. Dadurch wurden, in Anlehnung an die physiologischen Verhältnisse, abwechselnd unterschiedliche Nervenfasern depolarisiert. So waren Kontraktionen der Muskulatur über längere Zeit möglich. Weitere Vorteile der implantierten Stimulation waren die Vermeidung von möglichen Hautschäden, die selektive Reizung einzelner Muskeln und die Vermeidung der antagonistischen Hemmung.

Dadurch konnte nicht nur die Funktion eines Schienen-Schellen-Apparates zur Beinstabilisierung ersetzt werden, sondern ein zusätzlicher Faktor der Sicherheit, die Hüftstabilisierung, erreicht werden.

Immer war jedoch eine zusätzliche Aktivierung des M. Für die weltweit erste Implantation waren zwei freiwillige Patientinnen 41 bzw. Die Implantation erfolgte nur unter Sedierung und Lokalanästhesie. Kurzzeitig war ein selbständiges Stehen mit geringem Abstützen der Hände möglich, allerdings trat relativ rasch periphere muskuläre Ermüdung ein. Ziele der ersten Übungsperiode siehe Tab. Die Patienten stimulierten abwechselnd den M. Die Stimulationszeit betrug 5 sec, die Pause war durch die abwechselnde Stimulation der einzelnen Muskeln mit 15 sec gegeben und somit ausreichend lang.

Alle 16 Möglichkeiten der Karussellstimulation wurden pro Nerv eingesetzt. Dazu verwendeten sie Gewichtsmanschetten um die Knöchel. Sie sollten je nach möglicher Wiederholungsanzahl das Trainings-gewicht pro Woche steigern. Nach Intensivtrainingswochen im Rehabilitationszentrum Bad Häring Monate postoperativ war eine Kraftsteigerung um ca. Die Glutäalmuskulatur, der M. Die zweite Patientin konnte als Höhepunkt der Rehabilitationsbemühungen Abb.

Der 4-Punkte-Gang war in der Schrittlänge begrenzt und musste im Rollbarren ausgeführt werden. Nach 4monatigem Aufbautraining ist die Patientin im Frühjahr in der Lage, aus dem Auto auszusteigen und im Schwunggang einige m zurückzulegen.

Zu diesem Zeitpunkt war es einer Patientin möglich, eine ca. Die Möglichkeit, ein Fahrrad mit der Oberschenkel- und Glutäal-muskulatur anzutreiben, fördert die funktionelle Anwendung der FES und ist sicherlich ein Mittel zur sozialen Integration, siehe auch Veltink Die zweite implantierte Patientin war und in der Lage, mit dem Beinschrittmacher in der Ebene Rad zu fahren.

Die Kraft im Oberschenkel war dazu vervierfacht und die Ausdauer auf über min Gehen verbessert worden. Die Häufigkeit der Spasmen blieb gleich oder konnte durch eine ausreichende Stimulation reduziert werden. Die Stärke hingegen nahm entsprechend dem Muskelzuwachs zu.

Sie ist jedoch derzeit nicht kritiklos für alle Paraplegiker einsetzbar. Die Elektrostimulation Paraplegischer Patienten wird erst seit ca. Vorrangiges Ziel der Forschungen in den ersten 20 Jahren war die Auslösung bzw. Wiederherstellung einiger anfänglich sehr primitiver Steh- und Gangmuster, sowohl mit Oberflächenelektroden Laibach, Wien als auch von unserer Arbeitsgruppe in Wien mit Implantaten.

Von der Gruppe Marsolais in Cleveland wurden mit transcutanen, bis an den motorischen Nerv platzierten Einstichelektroden und tragbaren Computer Stimulatoren, bei Verwendung eines Rollators als Gehhilfe, relative schnelle Gangmuster, aber auch das Stiegensteigen erreicht. Der Vorteil der selektiven Stimulation über den motorischen Nerv, wie sie mit Einstichelektroden oder unseren Implantaten erreicht werden konnte, ist eine selektive Reizung und Dosierung der Muskelkraft für bestimmte Bewegungsabschnitte.

Bei der Wiener Arbeitsgruppe wurden die Probleme der Elektrodendislokation und Elektrodenauswahl durch die Verwendung einer Karussellstimulation nach Thoma und Holle , kompensiert, um mehrere Elektrodenkombinationen für die Stimulation zur Verfügung zu haben. Für die Zukunft wird sich die Verwendung von jeweils 5 Elektroden pro Nerv, die zirkulär und leicht versetzt ans Epineurium angenäht werden, durchsetzen.

