電刺激是首先應用于康復治療的方法,從初被動刺激,延緩偏癱患者因為肌肉廢用引起的肌萎縮、消炎、促進機體康復速度直到現(xiàn)在名目繁多的各類肌肉刺激、神經(jīng)刺激。
各種刺激手段,凡以代替或矯正肢體和器官已喪失的功能,同時理論上兼以神經(jīng)系統(tǒng)功能重建的電刺激形式統(tǒng)稱為功能電刺激(functionalelectriealstimulation,FES)。
功能性電刺激(functionalelectricalstimulation,F(xiàn)ES)屬于神經(jīng)肌肉電刺激(neuromuscularelectricalstimulation,NES)的范疇,是利用一定強度的低頻脈沖電流,通過預先設定的程序來刺激一組或多組肌肉,誘發(fā)肌肉運動或模擬正常的自主運動,以達到改善或恢復被刺激肌肉或肌群功能的目的。[1]
物理特性
1.頻率:理論上FES的頻率為1~100Hz
2.脈沖:常在100~1000之間,多使用200~300。
3.占空比:大多數(shù)為1:1至1:3之間。
4.波升/波降:波升是指達到大電流所需要的時間,波降是指從大電流回落到斷電時所需的時間,波升、波降通常取1~2s。
5.一般FES使用表面電極時,其電流強度在0mA~100mA之間。使用肌肉內(nèi)電極時,其電流強度在0mA~20mA之間。
治療作用
1.代替或矯正肢體和器官已喪失的功能
2.功能重建。
FES在刺激神經(jīng)肌肉的同時,也刺激傳入神經(jīng),加上不斷重復的運動模式信息,傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng),在皮層形成興奮痕跡,逐漸恢復原有的運動功能。
臨床應用
常應用到以下方面:
1、上運動神經(jīng)元癱瘓
2、呼吸功能障礙
3、排尿功能障礙
4、特發(fā)性脊柱側(cè)彎
5、肩關節(jié)半脫位
功能性電刺激突出的例子就是心臟起博器。
功能性刺激包括治療應用和恢復運動功能的應用。
治療應用可以進一步改善或阻止殘疾狀態(tài)的進一步發(fā)展,一般情況下,這類應用的時間較短(長只有幾年);
運動功能恢復包括增強上肢的控制性和下肢的運運能力。當神經(jīng)損傷穩(wěn)定后開始使用功能恢復法并保持下去,可使應用者終身受益。
還有一些其他應用。
1、緩解疼痛的神經(jīng)電子刺激器
疼痛是一種極其復雜的臨床癥狀,與機體組織、器官的受損傷程度并不成正比,在某種程度上,疼痛受精神、情緒和心理因素的影響很大。
疼痛可引起患者不同程度的恐懼、驚慌、焦慮、悲傷等不良情緒,使患者精神痛苦,甚至影響其飲食起居。隨著現(xiàn)代工作、生活節(jié)奏的日益加快和老齡化社會的到來,疼痛對人體健康的影響越來越受到人們的關注。
荷蘭一家公司推出一種小型電池驅(qū)動的ENS901及ENSgll經(jīng)皮式神經(jīng)電子刺激器,它是利用放置在疼痛區(qū)近端或遠端的電極發(fā)出電脈沖波來治療持續(xù)性疼痛。這些電脈沖能阻斷傳送至脊髓的痛性刺激,并能啟動阻斷刺激到達胸部的神經(jīng)系統(tǒng)的生理控制機制,這種治療方法可減少藥物的使用。
2、下肢助行器
下肢癱瘓是運動神經(jīng)元癱瘓導致的一種結(jié)果,可能由腦血管意外、腦外傷、脊髓損傷、腦性癱瘓、發(fā)性硬化引起。
FES治療的目的是幫助病人完成某些功能活動,如步行、抓握,協(xié)調(diào)運動活動,加速隨意控制的恢復。英國曼斯切特的一些科技人員和歐洲12個國家的研究人員聯(lián)合研制成一種使下肢癱瘓者正常行走的電子裝置。
這種電子裝置產(chǎn)生一種類似于由大腦發(fā)出的神經(jīng)信號的電刺激,能使病人的肌肉恢復活力,行走比較自如。已研制的輔助癱瘓者行走的電子裝置,安置在患者的臀部,可使患者緩慢地行走一公里。
