PEMF Therapie (Gepulste Elektromagnetische Felder) Teil 1: Grundlagen, potentielle Wirkungen, Studien (u.a. NASA) & mehr

Meine Buchvorstellung von Bryant E. Meyers Buch [1] zu PEMF (Pulsed Electromagnetic Field Therapy) hat mich zum Schreiben dieser Serie veranlasst. Im referenzierten Buch wurde einiges zur potentiellen Wirkung der natürlichen (-> Erde) und “technischen” (-> Geräte) niederfrequenten (elektromagnetischen) Magnetfelder zusammengefasst und beschrieben – allerdings eher Publikumsorientiert und u.a. mit Fokus auf ein Produkt.

Da dies hier ein eigenständiger Artikel ist, möchte ich anfangs noch mal definieren worum es sich bei der PEMF-Technologie (bzw. entsprechenden Geräten) aus meiner Perspektive dreht. Folgendes ist dabei meine eigene (aktuelle) Zusammenfassung:

“PEMF bezeichnet den Einsatz von gepulsten, niederfrequenten (0-30, max. 300 Hz), elektromagnetischen Feldern mit spezifischen Wellenformen (u.a. Impuls/Rechteck, Sägezahn) und angemessener magnetischer Flussdichten-änderungsgeschwindigkeit (in T/s) um damit positive gesundheitliche Wirkungen zu erzielen” 

Pauschale Aussagen darüber zu treffen, ob “PEMF wirkt” oder nicht, ist dabei jedoch genauso sinnfrei, wie zu sagen, “Chemikalien wirken”, weil verschiedene Chemikalien unterschiedliche Dinge bewirken. PEMF ist ein Oberbegriff für vieles. R.G. Dennis (Micro Pulse LLC) schreibt deswegen (deepl.com):

“Erstens ist insbesondere der Magnetismus wahrscheinlich das komplexeste, nuancierteste und am schlechtesten verstandene Phänomen in der Natur (meiner Meinung nach). Zweitens wissen wir nicht, wie der Magnetismus mit der Biologie auf der biophysikalischen, mechanistischen Ebene interagiert. Daher kann man nicht berechnen oder intuitiv erahnen, was bei der Anwendung verschiedener Formen von PEMF biophysikalisch wirkt.“

Das “gutes” PEMF wirkt ist für mich jedoch, u.a. aus eigener Erfahrung, unstrittig [30]. Wer z.B. A. Marinos Buch “Going Somewhere” [2], Robert Beckers “Electric Body” [3] oder Veröffentlichungen von Martin Pall, Ph.D. [11] kennt, weiß ggf. das elektromagnetische Felder, je nach Spezifika, gut  und / oder ‘böse’ wirken können. “Gut gemachte”, therapeutische (P)EMF scheinen so zur ‘positiven’ Seite der Medaille (oder Macht) zu gehören, was aus meiner Sicht viele praktische bzw. empirische Studien belegen [5][8][9][16][17][18]. WLAN, Mobilfunk und Mikrowellen gehören dann eher zur ‘bösen’ Seite der Medaille.

Gerade die oft referenzierte NASA-Studie [5] zu PEMF, Oschmans Standardwerk “Energy Medicine” (Mega!) [4], Markovs “Electromagnetic Fields in Biology and Medicine” [16] sowie Rosch’s “Bioelectromagnetic and subtle energy medicine” [22], lassen bei mir jedoch keine Zweifel am Potential von PEMF, aber durchaus Fragen offen. Klar scheinen jedoch drei Dinge zu sein [16]:

• Es scheint, basierend auf den Forschungen von Ross Adey, ein “biologisches Fenster” zu geben, in denen (P)EMF positiv wirken (-> Frequenzen, Intensitäten, etc.)
• Elektromagnetische Felder transferieren Energie und Information in lebende Systeme
• Es gibt aus meiner Sicht auch klar nachgewiesene und konsistent positive Ergebnisse bei der Anwendung von PEMF im Sinne Adey’s.

Mit dieser Artikelserie möchte ich auf einige der Fragen eingehen – u.a. um Sie mir selbst zu beantworten und meine Gedanken schriftlich, niederzulegen und in der Zukunft weiter zu entwickeln. Folgende Themen möchte ich deswegen in diesem Beitrag behandeln:

• Meine einleitende Sicht auf PEMF
• Zur Studienlage bei PEMF und “Magnetic Field Therapies”
• Die 8 größten Vorteile der PEMF-Therapie nach Bryant E. Meyers
• Zu den ‘wichtigen Parametern’ vom PEMF-Geräten: Grundlagen
• Zu den ‘wichtigen Parametern’ vom PEMF-Geräten: Das Frequenzspektrum und die Änderungsgeschwindigkeit der magnetischen Flussdichte sind wichtig
  • … nicht so sehr die Frequenz (welche?) und die Intensität (Feldstärke)
• Kurz zur Resonanz bzw. Resonanzfrequenzen
• Oschman’s Nachschlag zu Frequenzen und Intensitäten
• Warum wurde PEMF so lange wissenschaftlich und klinisch marginalisiert?
• Wie funktioniert PEMF? Einige Theorien….

Am Ende des Artikels folgt dann, wie immer, mein abschließendes Fazit.

Tipp: Hier geht es zum Teil 2 der PEMF-Serie und hier zur PEMF-Übersichtsseite.

Meine einleitende Sicht auf PEMF

Ohne die natürlichen Elektro- und geomagnetischen Felder können wir nicht (gesund) leben. R. Wevers Bunker-Studien [1] (-> Versuchspersonen in einem abgeschirmten Bunker) haben das aus meiner Sicht klar gemacht, wie auch die Erfahrungen der NASA und der Russen im (erdnahem) Weltraum. Ohne die sogenannte Schuhmann-Frequenz mit ca. 8 Hz, als Resultat der stehenden Welle zwischen Erde und Ionosphäre, welche auch unsere Alphawellen des Gehirns zu synchronisieren scheint, gibt es aus meiner Sicht auch kein psychisch gesundes Leben. Die Rolle des fluktuierenden geomagnetischen Feldes der Erde ist dabei nicht einmal richtig erforscht.

Was dies nun genau für ‘Mensch gemachte, technische PEMF’ bedeutet ist natürlich erst einmal eine andere Frage – egal was (manche) Verkäufer von PEMF-Geräten behaupten. Ich schreibe dies, da oft mit ‘exakter’ Schuhmann-Frequenz & Co. geworben wird, wobei selbst diese Frequenz um Ihr Mittel von ca. 7,83 Hz schwingt – mal mehr, mal weniger – faktisch NIE exakt. Eine “Schumann-Frequenz” bei PEMF-Geräten hat für mich insofern auch keinen besonderen Nutzen.

Meine vielen Recherchen zum Thema EMF belegen aus meiner Sicht ganz klar, das elektromagnetische Felder direkte (positive und negative) Auswirkungen auf unsere Biochemie bzw. Biophysik im Körper zu haben (z.B. Ca-Ionenkanäle und ggf. andere Ionenpumpen) [13]. Auch (Resonanz-) Auswirkungen von EMF auf die Raumkonfiguration vom Proteinen oder Enzymkomplexen werden hypothetisiert – allerdings bei Frequenzen im GHz-Bereich, nicht bei 0-30 bzw. 300 Hz, dem Frequenzbereich üblicher PEMF-Geräte.

Zentral scheinen mir bei PEMF so u.a. ‘die richtigen’ Frequenz- und Intensitätsbereiche (bzw. “Fenster” nach Adey [16]), sowie die Signal- bzw. Wellenform mit entsprechenden Puls-Pausenzeiten zu sein [1][9]. Allerdings, und das mag ich auch einleitend anmerken, gibt es nach R.G. Dennis, PhD, Entwickler von PEMF-Geräten, [10] noch keine Beschreibung oder Klärung der molekularen Wirkung von PEMF, außer das ein großer Konsens da ist, das es (wenn richtig gemacht) in der Praxis funktioniert. Ich mag hier anmerken, das ich dies nicht so kritisch sehe und das es zumindest viele gute Theorien bezüglich der Wirkungsweise gibt [16]. Obenstehend habe ich deswegen auch noch meine Zusammenfassung von Meyers zellulären Vorteilen von (Erdbasierenden-) PEMF als Tortengrafik eingefügt, wobei er in seinem Buch seine Theorien zur Interaktion und Wirkungsweise genauer erläutert. Für noch mehr Tiefgang sei auf [16] und [22] verwiesen.

Ross und Harrison [9] spekulieren denn auch, das viele der positiven Wirkungen von PEMF-Geräten u.a. das Resultat der (indirekten) Senkung von Entzündungen bzw. oxidativem Stress sein könnten – etwas ich, falls es so sein sollte, fundamental finde. Im nebenstehenden Bild habe ich dann auch illustriert, wie ich selber den (vereinfachten!) Ablauf bei der Entstehung vieler Krankheiten sehe. Sie schreiben u.a. (übersetzt mit deepl.com):

“PEMF-Therapien können nicht nur das Gleichgewicht reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) im Zusammenhang mit freien Radikalen/Antioxidantien wiederherstellen, sie induzieren auch Ströme, die das zytosolische Ca2+ stabilisieren, das durch oxidativen Stress aktiviert wird, und regulieren Klassen von schützenden und wiederherstellenden Genorten hoch und dysregulierende und apoptotische Genorte herunter.”