Demgegenüber ist die Funktionelle Elektrostimulation mit Oberflächenelektroden nicht so präzise in ihrer funktionellen Auswirkung, jedoch ungleich leichter und komplikationsloser zu applizieren bzw. Mögliche Sekundärinfektionen und hämatogene Besiedelung der Implantat Oberfläche die verwendeten Elektroden bestehen weltweit aus mit Silicon isoliertem Edelstahl sind somit nicht gegeben.

Nach der international ersten Forschungsphase ca. Fasertransformation, Enzymmuster und Mitochondrien Volumina zu überprüfen. Zur Klärung der klinischen Fragen wurden folgende Untersuchungen vor und nach einer 8monatigen funktionellen Elektrostimulationsbehandlung durchgeführt:. Für diese Untersuchung standen uns 16 freiwillige Versuchspersonen 14 Männer und 2 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 24,6 Jahren zur Verfügung.

Die Elektrostimulation der spastisch-gelähmten Quadricepsmuskulatur wurde anfänglich im Sitzen mit Kniestreckung ohne Belastung, abwechselnd rechts und links, durchgeführt. Je nach Fortschritt der Kräftigung wurden 2, 3 bzw. Die Patienten mit denervierter Muskulatur führten die Elektrostimulation der Oberschenkelmuskulatur eben-falls im Sitzen oder im Liegen aus, wobei anfänglich kräftige Einzelzuckungen ausgelöst wurden.

In einem eigenen Trainingsprotokoll wurden sämtliche Stimulationszeiten morgens und am Abend eingetragen. Mit einem angeschlossenen Impulszähler und Stimulationszeitenzähler wurden die Angaben der Probanden überprüft. Nach der stimuliert-isometrischen Muskelkraftmessung wurden die CT-Untersuchungen zur Muskelquerschnittsbestimmung, die Infrarotthermographie, die XenonClearance und ThalliumSzintigraphie der Oberschenkelmuskulatur in zufälliger Reihenfolge durchgeführt.

Als Abschluss der Voruntersuchungen wurden Muskelbiopsien aus dem M. Als letzte Kontrolluntersuchung erfolgte die zweite Muskelbiopsie aus derselben Region im Vastus lateralis an beiden Oberschenkeln. Punktion von vorwiegend Bindegewebe, Fett und Blut bei einer Biopsie; 2 Patienten willigten nicht zur 2.

Alle 6 Untersuchungsmethoden wurden nur von 10 Patienten 4 denervierte und 6 spastische zufriedenstellend und erfolgreich absolviert.

Zur Durchführung der Funktionellen Elektrostimulation waren umfangreiche technische Entwicklungen vor der Stimulationsserie notwendig, wie z. Diese umfangreichen technischen Entwicklungen und Vorarbeiten wurden vor dieser physiologischen Untersuchungsserie durchgeführt.

Während der Trainingsperiode wurden alle technischen Geräte und Materialien bei allen Patienten gleich gehalten. Die Stimulationseinheit wurde von uns im Eigenbau hergestellt, um bei dem sensibel und motorisch komplett gelähmten Patienten die erhöhten Sicherheitsauflagen netzunabhängiger Batteriebetrieb etc.

Der einzige für die Patienten über ein Drehpotentiometer verstellbare Parameter war die Stimulationsintensität, wobei die Patienten die Anweisung hatten, im Rollstuhl sitzend bis zur völligen Kniestreckung spastische Gruppe zu stimulieren.

Der Oberflächenstimulationsgürtel ist zweiteilig und besteht aus je einem Stimulationsmodul für die linke und für die rechte Seite. Dadurch ist sowohl eine mechanische Fixierung als auch eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Modulen gegeben.

Die Gürtellänge kann hinter dem rechten Stimulator stufenlos variiert werden. Beide Module sind nur bei geschlossener Gürtelschnalle funktionsfähig. Stimu-lationsspannung, Impulsdauer und Impulsfrequenz können für jedes Modul getrennt eingestellt werden.

Die Stimulationsbereiche und die zeitlichen Verzögerungen dazwischen können einzeln geregelt werden. Daher sind für Patienten mit Conus-Cauda-Läsionen speziell entwickelte Geräte notwendig, die zu Beginn des elektrischen Muskeltrainings msec lange biphasische Rechteckimpulse mit Pausen von ca. Nach der ersten Trainingsphase und Normalisierung der Muskelmembranerregbarkeit reduzierte sich der Reizzeitbedarf auf ca. Erst zu diesem Zeitpunkt konnten wir bei einem Impulspausenverhältnis von 1: Daher entwickelten wir das Oberflächenstimulationsgerät für denervierte Muskulatur mit Netzbetrieb.

