神经肌肉电刺激疗法.docx
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神经肌肉电刺激疗法
神经肌肉电刺激疗法(简称NMES)是应用低频脉冲电流刺激肌肉使其收缩,以恢复其运动功能的方法。
NMES的临床应用已有100多年的历史,近年来在神经肌肉骨骼疾病的康复中NMES的应用显著增加。
一、物理特性
(一)波型
常见NMES的波型有两种:
不对称双相方波和对称双相方波。
前者有阴阳极之分,一般用阴极作主极,用于小肌肉、肌束的刺激。
后者没有极性,用于大肌肉和肌群的刺激,McNeal和BaKer(1988)认为在同样的电流强度下,对称双相方波引起的肌收缩力比单相方波大20~25%。
失神经支配肌肉的NMES一般用指数波(三角波)。
(二)脉冲宽度
许多袖珍NMES仪的波宽固定于0.2~0.4ms之间。
而大型NMES仪的波宽在0.05~100ms可调。
对于正常神经支配的肌肉(包括上运动神经无麻痹的肌肉),Bowman等(1985)认为波宽0.3ms的电流比0.05ms或1ms的电流更舒适,不易引起疼痛。
(三)频率
NMES所用的频率常在100Hz以下。
临床应用时常需要使肌肉达到完全强直收缩。
对正常肌肉,频率30Hz以上。
对失神经支配的肌肉,引起强直收缩所需的频率降低。
频率越高,神经越易疲劳。
(四)占空系数和通断比
通断比在1:
1~1:
1.5之间。
要注意通断比和频率的共同影响:
30Hz、1:
3的电流与50Hz、1:
7的电流所引起的肌收缩力无统计学差异。
病情越严重,所需的占空系数和频率就越低。
(五)上升时间
失神经支配肌肉的NMES采用指数波,其上升时间在数十毫秒至500毫秒之间。
二、生理作用和治疗作用
(一)肌肉受刺激后的生理学变化
大量的动物实验和人体实验证明(Salmons、Hudlicka、Erisksson等)肌肉受电刺激收缩后,肌纤维增粗、肌肉的体积和重量增加、肌肉内毛细血管变丰富、琥珀酸脱氢酶(SDH)和三磷酸腺苷酶(ATPase)等有氧代谢酶增多并活跃、慢肌纤维增多、并出现快肌纤维向慢肌纤维特征转变的现象。
(二)治疗作用
1982年,美国FDA正式宣布NMES用于下列三种情况是安全、有效的:
1.治疗废用性肌肉萎缩;
2.增加和维持关节活动度(ROM);
3.肌肉再学习和易化作用。
此外,NMES还有生理治疗作用:
4.减轻肌肉痉挛;
5.促进失神经支配肌肉的恢复;
6.强壮健康肌肉;
7.替代矫形器或肢体和器官已丧失的功能。
三、临床应用
(一)废用性肌萎缩
废用性肌萎缩发生于制动后和中枢神经系统损伤后。
最明显的改变是肌肉横切面积缩小,但肌纤维数量不变。
慢肌纤维比快肌纤维更易发生萎缩。
大量的研究表明,NMES不能完全阻止、但能延迟萎缩发生,能增强已萎缩肌肉的肌力。
Bouletreau等(1987)发现NMES能使长期制动的肌肉的分解代谢减弱,检测两种蛋白将解产物减少。
NMES对髌骨软骨软化症、髌骨移位所致的股四头肌乏力亦有良效。
锻炼废用性萎缩肌肉的治疗参数可参考下表。
在病情允许的情况下。
应鼓励病人多活动,尤其是早期多做等长收缩。
当病人能做主动抗阻运动时,就停止NMES治疗。
表3-5-1治疗废用性肌萎缩的电刺激参数
严重萎缩中度萎缩轻度或无萎缩
频率(Hz)3~1010~3030~50
通电时间(s)55~1010~15
断电时间(s)25~5020~3010~30
每次治疗时间(min)5~101515
每天治疗次数3~43~41~2
(二)增加或维持ROM
关节周围软组织或关节本身的痉挛、挛缩,可使ROM受限。
NMES作为一种辅助治疗手段,可增加或维持ROM。
但它不能取代被动牵拉、主动运动等疗法。
作用机理是刺激肌肉收缩,引起关节活动,牵拉关节周围软组织。
如果ROM只有一个方向受限,单通道的NMES就够。
如ROM有两个方向受限,可用双通道的仪器,但必须能交替输出。
例如Colles骨折所致腕关节屈伸均受限,很适宜用这种双通道仪器治疗。
对神经支配正常的肌肉,刺激的频率和通断比与治疗废用性肌萎缩相同。
Benton(1981)认为要维持ROM,每天的治疗时间必须达到30min;要增加ROM,治疗时间必须更长。
(三)肌肉再学习和易化