Wer dann die Arbeiten von M. Pall [13] zu Ca-Ionenkanälen kennt, der weiß das zu viel Calcium in den Zellen oxidativen Stress fördert. Wenn ‘gute (P)EMF’ hier also irgendwie die Schadenskaskade stoppen würden – dann hätte dies mannigfaltige Auswirkungen auf viele andere Prozesse und Systeme. So werden in Bezug auf die positiven Auswirkungen von PEMF u.a. die Verbesserung der ATP-Produktion & des Transmembranpotentials (TMP), der Na-Ka-Pumpen, der Sauerstoffversorgung, des Schlafs, der pH-Wert-Regulation, der Mikrozirkulation, der Immunität und vielem mehr beschrieben – aber auch die Regeneration von Knochen, Bändern und Geweben [1][8][9][14][16], wobei ich bei letzteren andere Mechanismen ‘im Spiel’ sehe und dort andere Wellen- bzw. Signalformen (-> Rechteck) effizienter zu seien scheinen als der Sägezahn, der für die vorgenannten oft verwendet wird.

Ich möchte dem Leser an dieser Stelle nicht vorenthalten, das es auch Studien gibt, welche bestimmte positive Effekte nicht nachvollziehen konnten bzw. als sehr gering auswiesen [17][18]. Dies zeigt aus meiner Sicht jedoch eher, dass die “richtigen” Parameter und Eigenschaften eines PEMF-Gerätes (-> Adey-Fenster) für den jeweiligen Zweck entscheidet sind und “gut”, “nutzlos” und ggf. “kontraproduktiv” teils eng beieinander liegen (können). Allerdings ist damit die Frage was nun richtig, nutzlos oder falsch ist nicht beantwortet.

Zur Studienlage bei PEMF und “Magnetic Field Therapies”

Zu der Thematik der Magnetic Field Therapies (MFT), zu der auch PEMF gehört, sind in den letzten Jahren konstant viele Studien veröffentlich bzw. produziert worden, wie nebenstehend abgebildet (insg. > 22.000). Wer Pubmed nach dem Begriff “PEMF” befragt, der wird immer noch ca. 50 Veröffentlichungen pro Jahr in den letzten Jahren finden (insg. > 750). Interesse am Thema ist also da und die in PubMed katalogisierten Studien decken zudem nicht alles ab, was publiziert wird.

Meyers [1] erwähnt in seinem Buch auch sehr viele Studien, welche ich hier nicht im einzelnen in den Referenzen aufnehmen mag. Interessant erscheinen mit jedoch die Ausführungen von R. Dennis [10], zur Frage warum es so viele Unstimmigkeiten in der wissenschaftlichen und klinischen Literatur über PEMF gibt. Dennis schreibt so u.a. (übersetzt mit deepl.com) [10]:

• Der Begriff PEMF umfasst sehr viele verschiedene Dinge mit potenziell sehr unterschiedlichen Wirkungen, so dass es nicht korrekt ist, pauschale Aussagen darüber zu treffen, ob “PEMF wirkt” oder nicht -> siehe auch die Chemikalien-Analogie am Artikel-Anfang.
• Innerhalb des großen Spektrums von Möglichkeiten können einige PEMF-Geräte die falschen Wellenformen oder andere Parameter haben, um signifikante biologische Wirkungen zu haben, so dass eine wissenschaftliche Untersuchung nur dieser Formen von PEMF fälschlicherweise “bewiesen” wird, dass PEMF “nicht wirkt”.
• Einige Studien sind schlecht konzipiert, so dass sie leicht entweder ein falsch positives oder ein falsch negatives Ergebnis zeigen können.
• Einige Studien werden von Forschern durchgeführt, die eine starke Voreingenommenheit entweder für oder gegen PEMF haben.
• Einige Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die meisten Ergebnisse veröffentlichter wissenschaftlicher Studien falsch sind, so dass selbst einzelnen von Experten begutachteten wissenschaftlichen Arbeiten nicht vertraut werden kann. Nur den Ergebnissen, die mehrfach wiederholt wurden, kann vertraut werden!

So schreibt Dennis auch (Quelle):

“… bin zu dem Schluss gekommen, dass etwa 97 % aller veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten über PEMF nicht reproduzierbar sind, d. h. sie enthalten nicht genügend methodische Details, um das Experiment tatsächlich zu wiederholen und zu überprüfen, was bedeutet, …”

Ganz wichtig scheint mir jedoch folgende Aussage von Dennis zu sein [10]:

“Ohne eindeutige Antworten der wissenschaftlichen Gemeinschaft zum Thema PEMF neigen Nicht-Wissenschaftler dazu, sich die Papiere und Bilder herauszupicken, die ihnen gefallen und die die von ihnen gewünschten Ergebnisse enthalten. Aber bedenken Sie, dass die FDA mehr als ein PEMF-Gerät für mehr als eine medizinische Indikation zugelassen hat, so dass es sehr wahrscheinlich ist, dass es eine echte wissenschaftliche Grundlage für die klinische Wirksamkeit von PEMF gibt.”

Dennis schreibt dann noch, das es hat Jahre gedauert, bis er das Potential von PEMF erkennen konnte, da er 1996 als großer Skeptiker mit PEMF als Berater angefangen hatte und versuchte, den NASA-Wissenschaftlern zu beweisen, dass PEMF Unsinn ist. Allerdings hatten ihn die von ihm selbst produzierten Daten immer wieder eines Besseren belehrt. Auch meine Wahrnehmung ist aktuell, das “gute” PEMF-Geräte ein großes (positives) Potential haben.

Die 8 größten Vorteile der PEMF-Therapie nach Bryant E. Meyers

Meyers [1] fasst, aus seiner Sicht, die 8 größten Wirkungsbereiche von PEMF in Bezug auf Nerve & Gewebe, Knochen, Schmerz, Energie (ATP), verbesserten Schlaf, Entspannung (Stressabbau), bessere Durchblutung, bessere und Immunität zusammen, wie ich es in der nachfolgenden Grafik visualisiert habe.

In der obenstehenden Tortengrafik habe ich einige der potentiellen Aspekte aufgeführt, welche Meyers in Bezug auf PEMF (-Therapiegeräte) nennt. In diesem Artikel mag ich nur noch kurz auf diese Aspekte eingehen, da ich Meyers sicht in der Buchzusammenfassung schon ausführlich gewürdigt habe. Wer die ‘ausführliche Version’ mag, ließt Sie in Meyers Buch bzw. meiner Buchbesprechung nach. Alternativ steht das meiste auch (irgendwo) auf der Webseite von Meyers inklusive Verweis auf viele Studien, wenn auch manches nur schwierig nachzuvollziehen ist.

Hier nun die abgekürzte Liste zur obenstehenden Grafik mit nach Deutsch übersetzten Erklärungen auf Basis des Buches von Meyers – nicht meinen eigenen Recherchen!:

• Stärkere Knochen
  • Eine der ersten Entdeckungen bei der PEMF-Therapie war nach Meyers die Wirkung auf die Heilung und Stärkung der Knochen. Es hat sich gezeigt, dass ein niederfrequentes Sägezahn-PEMF-Signal die Osteoblastenzellen in den Knochen anregt, Knochensubstanz zu produzieren. Die PEMF-Therapie ist so wirksam für die Heilung und Stärkung der Knochen, dass sie von der FDA zu diesem Zweck zugelassen ist.
• Endorphine und Schmerzlinderung
  • Schmerzlinderung ist nach Meyers seine Hauptquelle für positives Feedback und Erfahrungsberichte. Nach Meyers ist es erwiesen, dass der PEMF der Erde für die Bildung von Endorphinen unerlässlich ist und dass die PEMF-Therapie die Endorphinsynthese zusätzlich fördern kann.
• Besserer Schlaf und HGH-Sekretion
  • Nach der Schmerzlinderung ist das positivste Feedback, das Meyers von den Menschen erhalten hat, besserer Schlaf und Entspannung. Pulsierende Magnetfelder (insbesondere die Schumann- und geomagnetischen Frequenzen) stimulieren nach Meyers die Produktion von Melatonin in der Zirbeldrüse.
• Mehr Energie (ATP)
  • Die Forschung zeigt nach Meyers, dass schwache PEMF-Signale in bestimmten biologischen Fenstern (0-30 Hz) die Aktivität von Schlüsselenzymen erhöhen, die für die ATP-Synthese und -Nutzung benötigt werden.
• Bessere Sauerstoffversorgung und Durchblutung
  • Die Forschung zeigt nach Meyers, dass die pulsierende Magnettherapie das Herz-Kreislauf- und Atmungssystem in wichtigen Punkten verbessert, u.a. a) Angiogenese, b) erhöhte Stickstoffmonoxid (NO)-Produktion, c) verbesserte Sauerstoffzufuhr (-> Mikrozirkulation)
• Verbesserte Immunität
  • Alle vorgenannten Vorteile stärken nach Meyers direkt und indirekt das Immunsystem System. Es wurde nach Meyers zudem festgestellt, dass Lymphozyten sich in vitro als Reaktion auf schwache pulsierende Magnetfelder vermehren und so die allgemeine Immunität verbessern könnten.
• Entspannung und Stressabbau
  • Einer der großen Vorteile der PEMF-Therapie ist nach Meyers, dass sie den Körper bei der Entspannung, Reparatur und Heilung unterstützt, wobei jedoch eine PEMF-Therapiematte mit Biorhythmus-Uhr vorteilhaft sei. Zudem soll sich gezeigt haben, dass PEMF den Cortisolspiegel deutlich senkt und ein Gleichgewicht der autonomen Funktionen herstelle.
• Regeneration von Nerven und Geweben
  • Meyers verweist hier auf eine vierjährige NASA-Studie von Dr. Goodwin und seinen Kollegen [5], sowie weitere, welche nach Ihm eindeutig gezeigt haben, dass die PEMF-Therapie zur Heilung, Reparatur und Regeneration von Gewebe beitrage.

