Validierung neuer sEMG-Elektrodenplatzierungsrichtlinien für den Triceps surae bei Schlaganfallpatienten. (Vest-P)

Hintergrund und Begründung:

Die Oberflächenelektromyographie (EMG) ist eine nicht-invasive Methode zur Messung der Muskelaktivität, unter anderem bei Menschen nach einem Schlaganfall während der Ganganalyse. Die Messqualität wird stark durch die Elektrodenplatzierung beeinflusst. Die häufig verwendeten SENIAM-Richtlinien berücksichtigen jedoch keine individuellen Variationen in der Muskelmorphologie, was zu ungenauen Messungen führen kann. In früheren Forschungen (De Vlieger et al. 2025, Journal of Electromyography and Kinesiology) haben wir gezeigt, dass die Standardplatzierung am Triceps surae (medialer und lateraler Gastrocnemius und Soleus) auf Gruppenebene suboptimal und manchmal sogar auf individueller Ebene problematisch war. Daher haben wir neue Platzierungsrichtlinien entwickelt (EPICA-Richtlinien, Electrode Placement for Individual Calf Anatomy), die derzeit an gesunden Personen getestet werden.

Methode:

In diesem Projekt möchten wir diese Richtlinien bei Menschen nach einem Schlaganfall validieren, die eine Atrophie ihrer Wadenmuskeln aufweisen. Für jeden Teilnehmer werden die Elektrodenpositionen auf der hemiplegischen Seite gemäß unseren Richtlinien bestimmt, während der Teilnehmer in Bauchlage liegt. Wir verwenden kreisförmige Aufkleber anstelle tatsächlicher EMG-Elektroden. Die Aufkleber werden sowohl gemäß den EPICA-Richtlinien (Forscher Daan De Vlieger) als auch gemäß SENIAM platziert. Anschließend werden die Muskelgrenzen des Triceps surae am Bein des Teilnehmers mittels 2D-Ultraschall identifiziert. Wir messen den Abstand zwischen den Elektroden und den umgebenden Muskelgrenzen, um die Elektrodenplatzierung auf dem Muskel abzubilden und somit die Richtlinien zu validieren.

Im zweiten Teil dieser Studie werden 3D-Ultraschallaufnahmen des Soleus, des medialen Gastrocnemius und des lateralen Gastrocnemius mit den Elektroden (Aufklebern) auf diesen Muskeln gemacht, sodass während der Bildverarbeitung die Elektrodenpositionen relativ zum gesamten Muskel, einschließlich der Tiefe, visualisiert werden können. Darüber hinaus werden Teilnehmer, die sicher ohne eine Sprunggelenk-Fuß-Orthese gehen können, gebeten, maximal fünfmal zehn Meter zu gehen. Zusätzlich wird eine Ultraschallsonde am Bein befestigt, um zu untersuchen, wie sich die Elektrodenposition während der Bewegung zur Sehnen-Muskel-Grenze verhält. Anschließend werden auch tatsächliche Elektroden platziert, um die Muskelaktivität während des Gehens und der Fersenhebung aufzuzeichnen.

Darüber hinaus werden alle Teilnehmer gebeten, eine Fersenhebung durchzuführen, um die Wadenmuskeln zu aktivieren. Auf diese Weise werden wir bewerten, ob unsere Richtlinien auch zu einer optimalen Platzierung für zuverlässige und hochwertige EMG-Signale in dieser Patientengruppe führen. Wir werden auch die Fugl-Meyer-Bewertung der unteren Extremität durchführen, den passiven Bewegungsumfang des Sprunggelenks mit einem Goniometer messen und die Unterschenkellänge mit einem Maßband messen. Diese werden als deskriptive Parameter unserer Studienpopulation verwendet.

Die Patienten werden freiwillig gebeten, an einer zweiten, kurzen Messung etwa zwei Wochen nach der ersten Sitzung teilzunehmen. Während dieser Messung wird die Elektrodenplatzierung erneut gemäß den EPICA-Richtlinien durchgeführt. Zur Berechnung der Abstände zwischen den Elektroden und den Muskelgrenzen wird erneut 2D-Ultraschall verwendet. Diese zweite Messung ist notwendig, um die Test-Retest-Reliabilität der EPICA-Richtlinien bei Menschen nach einem Schlaganfall zu untersuchen.