基本介紹
- 中文名：功能性電刺激療法
- 外文名：functional electrical stimulation,FES
- 屬於：神經肌肉電刺激
- 利用：一定強度的低頻脈衝電流
- 套用：醫療
- 學科：物理、機械、電子工程
定義,物理特性,治療作用,臨床套用,
定義
功能性電刺激（functional electrical stimulation，FES）屬於神經肌肉電刺激（neuromuscular electrical stimulation，NES）的範疇，是利用一定強度的低頻脈衝電流，通過預先設定的程式來刺激一組或多組肌肉，誘發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。
物理特性
1. 頻率：理論上FES的頻率為1~100Hz
2. 脈衝：常在100~1000之間，多使用200~300。
3. 占空比：大多數為1：1至1：3之間。
4. 波升/波降：波升是指達到最大電流所需要的時間，波降是指從最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在刺激神經肌肉的同時，也刺激傳入神經，加上不斷重複的運動模式信息，傳入中樞神經系統，在皮層形成興奮痕跡，逐漸恢復原有的運動功能。
臨床套用
常套用到以下方面：
1、上運動神經元癱瘓
2、呼吸功能障礙
3、排尿功能障礙
4、特發性脊柱側彎
5、肩關節半脫位
功能性電刺激最突出的例子就是心臟起博器。
功能性刺激包括治療套用和恢復運動功能的套用。治療套用可以進一步改善或阻止殘疾狀態的進一步發展，一般情況下，這類套用的時間較短(最長只有幾年)；運動功能恢復包括增強上肢的控制性和下肢的運運能力。當神經損傷穩定後開始使用功能恢復法並保持下去，可使套用者終身受益。
還有一些其他套用。
1、緩解疼痛的神經電子刺激器
疼痛是一種極其複雜的臨床症狀，與機體組織、器官的受損傷程度並不成正比，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。隨著現代工作、生活節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動的ENS901及ENSgll經皮式神經電子刺激器，它是利用放置在疼痛區近端或遠端的電極發出電脈衝波來治療持續性疼痛。這些電脈衝能阻斷傳送至脊髓的痛性刺激，並能啟動阻斷刺激到達胸部的神經系統的生理控制機制，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元癱瘓導致的一種結果，可能由腦血管意外、腦外傷、脊髓損傷、腦性癱瘓、發性硬化引起。FES治療的目的是幫助病人完成某些功能活動，如步行、抓握，協調運動活動，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合研製成一種使下肢癱瘓者正常行走的電子裝置。這種電子裝置產生一種類似於由大腦發出的神經信號的電刺激，能使病人的肌肉恢復活力，行走比較自如。已研製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，它所產生的電刺激類似於大腦本身所產生的相應的神經信號。安置這種裝置後，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
上肢的運動比下肢複雜許多。套用4一8通道的FES系統刺激手和前臂肌肉，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，通過同側肩部肌肉或對側上肢來控制開關。日本Tohku大學研究小組開發出恢復已喪失運運功能的新方法。該方法是採用植入肌肉內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鬆弛其運動感官。該研究小組設計的新系統，在計算機控制下，通過植入肌肉的電極刺激肌肉，可使已喪失神經功能的患者的手臂運動。該系統扮演了己損傷的腦和肌肉的角色。美國神經肌肉刺激系統公司開發了一種套用低能電刺激恢復因脊髓損傷的肌肉控制的康復技術—神經肌肉電刺激(NMES)。病人操作時，只要輕輕欲控制裝置內按鈕即可。低能量電流脈衝作用於肌肉並增強肌肉功能，尚可改善關節活動範圍。
4、助呼吸器
利用刺激隔神經維持呼吸大概算得FES臨床套用的最早嘗試。用於控制和調節呼吸運動的FES系統為隔肌起搏器。一對植入電極埋入雙側隔神經上(亦可用體表電極置於雙側勁部隔神經運動點上)，與固定於胸壁上的信號接收器相連。控制器發出無線電脈衝信號，由接收器將其變為低頻電流，經電極刺激隔神經，引起隔肌收縮。主要用於腦血管意外、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根，甚至植入脊髓的中間外側柱。另一種比較簡單而實用的方法是經陰道或直腸刺激尿道括約肌。
6、助視器
由於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代替視網膜的傳入衝動，應能供盲人重“見”光明。這方面已有大量研究，經過人體試驗已發現，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光點。
7、助聽器
由於耳蝸(毛細胸)病變而致聾者，聽神經和聽中樞仍然完整，因此一些學者構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末稍進行FES以重建聽覺。
8、治療脊術側彎
本病常見於青少年，病因不明。傳統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，病人往往不願戴從而使治療半途而廢。在70年代，一種用於脊柱側彎治療的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年報導用植入電極和射頻發射控制的系統治療本病獲得成功。由於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例患者套用此裝置進行治療，有76%的脊柱側彎患者病情好轉或得以維持。
還可以套用於脊柱融合刺激，經皮神經刺激助產儀，肩關節半脫位，治療癲癰等。
