电刺激:它能在脊髓损伤增加肌肉力量和个人骨质疏松?
电刺激技术在康复中的应用
电刺激技术在康复中的应用随着科技的不断进步,越来越多的新技术被应用于医疗领域。
其中,电刺激技术是一种非常有效的康复技术。
在康复中,许多疾病和损伤都影响人体的神经系统,导致肌肉失去协调和力量。
通过电刺激技术,可以刺激神经和肌肉,促进康复。
下面将从以下几个方面探讨电刺激技术在康复中的应用。
一、背景介绍电刺激技术是指利用电流刺激人体神经、肌肉和大脑,通过刺激神经和肌肉,从而促进康复。
电刺激技术已广泛应用于康复中,可以减轻疼痛,提高肌肉力量和协调性,促进血液循环,改善神经系统功能等。
二、1、疼痛管理电刺激技术可以刺激肌肉和神经,减轻疼痛。
例如在产后恢复中,电刺激技术可以促进子宫收缩和产后恶露排除,减轻疼痛,加速恢复。
2、增强肌肉力量和协调性在康复过程中,肌肉失去力量和协调性是一个常见问题。
通过电刺激技术,可以刺激肌肉收缩,促进肌肉力量和协调性的恢复。
电刺激技术在截肢康复中也起到重要作用,通过刺激假肢对应的神经和肌肉,促进残肢的功能恢复。
3、改善神经系统功能电刺激技术可以刺激大脑和神经系统,改善其功能。
例如在脑损伤后的康复中,通过电刺激技术可以刺激受损的脑区,促进神经细胞再生和恢复。
4、加速血液循环电刺激技术可以通过刺激肌肉,促进血液循环。
在康复过程中,血液循环不畅可以影响恢复,通过电刺激技术可以加速血液循环,促进恢复。
三、电刺激技术的安全性电刺激技术作为一种非常有效的康复技术,其安全性也备受关注。
电刺激技术的安全性取决于漏电流、刺激强度和频率等参数的选择和程序操作的规范性。
对于正常人来说,适宜的电刺激参数能够带来积极的康复效果且不会带来危害。
但是对于特殊人群,比如孕妇、心脏病患者和假肢使用者等,需要特别注意使用电刺激技术。
结论:电刺激技术在康复中起到非常积极的作用。
它可以减轻疼痛,增强肌肉力量和协调性,改善神经系统功能和加速血液循环等。
虽然电刺激技术的安全性得到了足够的保障,但需要根据用户的特殊情况,制定合适的方案。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激(Electromyostimulation,EMS)是一种康复治疗中常用的电刺激技术,通过外部刺激肌肉,使其收缩,以达到康复治疗的目的。
肌电刺激主要用于肌肉康复训练、疼痛缓解、肌无力等康复治疗领域。
下面将详细介绍肌电刺激在康复治疗中的应用效果。
肌电刺激在肌肉康复训练中具有显著的效果。
肌电刺激可以模拟神经系统控制肌肉运动的方式,通过刺激肌肉,使其收缩,从而起到锻炼肌肉、增强肌肉力量的作用。
这对于一些肌力减退、肌无力的患者来说十分有效。
肌电刺激可以通过不同的参数设置,如刺激强度、频率、脉宽等来达到不同的锻炼效果,可以根据患者的实际情况进行调整,个性化康复治疗。
肌电刺激在疼痛缓解中有良好的效果。
肌电刺激可以通过刺激肌肉,增加血液循环,促进代谢物的排出,从而缓解疼痛。
肌电刺激还可以刺激神经末梢产生幸福激素,改善患者的情绪,使其感到放松和舒适。
肌电刺激还可以通过刺激肌肉产生的生物电流干扰痛觉的传导,从而减轻疼痛感。
肌电刺激对于神经功能恢复具有积极的作用。
肌电刺激可以通过外部刺激肌肉,改善患者的神经系统功能。
肌电刺激可以增强肌肉的收缩力,提高协调性,促进神经系统的再塑造。
对于中风、脊髓损伤等患者来说,肌电刺激可以帮助恢复肌肉力量和协调性,提高日常生活能力。
肌电刺激还可以提高患者的心肺功能。
肌电刺激可以通过刺激肌肉,增加肌肉活动,加快血液循环和心肺功能的强化,从而提高患者的心肺功能。
肌电刺激还可以改善氧气的利用率,提高氧气吸收能力,从而提高患者的耐力和体力水平。
神经肌肉电刺激原理
神经肌肉电刺激原理神经肌肉电刺激原理是一种常见的物理治疗方法,通过电流刺激神经和肌肉组织,以达到治疗和康复的效果。
这一原理基于人体神经肌肉系统的生理特点,利用电流的刺激作用,对神经和肌肉进行调节和修复。
神经肌肉电刺激原理的基本机制是通过电流刺激神经纤维和肌肉组织,引起神经兴奋和肌肉收缩。
在人体的神经系统中,神经纤维是传递神经冲动的媒介,而肌肉则是实现运动功能的主要组织。
通过电刺激,可以刺激神经纤维,使其产生兴奋传导,进而引起肌肉的收缩和运动。
在神经肌肉电刺激治疗中,通常会使用特定的电极贴片,将电流传递给患者的身体特定部位。
电流的强弱和频率可以根据患者的具体情况进行调节,以达到最佳的治疗效果。
电刺激可以直接作用于神经纤维和肌肉组织,刺激神经传导和肌肉收缩,从而改善神经肌肉功能。
神经肌肉电刺激的应用范围广泛,可以用于治疗各种神经肌肉疾病和损伤,如脊髓损伤、周围神经损伤、中风后遗症等。
电刺激可以促进神经的再生和肌肉的恢复,增强神经肌肉功能,缓解疼痛和不适感,提高患者的生活质量。
神经肌肉电刺激原理的机制主要包括以下几个方面:首先,电刺激可以增加神经纤维的兴奋性,促进神经冲动的传导。
其次,电刺激可以增加肌肉的收缩力和耐力,提高肌肉的功能和表现。
此外,电刺激还可以促进局部血液循环和代谢,加速损伤组织的修复和恢复。
在神经肌肉电刺激治疗中,一般会结合其他的物理治疗方法,如热疗、按摩、运动康复等,以加强治疗效果。
电刺激可以作为一种辅助手段,帮助患者更好地进行康复训练,提高治疗效果。
然而,神经肌肉电刺激治疗并非适用于所有的患者和疾病。
在使用电刺激治疗时,需要根据患者的具体情况,制定个体化的治疗方案。
此外,电刺激治疗也需要在专业人士的指导下进行,以确保治疗的安全和有效性。
总之,神经肌肉电刺激原理是一种有效的物理治疗方法,通过电流刺激神经纤维和肌肉组织,促进神经肌肉的修复和康复。
它在神经肌肉疾病和损伤的治疗中具有重要的作用,可以改善患者的症状和功能。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激在康复治疗中的应用效果肌电刺激是一种物理治疗技术,通过将电流刺激施加到肌肉上,以促进肌肉收缩和放松,从而促进康复治疗效果的提高。
肌电刺激广泛应用于各类康复治疗中,包括运动康复、神经康复和疼痛管理等。
本文将分析肌电刺激在康复治疗中的应用效果,并探讨其机制和适应症。
肌电刺激在运动康复中的应用效果显著。
在运动康复中,肌电刺激可用于增强肌肉力量和耐力,并改善运动协调性。
研究表明,肌电刺激能够增加患者的最大肌力和肌肉截面积,从而改善肌肉功能。
肌电刺激还能够提高患者的运动表现,如改善步态和平衡能力。
肌电刺激还可以通过诱发运动反应,帮助患者恢复肌肉控制能力和动作模式,从而促进康复效果的提高。
肌电刺激在运动康复中的应用广泛,被认为是一种有效的康复治疗技术。
肌电刺激在神经康复中的应用也取得了显著的效果。
神经康复是一种通过促进受损神经的再生和重塑,帮助患者恢复神经功能的治疗方法。
肌电刺激在神经康复中主要通过电刺激神经和肌肉来促进神经再生和重塑。
研究表明,肌电刺激能够诱发肌肉收缩,从而通过神经-肌肉反馈机制,促进受损神经的再生和重塑。
肌电刺激还能够增强神经系统的可塑性,改善神经转导功能,并促进神经功能的恢复。
肌电刺激在神经康复中的应用也被广泛认可,并被用于多种神经疾病的治疗,如中风、脊髓损伤和周围神经损伤等。
肌电刺激在疼痛管理中也显示出了良好的应用效果。
疼痛是一种常见的康复治疗问题,往往会限制患者的运动和功能恢复。
肌电刺激可以通过改善肌肉疼痛和促进血液循环,减轻患者的疼痛感。
研究表明,肌电刺激可以通过促进局部血液循环,增加肌肉舒张和营养供应,从而减轻疼痛感。
肌电刺激还可以通过降低疼痛感受器的敏感性和改善神经传导功能,减少疼痛信号的产生和传导。
肌电刺激在疼痛管理中的应用效果显著,被广泛应用于康复治疗中。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果主要基于以下几个方面的机制。
