Impulsdauer für Steuerungszwecke gegenüber der Intensität oder Häufigkeit untergeordnet ist, und
die effektivste Einstellung im klinischen Umfeld liegt wahrscheinlich bei etwa 200 s. Stärkere
Muskelkontraktionen treten bei Impulsen von 300-400 s auf, jedoch bewirken solche Impulse auch
eine erhebliche Stimulation der sensorischen Fasern.
Impulsfrequenz
Die Frequenz ist bei NMES sehr wichtig, da das physiologische Korrelat der Frequenz die zeitliche ME-
Aktivierung ist. Anders ausgedrückt ist die Einstellung der Impuls-/Impulsfolgen-/Beat-Frequenz mit
dem Einstellen der Frequenz gleichzusetzen, bei der alle aktivierten ME während der evozierten
Muskelkontraktion Aktivitätspotenziale produzieren. Gepulster zweiphasiger Strom kann in Form von
Impulsen (Impulsfrequenz) oder Impulsfolgen ((Stoßspannungsfrequenz) abgegeben werden. Die
Einstellung der Frequenz zwischen 30 und 60 Hz ist erforderlich, um eine optimale zeitliche ME-
Aktivierung während der tetanischen Muskelkontraktion bei der Fusionsfrequenz zu erzielen, da
Untersuchungen ergeben haben, dass die mittlere Fusionsfrequenz für Skelettmuskeln ungefähr
50 Hz (oder pps/bups) beträgt. Anfänglich können niedrige Frequenzen (20 Hz) und kurze
Kontraktions-/lange Entspannungszeiten verwendet werden, um die Muskelermüdung zu
minimieren. Erwähnenswert ist, dass die Rate der Muskelermüdung während der NMES größer ist als
bei der willkürlichen Kontraktion.
Auch die Stimulationsfrequenz hat Einfluss auf die Krafterzeugung. Bei tetanischen Kontraktionen bei
60 bis 100 Hz wird maximale Kraft erzeugt. Diese Frequenzen verursachen jedoch nicht nur eine
stärkere Ermüdung, sondern sind auch unangenehmer und bergen ein höheres Potenzial für
Muskelschäden, insbesondere bei Patienten (tetanische Stimulation wird überwiegend bei
Sportlern/körperlich fitten Personen untersucht und nicht an Patienten, die an
Muskelfunktionsstörungen leiden). Durch Stimulation bei niedrigeren Frequenzen von 20 Hz, die
wesentlich weniger Ermüdung verursachen, werden geringere Kräfte (ca. 65 % Kraft) erzeugt. Ein
Vergleich der bei 20 Hz, 45 Hz und 80 Hz im normalen Musculus quadriceps femoris erzielten
Kraftzunahmen ergab jedoch keinen signifikanten Unterschied.
Aktivierungszyklus (ON:OFF-Verhältnis)
Die ON-Zeit ist die in Sekunden gemessene Zeit, während der elektrische Strom an den Zielmuskel
abgegeben wird. Ihre Dauer entspricht der Dauer der willkürlichen Muskelkontraktion. Entsprechend
ist die OFF-Zeit die Zeit (ebenfalls in Sekunden gemessen), während der im Zielmuskel kein Strom
fließt. Ihre Dauer entspricht der Dauer der Ruhezeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Kontraktionen. Die Beziehung zwischen der ON- und der OFF-Zeit wird üblicherweise als Verhältnis
ausgedrückt.
Wird beispielsweise eine ON-Zeit von 10 Sekunden und eine OFF-Zeit von 30 Sekunden eingestellt,
ergibt sich ein ON:OFF-Verhältnis von 10s:30s. Ein solches Verhältnis bedeutet, dass die Ruhezeit
zwischen zwei aufeinanderfolgenden evozierten Kontraktionen dreimal länger ist als die
Kontraktionszeit (1:3).
Das ON:OFF-Verhältnis sollte den Ermüdungseigenschaften des zu stimulierenden Muskels
entsprechend angepasst werden. Es sollte eine moderate Rampe von 2-3 Sekunden verwendet
werden, außer in Fällen hoher Stromstärken, in denen längere Ramp-up- und Ramp-down-Zeiten (5
Sekunden) eventuell besser geeignet sind. Es gibt Hinweise darauf, dass bei einer ON-Zeit von
10 Sekunden die OFF-Zeit mindestens 60 Sekunden betragen muss, um Ermüdungserscheinungen zu
vermeiden. Wenn das Ziel der Behandlung darin besteht, die Muskulatur zu stärken, kann bei der
Behandlung über mehrere Sitzungen hinweg die Frequenz auf 100 Hz erhöht und der
Aktivierungszyklus so geändert werden, dass die Kontraktionszeit verlängert und die
Entspannungszeit verkürzt wird. Es gibt Hinweise darauf, dass der Kraftzuwachs umso größer ist, je
stärker die induzierte Kontraktionskraft im Muskel ist. Darüber hinaus ist das Induzieren von
Ermüdung ein wichtiger Bestandteil jeder Kräftigungstherapie (durch Ändern des Aktivierungszyklus),