EMG-Parameter — welche Zahl welche Frage beantwortet

Warum man mit der Frage beginnt#

Konrads Analysekapitel baut auf einer einfachen Beobachtung auf: Die Parameter sind billig, die Frage ist teuer. Software berechnet Mittelwert, Spitze, Fläche, Medianfrequenz und Onsets für jeden Kanal in einer Sekunde — aber eine mittlere Amplitude kann keine Timing-Frage beantworten, eine Spitze keine Ermüdungsfrage und ein Einkanalwert keine Koordinationsfrage. Cram's macht denselben Punkt von der klinischen Seite (Kap. 8): Erst festlegen, was man wissen will, dann Platzierung, Aufgabe und Zahl wählen.

Jeder Parameter unten setzt die Verarbeitungskette aus Roh-EMG zu RMS voraus und, wo Amplituden über Sitzungen oder Personen verglichen werden, die Normalisierung.

Ebene 1 — An oder aus?#

Frage: Ist der Muskel bei dieser Aufgabe überhaupt aktiv, und wann?

Parameter: Onset und Offset, definiert über eine Schwelle auf der Hüllkurve. Konrad nennt drei Wege, sie zu setzen:

• Vielfaches der Grundlinien-SD — typischerweise 2–3 Standardabweichungen der Ruhe-Grundlinie, plus eine Mindestdauer (z. B. 50 ms) über der Schwelle, damit einzelne Spitzen nicht auslösen. Beliebt, aber die Grundlinien-SD schwankt zwischen Durchgängen und Personen; bei sehr rauscharmen Verstärkern muss der Faktor auf 8 oder mehr steigen.
• Prozentsatz der lokalen Spitze — z. B. 5 % der Spitze im Analysefenster; stabiler, unabhängig vom Grundlinienrauschen.
• Fester Wert — ein Mikrovoltniveau oder besser ein %-MVC-Niveau in normalisierten Daten.

Welche Regel auch immer: jeden Onset grafisch prüfen. Hodges & Bui haben gezeigt, wie stark der erkannte Onset mit Methode und Fenster wandert — eine Timing-Aussage ist nur so gut wie ihre Schwelle.

Ebene 2 — Mehr oder weniger?#

Frage: Ist der Muskel in Bedingung A aktiver als in B — links vs. rechts, vorher vs. nachher, Übung 1 vs. Übung 2?

Parameter: die mittlere Amplitude der Hüllkurve über ein definiertes Intervall — Konrads „wichtigste EMG-Berechnung": robust, am wenigsten empfindlich für die Intervalllänge, am besten für Vergleiche. Die Spitze ist bei Einzeldurchgängen zu variabel; Average Peak (Mittel der zehn höchsten Werte) oder Spitzen gemittelter Kurven verwenden. Fläche (iEMG) nur bei gleicher Intervalllänge.

Regeln: gleiche Elektroden, gleiche Aufgabe, gleiches Fenster; innerhalb einer Sitzung sind Roh-µV für links–rechts akzeptabel; über Sitzungen oder Personen normalisieren. Und Cram's Warnung nicht vergessen: Mehr Mikrovolt sind nicht mehr Kraft.

Ebene 3 — Wann? (Timing)#

Frage: In welcher Reihenfolge feuern die Muskeln, wie lange nach einem Reiz, wann ist die Spitze?

Parameter: Time to Peak (vom Kontraktionsbeginn oder Ereignis bis zur Spitze der Hüllkurve), Feuerreihenfolge über Kanäle (Onset-Rangfolge), Onset-Musterdiagramme (An/Aus-Balken je Muskel über einen Bewegungszyklus — die klassische Gangdarstellung) und Reaktionszeit nach externem Trigger.

Regeln: kurze Glättungsfenster oder phasenfreie Filter (jedes gleitende Fenster verzögert Onsets), ein synchronisierter Ereignismarker (Fußschalter, Goniometer, Video) und identische Schwellenregeln für alle Kanäle. Typische klinische Fragen: Startet der Innerer Schenkelmuskel vor dem Äußerer Schenkelmuskel? Feuert der Großer Gesäßmuskel bei der Hüftstreckung vor dem Langer Kopf des Bizeps Femoris? Schaltet der Vielspaltiger Muskel feed-forward ein, bevor sich der Arm bewegt?

Ebene 4 — Wie viel?#

Frage: Wie viel seiner Kapazität nutzt der Muskel?

Parameter: mittlere Amplitude als % MVC (oder andere Referenz — siehe Normalisierungsartikel). Nur normalisierte Daten können sagen: „Der Oberer Trapezmuskel arbeitete bei dieser Tipparbeit mit 15 % des Maximums." Konrads Input % — der Mittelwert jedes Kanals als Anteil an der Summe der Mittelwerte — beantwortet die verwandte Frage „Wie verteilt sich die Anstrengung über diese Muskeln?"

Regeln: Die Referenzkontraktion muss gültig sein (siehe MVC-Testregeln); Werte über 100 % kommen bei dynamischen Aufgaben vor und sind ein Grund, die Referenz zu prüfen, nicht zu kappen.

Ebene 5 — Ermüdet er?#

Frage: Zeigt der Muskel bei anhaltender Anstrengung Zeichen lokaler Ermüdung?

Parameter: In einer statischen, submaximalen Kontraktion bei konstanter Last und festem Gelenkwinkel passieren über die Zeit zwei Dinge (Konrad, S. 50): Die Amplitude steigt (zusätzliche motorische Einheiten werden rekrutiert), und mittlere und Medianfrequenz des Leistungsspektrums fallen (die Leitgeschwindigkeit sinkt; das Spektrum verschiebt sich nach links). Die Steigung der Medianfrequenz über die Zeit — mit ihrem Achsenabschnitt — ist der klassische Muskelermüdungsindex (De Luca). Er zeigt sich, bevor die Kraft tatsächlich nachlässt.

Regeln: Die spektrale Methode braucht Stationarität — eine konstante, statische Kontraktion. Bei dynamischen Aufgaben (Krafttraining) stattdessen den Amplitudenanstieg nutzen. Auf das umgekehrte Muster achten (Frequenz hoch, Amplitude runter), das Konrad einer Lastverlagerung auf Synergisten oder verringerter Antagonisten-Koaktivierung zuschreibt. Anwendungen: Rückenausdauertests (Multifidus und Erector spinae bei Rückenschmerz), Bewertung von Trainingseffekten.

Ebene 6 — Koordination#

Frage: Arbeiten die Muskeln um ein Gelenk oder entlang einer Kette angemessen zusammen?

Parameter: alle oben genannten, aber auf mindestens zwei Kanälen und mit expliziten Kriterien. Konrads Beispiele für „gute" Koordination: symmetrische Innervation der Synergisten (die Vasti), synchronisierte Feuerreihenfolge innerhalb einer Kette, Feed-forward-Aktivierung der Stabilisatoren und Antagonisten-Koinnervation, die niedrig und spät ist. Koaktivierung wird aus der Überlappung von Agonisten- und Antagonisten-Hüllkurve quantifiziert; Verhältnisse wie VMO/VL oder oberer/unterer Trapezius sind die klinische Kurzform.

Regeln: Kriterium vor der Aufzeichnung definieren; Synergisten und Antagonisten gemeinsam ableiten; auf Übersprechen achten, das sich als Koaktivierung tarnt (ein Kanal, der seinen Nachbarn perfekt spiegelt, ist verdächtig).

Die Landkarte#