新的電子裝置則安置在患者的胃部,它所產(chǎn)生的電刺激類似于大腦本身所產(chǎn)生的相應的神經(jīng)信號。安置這種裝置后,患者可以基本上象正常人行走一樣,而且不感到疲勞。此外,這種電子裝置還能使植入者上下樓梯。
3、上肢的助動器
上肢的運動比下肢復雜許多。應用4一8通道的FES系統(tǒng)刺激手和前臂肌肉,可使病人完成各種抓握動作。因為手和前臂肌肉較小,一般用植入式電極,通過同側(cè)肩部肌肉或?qū)?cè)上肢來控制開關。
日本Tohku大學研究小組開發(fā)出恢復已喪失運運功能的新方法。該方法是采用植入肌肉內(nèi)的電極提供電刺激來完成的。
在肌肉未被損壞的情況下,如果僅是信號傳送通路被破壞,腦中風或脊柱受損患者也能夠松弛其運動感官。
該研究小組設計的新系統(tǒng),在計算機控制下,通過植入肌肉的電極刺激肌肉,可使已喪失神經(jīng)功能的患者的手臂運動。該系統(tǒng)扮演了己損傷的腦和肌肉的角色。
美國神經(jīng)肌肉刺激系統(tǒng)公司開發(fā)了一種應用低能電刺激恢復因脊髓損傷的肌肉控制的康復技術—神經(jīng)肌肉電刺激(NMES)。病人操作時,只要輕輕欲控制裝置內(nèi)按鈕即可。低能量電流脈沖作用于肌肉并增強肌肉功能,尚可改善關節(jié)活動范圍。
4、助呼吸器
利用刺激隔神經(jīng)維持呼吸大概算得FES臨床應用的早嘗試。用于控制和調(diào)節(jié)呼吸運動的FES系統(tǒng)為隔肌起搏器。
一對植入電極埋入雙側(cè)隔神經(jīng)上(亦可用體表電極置于雙側(cè)勁部隔神經(jīng)運動點上),與固定于胸壁上的信號接收器相連。
控制器發(fā)出無線電脈沖信號,由接收器將其變?yōu)榈皖l電流,經(jīng)電極刺激隔神經(jīng),引起隔肌收縮。主要用于腦血管意外、腦外傷、高位脊髓損傷所致的呼吸肌麻痹。
5、尿失禁控制器
實際上這種病人的脊髓排尿中樞和它支配下的膀膚逼尿肌、尿道括約肌等都仍然是完整的。
用FES控制尿失禁的一種方法是將刺激電極植入膀膚逼尿肌或其骸神經(jīng)根,甚至植入脊髓的中間外側(cè)柱。另一種比較簡單而實用的方法是經(jīng)陰道或直腸刺激尿道括約肌。
6、助視器
由于眼球病變而致全盲者,實際上各級視中樞仍未受累,如果用FES代替視網(wǎng)膜的傳入沖動,應能供盲人重“見”光明。這方面已有大量研究,經(jīng)過人體試驗已發(fā)現(xiàn),刺激盲人枕葉皮層一定部位,可使盲人“看”到在視野一定位置出現(xiàn)光點。
7、助聽器
由于耳蝸(毛細胸)病變而致聾者,聽神經(jīng)和聽中樞仍然完整,因此一些學者設想用微型話筒配合電子計算機處理,對耳蝸基底膜的聽神經(jīng)末稍進行FES以重建聽覺。
8、治療脊術側(cè)彎
本病常見于青少年,病因不明。傳統(tǒng)的治療方法是戴脊柱矯形器。但因佩戴時間長(每天需23小時),矯形器限制患者的活動、不舒服,影響患者的形象,病人往往不愿戴從而使治療半途而廢。
在70年代,一種用于脊柱側(cè)彎治療的FES問世,這種能替代矯形器的FES稱為“電子矯形器”(electrical。rthotic),Bobeehk。等首先在1979年報道用植入電極和射頻發(fā)射控制的系統(tǒng)治療本病獲得成功。
由于植入電極有危險性和副作用,80年代以來改用體表電極。到1989年n月,已有超過1000例患者應用此裝置進行治療,有76%的脊柱側(cè)彎患者病情好轉(zhuǎn)或得以維持。
還可以應用于脊柱融合刺激,經(jīng)皮神經(jīng)刺激助產(chǎn)儀,肩關節(jié)半脫位,治療癲癰等。
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