肌电刺激可以促进肌肉收缩和放松,从而增强肌肉的力量和耐力。
低频电疗法的治疗原理
低频电疗法的治疗原理
低频电疗法是一种物理治疗方法,它利用低频电流来刺激人体组织和器官,以达到治疗疾病和缓解症状的目的。
以下是低频电疗法的治疗原理:
1. 神经肌肉刺激:低频电刺激可以直接作用于神经和肌肉组织,通过刺激神经末梢和肌肉纤维,引发肌肉收缩和松弛。
这种刺激可以帮助恢复肌肉的功能,增强肌肉力量,改善运动能力。
2. 促进血液循环:低频电刺激可以引起血管扩张,增加局部血液供应。
这有助于改善组织的营养供应,促进伤口愈合,缓解疼痛和炎症。
3. 缓解疼痛:低频电刺激可以通过刺激神经末梢,抑制疼痛信号的传递,从而减轻疼痛感觉。
它对于一些慢性疼痛疾病,如关节炎、颈椎病等,可能具有一定的缓解作用。
4. 调节神经系统功能:低频电刺激可以影响中枢和外周神经系统的功能,调节神经递质的释放和活性。
这可能有助于改善神经系统的调节功能,缓解焦虑、失眠等问题。
5. 促进细胞修复和再生:低频电刺激可以促进细胞的代谢和修复过程,加速组织的再生和修复。
这对于一些伤口愈合缓慢的情况可能有帮助。
需要注意的是,低频电疗法的治疗效果可能因个体差异和疾病的不同而有所差异。
在接受低频电疗法治疗之前,建议咨询专业医生或理疗师,了解是否适合该治疗方法,并根据医生的建议进行治疗。
脊髓损伤康复训练
脊髓损伤康复训练脊髓损伤是一种对人体功能造成严重影响的损伤,病情严重者可能导致肢体瘫痪以及膀胱、肠道功能丧失等。
康复训练对于脊髓损伤患者的恢复至关重要。
本文将探讨脊髓损伤康复训练的方法和技术。
一、理解脊髓损伤脊髓损伤是指脊髓受到外部力量的压迫、牵拉、挫伤、撞击或刺伤等,造成神经组织发生损害。
根据损伤部位和程度的不同,脊髓损伤可分为完全性和不完全性损伤。
完全性损伤意味着脊髓以下神经传导完全中断,而不完全性损伤表示脊髓以下神经传导仍有一定功能。
二、康复训练的目标脊髓损伤患者的康复训练旨在最大限度地恢复其生活自理能力和社会功能。
具体目标包括康复患者的肌力训练,提高肌肉力量;康复患者的平衡和协调性训练,以提高行走能力;康复患者的反射能力康复,以改善膀胱、肠道功能;康复患者的精神状态康复,以增强生活质量。
三、康复训练的方法1. 功能电刺激训练功能电刺激是通过电刺激来调整脊髓损伤患者的肌肉,以恢复肌肉活动功能。
该方法能够激活肌肉,使其产生收缩运动,从而增加肌肉力量。
功能电刺激可以结合康复器械使用,通过电极与患者的肌肉相连,传输电流刺激神经,进而影响肌肉运动。
2. 步态训练步态训练主要用于不完全性脊髓损伤患者,旨在帮助他们重新学习行走。
在步态训练中,患者通过借助辅助装置,如助行器、支撑杆等,逐渐恢复站立和行走的能力。
训练过程中,重视平衡和协调性动作的训练,以及肌肉力量的增强。
3. 膀胱和肠道功能康复训练脊髓损伤患者常常伴有膀胱和肠道功能障碍,康复训练可以改善患者的尿液和粪便控制能力。
膀胱功能康复包括膀胱训练、定期排尿和使用间歇性导尿管等方法。
肠道功能康复包括饮食管理、定时排便以及腹肌锻炼等方法。
四、康复训练的风险和预防在进行康复训练时,需要注意可能存在的风险和预防措施。
脊髓损伤患者在训练过程中可能面临意外伤害的风险,如跌倒、失衡等。
为了预防这些风险,训练过程应由专业医护人员全程监督,并配备相应的保护措施,如安全带、护具等。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激是一种康复治疗中常用的物理治疗手段,通过对肌肉施加电刺激,可以促进
神经-肌肉系统的恢复和功能重建。
在康复治疗中,肌电刺激的应用效果非常显著,可以
帮助患者恢复肌力、改善肌肉协调性,并提高患肢的功用能力。
肌电刺激在康复治疗中可以增强肌肉力量。
在一些运动性能减退或肢体机能受限的患
者中,肌电刺激可以促进肌肉的收缩和放松,有效地增加肌肉的力量。
通过不断调整刺激
强度和频率,可以达到逐渐增强肌肉力量的效果。
这对于某些肌肉功能退化的病患,如中
风后的肢体瘫痪患者、脊髓损伤等起到了相当大的帮助。
肌电刺激在康复治疗中可以改善肌肉协调性。
在一些肌肉协调性受损的疾病或损伤中,如脑卒中、帕金森病等,肌电刺激可以通过刺激神经-肌肉系统,调节神经与肌肉的联系,增强神经肌肉对运动的控制能力,从而改善肢体的协调性。
在康复治疗过程中,通过刺激
患者的相应肌群,让患者感受到正确的肌肉收缩与松弛模式,逐渐培养正常的运动模式和
肌肉协调性。
肌电刺激在康复治疗中可以提高患肢的功用能力。
对于一些缺乏感觉或运动功能的肢体,肌电刺激可以模拟真实运动的生理模式,刺激患肢的肌肉,提高其收缩和放松的能力,增加运动幅度和速度,最终实现对患肢的控制和操作能力。
在脊髓损伤患者中,肌电刺激
可以通过刺激相应肌肉的收缩,帮助患者实现下肢的步行功能。
音频电疗机对脊髓损伤患者恢复的作用与疗效评价
音频电疗机对脊髓损伤患者恢复的作用与疗效评价近年来,随着科技的发展,音频电疗机作为一种新型康复设备,被广泛应用于脊髓损伤患者的康复治疗中。
它利用声音振动的原理,在治疗过程中对脊髓及周围组织进行刺激,以促进脊髓损伤患者的恢复。
那么,音频电疗机到底对脊髓损伤患者的恢复有何作用?它的疗效如何评价?首先,音频电疗机通过声音振动的刺激,可以增加脊髓中神经元的兴奋性,提高神经细胞的传导速度,促进受损神经的再生。
研究表明,声音振动的刺激能够改善脊髓和周围神经系统的血液循环,增加神经细胞的氧供,加速组织修复和再生过程。
此外,音频电疗机还能够减轻脊髓损伤患者的疼痛,改善患者的生活质量。
其次,音频电疗机还具有促进肌肉康复和运动功能恢复的作用。
脊髓损伤患者往往伴随着肌肉的萎缩和功能丧失,导致患者肌力减弱甚至瘫痪。
音频电疗机可以通过声音振动的刺激,促进肌肉的收缩和松弛,增加肌肉的力量和柔韧性。
同时,它还能够刺激脊髓神经元的再生和连接,帮助患者恢复运动功能。
研究发现,音频电疗机治疗可以改善脊髓损伤患者的步态、平衡和协调能力,提高患者的活动水平。
另外,音频电疗机还可以促进脊髓损伤患者的神经感觉功能恢复。
脊髓损伤常常导致患者的感觉缺失或异常,影响他们的日常生活和运动控制。
音频电疗机可以通过声音振动的刺激,刺激受损的感觉神经,促进神经的再生和恢复。
研究发现,音频电疗机治疗可以改善脊髓损伤患者的痛觉、触觉和温度感知,提高患者对外界刺激的感知能力。
然而,对于脊髓损伤患者的恢复作用与疗效评价尚需进一步探讨。
当前研究的局限性主要源于样本数量有限、研究设计不一致以及评价指标差异等方面。
因此,有必要进行更多临床实验和规范的疗效评价,以验证音频电疗机对脊髓损伤患者的康复效果。
综上所述,音频电疗机在脊髓损伤患者的康复治疗中具有促进脊髓神经再生、促进肌肉康复、改善神经感觉功能的作用。
尽管其疗效尚待进一步研究,但音频电疗机作为一种新型的康复设备,有望成为脊髓损伤患者康复治疗的重要辅助手段,为患者恢复功能和提高生活质量提供更多的选择。
功能性电刺激康复学通过电刺激促进身体受损者康复的学科
功能性电刺激康复学通过电刺激促进身体受损者康复的学科电刺激康复学,作为一门专注于利用电刺激技术促进身体受损者康复的学科,已经取得了显著的进展。
在功能性电刺激康复学中,电刺激被用来激活神经肌肉系统,以增强肌肉功能、改善日常生活能力和提高生活质量。
本文将探讨功能性电刺激康复学如何通过电刺激促进身体受损者康复的相关研究和应用。
一、电刺激康复的原理和机制电刺激康复的基本原理是通过外部电刺激信号,刺激神经肌肉系统,以提高受损者的肌肉力量和功能。
这种方法利用了神经肌肉系统对外部刺激的反应性,通过刺激神经和肌肉,可以重建肌肉力量和协调性,从而恢复受损者的运动功能。
电刺激康复学中最常见的电刺激技术是肌肉电刺激(NMES)和神经电刺激(NES)。