Ich mag hier ergänzend anmerken, das dies alles für mich das Potential von PEMF aufzeigt, die Realisierung dieses Potentials, nach dem was wir wohl einigermaßen wissen, von vielen (und im nächsten Abschnitt genannten) Faktoren abhängig ist. All dies muss also nicht mit jedem PEMF-Gerät für jeden Aspekt und auch Spürbar realisierbar sein, z.B. weil das Frequenzspektrum und der magnetische Fluss falsch oder unzureichend ist, keine Ganzkörpermatte oder spezielle lokale Applikatoren vorhanden, z.B. keine tageszeitabhängigen (Frequenz-) Programme unterstützt werden – oder weil das Gerät ‘gar nix taugt’. Meyers hat zu letzterem ebenfalls prominente Beispiele auf seiner Webseite aufgezeigt.

Zu den ‘wichtigen Parametern’ vom PEMF-Geräten: Grundlagen

In diesem Abschnitt möchte ich nur auf einige der mir bekannten und für mich wichtigen Parameter von PEMF-Geräten bzw. der PEMF-Technologie eingehen, da ich darüber noch einen eigenen Artikel verfassen möchte. Grundlegend scheint mir jedoch das vom PEMF-Gerät erzeugte Frequenzspektrum und die Änderungsgeschwindigkeit der magnetischen Flussdichte (in Tesla je Sekunde -> T/s) und nicht die Magnetische Flussdichte (in Tesla) oder der magnetische Fluss (in Wb) oder die ‘Frequenz’ (welche überhaupt?) am relevantesten zu sein.

Das Problem ist, das die Flussdichte, mit der z.B. oft EMF-Belastungen durch Mobilfunk, WLAN & Co.  bewertet werden, nichts über die “Pulse” aussagt. Flussdichte gibt es auch, wenn nur ein konstanter Strom durch die Spule fließt. Das ist aber EMF ohne “P”.

Abhängig von Wellenform, Abstand zur Spule und verwendeter Energie des PEMF-geräts können zwar Feldstärken bis in den Milli-Tesla Bereich (mT, 1000* µT) gemessen werden, jedoch wäre dies für mich eher ein negativ-Kriterium. Grundsätzlich führen Angaben der Flussdichte (-> in n-, µ-, m-Tesla)” bei einem PEMF-Gerät in die Irre, weil keiner weiß wo dieser Wert gemessen wird und ob es ein gemittelter oder ein Spitzen-Wert ist, da es nichts über die Änderungsrate der Flussdichte aussagt. Insofern gibt das nächste Bild die “Komponenten” dessen an, was sich später auf Frequez-Spektrum und Flussdichtenänderungen auswirkt.

Hier einige Details zu den Komponenten eines PEMF-Signals, welche sich auf (Frequenz-) Spektrum und (magnetischen) Fluss auswirken:

• Frequenz (f) in Herz (Hz) oder auch Pulse pro Sekunde (PPS)
  • Die Frequenz bezieht sich darauf wie oft in der Sekunde sich etwas wiederholt – hier ein bestimmtes Signal (T1 im Bild) oder eine (periodische) Abfolge von gleichen bzw. ähnlichen Signalen (T2 im Bild).
  • Im allgemeinen liegen die verwendeten Frequenzen bzw. das “Frequenzfenster” mit seinen primären Oberwellen bzw. Harmonien (-> vielfache der Grundfrequenz) im niederfrequenten Bereich bis 300 Hz [10], wobei der Schwerpunkt im Bereich von 0-30 Hz zu liegen scheint [1].
  • Zu beachten ist, das es bei komplexeren Signalen bzw. Signalfolgen, z.B. “Bursts” von Impulsen, gefolgt von Pausen, nicht so einfach ist “eine” Frequenz anzugeben. Zudem kann ein einzelner Impuls auch sehr kurz (z.B. 100µs) im Verhältnis zur Pause (1s) sein. Aus diesem Grunde schreibt R.G. Dennis in Bezug auf die ICES-Geräte auch lieber von Pulsen Pro Sekunde (Pulses per Second, PPS) als von Frequenz. Hier kocht wirklich jeder “PEMF-Hersteller” sein eigenes Süppchen.
• Wellenform y(t) 
  • Soweit ich es recherchieren konnte werden primär die Wellenformen Rechteck und Delta (Impuls) verwendet – jedoch kein Sinus. Auf Basis der damaligen NASA-Studien wurde ermittelt [29], das Rechteck und Delta-Form (Impuls) den größten biologischen Effekt haben, Sinus jedoch faktisch keinen und Dreieck einen nicht konsistenten bzw. geringen Effekt. Der Sägezahn hat wohl wegen der steil fallenden Flanke einen Effekt.
  • In der Praxis werden von vielen Geräten auch bestimmte Pausen, Pulsfolgen bzw. Pulsbündel in die Signalfolge eingefügt oder es werden komplexere Signalverläufe verwendet (siehe das nebenstehende Bild mit dem “komplexen” Sägezahnverlauf), wobei die Evidenz einer Sinnfälligkeit dafür begrenzt ist.
  • Daneben gibt es noch unipolare und bipolare Wellenformen. Unipolare Wellen könnten “Energie in den Zellen” nur in eine bestimmte Richtung “bewegen”. Bipolare Wellen sollten über die Zeit gesehen neutral(er) wirken. Was besser oder schlechter ist, und ob überhaupt, habe ich nicht recherchiert, wobei es Hinweise gibt, das sich Nord- und Südpolmagnetismus anders wirken (Davis).
  • In der NASA-Studie [5], welche z.B. von Meyers [1] oft angegeben wird, wurde die Anwendung der 10 Hz-Rechteckwellen-PEMF-Stimulation mit niedriger Intensität auf das Wachstum von Nervenstammzellen (mit Erfolg) untersucht. R.G. Dennis (MicroPulse LLC, ICES Technologie) [29] war an diesen Versuchen direkt beteiligt.
  • Ggf. ist die “exakte” Wellenform sogar insofern egal, als das es nur um die (hohe) Änderungsgeschwindigkeit der magnetischen Flussdichte über die Zeit (dB/dT) geht, also T (Teslas) pro Sekunde (s). Diese Auffassung vertritt R.G. Dennis, welcher die ICES Geräte herstellt. Die NASA-Studien deuten ebenfalls darauf hin.
• Amplitudenänderungsgeschwindigkeit (A) in Volt (V) und der magnetischen Flussdichte pro Zeitintervall (dB,/dt bzw. T/s)
  • Die Änderungsgeschwindigkeit der Amplitude des Signals wirkt sich auf die Änderung der magnetische Flussdichte über die Zeit (in T/s bzw. als dB/dt) und somit aus auf den Fluss (in Wb/s) in Bezug auf eine Fläche aus.
  • Es scheint ein “Intensitätsfenster” zu geben unter dem es bestimmte Wirkungen nicht gibt. Aber auch ein extrem hoher magnetischer Fluss bzw. Flussdichte pro Zeit kann ggf. verminderte, keine oder negative Wirkungen haben (-> Hormese).
  • Allerdings sagt die magnetische Flussdichte in Tesla (T), die gemittelt oder ggf. nur für einen kurzen Zeitraum von ein paar µs besteht, a) nichts über die Änderungsgeschwindigkeit pro Zeit-Intervall aus (in T/s) und nichts über den in der Spule des PEMF-Gerätes in der Gesamtheit resultierenden magnetischen Fluss pro Zeiteinheit in “Weber” (Wb) durch Sekunde (Wb/s) aus.
  • Zum Vergleich: Das ICES M1 realisiert auf höchster Einstellung, je nach Spule, ca. 1700 kGaus/s (-> 170 T/s) und hat eine Pulsdauer von 100 µs, was in eine Flussdichte von 170 Gaus (17 mT) bei 1 PPS resultiert.
  • Zwar steigt der Fluss (in Wb), bei gleicher Flussdichte (in T), quadratisch mit dem Radius der Spule an,  aber hier steigt ja auch die Fläche in der die magnetische “Kraft” wirken muss quadratisch an. Insofern finde ich die Angabe des Flusses als Vergleichskriterium für ungenügend und nicht zweckdienlich.
• Phase (ϕ) in Grad (°)
  • Damit wird der (relative) Bezug von einem Signal zu einem anderen oder einem Referenzpunkt in Grad angegeben.
  • Hat z.B. ein Gerät mehrere Spulen, dann scheint es mir wichtig, das alle Spulen in “Phase” agieren, also gleichmäßig angesteuert werden und identisch positioniert werden.
  • Die Überlegungen der “Phase” haben auch eine Relevanz für das Thema Bioresonanz – etwas, wo ich noch ganz im unklaren bin.

