MUSKEL: Hochschule Merseburg

MUSKEL

Multiparametrische Skelettmuskelfunktionsdiagnostik mittels Ultraschall, EMG und Elastographie

Projekt-Informationen

Abstract

Ziel des MUSKEL-Projektes ist die Entwicklung eines nicht-invasiven Diagnosegeräts zur bildgestützten Erfassung der Struktur-Funktionsdynamik der Skelettmuskulatur. Das zu entwickelnde, vollintegrierte, multimodale Gerät soll die präzise, quantitative und schonende Charakterisierung der peripheren Aktivierung der gelenkführenden Muskeln auf der Basis elektrophysiologischer und mechanischer Kenngrößen im Ultraschall (Elastographie, quantitativer Ultraschall (QUS)) ermöglichen.

Zentraler Inhalt ist die genaue zeitlich-räumlich aufgelöste Analyse der Muskelaktivierung innerhalb klinischer Tests. Damit soll ein nicht-invasiver Biomarker zur Einschätzung der Funktionsfähigkeit der Skelettmuskulatur und dessen Einschränkung infolge von Krankheitsprozessen im myofaszialen Gewebe und den zugehörigen Gelenken entwickelt werden. Neben der zeitlich-räumlichen Erfassung der Muskelaktivität (HD-SEMG) könnten mittels innovativer zeitharmonischer Elastographie (THE) erstmals Serien-Elastogramme von Muskeln bei Belastungsänderung aufgezeichnet werden. Weiterhin soll die dynamische Messung der gewebespezifischen Dämpfung und Rückstreuung mittels QUS jeweils kraftabhängig ermöglicht werden.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt soll ein Gerät zur Detektion akuter und chronischer Ermüdung der Skelettmuskulatur entwickelt werden. Darüber hinaus sollen Verletzungen der peripheren Skelettmuskulatur mittels simultaner elektrophysiologischer und mechanischer Messungen besser erkannt werden, um frühzeitige Therapien einleiten zu können und einer weiterer Chronifizierung der Verletzungen des Muskel-Skelett-Systems vorzubeugen. Dabei sollen technisch die hochaufgelöste Erfassung der Muskelaktivität (high-density surface electromyography, HD-SEMG), sowie die dynamische Bestimmung von Steifigkeit, Viskosität (Time Harmonic Elastography, THE) und Mikrostruktur (Quantitativer Ultraschall, QUS) der Muskeln miteinander kombiniert werden. Damit wäre erstmalig die bildgestützte Quantifizierung des elektromechanischen Delays (EMD) möglich.

Mit den im Projektverlauf erworbenen Erkenntnissen über die Relevanz der neuartigen strukturellen Funktionsdiagnostik soll die Detektion von Muskelerkrankungen, einschließlich chronischen Ermüdungserscheinungen und Traumata, verbessert werden. Auf der Grundlage eines quantitativen Monitorings mittels Sonoelastomyographie lassen sich dann individualisierte Rehabilitationspläne erstellen.