肌肉电刺激是通过外部电极贴附在患者肌肉上,通过电刺激信号产生肌肉收缩,从而帮助受损者恢复肌肉力量和协调性。
神经电刺激则是通过直接刺激患者的神经根或周围神经,以激活特定的肌肉,从而恢复运动功能。
二、电刺激康复的应用领域在功能性电刺激康复学中,电刺激被广泛应用于不同的康复领域,包括神经系统康复、肌肉功能康复以及日常生活能力的提高等。
1. 神经系统康复电刺激康复在神经系统康复中发挥着重要作用。
例如,在中风患者的康复中,肌肉电刺激被用来激活受损的肌肉,恢复患者的运动功能。
此外,电刺激还可以用于帕金森病、脊髓损伤等神经系统疾病的康复,以促进患者的运动能力和生活质量的提高。
2. 肌肉功能康复电刺激在肌肉功能康复中也具有重要地位。
它能够有效地激活受损肌肉,增强肌肉力量和力量耐力。
因此,电刺激常被用于运动损伤后的肌肉康复,如肌肉萎缩、骨折后的肌肉恢复等。
3. 日常生活能力提高除了在特定疾病的康复中应用,功能性电刺激康复学还可以通过电刺激促进身体受损者的日常生活能力的提高。
例如,在年老体弱者中,通过电刺激可以增强肌肉力量,改善平衡和步态,以提高他们的行走能力和降低跌倒风险。
三、功能性电刺激康复学的未来发展随着科技的不断进步,功能性电刺激康复学在未来将有更广阔的发展前景。
康复医学中的神经肌肉电刺激疗法
康复医学中的神经肌肉电刺激疗法康复医学是一门通过各种方法和技术帮助患者恢复功能、提高生活质量的学科。
神经肌肉电刺激疗法(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)作为一种常用于康复治疗的技术,已逐渐展现其在促进康复过程中的重要作用。
一、神经肌肉电刺激疗法的原理与机制神经肌肉电刺激疗法是通过向神经或肌肉施加电流刺激,以产生运动反应或肌肉收缩,从而达到促进功能恢复和康复治疗的目的。
其原理主要基于以下几点:1. 神经激活:通过电刺激神经,可以激发神经传导,增加神经纤维的兴奋性,使受损神经传导能力恢复,进而改善患者的神经功能。
2. 肌肉收缩:电刺激可以引起肌肉纤维的收缩,通过增加肌肉的张力、力量和耐力,提高患者的肌肉功能。
这对于康复治疗中的肌肉恢复和功能训练具有重要意义。
3. 疼痛缓解:神经肌肉电刺激还可以通过改变疼痛信号的传导,刺激神经系统释放内啡肽等内源性镇痛物质,从而减轻患者的疼痛感。
二、神经肌肉电刺激疗法的应用领域神经肌肉电刺激疗法在康复医学中的应用广泛,涵盖了多个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 运动康复:神经肌肉电刺激疗法可以用于帮助患者进行肌肉康复训练,包括增加肌肉张力、改善运动控制能力、提高肌肉协调性等。
尤其对于运动功能障碍的患者,如中风、截肢、脊髓损伤等,其康复效果显著。
2. 疼痛管理:电刺激可刺激神经系统的内源性痛阈,减轻疼痛感受。
因此,神经肌肉电刺激疗法在疼痛管理和疼痛康复中得到广泛应用,如慢性腰背疼痛、关节炎痛、痉挛性疼痛等。
3. 神经功能重建:对于患有神经系统疾病或损伤的患者,神经肌肉电刺激疗法可用于重建神经功能。
当神经传导能力受损时,通过刺激神经,可以帮助传导神经脉冲,促进神经再生和修复。
4. 肌无力治疗:神经肌肉电刺激疗法可以增加肌肉收缩,对于肌无力患者来说,可以起到强化肌肉功能的作用。
这种治疗方法对于重症肌无力、周围神经病变引起的肌肉功能障碍等有良好的效果。
电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景
电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,常常导致肢体瘫痪和感觉丧失。
目前,康复治疗是脊髓损伤患者恢复功能最主要的手段之一。
而电刺激器作为一种新兴的治疗工具,在脊髓损伤康复中展示出了广阔的应用前景。
本文将对电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景进行探讨。
首先,电刺激器可以帮助恢复患者的运动功能。
脊髓损伤患者常常出现肢体瘫痪的症状,电刺激器可以通过刺激患者的肌肉和神经,帮助他们重新建立运动功能。
具体来说,电刺激器可以通过刺激神经和肌肉产生肌肉收缩和放松的效果,从而帮助患者进行运动训练。
这种刺激不仅可以加强患者的肌肉力量,还可以提高神经递质的传输速度,促进受损神经的再生,从而促进患者的康复。
其次,电刺激器还可以改善患者的感觉丧失。
脊髓损伤患者常常出现感觉丧失的症状,包括触觉、温度和疼痛感受等。
电刺激器可以通过刺激患者的神经末梢,重新激活受损神经的功能,从而帮助恢复他们的感觉。
一些研究已经显示,电刺激器能够改善患者的触觉、温度和疼痛感受等方面的功能,提高患者的生活质量。
此外,电刺激器还可以促进脊髓损伤的神经再生。
脊髓损伤后,受损的神经常常面临再生的困境。
电刺激器可以通过刺激神经末梢,促进神经的再生,从而帮助恢复受损神经的功能。
一些研究已经证明,电刺激能够提高神经细胞的增殖和突触形成,促进神经再生。
这为脊髓损伤患者的康复带来了新的希望。
同时,电刺激器还可以调节脊髓损伤患者的自主神经功能。
脊髓损伤常常导致自主神经功能紊乱,例如尿失禁、性功能障碍等。
电刺激器可以通过刺激神经,调节患者的自主神经功能,从而改善这些功能障碍。
一些研究已经证实,电刺激能够改善脊髓损伤患者的排尿功能、性功能等问题,提高他们的生活质量。
虽然电刺激器在脊髓损伤康复中展示出了广阔的应用前景,但也面临一些挑战。
首先,电刺激器需要在专业医务人员的指导下进行使用,确保安全性和有效性。
其次,电刺激器的应用还需要进一步的研究和验证,以确定最佳的刺激参数和治疗方案。
骨质疏松的功能电刺激原理
骨质疏松的功能电刺激原理骨质疏松是一种骨骼系统的疾病,主要特征是骨质的丧失和破坏,导致骨骼脆弱易碎。
功能电刺激是一种非药物、非侵入性的治疗方法,通过应用电流刺激骨组织,促进骨细胞的生长和再生,从而有效缓解骨质疏松的症状和改善患者的生活质量。
骨质疏松的发生与人体内骨细胞的生长和再生紊乱有关,常见的原因包括年龄增长、缺乏运动、营养不良等。
功能电刺激通过应用特定频率和强度的电流刺激骨骼,可以模拟正常的生理环境,从而调节骨细胞的生长和活动。
功能电刺激的原理主要包括以下几个方面:1. 电流刺激骨细胞:功能电刺激的关键是电流刺激骨细胞,从而增加骨组织的生长和再生。
电流的作用可以通过改变细胞膜上的离子通道的活性,增加钙离子的内流,从而促进骨细胞的生长和分裂。
2. 骨细胞的活化和分化:功能电刺激通过刺激骨组织,可以使骨细胞处于活化状态,促进骨细胞的增殖和分化。
电流刺激可以提高细胞内的ATP(三磷酸腺苷)水平,促进蛋白质合成和骨基质的沉积,从而增加骨组织的密度和强度。
3. 血液循环的改善:功能电刺激还可以改善骨骼周围的血液循环。
电流刺激可以扩张血管,增加血管内的血液流速和氧气供应。
良好的血液循环可以提供充足的营养物质和氧气,促进骨细胞的生长和再生。
4. 降低炎症反应:骨质疏松常常伴随炎症的发生,而功能电刺激可以降低炎症反应,减少骨骼的破坏和疼痛。
电流刺激可以调节炎症相关的细胞因子的产生,抑制炎症过程,从而缓解骨质疏松的症状。
功能电刺激作为一种非药物、非侵入性的治疗方法,具有安全、无副作用的特点,并且可以与其他传统治疗方法相结合,提高治疗效果。
研究表明,功能电刺激对骨质疏松的治疗具有显著的效果,可以增加骨密度、降低骨折风险,并改善患者的生活质量。
总之,功能电刺激通过刺激骨细胞的生长和活动,改善血液循环,降低炎症反应等途径,有助于缓解骨质疏松的症状和改善患者的骨骼健康。
这一治疗方法的应用前景广阔,但仍需进一步深入的研究和临床验证,以提高其治疗效果和安全性。
脊髓电刺激术原理
脊髓电刺激术原理宝子们!今天咱们来唠唠一个超酷的医疗技术——脊髓电刺激术。