Anmerken mag ich, dass die Intensität des vom PEMF-Gerät erzeugten Magnetfeldes bzw. magnetischen Fluss (Flux) und der daraus resultierenden elektromotorischen Kraft welche in Gewebe induziert bzw. übertragen wird nicht überall homogen ist und von der Charakteristik der verwendeten Spule(n), u.a. ihrer Windungszahl, dem Material, ihres Durchmessers, ihrer Fläche bzw. Geometrie, sowie insbesondere auch der Änderungsgeschwindigkeit der Amplitude des Signals über die Zeit (Δt) beeinflusst wird.

Zu großen Spulen lässt sich sagen, das ein größerer Bereich der abgedeckt wird mehr Leistung/Energie erfordert. Das Problem ist hier zudem, das die resultierenden Felder mit zunehmendem Spulendurchmesser sehr stark und nichtlinear abfallen, weil a) Magnetismus nicht nach dem Gesetz des umgekehrten Quadrats abstrahlt, sondern je nach außermittiger Spulengeometrie um den Kehrwert oder mehr abfällt, und b) die Energieerhaltung sich auf das Volumen des erregten Raums bezieht, das mit dem Kehrwert des Spulenradius ansteigt, und nicht “willkürlich” mit der Fläche (-> meint: quadratisch) oder dem Radius (-> meint: linear). Dies zu ignorieren wäre ein grundlegender Hinweis auf technischen Unsinn.

Meint: Je größer der Durchmesser der Spule, desto inhomogener und stärker abfallend ist das (magnetische) Feld bzw. due Flussdichte in den Außenbereichen. Zudem wird Leistungselektronik mit der die Spule(n) angesteuert wird komplexer.

Für induktiv gekoppelte elektrische Stimulation (ICES), eine Unterklasse von PEMF, bei der schnell wechselnde elektromagnetische Felder verwendet werden, um Stromflüsse im Gewebe zu induzieren, scheint die untere Grenze für relevante Wirkungen 40 T/s (Tesla/s) zu sein. [26][27][28]. Um das in einem kleinen, mit Batterie betrieben Geräten, zu realisieren nutzten z.B. ICES-Geräte kleine Spulen mit 5 cm Durchmesser, sowie Ladekondensatoren um die Energie für ein kurzen und intensiven Impuls (ca. 100 µs) zu sammeln und punktgenau zu erzeugen. R.G. Dennis schreibt dazu [26]:

“Die Kernaussage ist folgende: Es sind die Rate (Anm: Änderung/Anstiegsgeschwindigkeit der magnetischen Flussdichte) und die Zeit, die wichtig sind (-> T/s), aber der Spitzenwert (Tesla) ist einfach das Produkt der beiden. Somit ist “Tesla” nicht grundlegend für die biologische Wirksamkeit von PEMF, es ist ein Nebenprodukt.”

Liboff [22, Seite 378][23] erklärt, übereinstimmend zu Dennis, in seinem Primer über elektromagnetische Therapien, das gerade die steilen Flanken bzw. schnelle Wechsel der Wellenform (-> Sägezahn, Rechteck) hohe “Ströme” in den Geweben zur Folge haben, was auch aus nebenstehender Grafik in Bezug auf die resultierende elektromotorische Kraft (EMF) klar werden sollte:

“Pulses are very effective in generating high frequency currents in tissue. This follows the fact that very short magnetic signals represent a rapidly changing magnetic field, which in turn creates through Faraday induction a large degree of voltage-change, or, in tissue, a correspondingly largecurrent that changes at the same rate.”

Genau das argumentiert Dennis: T/s, ggf. auch Wb/s, wobei Wb aus T und dem Flächenintegral berechnet wird, bestimmen maßgebend die biologischen Wirkung eines PEMF-Systems.

Weiterhin gibt es noch besondere Spulenkonfigurationen (-> Helmholtz-Konfiguration) und es mag sinnvoll sein zu beachten wo und in welcher Entfernung appliziert wird (Kopf, Fuß, etc.). Sicher wird dem Leser klar, das Angabe einer reinen Feldstärke (-> Flussdichte in T) bei einem PEMF-Gerät (oder in einer Studie) eine nicht immer ergiebige Aussage ist – u.a. weil ja in der Regel nicht klar ist, wo und mit welchem Abstand diese Feldstärke gemessen und welche Art von Spule(n) verwendet werden. So kann eine Angabe einer Flussdichte (in µ-Tesla) immer nur ein relativer Anhaltspunkt zum Vergleich der Geräte in Bezug auf etwaige Forschungen sein.

Wichtig: All dies macht die (nebenstehenden) Studienergebnisse (mit Angaben von Flussdichten) faktisch schlecht vergleich- und reproduzierbar – also für den Fall, das irgend einer dieser Parameter kritisch ist bzw. ein enges “Fenster” hat. Und ja, ich weiß das alles ist erst einmal sehr verwirrend 😉

Dennis [10] ergänzt so, das die Verwirrung über PEMF mag daher rühren mag, dass es viele verschiedene Arten von PEMF und viele verschiedene PEMF-Protokolle gibt, was auch nebenstehende Tabelle aufzeigt. Diese sind zudem nicht formal systematisiert, so das es viele Meinungsverschiedenheiten darüber gibt, welche Formen von PEMF ähnlich sind & welche sich unterscheiden. Auch ist nicht geklärt, welche Frequenz- oder Intensitätsfenster ggf. identische (positive) Resultate erzeugen, oder ob bestimmte Intensitäten und Frequenzen recht genau eingehalten werden müssen um jeweils “optimale” Ergebnisse (für was?) zu generieren. Das gleiche gilt ja auch für die Dosierung verschiedenster Mikronährstoffe – bei vielen gibt es einen recht engen, aber individuell verschieden, Dosierungsspielraum. Was kurzfristig gut geht – muss nicht langfristig optimal sein.

So nach Dennis [10] ist speziell die Debatte um die Intensität bzw. Feldstärke eine wichtige Debatte, da es einen direkten Einfluss auf die Sicherheit von PEMF hat. Biologische Systeme haben oft eine Obergrenze für ihre Reaktion auf einen Reiz, so dass eine Erhöhung der Reize über ein bestimmtes Intensitätsniveau hinaus keine stärkere Reaktion hervorruft, gewöhnungs- oder sogar schädliche Effekte hervorrufen.

Als vergleichendes Beispiel aus dem Biochemie mag ich die Induktion von NRF2 anführen: Zu wenig und es passiert nichts, kurz und Intensiv induziert NRF2 und eine zu lange (chronische) Aktivierung erzeugt eine kompensatorische Reaktion des Körpers (oder sogar Krankheit).

Dennis schreibt deswegen zu bedenken [10], das wenn PEMF-Systeme mit niedriger Leistung in etwa so gut funktionieren wie solche mit hoher Leistung, und alles deutet darauf hin, dass dies der Fall ist, dann ist Sicherheit das oberste Gebot, und PEMF-Systeme mit niedriger Leistung sollten bevorzugt werden.

Was die Unterschiede in den Impulsmustern (Wellenform und Frequenz) betrifft, so gibt es nach Dennis zwar technisch gesehen viele verschiedene PEMF-Impulsmuster, aber es ist aus seiner Sicht wahrscheinlich, dass sie auf der Grundlage ihrer biologischen Wirkungen in ein paar große Bereiche fallen:

• Einige sind optimal für Entzündungen,
• andere für orthopädische Verletzungen,
• einige können die Gehirnfunktion beeinflussen,
• einige haben spezielle Wirkungen auf pathologische Zellen wie Krebs und Tumore, und
• einige haben gewebespezifische Wirkungen.

