OberflächenEMG

Oberflächen-EMG (sEMG) bezeichnet eine nicht-invasive Messtechnik zur Registrierung der elektrischen Aktivität quergestreifter Muskeln über Elektroden, die auf der Haut positioniert sind. Die gemessene Spannung ergibt sich aus der kollektiven Aktivität der motorischen Einheiten und dient als indirekter Indikator für Muskelaktivierung, Kraftentwicklung und Aktivitätsmuster.

Aufbau und Durchführung: Typische Elektroden sind leitfähige, medizinische TENS-/Ag-AgCl-Elektroden. Eine saubere, möglichst haarfreie Haut und eine stabile Kontaktierung minimieren Artefakte. Die Elektrodenplatzierung erfolgt meist nach anatomischen Leitlinien (z. B. SENIAM). Ein Referenzelektrode wird an einem neutralen Ort platziert. Die Messung ist anfällig für Crosstalk zwischen benachbarten Muskeln, Hautleitwert und Bewegungsartefakte.

Signale und Verarbeitung: Rohsignale enthalten hohe Frequenzen; Abtastraten von 1000 bis 2000 Hz sind üblich. Die Signale werden meist mit Hochpass- und Tiefpassfiltern verarbeitet (ungefähr 20 Hz bis 450 Hz). Zur Quantifizierung verwendet man Größen wie die Betrags-, RMS- oder integrierte EMG-Amplitude. Zur Vergleichbarkeit über Tage erfolgt oft eine Normalisierung an eine Maximale Kontraktion (MVC) oder submaximale Aufgaben.

Anwendungen: Oberflächen-EMG findet Anwendung in der Bewegungs- und Muskelkinetikforschung, Rehabilitation, Ergonomie und Steuerung myoelektrischer Prothesen. Typische Analysen umfassen Aktivierungsmuster, zeitliche Abfolgen von Muskelaktivität, Ermüdungsindikatoren und Biofeedback in Therapiesettings.

Limitationen und Herausforderungen: Schwierigkeiten umfassen Crosstalk, Variation der Haut- und Fettgewebeschicht, Bewegungsartefakte und Abhängigkeit von Hautvorbereitung. Ergebnisse sind oft relativ und erfordern Standardisierung, Normwerte und klare Normalisierungsverfahren. Gegenüber invasiven Techniken ist sEMG nicht eindeutig muskelspezifisch, aber bietet eine sichere, nicht-invasive Untersuchung der Muskelaktivität.