功能性电刺激-医学课件.pptVIP

;;功能性电刺激

FunctionalElectricalStimulation，FES;机体各种运动和感觉功能，从最简化的意义上说，无非是神经冲动使相应的肌肉或神经细胞兴奋的结果。

因此，如果肌肉或神经细胞功能正常，只是由于缺乏使之兴奋的神经冲动而导致运动或感觉丧失的，应该可以人工地给以电刺激而使之恢复。这就是功能性电刺激(FunetionalEleetriealStimula-tion，FES)。;由于人体的每一种功能都是涉及许多细胞的极其复杂而协调精确的活动，加以技术上的困难，FES真正应用于临床还只是最近十几年的事，但它已显示了巨大的价值和诱人的前景，成为生物医学工程学的重要内容之一。

最突出的例子就是心脏起搏器，它已在全世界被广泛应用，拯救了千百万心脏病患者的生命。;主要内容;主要内容;定义;;功能性电刺激是Liberson等在1961年发明的。

Liberson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年正式定名为FES。;功能性电刺激踩车系统（台南大学）;功能性电刺激（FES）是SCI康复中发展最迅速的高科技技术。

美国卫生部曾经评价：FES可以“改善SCI疾病预防，促进健康，提高功能独立能力”；

美国疾病防治中心建议：“将FES作为SCI预防和缓解继发性残疾的技术”；;FES概述;;;5名完全性四肢瘫（C5-C7）患者进行电刺激踏车运动训练8周（7次/周），结果发现胰岛素刺激的糖摄取能力提高47%，磷酸果糖激酶表达和肌纤维类型无显著改变。?146%，己糖磷酸激酶II增加204?85%，糖合成酶增加526?13%，与离体肌肉胰岛素刺激的糖转运增加2.1倍的研究报道一致。股外侧肌葡萄糖运载蛋白4表达增加378?33

;;SCI患者腿部FES运动增加患者VO2max的作用是研究热点之一。

;Raymond等研究7例截瘫(T4-T12)，发现：

手臂与FES踏车联合运动比单独手臂运动的VO2高25%，心率低13%，氧脉搏高42%，通气量和呼吸商无显著差异

Phillips和Burkett研究8例SCI（C6-T12）上身训练与腿FES对VO2的作用，FES有增加VO2max的趋向，但未达到显著差异。

;Matsunaga等评估间断性20Hz和100Hz电刺激所导致的肌肉疲劳。电刺激为4秒/次，在开始运动后第60秒，120秒和240秒期间进行刺激。20Hz电刺激时肌肉疲劳明显于100Hz电刺激，提示：

100Hz电刺激对FES闭环控制有利。

;SCI由于运动受限导致心血管功能减退，因此心血管训练成为SCI康复的重要组成部分。

Gurney等报道FES踏车与手臂摇车训练12周后，峰值吸氧量（VO2peak）显著增加。但停训8周后VO2peak和最大运动负荷显著降低，提示：

SCI训练的外周肌肉适应和中枢适应必须坚持训练才能保持，这与神经功能正常者的研究结果一致。

;主要内容;物理特性;;使一种频率较高的电流的幅度和频率随着一种频率较低的电流的幅度变化而改变，称为调制。其受控制（即频率较高）的电流称被调波；控制电流（即频率较低）则称调制波。;;FES工作原理：神经细胞的电兴奋性

电刺激特点：

★刺激时间越短，达到阈值所需要的电流强度就越大；

★反之，所需电流强度越小。

★电流强度不能低于一个最小值（基强度，rheobase)

募集特性:指电刺激强度与被激活的肌纤维的数目之间的关系。反映电刺激肌肉响应的一个重要的量化关系。

在理论上把刺激作用时间无限长时（一般只需超过1毫秒），引起组织兴奋所需要的最小电流强度叫做基强度。;两种募集特性比较;;治疗作用;主要内容;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。;;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，以纠正足下垂。原理：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。

;;;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