功能性電刺激20091

1、功能性電刺激(functional electrical stimulation，F(xiàn)ES )n功能性電刺激(functional electrical stimulation，F(xiàn)ES)，亦是一種神經(jīng)肌肉電刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation，NMES)，利用電刺激動作神經(jīng)引起肌肉收縮，以達到增加肢體的功能性活動，例如以電刺激替代支架，當(dāng)作改善功能之活動支架。 學(xué)習(xí)目的n了解FES的原理及參數(shù)n了解FES在各肌肉的電極刺激點n了解FES的臨床使用方法內(nèi)容n應(yīng)用原理n肢體肌肉的刺激n臨床應(yīng)用應(yīng)用原理 利用電刺激動作神經(jīng)引起肌肉收縮，以達到增加肢體的功能性活

2、動n電極片系統(tǒng)n電刺激參數(shù)n安全準(zhǔn)則電極片系統(tǒng)n表面電極片表面電極片(surface electrode)：使用方便、非侵入性。對肌肉刺激的選擇性不很好，無法單獨選擇刺激位於深部的肌肉；主機與電極片間需連接許多管線，因此造成行動不便；會對皮膚造成電化學(xué)之反應(yīng)；會刺激到感覺神經(jīng)，引起不必要之不良反應(yīng)；對於每天施用神經(jīng)肌肉電刺激之病人，得花費時間貼電極、拿下電極及收拾儀器。n電極片黏於緊身衣上直接套上，減少每天要尋找置放電極片位置之麻煩。n透皮的電極片透皮的電極片(percutaneous electrodes)或是植入植入式電極片式電極片(inplanted electrode) 。 電極片種類

3、：n導(dǎo)電性金屬片n碳矽橡膠電極片 目前使用上皆以合成性膠片加導(dǎo)電膠片較普通且便利，但仍依臨床適用與皮膚敏感性而定。 由於FES大部份會引起肌肉之收縮而產(chǎn)生動作，因此電極片以具柔軟度會緊貼皮膚較佳。n導(dǎo)電性金屬片：為增加導(dǎo)電性，金屬片與皮膚間加潮濕海棉墊(moistened sponge)或加潮濕羊毛氈(moistened feltpad)。這種電極片適用短期12次使用者，在尋找運動點(motor point)時尤其方便。n碳矽橡膠電極片(carbon-impregnated silicon-rubber electrode)：加於這類電極片上，增加導(dǎo)電性之物質(zhì)可分以下種：(1)加導(dǎo)電性軟膠(c

4、onductive gel)：通常似牙膏狀，每次使用時擠出適量加在電極片上，再貼在病人皮膚上。阻抗低，電極片使用期限較長，但較不方便。(2)卡拉亞片(Karaya pad)：一種天然具導(dǎo)電性之膠狀片，較合成性導(dǎo)電膠片不會引起過敏。(3)合成性導(dǎo)電膠片(synthetic copolymer gel pad)：通常與電極片一體成型，屬自黏式，但使用幾次其導(dǎo)電性或黏性不佳時就需更換 電極片選擇標(biāo)準(zhǔn)1低皮膚一電極片阻抗；2傳導(dǎo)之電流其強度均勻分布；3與皮膚可均勻且完全接觸；4不會使皮膚有過敏反應(yīng)；5低成本高效益；6不會妨礙動作之產(chǎn)生 電極片尺寸與放置位置n在固定電壓下，電流強度與電阻成反比，因此若能

5、減少阻抗(impedance)，則用較低之電量即可引起同樣之收縮。應(yīng)將電極片置放處用酒精或用水清洗乾凈，并去除皮膚角質(zhì)層以增加傳導(dǎo)性。電極片不要放在脂肪堆積或骨突處。兩個電極片擺放通常平行肌肉纖維方向。n理想的電極片尺寸與肌肉大小、電極片放置位置相關(guān) 。1電極片愈小，則電流強度密度愈大，較易引起去極化(depolarization)但較痛；2電極片愈大，則可刺激到之肌肉范圍愈大，肌肉收縮反應(yīng)愈強；3在可能范圍內(nèi)，電極片愈大，則可以在不痛狀況下產(chǎn)生最大肌肉收縮，因此大肌肉通常使用大的電極片；4主動電極(active pad)使用之電極片小於分散式電極 (dispersive electrode)