这可不是什么神秘莫测的魔法,不过它的原理啊,就像是一场身体内部的奇妙小派对呢。
咱先说说脊髓是个啥。
脊髓啊,就像身体里的超级信息高速公路。
大脑这个司令部发出的各种指令,像让咱的手去拿个小零食啦,让脚去踢个小石子啦,都得通过脊髓这个高速公路送到身体的各个部位。
同时呢,身体各个地方的感觉信息,像手碰到热水感觉到烫啦,脚踩在软软的草地上的感觉啦,也得通过脊髓传回大脑。
那脊髓电刺激术是咋回事呢?想象一下,脊髓这条高速公路有时候会出点小故障。
比如说,有些人因为受伤或者一些疾病,身体会有持续的疼痛。
这时候,脊髓电刺激术就像是一个超级小助手来帮忙啦。
医生会在脊髓附近放一个小小的电极,这个电极就像一个超级迷你的信号发射器。
这个小电极发射出来的电信号啊,就像是在脊髓的高速公路上设置了一些特殊的小信号站。
这些小信号站会发出一种温和的、有规律的电信号。
当这些电信号在脊髓里传播的时候,就会干扰那些传递疼痛信息的信号。
你可以把疼痛信号想象成一群捣蛋鬼,本来它们大摇大摆地沿着脊髓往大脑跑,要告诉大脑“好疼好疼”。
但是这个电刺激的信号一来呢,就像一群小天使,把这些捣蛋鬼的路给搅乱了。
疼痛信号就没办法那么顺利地到达大脑啦,大脑收到的疼痛感觉就会大大减轻。
而且哦,这个脊髓电刺激术还有个很有趣的地方。
它不仅仅是在捣乱疼痛信号的传递,还像是在给脊髓做一个小小的按摩和激励。
就好像在告诉脊髓:“伙计,振作起来,好好工作哦。
”脊髓在这种温和的电刺激下,它周围的一些细胞和神经纤维也会受到积极的影响。
它们可能会变得更加活跃,更加健康,就像给它们注入了一股小小的活力源泉。
从更微观的角度来看呢,我们的神经细胞是靠一些离子的进出传递信号的。
这个脊髓电刺激术发出的电信号,会改变脊髓周围神经细胞的离子环境。
比如说,会影响钠离子、钾离子这些离子的分布。
这一改变啊,就会让神经细胞传递信号的方式发生变化。
电刺激器在手术后康复中的应用前景
电刺激器在手术后康复中的应用前景手术后康复是一个复杂而又关键的过程,对患者的恢复和功能重建起着至关重要的作用。
在这个过程中,电刺激器已经成为一种被广泛应用的康复工具。
它通过模拟神经系统中的生理过程,促进肌肉收缩和神经信号传递,提高患者的肌肉强度和功能。
本文将探讨电刺激器在手术后康复中的应用前景。
首先,电刺激器可以在手术后帮助患者恢复肌肉功能。
手术后,患者往往会出现肌肉萎缩和功能障碍的情况。
电刺激器可以通过刺激肌肉,促进肌肉收缩和代谢,增加肌肉强度,从而帮助患者恢复正常的肌肉功能。
以膝关节手术康复为例,电刺激器可以通过刺激大腿肌肉,帮助患者增加肌肉的力量和稳定性,减少疼痛和不适感,加速康复过程。
其次,电刺激器可以改善患者的血液循环和淋巴流动。
手术后,患者往往会出现局部血液循环不畅和淋巴液积聚的问题。
电刺激器通过刺激肌肉收缩和神经传导,可以加速血液循环和淋巴流动,从而减少水肿和局部疼痛,促进伤口愈合。
特别是在创伤手术后康复中,电刺激器的应用对于促进伤口愈合和防止并发症的发生具有重要的意义。
此外,电刺激器还可以帮助患者恢复神经功能。
部分手术会涉及神经损伤或者神经功能障碍,导致患者失去某些运动或感觉功能。
电刺激器可以通过刺激神经传导,帮助患者恢复受损的神经功能。
例如,在脊髓损伤的康复过程中,电刺激器可以通过刺激神经根,帮助患者恢复肢体运动和感觉功能,提高生活质量。
此外,电刺激器也可以用于疼痛管理和心理舒缓。
手术后常伴随着剧痛和不适感,给患者带来痛苦和焦虑。
电刺激器可以通过刺激神经传导,分泌内源性止痛物质,减轻疼痛感。
同时,它还可以通过刺激神经系统,促进内源性多巴胺的释放,帮助患者放松和缓解焦虑,提升心理状态。
总的来说,电刺激器在手术后康复中具有广阔的应用前景。
它可以通过刺激肌肉收缩、加速血液循环和神经传导,帮助患者恢复肌肉功能、促进伤口愈合和神经功能的改善。
此外,它还可以用于疼痛管理和心理舒缓,提升患者的生活质量。
脊髓电刺激的原理
脊髓电刺激的原理嘿,你知道脊髓电刺激是啥不?这玩意儿可神奇啦!就好像给身体里安装了一个小小的魔法开关。
咱的脊髓啊,那可是身体里超级重要的一部分,它就像一条繁忙的信息高速公路,负责传递各种信号。
而脊髓电刺激呢,就是在这条高速公路上加点特别的“能量”。
想象一下,你的身体有时候会因为各种疼痛或者疾病而不舒服,这时候脊髓电刺激就闪亮登场了。
它通过在身体里植入一个小小的装置,这个装置会发出微弱的电流。
这电流可不是乱发的哦,它就像一个精准的小卫士,专门去刺激那些需要帮助的神经。
为啥要用电流来刺激呢?这就好比在黑暗的房间里点上一盏灯。
当身体出现问题的时候,就像是房间变得昏暗无光。
而脊髓电刺激带来的电流,就如同那盏灯,瞬间照亮了黑暗的角落。
它能让那些原本不太活跃的神经重新振作起来,恢复正常的功能。
你可能会问,这电流会不会很危险啊?完全不用担心!医生们可是经过了严格的计算和测试,确保这个电流的强度恰到好处。
它就像一个温柔的小助手,不会给身体带来任何伤害。
而且,这个装置还可以根据每个人的具体情况进行调整,简直太贴心了!脊髓电刺激的应用范围可广了呢!对于那些长期忍受慢性疼痛的人来说,它简直就是救星。
比如有的人因为神经受损而疼痛难忍,吃了好多药也不管用。
这时候,脊髓电刺激就可以发挥大作用了。
它能有效地缓解疼痛,让人们重新找回生活的乐趣。
还有啊,对于一些瘫痪的患者来说,脊髓电刺激也可能带来新的希望。
虽然不能一下子就让他们完全恢复,但它可以刺激神经,帮助他们恢复一些肌肉的功能。
这就像在干涸的土地上洒下了一滴水,虽然不能立刻变成绿洲,但却带来了生机和希望。
你想想,要是没有脊髓电刺激,那些被疼痛折磨的人该有多痛苦啊!而有了它,就好像有了一个隐形的守护天使,时刻在身边保护着我们。
它让我们看到了医学的神奇和力量,也让我们对未来充满了信心。
脊髓电刺激是一项非常了不起的技术。
它就像一把神奇的钥匙,打开了身体康复的大门。
它为那些遭受痛苦的人带来了希望和光明,让他们能够重新拥抱美好的生活。
电刺激器对截肢者肌肉功能恢复的促进作用探索
电刺激器对截肢者肌肉功能恢复的促进作用探索截肢是指因疾病、事故或其他原因而导致身体部分肢体的丧失。
这对截肢者来说是一次巨大的生活变故,不仅影响着他们的身体健康和生活质量,还对其心理状态造成了深远的影响。
然而,随着科技的不断进步,电刺激器逐渐被应用在截肢者的康复治疗中。
本文将探索电刺激器对截肢者肌肉功能恢复的促进作用,并讨论其潜在的机制和局限性。
电刺激器,也被称为电刺激设备或电刺激装置,是一种将电流通入肌肉组织以达到刺激、促进肌肉收缩的设备。
它通过在截肢者残余肌肉或肢体下的皮肤上放置电极,将电流传输至肌肉组织,从而引发肌肉收缩。
通过这种方式,电刺激器可以模拟真实的肌肉收缩,帮助截肢者增强肌肉力量和改善功能恢复。
首先,电刺激器通过刺激截肢者残余肌肉实现了无论是表面肌肉张力还是深部肌肉力量的增加。
通过电刺激,截肢者能够在短时间内产生较大的肌肉力量,从而帮助他们完成日常生活中的各种活动。
在使用电刺激器进行康复训练的过程中,截肢者能够逐渐增加训练负荷和时长,加强肌肉力量和肌肉耐力。
这种持续的刺激和锻炼有助于肌肉组织的再生和重塑,促进截肢者的肌肉功能恢复。
其次,电刺激器可以改善截肢者的神经肌肉连接,促进运动控制的恢复。
截肢导致了原本的神经与肌肉的连接断裂,使得截肢者难以控制残存的肌肉。
通过电刺激器的刺激,可以在促进肌肉收缩的同时,刺激神经末梢,提升对肌肉的控制能力。
这种刺激神经和肌肉之间的重新连接,有助于截肢者恢复肌肉的协调性和精确性。
此外,电刺激器还可通过刺激局部血液循环,促进截肢者的肌肉修复和康复过程。
截肢导致了肌肉组织的损伤和废用,血液循环受到了一定的影响。
通过电刺激器的运用,可以增加局部血流量,加快废用肌肉组织的供血和营养输送,促进肌肉的修复和恢复。