Liberson发现电刺激治疗偏瘫或颅脑损伤病人的垂足时,于刺激停止后仍能持续一段时间病人感到足背屈较容易完成。
这种效应是麻痹肌发生易化的结果。
Bishop认为神经具有可塑性,即神经系统能不断适应环境的变化。
通过肌肉再学习和易化,神经能恢复功能。
使肌肉易化的方法有两种:
1.模拟运动疗法中的促通技术。
方法是电流强度较小(感觉阈)而看不到肌肉收缩。
但病人必须有"轻触"、"拍打"样感觉,类似促通技术中的轻抚、拍打等手法。
2.运动控制法。
加大电流强度使肌肉收缩,向中枢传入大量的本体、运动和皮肤感觉信息,使中枢逐渐适应这种输入信号,帮助建立正常的运动模式。
用NMES来易化肌肉时,病人必须合作。
电流通电时,病人尽量自己收缩;电流中断时,病人必须放松肌肉。
每次治疗时间不必太长,一般为15min。
配合肌电生物反馈疗法效果更好。
(四)治疗痉挛
痉挛是一种肌张力过高、反射亢进的状态,表现为被动活动时阻力很大、腱反射亢进、阵挛等。
1952年,Levine等报道给拮抗肌以双相100Hz方波刺激引起强直收缩,治疗偏瘫、截瘫、多发性硬化。
结果痉挛肌的张力下降,ROM增大。
作者认为这是交互抑制的结果。
从此以后,有很多报道用NMES治疗脑血管意外、脑外伤、脑瘫等取得成功。
三种方法
1、单纯刺激对抗肌的方法:
如上述。
2、单纯刺激痉挛肌的方法:
这种方法多用于截瘫、多发性硬化。
Robinson等(1980)观察了12例脊髓损伤股四头肌痉挛病人。
用强刺激使股四头肌产生强直收缩:
频率20Hz,脉冲宽度0.5ms,通断比为2.5s:
2.5s,电流强度达100mA,持续20min。
结果显示所有患者股四头肌肌张力立即显著下降。
治疗前肌张力越高,治疗后降低得越明显。
但疗效持续均不超过0.4小时。
当给类似的病人长时间刺激后(以上参数每天2次,每周6天,共4~6周),发现痉挛有加重的倾向。
因此作者认为应避免长时间刺激痉挛肌。
Walker报道NMES能抑制多发性硬化患者的踝痉挛达3小时。
Vodovnik等(1987)认为刺激痉挛肌的脉冲频率100Hz、脉冲宽度0.1ms较好。
3、痉挛肌和对抗肌的交替刺激(Hufschmidt电疗法):
这种方法的特点是将波宽和频率相同,使二者交替收缩。
两路电流可单独调节,前后错开的时间也可以调节。
该方法的疗效较好,持续时间较长。
其原理是先使痉挛肌强烈收缩,神经肌较兴奋,通过反射使痉挛肌本身受到抑制;刺激对抗肌收缩,通过交互抑制使痉挛肌松弛。
治疗时间10~15min,强度以引起肌肉明显收缩为准。
适应症:
CVA、脑瘫、多发性硬化、脊髓损伤、脑外伤、帕全森氏病。
根据条件首选Hufschmidt法,其次是对抗肌的刺激。
单独刺激痉挛肌不能过量,以免加重痉挛。
(五)强壮正常肌肉
基于NMES刺激后肌肉出现有益的解剖和生理学改变,1977年苏联医生Yakowkots报告给优秀运动员用NMES刺激股四头肌后,肌力增加30~40%。
由此引发众多学者开展此项研究。
所采用的电流有低频脉冲电流和中频电流。
下面简述低频脉冲NMES。
已有不少文献报道单独用NMES、肌肉主动收缩练习、NMES加运动三者增强肌肉的效果无明显差异,NMES用25~200Hz的脉冲频率,0.1~0.5ms波宽,通断比为4~10s:
4~50s,电流强度为引起肌肉最大收缩为限。
NMES对那些比较薄弱的、不能理想地主动收缩的肌肉有益。
对于完全正常的肌肉,没有必要用NMES。
(六)失神经支配肌肉的电刺激
失神经支配肌肉的电刺激已有100多年的历史。
其目的是用电刺激使肌肉收缩,维持在"健康"状态。
当神经恢复支配时,肌肉更易恢复其功能。
1.失神经肌肉的改变
肌肉萎缩、N-M接头退化、膜电位改变、肌张力下降或消失、收缩反应慢、反射下降或消失。
病理:
溶酶体上升、肌浆和肌浆网短暂上升、肉眼体积减少、在显微镜下看肌纤维直径减少。
如果2年内神经不能恢复支配,则肌纤维会被结缔组织取代,肌肉不可能恢复功能。
动物实验:
失神经后2周内肌肉重量减轻50%。
在人体,这个速度慢一点。
失神经后首先发现的反应是肌浆的部分去极化。
在切断神经3小时后,肌浆静息膜电位从-80mV降至-78mV,24小时后降至并稳定在-65mV上下。
对乙酰胆碱的敏感性增强。
