Reproduzierbarkeit verschiedener Referenzwerte zur Normalisierung der Oberflächen – Elektromyographie im Kontext arbeitsphysiologischer Forschung

Abstract

In dieser Studie verglichen wir in einem standardisierten Setting an 59 Probanden unterschiedliche Normierungsverfahren von Oberflächenelektromyographien in der Reproduzierbarkeit ihrer Referenzwerte. Es galt einerseits zu klären, ob sich die Reproduzierbarkeit abhängig vom Normierungsansatz unterscheidet und andererseits, welche Normierung die höchste Reproduzierbarkeit der Referenzwerte zeigte. Zudem wurden als weitere potentielle Einfluss-faktoren auf die Reproduzierbarkeit verschiedene Muskeln untersucht, die Ergebnisse unter Genderaspekten betrachtet, verschiedene Ableitungsorte verwandt und unterschiedliche Messzeitpunkte verglichen. Als Maß für die Reproduzierbarkeit wurde der Standard Error of Measurement (SEM) berechnet. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden im Sinne einer deskriptiven Statistik zum Vergleich graphisch aufbereitet. Die Ergebnisse fassen sich wie folgt zusammen: In vielen Studien wurde wegen der angenommenen besseren Reproduzierbarkeit vorrangig das Verfahren der isometrischen Maximalkraftnormierung (MVC) verwandt. Die Vorreiterstellung dieser Methode konnte in dieser Arbeit nicht bestätigt werden. Die Maximalkraftnormierung lag weitestgehend hinter den absoluten, submaximalen Normierungsansätzen, aber vor den relativen, submaximalen Referenzkontraktionen. Das Verfahren mit der höchsten Reproduzierbarkeit war die absolute, submaximale Referenzkontraktion mit hohem Kraftanteil, gefolgt von dem gleichen Normierungsansatz mit geringerer Kraftintensität. Eindeutige genderspezifische Unterschiede in der Reproduzierbarkeit konnten aus Sicht der Normierungen nicht gefunden werden, bei Betrachtung der SEM%-Mittelwerte aller Muskeln pro Normierung haben Frauen bei Referenzkontraktionen mit höheren Kraftanteilen eine bessere Reproduzierbarkeit als Männer. Bei Betrachtung der Differenzierung nach Muskulatur war dieser Effekt fast ausschließlich durch geringere SEM% der Ellenbogen- und Handgelenksextensoren der Frauen bedingt. Die höchste Reproduzierbarkeit bei allen Normierungen konnte für den M. biceps brachii ermittelt werden. Ellenbogen- und Handgelenksextensoren folg-ten in der Reproduzierbarkeit abhängig von der Kraftintensität. Die Ellenbogenextensoren profitierten in der Reproduzierbarkeit von einer Normierung mit geringen Kraftanteilen, Handgelenksextensoren von höheren Kraftintensitäten. Die Handgelenksflexoren waren in allen Referenzkontraktionen die Muskelgruppe mit der schlechtesten Reproduzierbarkeit. Die Elektrodenpositionen wiesen Unterschiede in der Reproduzierbarkeit auf, die atypische, laterale Ableitung des M. triceps brachii hatte in allen Referenzkontraktionen eine höhere Reproduzierbarkeit als die typische Elektrodenposition. Für die atypische Ableitung der Handgelenksextensoren ergaben sich Vorteile der Reproduzierbarkeit für Normierungen mit höherer Kraftintensität. Diese Beobachtung sollte allerdings nicht die bisherigen SENIAM-Empfehlungen zur Elektrodenpositionierung in Frage stellen, sondern vielmehr dazu führen, dass potentielle Ursachen für dieses Ergebnis in weiteren Studien gesucht werden. Der Vergleich der Reproduzierbarkeit der Messsequenzen (M1 und M2) zeigte keinen klaren Vorteil für die nachgeschaltete Messsequenz M2, d. h. ein potentieller Trainingseffekt durch M1 als Test – Referenzkontraktion führte hier nicht zu höherer Reproduzierbarkeit. Eine Empfehlung zur Normierung von OEMG im Sinne eines Benchmarks für alle Bedingungen und Fragestellungen kann aus den vorliegenden Ergebnissen nicht abgeleitet werden. Die Auswahl des Normierungsverfahrens und der Muskulatur sollten von der Fragestellung und dem Untersuchungssetting abgängig gemacht werden, um möglichst gute Reproduzierbarkeit auch durch Berücksichtigung dieser Ergebnisse zu erreichen. Die Kenntnis von Einfluss-faktoren auf die Reproduzierbarkeit der OEMG-Normierungen werden mit weiteren Studien transparenter, aber auch komplexer.