然而,电刺激器也存在一定的局限性。
首先,电刺激器的效果在不同个体间存在差异。
每个截肢者的康复情况是独特的,因此对于一些个体来说,电刺激器可能更加有效,而对于另一些个体则可能效果不显著。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激在康复治疗中的应用效果肌电刺激(Electrical Muscle Stimulation,EMS)是一种通过电流刺激肌肉来引起肌肉收缩的康复治疗方法。
它是利用电流通过电极传递到肌肉,刺激肌肉产生收缩,以达到锻炼和康复的目的。
肌电刺激常用于康复治疗中,对于一些运动损伤、神经性肌肉疾病以及慢性疼痛等方面有较好的应用效果。
1. 促进肌肉力量和肌肉功能的恢复:肌电刺激可以通过刺激肌肉收缩促进肌肉力量的恢复。
在一些手术后或长期卧床的人群中,肌电刺激可以帮助患者恢复肌肉力量和协调性。
对于一些脑卒中患者,肌电刺激可以通过刺激患侧肌肉收缩,促进健侧肌肉力量和协调性的恢复。
2. 促进局部血液循环:肌电刺激可以通过增加肌肉收缩和舒张来促进局部血液循环。
对于一些慢性疼痛患者,肌电刺激可以通过促进血液循环来减轻疼痛和促进组织修复。
3. 缓解肌肉疼痛和肌肉痉挛:肌电刺激可以通过刺激肌肉收缩来缓解肌肉痉挛和疼痛。
在运动损伤、肌肉扭伤、颈肩腰腿痛等方面,肌电刺激可以通过刺激肌肉收缩来减轻疼痛和改善肌肉功能。
4. 改善神经传导功能:肌电刺激可以通过刺激神经传导来改善神经功能。
对于一些神经性肌肉疾病患者,如周围神经麻痹、脊髓损伤等,肌电刺激可以通过刺激神经传导来改善神经功能和肌肉功能。
需要注意的是,肌电刺激在康复治疗中的应用需要专业人士的指导和监督,操作不当可能会对患者造成伤害。
肌电刺激也有一定的禁忌症,如对电流过敏的患者、心脏病患者等需要慎重使用。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果是显著的。
它可以促进肌肉力量和肌肉功能的恢复,促进局部血液循环,缓解肌肉疼痛和肌肉痉挛,改善神经传导功能。
在使用肌电刺激时需要注意安全性和禁忌症,遵循专业人士的指导和监督。
电刺激在损伤恢复中的作用
作者: NULL
出版物刊名: 浙江体育科学
页码: 42-42页
主题词: 电刺激;理疗学家;肌肉力量;防止肌肉萎缩;神经刺激;操作仪器;刺激神经;损伤后;肌肉收缩;四头肌
摘要: 电刺激作为一种新的训练和损伤后恢复技术,正在得到更多的重视。
电刺激可作为获得更大肌肉力量的简单而有效的方法。
据国外报道,每周刺激5天,休息2天,可使肌肉力量增加30%,并可持续28天以上。
电刺激可直接刺激神经而使肌肉收缩。
虽然这样做不像随意收缩那样有效,但有助于防止肌肉萎缩。
电刺激还可用来解除疼痛。
国外还发明了一种患者可在衣袋内携带的家用小型手操作仪器。
把它接近疼痛部位的皮肤,就会产生电流,使疼痛减轻或消失。
有些理疗学家通过针灸运用了“经皮肤神经刺激”的方法。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果
肌电刺激在康复治疗中的应用效果肌电刺激(Electrical Muscle Stimulation,简称EMS)是一种将电流刺激施加于肌肉组织,从而引起肌肉收缩的康复治疗方法。
肌电刺激是一种非侵入性的物理疗法,被广泛应用于康复治疗中。
1. 增强肌肉力量:肌电刺激可以通过刺激神经和肌肉,使肌肉产生收缩,进而增强肌肉力量。
这对于一些肌肉力量减退的患者,如瘫痪患者、老年人和长期卧床患者来说尤为重要。
通过肌电刺激训练,可以提高肌肉力量,改善肌肉功能,提高患者的生活质量。
2. 促进肌肉松弛:肌电刺激可以通过调节刺激强度和频率,产生抑制性刺激,从而促进肌肉松弛。
对于一些肌肉痉挛和痉挛性疼痛的患者,肌电刺激可以减轻肌肉紧张,舒缓疼痛,改善患者的症状。
3. 改善局部血液循环:肌电刺激可以通过刺激肌肉收缩,增加局部血液循环。
良好的血液循环对于组织修复和康复非常重要,可以加速康复进程,减少康复时间。
4. 促进肌肉再生:肌电刺激可以促进肌肉细胞的代谢活动和细胞增殖。
研究表明,肌电刺激可以刺激肌肉细胞合成蛋白质,促进肌肉的再生和修复。
这对于肌肉损伤、手术后康复等方面非常有益。
5. 提高神经功能:肌电刺激可以刺激神经传导,通过改善神经功能,提高患者的神经运动控制能力。
这对于一些神经系统疾病患者的康复非常重要,如中风后患者、脊髓损伤患者等。
6. 减轻疼痛:肌电刺激可以通过刺激感觉神经,降低疼痛传导,减轻患者的疼痛感。
这对于一些慢性疼痛和神经性疼痛患者来说尤为重要。
肌电刺激在康复治疗中的应用效果是显著的。
通过刺激肌肉和神经,肌电刺激可以增强肌肉力量、促进肌肉松弛、改善血液循环、促进肌肉再生、提高神经功能和减轻疼痛感。
通过合理的应用,肌电刺激可以帮助患者恢复功能,提高生活质量。
脊髓电刺激机理研究报告
脊髓电刺激机理研究报告
摘要:脊髓电刺激是一种用电流刺激脊髓神经元以改善神经功能的治疗方法,被广泛应用于临床治疗中。
本研究旨在探讨脊髓电刺激的机制,以进一步明确其疗效和适应症。
首先,我们回顾了脊髓电刺激的历史发展和临床应用情况。
然后,我们阐述了脊髓电刺激的基本原理,包括电极放置、刺激参数设定和刺激强度调节等。
随后,我们分析了脊髓电刺激的作用机制,主要包括两方面:局部效应和远距离效应。
在局部效应方面,脊髓电刺激通过直接刺激脊髓神经元产生一系列生理反应,如神经元兴奋、神经递质释放和神经肌肉传导改善等。
这些反应有助于恢复受损的神经功能,从而改善患者的症状和生活质量。
在远距离效应方面,脊髓电刺激通过调节脊髓神经元的兴奋状态,影响大脑和其他神经系统的功能。
这种远距离效应可能通过改变突触可塑性、激活嵌合回路和促进神经再生等机制实现。
最后,我们对脊髓电刺激的临床应用进行了总结和展望。
脊髓电刺激已被证实在脊髓损伤、神经疼痛、帕金森病等方面具有显著的疗效。
然而,仍有一些问题需要解决,如刺激参数的优化、长期疗效评估和适应症的明确等。
关键词:脊髓电刺激,机制,疗效,临床应用。
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Electrical Stimulation:Can It Increase Muscle Strength and Reverse Osteopenia in Spinal Cord Injured Individuals?Marc Be´langer,PhD,Richard B.Stein,DPhil,Garry D.Wheeler,PhD,Tessa Gordon,PhD,Bernard Leduc,MDABSTRACT.Be´langer M,Stein RB,Wheeler GD,Gordon T,Leduc B.Electrical stimulation:can it increase muscle strength and reverse osteopenia in spinal cord injured individu-als?Arch Phys Med Rehabil2000;81:1090-8.Objective:To study the extent to which atrophy of muscle and progressive weakening of the long bones after spinal cord injury(SCI)can be reversed by functional electrical stimulation (FES)and resistance training.Design:A within-subject,contralateral limb,and