Oder:  Alle Formen von PEMF haben ggf. nur eine grundlegende Wirkung, die für viele Krankheiten gilt, z. B. die Verringerung von Entzündungen, wobei dies wiederum an der Verbesserung der ATP-Produktion und des Transmembranpotentials liegen könne, welche die Energie für die Na/Ka-Pumpen liefern, da ca. 50 % des ATP, das in den Zellen produziert wird, zum Betreiben dieser Pumpe verwendet wird [1]. Nach dem Lesen von Oschman [4] gehe ich jedoch davon aus, das es Frequenzspezifika bei den Effekten gibt. Aus der Tabelle 15.1: “Heilungseffekte spezifischer Frequenzen (Frequenzfenster der Spezifität)”, Seite 248, basieren auf Sisken and Walker (1995) [25]:

• 2 Hz: Nervenregeneration, Auswachsen von Neuriten aus kultivierten Ganglien
• 5, 10, 15, 20, 100, 200 Hz: Osteogenese
• 7 Hz: Knochenwachstum
• 10 Hz: Bänderheilung, Zellwachstum, Kollagen-Synthese
• 10, 100 Hz: DNA-Synthese
• 15, 20, 72 Hz: Verminderte Hautnekrose, Anregung der Kapillarbildung und Fibroblastenproliferation
• 25 und 50 Hz: Synergistische Effekte mit Nervenwachstumsfaktor
• 40/116, 40/355 Hz: Anti–Entzündlich

In Tabelle 15.2 [4] werden dann noch verschiedene Frequenz-Sensitivitäten von verschiedenen Geweben im Bereich von 1-200 Hz angegeben. Zu den verwendeten Frequenzen (bzw. besser Frequenzspektren) wäre noch anzumerken, das es auch nach Dennis [10] nicht annähernd genügend wissenschaftliche Beweise für die Annahme, dass es “besondere”, spezifische, präzise therapeutische Frequenzen gibt. Nur weil zum Beispiel jemand zeigt, dass eine PEMF-“Frequenz” von 2, 7 oder 7,83 Hz wirkt (bei welcher Signalform?), bedeutet das NICHT, dass 7,83 Hz eine spezielle Frequenz ist, die wesentlich besser wirkt als “alle anderen Frequenzen”. Hier müsste man dann zeigen, das 7,83 Hz funktioniert – aber z.B. 7,82 Hz oder 8 Hz oder 10 Hz bzw. alle anderen Frequenzen nicht mehr funktionieren, wobei ja noch alle anderen Parameter beachtet werden müssen. Solche Studien wurden nach Dennis bisher nicht durchgeführt [10].

Auch Studien, die verschiedene PEMF-Muster sorgfältig miteinander vergleichen, wurden nach Dennis nur selten durchgeführt, und die Ergebnisse sind sehr allgemein gehalten, wie z. B. “Frequenzen unter 5 Hz scheinen wirksamer zu sein als höhere Frequenzen”. [10] Auch die NASA hatte damals [5] nicht “entdeckt” oder “bewiesen”, dass es spezielle Frequenzen für medizinisches PEMF gibt. Wer das behauptet sagt die Unwahrheit. Nach Dennis, der selber in die damaligen NASA-Forschungen zu PEMF involviert war, existieren auch keine NASA-Arbeiten, welche die Auswirkungen von Schumann-Resonanzen oder Frequenzen auf die menschliche Gesundheit “beweisen”. Aus seiner Sicht sind derartige Aussagen urbane Mythen, die den gesamten Bereich der PEMF untergraben, (übersetzt mit deepl.com):

“nur damit ungebildete PEMF-Vermarkter mit geringer Integrität potenzielle Kunden mit der Glaubwürdigkeit der NASA und einer erfundenen Pseudowissenschaft blenden können.”

Insofern lassen sich die ‘wirksamen’ PEMF-Frequenzen wohl in ein paar breite Bänder einteilen, und die genaue Frequenz ist nicht wirklich wichtig. Ggf. mag es wichtiger sein, die Frequenz innerhalb des wirksamen Bereichs im Laufe der Zeit zu ändern, als nur eine bestimmte magische Frequenz zu verwenden – oder bestimmte Pausen einzuhalten, oder etwas so und solange zu wiederholen, die Polarität des Magnetfeldes alle x Minuten zu ändern.

Zu den ‘wichtigen Parametern’ vom PEMF-Geräten: Das Frequenzspektrum und die Änderungsgeschwindigkeit der magnetischen Flussdichte sind wichtig

Weil es mir so wichtig erscheint, mag ich hier noch einmal kurz auf Spektrum, Flussdichte, Fluss und Änderungsgeschwindigkeit eingehen bzw. diese Thematiken vertiefen. Es sind sehr wichtige Dinge bei PEMF, die ich erst später verstanden habe, obwohl ich mal was mit E-Technik & Co. ‘studiert’ habe. Meyers argumentiert, das der magnetische Fluss (Wb) wichtig ist, R.G. Dennis argumentiert das die Änderungsgeschwindigkeit der Flussdichte relevant ist (T/s) und thematisiert den Fluss gar nicht, wie auch Meyers nur indirekt, jedoch immer wieder, die Wichtigkeit der Änderungsgeschwindigkeit betont.

Drei kurze Definitionem auf Basis der Wikipedia dazu:

• a) Die Flussdichte “ist die Flächendichte des magnetischen Flusses, der senkrecht durch ein bestimmtes Flächenelement hindurchtritt.”
• b) “Der magnetische Fluss durch eine Fläche ist das Oberflächenintegral der Normalkomponente des Magnetfeldes B über dieser Fläche.”
• c) “Das Frequenzspektrum, meist einfach Spektrum, eines Signals gibt dessen Zusammensetzung aus verschiedenen Frequenzen an und lässt sich aus dem zugrundeliegenden Signal durch Anwendung der Fouriertransformation berechnen.”

Die meisten dürften hier immer noch “Bahnhof” verstehen. Das kann ich verstehen, weil auch ich noch mal viele Bücher wälzen musste – lange ist mein Studium der Elektrotechnik her. Allerdings, und das ist mein Trost, achten auch sehr viele Studien zu Magnetfeldtherapien und PEMF nicht auf diese Unterschiede, falls man dort überhaut detaillierte Informationen über die verwendeten PEMF-Parameter findet, was Vergleiche und Verallgemeinerungen sehr schwierig macht.

Was bedeutet das alles (u.a. nach Meyers und Dennis)?

Die magnetische Flussdichte (in der Einheit Tesla) ist nach Meyers weniger wichtig als der auf den Anwender effektiv wirkende magnetischen Fluss (in Weber, abgekürzt Wb => T * m^2). So bestimmen Geometrie bzw. Fläche der Spule final den magnetischen Fluss (in Wb => M·L²·I⁻¹·T⁻²). Für den Anwender ist dann noch relevant, welche Entfernung er von der Spule hat bzw. wie seine Lage auf der Matte ist. In Kurz: Der magnetische Fluss ‘hängt’ gleichungsmäßig an der ‘Flächenkomponente’ und Charakteristik der Spule – unter Einbeziehung der Flussdichte.

Denis argumentiert anders. Für Ihn ist die Änderungsgeschwindigkeit der Flussdichte (T/s) relevant, denn dies beschreibt die “Kraft” die durch PEMF in ein Gewebe bzw. Zellen wirkt. Denn eine konstante Flussdichte, also auch ein konstanter Fluss (in einer Fläche), die u.a. beim Anlegen einer Gleichspannung an eine Spule entsteht, wird nach der grundlegenden NASA-Studie [29] keine biologische Wirkung ausgeübt. Keine Änderung des Flusses oder der Flussdichte ist nicht PEMF. PEMF ist “pulsed”. Deswegen ist aus meiner Interpretation der Datenlage die Argumentation von Meyers “am Punkt vorbei”.

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Ich bin selber bei der Argumentation von Dennis. Meyers eigentlich auch, den die Faraday’sche Induktionsformel, weile Meyers hervorhebt, hat die Zeit-Komponente bereits unter dem Bruch. Ohne Änderung der Flussdichte über die Zeit (T/s) keine Induktion von Energie in die Zellen. So einfach.

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Das Frequenzspektrum ist abhängig von der zeitlichen Komponente (-> Ausschnitt) des analysierten Signalverlaufs (-> Wellenform, Flankensteilheit von Rechtecken oder Impuls-Flanken). Falls sich dieser Signalverlauf periodisch wiederholt (z.B. Rechteck-Signal oder ein komplexes wiederkehrendes Puls-Pausenmuster verwendet wird) gibt es noch mehr Dinge die eine “Frequenz” haben, weswegen die alleinige Angabe einer “Signal-Frequenz” oder “Pulsen pro Sekunde” im fachlichen Sinne immer noch uneindeutig ist.

Das, was nebenstehend im Bild abgebildet ist, ein ‘Burst’ aus vielen ‘hochfrequenten’ Rechtecksignalen (-> die gelben Blöcke), dann eine Pause, wieder ein Burst, Pause, Burst, …. gefolgt von einer langen Pause. Das ist dann die periodisch wiederholte ‘Gesamt’-Signalfolge. Je nachdem, was betrachtet wird, haben wir es mit 3 unterschiedlichen Frequenzen zu tun. Daraus ergibt sich dann ein recht komplexes Frequenzspektrum, das die jeweils relativen Frequenzanteile im betrachteten Zeitraum visualisiert. Folgend fasse ich es noch mal zusammen:

• Ein PEMF-Signal hat (in der Regel) nicht nur ‘eine statische Frequenz’, sondern setzt sich aus ggf. variierenden ‘komplexen’ Sägezahn bzw. Rechteck- oder Delta-Impulsen bzw. Folgen von Impulsen und Pausen, ggf. unterbrochen von längeren Pausen, sowie optionalen Polaritätswechseln, zusammen. Insofern gibt es nicht ‘die eine Frequenz’.