6、，如此可單獨刺激到運動點(motor point)，較不會有擴散(overflow)到不欲刺激肌肉之現(xiàn)象 n5在單相波電刺激狀況下，主動電極在運動點(motor point)或神經(jīng)近皮膚表層處，參考電極(reference electrode)在遠端；在雙相波電刺激狀況下，兩電極片置放在欲刺激之肌肉或肌肉群上，但由於電流密度是愈近電極片愈高，因此仍有一電極片在運動點上較易引發(fā)肌肉收縮；n6兩電極片間之距離愈接近，則電流在兩極間較淺層肌肉組織處流動；若距離較遠，電流在較深處流動；n7一般電刺激器會提供兩組(channels)電刺激管線，即正負電極片各2組，因此可同時治療二個肌肉群，可用同步(sy

7、nchronous)、或交互(reciprocal)模式；即受刺激之兩組肌肉同時收縮(co-contraction)或交替收縮(alternating contraction)。此外，也可使用引動式(trigger)，配合動作進行，於適當(dāng)時間壓下控制鈕引起收縮。 電刺激參數(shù)n極性n電極波波型n電流強度n波長n波頻n刺激周期n坡升時間和坡降時間n治療時間與治療頻率極性n在雙極刺激狀況下，若使用不對稱雙相波，則負極當(dāng)主動電極可引起較大肌肉收縮。因負極有較高濃度帶負電離子，可造成去極化引發(fā)動作電位或神經(jīng)沖動 電極波波型n單相波n雙相波n單脈波n脈波叢n雙相波，一相產(chǎn)生刺激作用，另一相當(dāng)平衡波，可降低

8、電刺激導(dǎo)致之化學(xué)作用。大肌肉電刺激一般使用對稱性雙相方波若刺激小肌肉則使用不對稱性雙相方波較能產(chǎn)生反應(yīng)。n單脈波之電刺激通常在攜帶型與非攜帶型電刺激器皆有提供，對於小肌肉之電刺激常用。n增強下肢肌肉力量，通常比較適用於不可攜帶型電刺激器產(chǎn)生出之中頻波。如蘇聯(lián)波 電流強度 n一般最高是100毫安培(mA)，一般人於10-20毫安培之電流強度即有反應(yīng)，會先有痛之感覺，在電流強度增至某種程度才引起肌肉收縮。逐漸增強電流強度，可逐漸增加肌肉收縮強度，治療時依刺激感覺神經(jīng)或動作神經(jīng)之目的而調(diào)整電流強度，但應(yīng)在受刺激者可忍受范圍內(nèi)。 波長(Pulse Duration)波寬在是否可引起有效的肌肉收縮及病人

9、的舒服度之影響占著非常重要之角色。n小于40微秒時，則需要非常高的電流量才能夠引起動作神經(jīng)之沖動，而波寬較長時，則僅需較小的電流強度，就可引起神經(jīng)電位之變化。n300微秒波寬比50微秒或1000微秒造成較好舒服度，因此大部份NMES電刺激器采用此固定波寬。n引起肌肉收縮之理想波寬為200至400微秒，因此臨床上以200至400微秒最多見。 波頻(Pulse Rate)n 波頻之單位為每秒之脈波數(shù)(pulse per second，簡稱pps)。n波頻與肌肉收縮的品質(zhì)與肌肉疲乏的快慢有關(guān)系，要引起持續(xù)而穩(wěn)定之肌肉收縮產(chǎn)生動作，則必須大於30 pps。n理論上波頻愈高，則阻抗愈低、愈能產(chǎn)生較大肌肉

10、收縮力量，但神經(jīng)肌肉交接處之神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)愈快用完，因此容易造成疲乏。n在尋找運動點時，通常使用15 pps，一般訓(xùn)練時皆使用3050pps，但另需考量肌肉大小與病況。 刺激周期n刺激周期為刺激時間除以全部周期之百分比。又可以刺激與休息時間比(on time：off time ratio)來表示。n在施行電刺激時，若休息時間較長，較不易導(dǎo)致肌肉疲乏，但要達到同樣之肌肉收縮次數(shù)與運動量?；ㄝ^多治療時間。n中樞神經(jīng)障礙病患通常以1：5開始，而骨科病患以1：3開始，隨著病患進步，再逐步調(diào)整刺激周期。n臨床上一般刺激時間為520秒，休息時間為560秒，刺激周期須與波頻同時考慮，較高波頻較易引起肌肉疲乏，