matching design.Setting:Research laboratories in university settings. Participants:Fourteen patients with SCI(C5to T5)and14 control subjects volunteered for this study.Interventions:The left quadriceps were stimulated to con-tract against an isokinetic load(resisted)while the right quadriceps contracted against gravity(unresisted)for1hour a day,5days a week,for24weeks.Main Outcome Measures:Bone mineral density(BMD)of the distal femur,proximal tibia,and mid-tibia obtained by dual energy x-ray absorptiometry,and torque(strength). Results:Initially,the BMD of SCI subjects was lower than that of controls.After training,the distal femur and proximal tibia had recovered nearly30%of the bone lost,compared with the controls.There was no difference in the mid-tibia or between the sides at any level.There was a large strength gain, with the rate of increase being substantially greater on the resisted side.Conclusion:Osteopenia of the distal femur and proximal tibia and the loss of strength of the quadriceps can be partly reversed by regular FES-assisted training.Key Words:Electric stimulation;Resistance training;Bone density;Osteopenia;Osteoporosis;Spinal cord injuries;Reha-bilitation.2000by the American Congress of Rehabilitation Medi-cine and the American Academy of Physical Medicine and RehabilitationS PINAL CORD INJURY(SCI)commonly results in the loss of voluntary control of the limbs.Even when partial motor control remains,a frequent outcome is relative inactivity and disuse of the limbs.Gradually,the leg muscles atrophy,1-8and the long bones weaken,as a result of a rapid and severe loss of bone mineral density(BMD)in the paralyzed limbs(osteope-nia).9-16Electrical stimulation can reverse the muscle weakness, although the extent of the reversal differs markedly in different studies.Most studies using electrical stimulation of muscle show little or no change in bone density.10,17-20Because of bone weakness,persons with SCI have an increased risk for fractures as a result of mild trauma,such as when transferring to or from a wheelchair.9,12,21The incidence of long-bone fractures has been reported to be between1%and6%,and it is likely underestimated because numerous cases are either untreated or unreported at SCI centers.9,22Similarly,Nottage22reported an incidence rate of6.7%,with complication rates as high as20% to40%with open or closed treatment of extremity fractures. Strengthening muscle with electrical stimulation can further increase the risk,unless the bones are also strengthened.While it has been shown that mechanical stress is important in bone formation and remodeling,23,24no study has documented the level of physical training needed for a positive effect on BMD.25 Pettersson and colleagues26reported that a group with a high level of physical activity(Ϸ10hours a week)showed higher BMD for total body and numerous sites compared with a reference group with a low level of physical activity(3or fewer hours a week).Ayalon and associates27have also reported that in postmeno-pausal women exercise for50minutes three times per week for 5months resulted in a3.8%gain of bone density of the distal radius.Interestingly,de Bruin and colleagues28have reported no or insignificant loss of trabecular bone in subjects with SCI during thefirst25weeks after injury simply