Diese Stimulationseinheit kann nur am Stromnetz angeschlossen betrieben werden, da die abgegebene Leistung für einen Akkubetrieb zu hoch ist.

Dieses Standgerät kann Impulse zwischen 5 und msec Dauer bei einer Impulspause von msec und variablen Schwellzyklen von 0,5 bis 10 sec Dauer und eine Schwellpause von 0,5 bis zu 60 sec abgeben. Für den Patienten ist eine Verstellung unmöglich. Bei dieser Versuchsserie wurde ein biphasische Impuls mit 1,2 msec Impulsdauer und 27 Hz Stimulationsfrequenz verwendet.

Vergleiche auch Peckham Für denervierte Muskeln war die Impulsdauer zw. Die Stimulationsfrequenz war daher 0, Hz. Bei den Impulsen handelt es sich um biphasische Rechteckimpulse, die gegenüber monophasischen Impulsen bei gleicher Amplitude zu stärkeren Muskelkontraktionen führen. An der distalen Elektrode beginnt die Stimulation mit positiver Spannung gegenüber der proximalen Elektrode. Die positive und die negative Impulsphase sind völlig symmetrisch geformt und weisen die gleiche Impulsdauer auf.

Die Gesamtimpulsdauer positive und negative Flanke zusammen kann zwischen 0,2 und 1,4 msec bei der 2-Kanal-Gürtelversion stufenlos eingestellt werden.

Für die denervierte Muskulatur beträgt die Impulsdauer 5 bis msec. Dieser Drehknopf dient auch zum Ein- und Ausschalten des Stimulationsmoduls. Da die Impedanz der neu entwickelten Elektroden gegenüber den anfangs verwendeten deutlich verringert wurde, ist diese hohe Amplitude nicht mehr erforderlich.

Die am Potentiometer eingestellte Amplitude stellt einen Maximalwert dar. Diese Zusatzgeräte liefern eine Steuerspannung im Bereich 0 bis 5 Volt, die die Stimulationsamplitude zwischen 0 Volt und dem am Gürtel eingestellten Maximalwert variiert. Eine Stimulation ohne angeschlossene Steuergeräte ist nicht möglich.

Das bei diesem Versuch verwendete Steuergerät war anfangs ein Handschieberegler und später ein automatischer Stimulationszyklen-Timer, für den die Wer-te 3 sec on 3 sec off oder 5 sec on 5 sec off vom Patienten wählbar waren. Die hohe Amplitude der Stimulationsimpulse wird über einen Impuls-Transformator erzeugt.

Dies ist vor allem auch bei Störungen in der Elektronik aus Sicherheitsgründen wichtig. Das Standgerät für denervierte Muskulatur muss vom Stromnetz versorgt werden. Der Stimulationsgürtel ist mit eingebauten 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. 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 akustisches Alarmsignal.

Die Patienten mussten die Stimulationseinheit mit einem Ladegerät über Nacht aufladen. Bei voll entladenen Akkus beträgt die Ladezeit ca. Der Intervall-Timer ist ein externes Trainingsgerät, das für diese Versuchsserie entwickelt wurde.

Dadurch konnte bei allen Patienten nach der indivi-duellen 1. Phase ein standardisiertes Trainingspro-gramm mit definierter Stimulationsdauer und Pause durchgeführt werden. Der Timer wird über die Steuerbuchse mit dem Stimulationsgerät verbunden. Stimulationsdauer und Stimulationspause können getrennt in Sekundenstufen zwischen 1 und 10 Sekunden eingestellt werden.

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 betrug die Rampenzeit 0,2 Sekunden. Der Handregler dient zur stufenlosen Amplitudenverstellung im Trainingsbetrieb. Es kann zwischen der Ansteuerung des linken Moduls, beider Module oder des rechten Moduls gewählt werden. Die Amplitude wird durch einen Schieberegler verstellt. Mit Hilfe einer Rückstellfeder, die über eine Umlenkrolle geführt wird, stellt sich der Schieberegler automatisch auf 0 zurück.

Der Impulszähler ist ein Ergänzungsgerät, das zusätzlich am Gürtel angebracht wird und ebenfalls für die Stimulation der FES-Patienten entwickelt wurde. Es war damit möglich, die Impulsdauer und -frequenz, Stimulationsspannung und -strom, Uhrzeit, Datum und Dauer der Stimulation zu erfassen.

Alle Parameter konnten über einen PC eingelesen, gespeichert, statistisch verarbeitet und ausgedruckt werden. Um ein Löschen der Stimulationsdaten zu verhindern, war eine Backup-Batterie eingebaut.