11、因此需給予較長休息時間。 坡升時間(Ramp Up Time)與坡降時間(Ramp Down Time) n為使刺激較舒服，電流強度通常采漸升及漸降之方式。坡升時間可由0.1至10秒，坡降時間也由0至數(shù)秒鐘。 治療時間與治療頻率n治療時間依病患種類、癥狀嚴重度與治療目的而不同，通常一次15分至數(shù)小時，由一星期2次至每天數(shù)次 。安全準(zhǔn)則n絕對禁忌癥：裝配有心臟起搏器、出血或有血栓性栓塞危險性病患，病情尚未穩(wěn)定之病患n相對禁忌癥：一般心臟病患、感覺缺失病患、癲癇病患或懷孕婦女也要小心使用。n電極片應(yīng)避免放置於頸部前方，電刺激不要橫跨或穿越胸廓，傷口或傷疤處與脂肪組織堆積處不要放電極片，電極片也不宜

12、太接近傷口縫合處。n對於剛完成骨科手術(shù)病患，在使用NMES配合運動治療時，需與開刀醫(yī)師討論肌肉活動之安全限度。n對脊髓損傷病患要注意使用電剌激中或後有無反射失常癥狀。n為避免電極片施用對病患產(chǎn)生電學(xué)、化學(xué)或機械性傷害，需注意不得使用太小之電極片(直徑不得小於15公分)，電極片與皮膚要完全且均勻接觸，當(dāng)病患對某一類電極片有過敏反應(yīng)時，應(yīng)更換電極片；貼電極片時，將貼處皮膚擺在最大張力之位置；電刺激前，剃除貼電極片處之長毛發(fā)，或順毛發(fā)生長方向緩慢且小心撕下電極片。n對於有周圍神經(jīng)病變患者，要使用功能性電刺激引起中度以上肌肉收縮可能有困難。 肢體肌肉之刺激 踝背屈肌踝跖屈肌n骨科關(guān)節(jié)炎病人或中樞神經(jīng)障

13、礙（SCI、CP）患者。n刺激腓腸?。褐鲃与姌O放在小腿后側(cè)較上方處n刺激比目魚肌：主動電極放在腓腸肌下方股四頭肌n 接受人工關(guān)節(jié)置換之關(guān)節(jié)炎病人，手術(shù)後或膝關(guān)節(jié)軟骨受傷或韌帶受傷的手術(shù)後病人，可以藉由功能性電刺激來增加其股四頭肌之肌力。n對於中樞神經(jīng)受傷之病人，行走時可用電刺激股四頭肌，有取代支架或作為動作再教育。 n一般將主動電極放在股外側(cè)肌的肌腹上，將分散電極放在髖骨上方。n若要同時刺激到四條肌肉可使用雙組電極之方式，將兩個主動電極放在股內(nèi)側(cè)肌與股外側(cè)肌，分散電極則使用共同的分散電極放在髕骨的上方，如使用平衡雙相波，則分散電極之位置(即遠端電極)必須稍接近上方肌腹處效果較好。 髖外展肌n對

14、於髖外展肌之刺激，主要為臀中肌及闊筋膜張肌，常用在其髖外展肌較晚恢復(fù)的不完全的脊髓損傷病患；或是中樞神經(jīng)病患，有明顯的剪刀腳姿勢。n使用髖外展肌電刺激可協(xié)助其行走之穩(wěn)定與改善走路姿勢。主動電極通常放在骨盆嵴之稍下方，視活動為要合并髖屈曲或髖伸直動作，而稍前移或後移；分散電極則放在股骨大轉(zhuǎn)子上方，注意主動電極片與分散電極間，至少有1英寸之距離。 髖伸直肌n使用電刺激用來增強髖伸直肌，協(xié)助維持良好直立的髖伸直姿勢非常有效。n其電極片擺放位置，主動電極可以放在上后髂嵴之稍下方，分散電極可放在臀部下沿臀大肌的肌肉上，如果使用雙相波之電刺激，則分散性電極可以稍為往上移 肩關(guān)節(jié)處肌肉n通常用於加強肌力或誘