Zu beachten ist auch, das ‘reale’ zeitliche Verlauf eines Signal eines PEMF-Gerätes (gemessen an der Spule, bzw. der Matte oder dem Applikator) nie “ideal” sein wird. Ein Rechteck hat an den Ecken, wie im vorhergehenden Bild zu sehen ‘Einschwinger’ und die Flanken sind nicht absolut steil, sondern etwas schräg (-> Slew-rate) was Auswirkungen auf das Spektrum und die dortigen Frequenzanteile hat. Zusammenfassend mag ich schreiben:

• Das Frequenzspektrum eines ‘komplexen PEMF-Signals’ besteht also aus verschiedenen Frequenz-Anteilen mit unterschiedlichen (relativen) Gewichtungen.

Die Frequenz-Anteile haben dann “Spitzen” bei sogenannten sogenannte Oberwellen bzw. Harmonien der Grundfrequenz, welche in der Regel genaue vielfache der Grundfrequenz sind. Das ist im Bild am Anfang dieser Sektion zu sehen. Im Falle eines (idealen) Rechtecksignals, von z.B. 10 Hz, wären die Harmonien bei 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz …, wobei jede dieser Harmonien im summarischen Anteil geringer ist, als die Grundfrequenz (-> unsere 10 Hz). Das gleiche geschieht z.B. auch bei der natürlichen Schumann-Frequenz: Diese hat im Mittel ca. 7,83 Hz Grundfrequenz, und Harmonien beim doppeltem (15,66 Hz), dreifachen (22, … Hz), etc., wobei die Intensität (-> Feldstärke) jeder folgenden Harmonie abnimmt.

Warum gehe ich gleich am Anfang so stark auf diese Thematik ein? 

Ganz einfach: Nach den Forschungen bieten Rechteck und Sägezahn-Signal wohl die größten Vorteile. Sinusförmige Signale haben im Vergleich wohl keine erkennbaren Vorteile bzw. positive Wirkungen [29].

Wer sich nun nebenstehend das Frequenz-Spektrum einer reinen, frequenzkonstanten, Sinus-Wellenform anschaut,  der erkennt, dass diese keine Oberwellen oder Harmonien hat. Macht auch Sinn, weil das Fourier-Spektrum ja die Sinuswellenanteile aufzeigt. Um sich einem (perfekten) Rechteck anzunähern braucht es da auch die höheren und höchsten Frequenzanteile um die Fläche im Bereich der steilen Flanken zu ergänzen.

‘Schlechte’ Spulen aus minderwertigem Material, zu weiten Wicklungen, etc. könn(t)en in Folge dazu führen, das aus Rechtecken und Sägezahn eher sinusartige, weil “abgeflachte” Signale mit weniger intensiven Oberwellen werden. So erkläre ich mir zumindest einige der Unterschiede der Geräte, Ergebnisse, Forschungen, Studien, etc. – weil die spezifischen ‘steilen’ Flanken fehlen. Wie viele höherfrequente Oberwellen mit welcher Intensität aber noch “gut” und was ab wann “schlecht” ist – dazu habe ich noch nichts gelesen. Ggf. gibt es ja auch optimales ein “Fenster” bei der “Slew-Rate” der Rechteck-Signale bzw. der fallenden Flanke des Sägezahns.

Was nun der bio- bzw. physiologisch relevante Effekt bei einer schnell ansteigenden oder abfallenden Flanke (-> ausgedrückt in T/s) ist, das kann ich nicht sagen.

Da der Laie, aber auch der Fachmann, all diese Details ohne Messgeräte und ‘auseinanderbauen’ der PEMF-Geräte vorab nicht bewerten kann und letztendlich keiner genau weiß wie kritisch welcher Parameter nun genau ist, ist diese Diskussion hier zwar einigermaßen hypothetisch, aber sicherlich nicht unwesentlich um zukünftige Forschungsergebnisse zu analysieren, formalisieren, systematisieren und zu vergleichen.

Puh – ich hoffe Ihr konntet mir folgen 😉

Kurz zur Resonanz bzw. Resonanzfrequenzen

Resonanz ist ein Prinzip, das auf Galileo Galilei zurückgeführt wird und im Jahre 1602 entdeckt wurde. Es bezeichnet ein Phänomenen, in dem ein System (z.B. eine Brücke) mit einer maximalen Amplitude (Stärke) bei einer ganz bestimmten Frequenz schwingt. Hüpft man (oder mehrere) z.B. auf einer Hängebrücke mit einer ganz gestimmten Frequenz, dann gerät die Brücke in eine Eigenschwingung, welche so stark sein kann, das die Brücke sich selber zerstört, da hierbei unheimliche punktuelle Energien konzentriert bzw. verstärkt werden.

Elektromagnetische Impulse können innerhalb eines (zellspezifischen) Frequenzspektrums ebenfalls eine Vielzahl von Resonanzphänomenen an und in der Zelle auslösen und verstärken. Appliziert man nun elektromagnetische Impulspakete, die innerhalb des biologischen (Adey-) Fensters liegen, werden dadurch wohlmöglich eine hohe Anzahl an Rezeptoren und / oder anderes stimuliert, was ggf. die verschiedenen Effekte auslöst, die uns z.B. die NASA-Studie von Goodwin [5] aufzeigt.

So scheinen die Resonanzeffekte einer der Schlüssel für die Erzielung von gesundheitsfördernden Effekten von PEMF zu sein. Allerdings gibt es bis heute keine anerkannten, wissenschaftlichen Untersuchungen, welches für jedes Organ oder jede Gewebestruktur eine Resonanz-Frequenz zuordnet. Insofern ist ein Ansatz verschiedener Hersteller von PEMF-Geräten die Generierung von möglichst vielen, natürlich vorkommenden Frequenzen inkl. Oberwellen (-> breites Frequenz-Spektrum), um das Resonanzpotential für eine Vielzahl von Geweben innerhalb der bekannten “biologischen Fenster” zu vergrößern bzw. auszuschöpfen. Ich würde es wie ein Schrotgewehr beurteilen – es ist nicht genau klar welche Kugel trifft – aber die Kugeln (das Schrot) fliegen schon mal in die ‘richtige Richtung’.

Tip: Ganz interessierte lesen hier ggf. noch mal meinen Beitrag zur Stimmgabel mit 136,10 Hz. Hier wirken aus meiner Sicht ähnliche Effekte!

Oschman’s Nachschlag zu Frequenzen und Intensitäten

Meyers weist in seinem Buch [1] und auf seiner Webseite oft darauf hin, dass viel Intensität nicht viel helfe und insbesondere elektrosensible Menschen mit einem PEMF-Gerät das im Bereich < 1 µT arbeitet besser bedient sein. Auch Oschman schreibt bereits auf Seite 21 [4] in Verweis auf Rubin [24] (übersetzt mit deepl.com):

“Die Forschung hat gezeigt, dass das induzierte Feld klein sein muss, sonst funktioniert es nicht (Rubin et al., 1989). Die Stärke des Feldes, das in medizinischen Geräten verwendet wird, ist vergleichbar mit dem Feld, das von den Händen der Therapeuten erzeugt wird. Die Beweise für diese profunde Aussage werden in Kapitel 15 vorgestellt.”

Wobei ich hier anmerken mag, dass die “schlechten” EMF aus WLAN, Mobiltelefon & Co. eben auch in sehr, sehr kleinen Dosen bzw. Intensitäten schlecht sind. Die “Grenzwerte” sind im Sinne der bestehenden Erkenntnisse ein kompletter “Witz”, speziell wenn man bedenkt, das u.a. die NASA herausgefunden hatte, dass auch sehr geringe Felder/Frequenzen z.B. die Gen-Expression beeinflussen.

In Kapitel 15, ab Seite 243 schreibt Oschmann dann (Deepl.com):

“Es überrascht nicht, dass wissenschaftlich nachgewiesen ist, dass die PEMF-Therapie wirksam ist, weil sie “Informationen” überträgt, die spezifische Reparaturaktivitäten im Körper auslösen. Die durch PEMF in den Geweben induzierten Ströme ahmen die natürlichen elektrischen Aktivitäten nach, die bei Bewegungen in den Knochen entstehen. Die pulsierenden Magnetfelder setzen eine Kaskade von Aktivitäten in Gang, die von der Zellmembran über den Zellkern bis hin zur der Genebene, wo spezifische Veränderungen stattfinden (Bassett, 1995).”

