Первые свидетельства применения технологии ЭМС можно обнаружить еще в древности, когда проводились лечения электрическими скатами и другими электрическими рыбами. Следовательно, ЭМС имеет длительную историю.

Кар. 9 Электрический угорь

Важным элементом стали знаменитые эксперименты Гальвани с лягушками, в которых была открыта способность воздействия электростимуляции на нервно-мышечную систему. В 1899 г. врач Вальтер Эрнст вывел с помощью своих экспериментов «закон пороговой силы». Примерно в 1900 г. Ледук создал стимулирующее устройство и опубликовал результаты своих исследований, которые нашли применение в реабилитации.

28

Кар. 10: Гальваническая развязка: соединенные иглы из меди и железа, электрический проводник (электролит: вода в ткани лягушки) и подергивание мышц ног лягушек в качестве индикатора тока

В дальнейшем силовые тренировки с применением ЭМС были использованы в целях восстановления. В программу лечения пациентов с нарушениями моторно-двигательного аппарата включена электро-мышечная стимуляция чтобы препятствовать атрофии мышц. Прогресс в применении ЭМС в реабилитационных целях повлиял на рост интереса ученых к ЭМС и проведение исследований, посвященных влиянию этой технологии на продуктивность профессиональных спортсменов.

29

Кар. 11: ЭМС в реабилитации

Начиная с 1960-х гг. ЭМС в профессиональном спорте применяется все чаще. Одни из первых исследований были проведены Котсом и Хвилоном. Особый интерес представляет практическое использование этой технологии (в частности исследования Кройзера и Филиповича). Причиной тому является ограниченный запас времени и сил спортсменов. Более того, люди всегда стремятся найти новые методы силовых тренировок, которые обещают большую эффективность в сравнении с традиционными.

Устройства для электростимуляции всего тела

Устройства для электростимуляции открывают множество возможностей для практического применения. Благодаря ним можно сократить время тренировки и одновременно увеличить производительность тренировочного процесса. Более того, ЭМС можно совмещать с традиционными тренировками, например, с тренировкой с собственным весом, гантелями и штангами. В научной литературе некоторые авторы комбинируют ЭМС тренировки с разноплановыми динамическими силовыми тренировками. Эрреро и Маффиулетти практиковали ЭМС совместно с плиометрическими прыжковыми силовыми упражнениями.

30

Кар. 12: Электростимуляция всего тела

Обзор с точки зрения физики

Сила тока показывает, сколько электрического заряда проходит по проводнику в секунду. Она обозначается символом I, единица измерения - Ампер (А). Разность потенциалов между двумя полюсами называется электрическим напряжением (U), выражается в Вольтах (В) и показывает какую работу совершило электрическое поле при перемещении заряда от одной точки к другой. Посредством носителей заряда проводник достигает атомов. Свободные носители заряда проводника упираются в атомы. Сопротивление (R) препятствует прохождению электрического тока и равно отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему. Сопротивление измеряется в Омах (Ω или Ом). Согласно закону Ома, сила тока (I) тем больше, чем больше напряжение U и чем меньше сопротивление R. Формула для расчета напряжения: U = R x I. В электрических стимуляторах используются токи в миллиамперном диапазоне, они не опасны для здоровья человека.

На отрицательном полюсе наблюдается избыточное количество электронов, а на положительном полюсе их недостаток. Электростатическое притяжение противоположных зарядов и одновременное отталкивание идентичных зарядов вызывают движение электронов по проводнику.

31

Металлы являются проводниками первого порядка и не подвергаются химическим изменениям под воздействием тока. Электролиты - это проводники второго порядка. Транспортировка заряда происходит посредством движения ионов. Все солевые растворы являются проводниками второго порядка (к ним относится и большая часть человеческого организма).

Кар. 13: Электрический ток в электролитах

Электропроводность каждой ткани в организме различается, поскольку она зависит от состава жидкости и количества ионов в ткани. Самыми хорошими проводниками в организме являются кровь, моча, лимфа и мышцы. Чуть ниже по проводимости жировая ткань, сухожилия, суставы и кости. Ногти, волосы и роговой слой кожи являются изоляторами. Чаще ток проходит по коже через потовые и сальные железы.

Вследствие различий в способности к проводимости, ток в теле не является постоянным, а движется вдоль кровеносных и лимфатических сосудов в направлении наименьшего электрического сопротивления. Эффективность тренировки будет низкой, если у человека высокое содержание подкожного жира, так как напряжение на мышцы слабее.

32

Кар. 14: Структура кожи и подкожного жира

С помощью тока можно определить степень вовлеченности нервных и мышечных волокон в процесс. Чем выше сила тока, тем сильнее мышца сокращается и ток достигает глубоко расположенных мышц. Поскольку сопротивление кожи и пропускающие электрический ток ткани изменяют силу тока, поступающего на предназначенный орган, невозможно заранее установить оптимальную силу тока. Важно учитывать индивидуальную чувствительность спортсмена и адаптироваться к ней. В электротерапии пульсирующий постоянный ток (DC) или диадинамический ток (Бернара) - выпрямленный синусоидальный ток, применяется в различных модификациях (одно- или двухфазный, с короткими или длинными периодами и др.); один из самых эффективных обезболивающих средств при острых, подострых и хронических поражениях периферической нервной системы, мышц, суставов и др. представляет собой наиболее важную форму, которая характеризуется постоянными усилениями и уменьшениями тока. Форма каждого импульса определяется периодом - временем его нарастания и спада. Импульс тока в фазе нарастания имеет различные формы – прямоугольную, треугольную, синусоидальную, трапециевидную.

Кар. 15: формы импульсивного тока: квадратная, синусоидальная, треугольная, трапециевидная

33

В электротерапии при частотах от 0,1 до 1000 Герц используется низкочастотный диапазон. Формы использования тока на низких частотах в терапии имеют разные параметры для контроля нагрузки. Их воздействие напоминает эффект от силовых тренировок, что объясняется ниже.