with weight bearing by standing and treadmill walking.It is not known whether this could be maintained over longer periods of time and,more important,whether atrophic changes that have occurred can be reversed substantially by electrical stimulation. The purpose of our investigation was twofold:(1)to deter-mine if functional electrical stimulation(FES)training,which loads the muscles and bones,can slow or reverse osteopenia in patients with spinal cord lesion;and(2)to study whether the amount of loading(through progressive increases of isokinetic loading)has any effect on the strengthening of stimulated muscle.The reasons for wanting to increase the muscle strength were also twofold:(1)to increase the stress and loading on the bone(Doyle and colleagues29have reported a strong relation between muscle weight and BMD);and(2)to increase the strength of the quadriceps muscles for FES-assisted standing and walking.METHODSSubjectsSubjects were recruited from regions near the research institutions in Edmonton and Montre´al.All subjects with SCI were screened to exclude those who:(1)were on medications or had a medical condition that could interfere with bone forma-tion,(2)had lesions of the quadriceps motoneurons that rendered stimulation ineffective,(3)could not tolerate the stimulation(ie,because of pain),or(4)had other medicalFrom the De´partement de Kinanthropologie,Universite´du Que´bec a`Montre´al (Be´langer),and the Institut de re´adaptation de Montre´al(Leduc),Montreal,Quebec; and the Division of Neuroscience(Stein,Gordon)and the Rick Hansen Centre (Wheeler),University of Alberta,Edmonton,Alberta.Submitted November17,1999.Accepted in revised form January12,2000. Supported in part by the Medical Research Council of Canada and the Neuroscience Network of the Centres of Excellence.Dr.Be´langer was partly supported by the Fonds de recherche en sante´du Que´bec.The authors have chosen not to select a disclosure statement.Reprint requests to Marc Be´langer,De´partement de Kinanthropologie,Universite´du Que´bec a`Montre´al,C.P.8888,succursale,Centre-Ville,Montre´al,Que´bec,Canada H3C3P8.0003-9993/00/8108-5943$3.00/0doi:10.1053/apmr.2000.71701090Arch Phys Med Rehabil Vol81,August2000problems (eg,previous cardiac problems,newly formed decubi-tus ulcers)that would put their health at risk by taking part inthe study.Subjects were informed of the risks and signed a consent form before starting training,as had been approved by human ethics committees at the Universities of Que ´bec and of Alberta.After the initial screening,the BMD of each subject was evaluated using dual energy x-ray absorptiometry (DEXA)techniques.a,b Subjects were excluded if a fracture of either the femur or tibia was detected in this evaluation.The DEXA technique was used because of its availability,reproducibility,and good overall accuracy (5%to 8%)and precision (Ͻ2%)for a number of sites.30The accuracy and precision of the DEXA equipment that was used was well within these values.Charac-teristics of the SCI subjects who participated in this study are presented in table 1.Fourteen age-and sex-matched control subjects with no known neurologic lesions were also tested to compare bone density.Initial EvaluationsBefore starting the training program and on a weekly basis thereafter,the thigh