Auf Seite 249 schreibt Oschman in Bezug auf Frequenz-Muster bzw. Spektren [4] die an den Händen von Therapeuten (in Referenz auf Dr. John Zimmerman) gemessen wurden (deepl.com): 

“Das Therapeutische Berührungssignal pulsierte mit einer variablen Frequenz von 0,3 bis 30 Hz, wobei Die meiste Aktivität liegt im Bereich von 7-8 Hz. Mit anderen Worten, das vom Therapeuten ausgestrahlte Signal ist nicht gleichmäßig oder konstant, sondern “wandert” oder “schwingt” durch eine Reihe von Frequenzen.”

Genau deswegen verwenden, wie schon im letzten Abschnitt ausgeführt, ‘gute’ Geräte auch keine statischen Mono-Frequenzen bzw. Wellenformen mehr, sondern nutzen hingegen komplexe(re) Signale bzw. Signal-Folgen, welche möglichst viele potentiell biologisch aktive Frequenzen im Bereich 0-100 Hz, speziell jedoch 0-30 Hz, abdecken.

Warum wurde PEMF so lange wissenschaftlich und klinisch marginalisiert?

Um das zu verstehen bedarf es etwas historischen Hintergrundes. PEMF wurde, wie die ganze Elektromedizin des frühen 20sten Jahrhunderts, durch den sogenannten Flexner-Bericht von 1910 (USA) wissenschaftlich als auch klinisch zurückgedrängt. Der Flexner-Bericht begründete faktisch unsere heutige “Standard-Medizin” und marginalisierte die bis dahin vorherrschende Naturheilkunde sowie auch die Homöopathie. Der Flexner-Bericht hatte auch zur Folge, das Frauen und Afroamerikaner weitgehend vom Arztberuf ausgeschlossen wurden, und dass Forschung im Bereich der ‘alternativen Medizin’ stigmatisiert wurden. Wer weiter recherchiert, wer Flexner dabei unterstützt und von den Veränderungen (die nicht alle schlecht waren) profitierte, der wird…

Als Seitennotiz mag ich anmerken, das Google und Glaxo Smithkline (GSK)in 2016 ein 714 Millionen Dollar Joint-Venture im Bereich der bioelektronischen Medizin gründeten, nachdem GSK bereits früher und in weitaus bescheidenerem Umfang in die “Electroceuticals”-Technologie investiert hatte. So ist auch Dennis der Ansicht, das es sehr wahrscheinlich sei, dass das sichere und wirksame Potenzial von PEMF weitaus mehr geschätzt wird, als irgendjemand zugeben will.

Wie funktioniert PEMF? Einige Theorien….

Diese Frage steht im Mittelpunkt der PEMF-Debatte zwischen Wissenschaftlern, da wir bis heute nicht wirklich verstehen, wie PEMF im Wesentlichen funktioniert. Das tut dem wachsenden Konsens darüber, dass PEMF viele klinische Vorteile hat natürlich keinen Abbruch. PEMF befindet sich damit in Gemeinschaft mit einigen gängigen Medikamente und medizinische Verfahren: Sie scheinen zu wirken, aber ehrlich gesagt, weiß niemand genau, warum sie wirken.

Nach Dennis [10] sollten wir unsere Zeit nicht so sehr mit dieser Frage verschwenden und vorsichtig sein, wenn jemand uns erzählen will, das er die Antwort auf diese Fragen meint zu wissen. Das Detailwissen wäre aus seiner Sicht für Wissenschaftler und Produktentwickler wie Ihn nützlich, aber genau wie bei vielen Medikamenten und Lebensmitteln sollten eine weit verbreitete klinische Erfahrung mit der sicheren und wirksamen Anwendung von PEMF die Diskussion darüber dominieren, ob PEMF angewendet werden soll oder nicht.

Meyers [1] spekuliert in seinem Buch etwas abstrakt über die Wirkungsweise, wobei er niemals biophysikalisch konkret wird. Meyers stimmt mit Dennis in einem wichtigen Punkt überein und ‘stresst’ diesen Punkt auch in seinen Videos und auf seiner Webseite: Bei der NASA und in allen nachfolgenden Studien wurde festgestellt, dass nur schnell wechselnde Magnetfelder eine signifikante und wiederholbare biologische Wirkung haben [10]. Auch Dennis ist davon überzeugt, das die Wirkung durch den Elektromagnetismus entsteht, und nicht durch den (statischen) Magnetismus an sich.

Wenn man dann das Magnetfeld schnell ändert, wird durch die Faraday-Induktion ein elektrischer Strom im Bereich von Nano- bis Pico-Ampere in den tiefen Geweben des Körpers induziert, etwas worauf auch Meyers prominent auf seiner Webseite hinweist und was er ausführlich erklärt.

Meyers ergänzt noch an anderer Stelle, dass innerhalb bestimmter Grenzen wohl nicht die Stärke des Signals darüber entscheidet, ob es nützlich oder schädlich ist, sondern vielmehr die Frequenz. Der Grund für diese Frequenzspezifität ist aus seiner Sicht die Resonanz, da biologische Effekte, wie molekulare Resonanzen, sehr frequenzspezifisch sein. In diesem Kontext verweist er auf Pall [13] und ich verweise hier auf meinen Artikel EMF 21 zu Marshal’s Forschungen und Hypothesen in Bezug auf den Vitamin D Rezeptor (VDR) und Mikrowellen. So schreibt Marshal u.a.:

“Whenever an electromagnetic field is present, a Lorentz Force will act upon any charged atom in motion, such as these moving oxygen atoms, a force which could either boost or hinder the proper activation of the VDR molecule.“

Wer die Arbeiten von M. Blanck [21] kennt, der noch viel weiter geht (-> DNA als fraktale Antennen), der bekommt eine Ahnung von der Dimension der Thematik und warum es so schwierig ist die ‘wirklichen’ Zusammenhänge zu beweisen oder auch nur zu postulieren.

Mein Fazit

Bei aller Intention der Ausführlichkeit kann dieser Artikel nur eine klitze-kleine Einführung in die Thematik PEMF darstellen. Ich selber bin über einen Artikel bei Selfhacked zum Thema PEMF, vor einigen Jahren, zu R.G. Dennis und seinem ICES Gerät gestoßen.

Die Vorträge und Interviews mit Dennis haben dann bei mir einen Nährboden für das Thema PEMF bereitet. Was ich an Dennis schätzte und schätze ist, das er, obwohl der solche Geräte entwickelt, mit jeder potentiellen Wirkungs- und Heilaussage sprichwörtlich ‘extremst’ zurückhaltend ist. Deswegen beziehe ich mich in diesem Artikel auch auf seine für mich differenzierten Einschätzungen und Meinungen [10]. In jedem Fall ist Dennis für mich die Referenz in Bezug auf PEMF, welcher in seinen Betrachtungen und Veröffentlichungen weit über Meyers hinaus geht. Nur Dennis hat bei den NASA-Forschungen mitgewirkt, nur Dennis entwickelt selber konkret die ICES Geräte als 1-Mann Unternehmen. Nur Dennis hat tiefste Einblicke in Studien, Praxis und Geräteentwicklung. Nur Dennis hält wichtige PEMF-Patente und veröffentlicht weiterhin PEMF-Studien und wissenschaftliche Berichte.

Bryant E. Meyers schätze ich in Bezug auf sein Buch zu PEMF [1], was ich hier im Blog bereits vorgestellt habe. Leider habe die Materialien von Meyers den “Nebengeschmack”, das er ein spezielles PEMF-Produkt damit bewerben möchte. Insofern blendet Meyers auch relevante Aspekte aus, was nicht immer transparent wird. Hier würde ich u.a. noch die Webseite von Dr. Pawluk, welcher verschiedenste PEMF-Geräte vertreibt und vielfältige, Hersteller und geräteübergreifende, Informationen liefert. Leider ist Pawluk beim Vergleich der PEMF-Geräte ein “Gauss”-Anhänger, jedoch hat er gute allgemeine Artikel.

Abschließend mag ich hier am Ende des Artikels noch mal Dennis zitieren [10], der u.a. schreibt (übersetzt mit deepl.com):

“Das Wichtigste, was man über PEMF wissen sollte, ist, dass PEMF, basierend auf den Berichten von Ärzten und Gesundheitsdienstleistern mit langjähriger klinischer Erfahrung unter Verwendung einer breiten Palette verschiedener Produkte, eindeutig positive Auswirkungen auf chronische Schmerzen sowie eine breite Palette anderer medizinischer Zustände hat, die mit konventionellen Mitteln nur schwer oder gar nicht zu behandeln sind.”

PEMF sollte, nach Ansicht von Dennis und Meyers, nicht als “die” oder als “einzige” Behandlungsoption angesehen werden, sondern als ergänzende Therapie. Das gleiche denke ich über Mikronährstoffe und andere Interventionen: Es gibt nicht “die” eine Lösung – weil auch die Probleme in der Regel Multikausal sind. Eine wie immer geartete Therapie, speziell bei chronischen  und diffusen Beschwerden, sollte verschiedenste Bereiche abdecken und ‘Löcher stopfen’. Gut gemachtes PEMF kann hier ein Baustein sein.