15、發(fā)動作，對於有中樞神經(jīng)損傷或脊髓損傷之病患，加強其肩部外展、屈曲之動作，同時對於冰凍肩或肩手癥候群之病患，也可用電刺激降低其疼痛。n為增加病患肩關(guān)節(jié)上舉，其電極片之放置，主動電極放在前三角肌上，分散電極放于中三角肌。n對于中風(fēng)病患，預(yù)防或治療肩關(guān)節(jié)脫位，主動電極在後三角肌大約13之地方，分散電極片則放在岡上肌上。 肘伸直肌n通常為增強神經(jīng)科病患其肘伸直之動作控制，或降低肘屈曲肌之?dāng)伩s或痙攣。n電極擺放位置應(yīng)避免刺激到引起肘關(guān)節(jié)屈曲之肱橈肌，因此其主動電極需要較小，放在後三角肌下沿，而其分散電極放在鷹嘴突上方。肘關(guān)節(jié)屈曲肌n 肘關(guān)節(jié)屈曲肌常與肘關(guān)節(jié)伸直肌一同進行交互性的電刺激，引起肘關(guān)節(jié)之動作。

16、肱二頭肌的肌肉較肱三頭肌小，所以電極片也相對較小，主動電極通常放在肱二頭肌的肌腹上，分散性電極則在肱二頭肌的肌腹遠端上 。腕/手指伸直肌n通常為促進動作控制、增進肌肉力量，以及改善高張力及關(guān)節(jié)攣縮之現(xiàn)象。n若要誘發(fā)腕伸直肌，主動電極位在肱骨外髁的下側(cè)方；若要增強手指伸直肌，則主動電極要稍往遠端栘，約在手前臂的中央；若要同時達到腕關(guān)節(jié)伸直與手指伸直動作，則主動電極放在可以引起手指伸直處，使用稍大的電極片，分散式電極在遠端靠近腕關(guān)節(jié)處。 腕/指屆曲肌n通常用來增加肌肉力量或是增加腕指關(guān)節(jié)屈曲活動度，較常使用中小型的電極片；n若欲刺激腕屈曲肌，主動電極放在比較近端的前側(cè)手臂，分散電極則放在手臂前側(cè)遠

17、端處，在屈曲肌腱上；n若要刺激手指屈曲肌，則需要更小的主動電極片，在前臂比較靠近肘關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)，分散電極片放在接近腕關(guān)節(jié)處。 掌內(nèi)肌肉n通常為剌激蚯蚓肌與骨間肌，以加強夾握(lumbrical grip)的能力。n其電極擺放之位置為，將小電極片當(dāng)主動電極片，放在腕豆骨骨頭的近端，將分散電極放置在前臂掌側(cè)，靠近手指屈曲肌的肌腱上，以造成掌指關(guān)節(jié)彎屈以及指間關(guān)節(jié)伸直之動作。n若要造成整個手指屈曲之抓握(hand grasp)東西之動作，可用兩組電極再合并手指屈曲肌之刺激。 拇指肌n中樞神經(jīng)障礙，如中風(fēng)或腦性麻痹病患，手指通常有屈肌痙攣，以至於大拇指常保持在內(nèi)縮與屈曲之姿勢。n治療時可使用功能性電刺激，

18、加強手指、大拇指之外展與伸直之動作，以協(xié)助抓握東西時準(zhǔn)備之動作。n其電極擺放在靠近拇指之外側(cè)，在拇指對掌肌之外側(cè)，分散式電極則放在前臂背側(cè)遠端13處，腕及指伸直肌肌腱上，因此可造成功能性大拇指伸直與外展動作，以協(xié)助手部之操作。 臨床應(yīng)用n行走時功能性支架的應(yīng)用n改善不明原因的脊柱側(cè)彎n改善肩關(guān)節(jié)脫位n兒童疾患使用神經(jīng)肌肉電刺激的注意事項行走時功能性支架的應(yīng)用n矯正垂足步態(tài)：主要要刺激患側(cè)之踝關(guān)節(jié)屈曲肌及膝關(guān)節(jié)伸直肌，於擺動期時刺激踝屈曲肌，站立期時刺激膝伸直肌。其觸動開關(guān)(trigger control)或可在腳跟，或于助行器之扶手工。 n第五節(jié)頸椎以上的四肢癱瘓的病患，功能性電刺激是唯一可以促進病患上動抓握的功能，要求周圍神經(jīng)不能有損傷，被動關(guān)節(jié)活動度需有一般活動所需之角度。應(yīng)該有良好之座椅系統(tǒng)，使軀干維持在穩(wěn)定的狀況。電刺激器之引動開關(guān)放任患者對側(cè)肩關(guān)節(jié)，以肩關(guān)節(jié)聳肩之動作來造成肘屈曲及手的抓放動作，使脊髓損傷病患有拿物品至口之動作。 n在下肢方面之個案選擇注意上肢之肌力是否足夠，下肢骨密度是否正常。n在兒童脊髓損傷之病患要