2.当前关于NMES对失神经支配肌肉的治疗作用的争议
Herbison等(1983)报道完全失神经10天后,NMES组肌肉这重量显著大于对照组,5~15天之间肌肉纤维化倾向明显低于对照组。
Colo和Garimer(1984)认为NMES能延缓失神经肌肉萎缩、肌力下降。
支持NMES对失神经肌肉的治疗作用的证据:
(1)电刺激能使失神经肌肉收缩,延迟肌萎缩。
(2)肌肉收缩能改善肌肉血液循环,减轻水肿或失水的发生,抑制肌肉纤维化。
(3)给予适当的电刺激后,恢复速度加快。
反对使用NMES的证据:
(1)肌肉收缩会阻碍N-M连接处的神经再生。
(2)失神经支配的肌肉对创伤更加敏感,电刺激会进一步对失神经支配的肌肉造成损伤。
(3)神经再生的时间很长。
在时间上、经济上不值得长时期做电刺激疗法。
3.临床应用
治疗参数:
(1)波型:
指数波。
(2)波宽:
必须等于或大于失神经肌肉的时值,所以在治疗前有必要做时值测定。
脉冲群的通断比应为1:
4~5,每个收缩〈5s。
(3)强度:
应引起肌肉最大收缩,即所有肌纤维都收缩,特别是使用皮肤电极时,如电极不够强,深部的肌纤维可能会刺激不到。
(4)频率:
10~25Hz,用于部分失神经肌肉时,由于波宽〈0.5ms,故10~25Hz引起强直收缩。
(5)收缩的类型:
等长收缩:
国外作者报道等长收缩的作用比等张收缩好,只要达到最大的等长收缩张力,时间治疗就可很短。
甚至有人认为收缩的类型比波宽、频率等参数更重要。
治疗时要适当固定关节。
等张收缩在促进肌肉恢复中也有重要作用。
(6)时间:
①受伤后越早治疗效果越好;
②每次治疗时间为5~20个等长收缩×3,×每天1~3次或4~6次;
③治疗中两段时间:
〉10min,或5~10min。
例如:
每个收缩5s,间歇25s,则每分钟2个收缩,10个收缩即5分钟为一段,中间休息10分钟,2段共20分钟,等于每次治疗20分钟,每天1~3次。
(6)电极:
①单极法:
主极置于肌肉上最易兴奋之处,大小1~2cm2,副极的大小应使病人不会感觉到电极下皮肤刺激,放置于远处。
②双极法:
主极同上。
副极置于肌腱上。
最易兴奋处并不一定是运动点,因为失神经支配后运动点的功能消失了。
尽量不要引起邻近正常肌肉收缩。
5.仪器
频率、强度、通断比时间、间歇时间、波宽应能调节。
波宽应有足够宽度(〉10ms)。
6.应用原则
(1)波宽尽量短,但需能引起肌肉收缩。
(2)波形应尽量陡,但又不能太直,以避免刺激感觉神经。
(3)通断比为1:
4~5,防止肌疲劳。
(4)强度达到中~强的肌肉收缩,又不能引起病人不适。
四、设备和注意事项
(一)常用设备
理想的NMES仪应该体积小、功能全、安全舒适、稳定可靠,各个参数应该有较大的范围调节,具有多通道输出。
国产DXZ-2、DXZ-3型低频治疗仪、D88-1型程控神经肌肉诊疗仪、丹麦BiometerAM706型、美国Promatek公司Electrostim180-2型和Medtronic公司RespondⅡ3128型神经肌肉刺激仪均能满足上述要求。
(图3-5-2)
国内生产的KJ-1型痉挛肌治疗仪,其参数指标为:
波形:
方波调制的正弦波周期:
0.1~2s
载波频率:
8000Hz电流1宽度:
0.3~1.5s可调
电流2宽度:
0.3~0.5s延时:
0.05~1.2s
(二)注意事项
1.对电极的要求:
电极必须导电均匀、与皮肤接触良好、不妨碍身体活动、无皮肤刺激性;
2.电极的大小和放置原则
(1)对大肌肉和肌群,可用两个等大的大号电极,放在肌肉两端或肌腹两侧;
(2)对小肌肉和单个肌肉,用一个小电极置于运动点上(失神经支配肌肉没有运动点,则放在获得最佳反应的点上),另一个较大的电极置于远端或肌腱上;
(3)避开疤痕、骨突位置;
(4)两电极不能靠得太近,否则电流在皮肤表面短路。
适当加大电极间距离,电流的作用加深;
(5)两个电极通常应放在身体的同侧。
五、适应证和禁忌证
(一)适应证
各种上下运动神经元麻痹,神经失用症,各种原因所致的废用性肌萎缩,肌腱移植术后,关节制动后,大型手术后为防止静脉血栓形成。
(二)禁忌证
带心脏起搏器者,恶性肿瘤部位,出血倾向等。
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