FES(功能性电刺激).docVIP

第六节 功能性电刺激（Functional Electrical Stimulation, FES） 功能性电刺激疗法是使用低频电流刺激失去神经控制的肌肉，使期收缩，以替代或矫正器官及肢体以丧失的功能。该方法是Liberson等在1961年发明的。他们用脚踏开关控制电流刺激腓神经支配的肌肉，产生踝关节背屈，以帮助患者行走。当时称为功能性电疗法，1962年才正式定名为FES。目前FES的研究应用已涉及临床各个领域。如心脏起搏器用于心律失常和窦房结功能低下（病窦综合征）；膈肌起搏器（膈神经刺激器）用于救治呼吸中枢麻痹、调整呼吸；通过植入电极控制膀胱功能；调整胃肠功能等。一、物理特性由于FES的应用范围非常广泛，所用的仪器和电流参数差异很大。在此仅介绍神经肌肉的FES电流的性能：波型：双相指数波、方波；波宽：0.3~0.6ms；频率：20~100Hz；脉冲群宽度：0.8~1.8s；调幅：用梯形波，上升时间0.5~1.5s，下降时间0~1.0s可调。 二、FES的作用（一） 代替或矫正肢体和器官已丧失的功能，如偏瘫患者的足下垂、脊柱侧弯。（二） 功能重建。FES在刺激神经肌肉的同时，也刺激传入神经，加上不断重复的运动模式信息，传入中枢神经系统，在皮层形成兴奋痕迹，逐渐恢复原有的运动功能。 三、临床应用 （一） 上运动神经元瘫痪上运动神经元瘫痪包括脑血管意外、脑外伤、脊髓损伤、脑性瘫痪、发性硬化等。FES治疗的目的是帮助病人完成某些功能活动，如步行、抓握，协调运动活动，加速随意控制的恢复。1. 辅助站立和步行：最早应用单侧单通道刺激，用以纠正足下垂。其原理是：在患侧摆动相开始时，足跟离地，放在鞋后跟里的开关接通，电流刺激腓神经或胫骨前肌，使踝背屈。进入站立相后，开关断开，电刺激停止。对截瘫患者，可用4通道刺激。在双站立相（即双足同时站立时），刺激双侧股四头肌；在单侧站立相，一个通道刺激同侧股四头肌，同时对侧处于摆动相，一个通道刺激胫骨前肌。后来有人在此基础上，再增加了两个通道，分别刺激双侧臀中肌或臀大肌，控制骨盆活动。这样，患者使用FES可以站立、转移、行走。1986年Petrofsky等设计了一个FES系统与RGO矫形器配合使用，能使病人行走的效率、速度均提高，减少能量消耗。1987年Peckham等成功设计了多达26通道的FES系统，控制整个下肢。它的程控化很高，能使病人上、下楼梯。2. 控制上肢运动：上肢的运动比下肢复杂许多。应用4~8通道的FES 系统刺激手和前臂肌肉，可使病人完成各种抓握动作。因为手和前臂肌肉较小，一般用植入式电极，通过同侧肩部肌肉或对侧上肢来控制开关。 Cooper等（1988）发明了声控的FES系统。他们先将上肢运动程序输入电脑，然后训练电脑使其能识别10~25个词的发音，这些词是用来控制上肢运动的。患者为C5~C6脊髓损伤的四肢瘫，经训练后病人能较好地完成手抓握、放松等动作。（二） 呼吸功能障碍用于控制和调节呼吸运动FES系统为膈肌起搏器。一对植入电极埋入双侧膈神经上（亦可用体表电极置于双侧颈部膈神经运动点上），与固定于胸壁上的信号接收器相连。控制器发出无线电脉冲信号，由接收器将其变为低频电流，经电极刺激膈神经，引起膈肌收缩。主要用于脑血管意外、脑外伤、高位脊髓损伤所致的呼吸肌麻痹。（三） 排尿功能障碍1. 尿潴流当骶髓排尿中枢遭到破坏或S2~S4神经根损伤后，膀胱逼尿肌麻痹，出现尿潴留。当损伤部位在骶髓以上，则出现反射性膀胱，排尿不能受意识控制。FES对尿潴留的治疗都是采用植入式电极刺激逼尿肌，使其收缩，并达到一定的强度，克服尿道括约肌的压力，使尿排出。电极植入的位置和刺激部位有几种： 直接刺激逼尿肌；刺激脊髓排尿中枢；刺激单侧骶神经根；刺激骶神经根的部分分支。典型的刺激参数是频率20Hz，脉冲宽度1ms。2. 尿失禁是由于下运动神经元损伤，尿道括约肌和盆底肌无力，出现排尿淋漓不尽，或腹压轻微增高就排尿。FES刺激尿道括约肌和盆底肌，增强其肌力。对男性患者可用体表电极或直肠电极；对女性患者可用阴道电极。最早使用阴道电极是在1977年。刺激参数为频率20Hz，波宽0.1~5ms，通断比为8：15s，波型为交变的单相方波或双相方波。用阴道电极治疗的有效率很高，Susset等（1995）报道成功率达62%；Smith（1996）报道对紧张性尿失禁的有效率为66%，对detrusor不稳定的有效率为72%。（四） 特发性脊柱侧弯本病常见于青少年，病因不明。传统的治疗方法是戴脊柱矫形器。但因佩戴时间太长（每天需23小时），矫形器能限制患者的活动，不舒服，影响患者的形象，病人往往不愿戴从而使治疗半途而废。70年代开始对用电刺激替代矫形器的研究。这种能