Beachtet werden sollte, wie bei allen Therapien oder Ergänzungen, das die richtige “Dosis” (-> Frequenz, Pulse-Per-Sekunde, Intensität, Wellenform, etc.)  zur Wirkung beiträgt. Leider kennt diese keiner und alle Hersteller versuche im Optimalfall Ihre Annäherung daran. Optimalerweise gäbe es für jedes Gerät Foren, wo sich die Menschen, die ein Gerät haben austauschen. Aber in Zeiten automatisierter KI-Bots und wenn geld im Spiel ist ist das alles nicht so einfach.

Ach ja: Viel muss auch bei PEMF nicht unbedingt viel helfen, so das auch meine allgemeine Regel ist, das ich es in der Regel bei der Intensitätseinstellung, wenn es nicht gerade um einen Knochenbruch geht, nicht übertreibe. Speziell bei Anwendungen am Kopf oder in der Nähe von Metall-Implantaten wäre ich zudem vorsichtiger. Letztendlich wissen wir nicht ‘welche’ PEMF auf welche Zellen ‘wie’, also über welchen Mechanismus, genau wirken und auch nicht, ob es nicht doch irgendwelche Seiteneffekte (ala ‘Gewöhnung’) gibt, welche nicht an der Methode an sich, jedoch in der Art und Dauer der Anwendung bzw. der technischen Realisierung eines speziellen Gerätes begründet liegen können.

Letzteres tut meiner Begeisterung für die PEMF-Technologie keinen Abbruch, denn wer diesen Blog hier verfolgt, der weiß das wir schlussendlich gar nichts ‘genau’ wissen und viel unseres Tuns auf Hypothesen und Vermutungen aufbauen. Am Ende zählt dann auch, was unter dem Strich bei einer Intervention herauskommt – und nicht (nur) die (blanke) Theorie.

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• [1] PEMF – The Fifth Element of Health – Learn Why Pulsed Electromagnetic Field (PEMF) Therapy Supercharges Your Health Like Nothing Else!, Bryant E. Meyers, Balboa Press, ISBN: 978-1-4525-7922-1, 2014
• [2] Going Somewhere, Andrew Marino, Ph.D., J.D., Cassandra Publishing, ISBN: ‎ 0981854915, 2010
• [3] The Body Electric, Rober O. Becker, William Morrow Paperbacks, ISBN: 978-0688069711, 1. Edition (22. Juli 1998)
• [4] Energy Medicine: The Scientific Basis (2nd Edition), James L. Oschman PhD, Elsevier, ISBN: 0443067295, 2015
• [5] Physiological and Molecular Genetic Effects of Time-Varying Electromagnetic Fields on Human Neuronal Cells, Goodwin, Thomas J. (NASA Johnson Space Center Houston, TX, United States), NASA, 2003
• [6] Genetic Regulation of Bone and Cells by Electromagnetic Stimulation Fields and Uses Thereof, Goodwin, Thomas J., Shackelford, Linda C., US-Patent-8,795,147 ,NASA, 2014
• [7] Modifying the Genetic Regulation of Bone and Cartilage Cells and Associated Tissue by EMF Stimulation Fields and Uses Thereof, Goodwin, Thomas J., Shackelford, Linda C., US-Patent-8,795,147 , 2010
• [8] Electromagnetic Field Therapy: A Rehabilitative Perspective in the Management of Musculoskeletal Pain – A Systematic Review, Teresa Paolucci et al., J Pain Res. 2020; 13: 1385–1400., Published online 2020 Jun 12. doi: 10.2147/JPR.S231778
  • The results showed as pulsed magnetic fields at low intensity and frequency (from 1 Hz up to 100 Hz) are commonly used with efficacy in resolving musculoskeletal pain. EMFs therapy is a well tolerated, effective with no negative side effects, which can be integrated with rehabilitation for the treatment of chronic and acute pain in musculoskeletal diseases, but further studies are needed to examine the use of more standardized protocols.
• [9] The use of magnetic field for the reduction of inflammation: a review of the history and therapeutic results, Christina L Ross 1 , Benjamin S Harrison, Altern Ther Health Med, Mar-Apr 2013;19(2):47-54.
  • This review highlights past and present outcomes in bioelectromagnetic therapies and some of the more promising findings on the effect that MF therapy plays in inflammatory responses.
  • The use of MF for anti-inflammatory and wound-heal-ing applications is well known. Because MF can be applied almost immediately after injury and can penetrate even poorly vascularized tissue, the benefits of using MF as a complement or alternative to anti-inflammatory treatments can be advantageous. Growing interest in this noninvasive, low-cost therapy is stimulating a lot of research in MF treat-ments. Studies show no discomfort occurs and few known risks are associated with the use of MF therapy. The presence of implanted metal does not appear to affect the therapeutic ability of MF.81 When c ompared to the standard of care, MF therapies are a viable complement or alternative to treating inflammation in most patients.
• [10] 12 Things you need to know about PEMF – UPDATED July 2018, R.G. Dennis, PhD, 6.7.2018
• [11] The AMAZING iMRS 2000 “Square Wave” On an Oscilloscope [& Introduction to Signal Processing]!, IMRS2000.com, Bryant E. Meyers, 12.12.2019
• [12] iMRS 2000 “Sawtooth” On an Oscilloscope [& Introduction to Signal Processing Part 2]!, IMRS2000.com, Bryant E. Meyers, 13.9.2019
• [13] Electromagnetic fields act via activation of voltage-gated calcium channels to produce beneficial or adverse effects, Martin L Pall, J Cell Mol Med. 2013 Aug; 17(8): 958–965., doi:
• [14] Prevention of osteoporosis by pulsed electromagnetic fields, C T Rubin 1, K J McLeod, L E Lanyon, J Bone Joint Surg Am, 1989 Mar;71(3):411-7.
• [15] Effects of electromagnetic fields on bone regeneration in experimental and clinical studies: a review of the literature, Cheng Zhong et al., Review Chin Med J (Engl), 2012 Jan;125(2):367-72.
  • The basic and clinical research in this field, while somewhat limited, supports the insightful application of EMFs to ameliorate disability due to fracture non-union.
• [16] Electromagnetic Fields in Biology and Medicine, Edited By Marko S. Markov, CRC Press, 2015, ISBN 9781138749030
• [17] Therapeutic effects of whole-body devices applying pulsed electromagnetic fields (PEMF): A systematic literature review, Kerstin Hug, Martin Röösli, BioElectroMagnets, 2011, Doi:10.1002/bem.2070
• [18] Pulsed electromagnetic energy treatment offers no clinical benefit in reducing the pain of knee osteoarthritis: a systematic review., McCarthy, C.J., Callaghan, M.J. & Oldham, J.A., BMC Musculoskelet Disord 7, 51 (2006). doi: 10.1186/1471-2474-7-51
• [19] Bioresonance, a study of pseudo-scientific language, E Ernst, Forsch Komplementarmed Klass Naturheilkd, 2004 Jun;11(3):171-3., doi: 10.1159/000079446. (PDF)
• [20] Electrosmog and autoimmune disease., Marshall TG, Heil TJR., Immunol Res. 2017 Feb;65(1):129-135. doi: 10.1007/s12026-016-8825-7. (Volltext)
• [21] Cellular and Molecular Effects of Electromagnetic Fields, Dr. Martin Blank, Institute for Bau-Biology & Ecology, 14.10.2012
• [22] Bioelectromagnetic and subtle energy medicine, Rosch, Paul J, CRC Press, 2015, ISBN: 978-1-4822-3320-9,1482233207
• [23] Electromagnetic Therapy: A Primer, In book: Bioelectromagnetic and Subtle Energy Medicine (pp.375-388), Abraham R Liboff, Oakland University, January 2015
• [24] Prevention of osteoporosis by pulsed electromagnetic fields, Clinton T. Rubin and Kenneth J. McLeod and Les E. Lanyon, The Journal of bone and joint surgery. American volume 71 2, Pages 411-7, 1989
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• [26] Intensity of C5 model, Flux Health Forum, 2020
• [27] Electroceutical Technology: Anti-Inflammatory Effects Of 40-160 T/S Inductively Coupled Electrical Stimulation (ICES) In The Acute Inflammation Model, Devin Hubbard, Vol 2 No 2 (2020): Journal of Science and Medicine, doi: 10.37714/JOSAM.V2I2.38
• [28] Inductively Coupled Electrical Stimulation – Part 2: Optimization of Parameters for Orthopedic Injuries and Pain, Robert Dennis, Vol 1 No 2 (2019): Journal of Science and Medicine, doi: 10.37714/JOSAM.V1I2.27
• [29] Inductively Coupled Electrical Stimulation – Part I: Overview and First Observations, Robert Dennis, Vol 1 No 1 (2019): Journal of Science and Medicine, doi: 10.37714/JOSAM.V1I1.5
• [30] PEMF: A survey of clinical and individual uses and perceptions, R.G. Dennis, Vol 3 No 2 (2021): The Journal of Science and Medicine