circumference and quadriceps muscle strength and endurance for each limb were evaluated in the laboratory.The circumference was measured 15cm proximal to the superior patellar margin to test for gross changes in the bulk of the thighs.A skinfold measurement was also obtained from the 15-cm mark for the last 3subjects (subjects 1,8,and 11).Evoked muscle torques were measured over a range of 90°(ie,90°of flexion to full extension)using a Cybex isodynamom-eter c set at 30°/sec.The Cybex manual recommends this setting for knee torque measurements,but more important,the risk of fracture is less than with isometric testing.Because this isodynamometer did not automatically correct for gravity,this correction was performed offline on all the Cybex data.This was done by subtracting the torque generated by the weight of the limb and lever arm of the apparatus for the angles of knee extension where measurements were obtained.31Strength and endurance were tested with a 40-Hz train lasting 2seconds,repeated every 5seconds for 4minutes.32The stimulus consisted of rectangular pulses of 0.5-msec duration and sufficient amplitude to produce a maximal twitch response.For the most part,the testing was done using the samemultiweek electrodes d,e and the same placement (see below)as for the training sessions.In several cases,gel-and saline-coated electrodes were used during testing with no appreciable differ-ences in the results.The signal from the Cybex was digitized at 166Hz and stored on computer using Axotape 2.fTraining and ComplianceTraining was conducted in the laboratory 5days per week for 24weeks,and consisted of stimulating both quadriceps muscles with the same parameters.The stimulation,300-µsec rectangu-lar pulses delivered at 25Hz with a 5-sec on/5-sec off duty cycle,was applied with an isolated stimulator g through multi-week electrodes.The electrodes were placed at 5cm and 15cm proximal to the superior patellar margin.These sites were chosen because they were easily accessible and repeatable,but more important,they were relatively close to the motor point,thereby requiring less stimulation current to produce a smooth contraction.The stimulation amplitude was adjusted (0to 150mA)to produce a contraction that could be maintained for the duration of the stimulus.The stimulus intensity was increased if the leg began to drop more than 15°during the stimulation.A within-subject,contralateral limb design was used to evaluate the effects of resistance during training.On the right side,the stimulated quadriceps muscles extended against no resistance other than gravity (unresisted),while on the left side the limb extended against an added resistance (resisted).An isokinetic leg extension/flexion device (either Hydragym h or Cybex c )was used to apply this load.Subjects trained for 1hour per day or until a fatigue criterion (less than 30°of extension from 90°in the unloaded limb)was met.The resistance on the loaded limb was increased when full extension could be produced for 15minutes or more at a set load.Resistance was added either by changing the damping on the Hydragym apparatus (eg,going from level 1to level 2on a 6-level scale)or by decreasing the set velocity on the Cybex by 5°/sec intervals (eg,going from 30°/sec to 25°/sec).The training program was set up to try to initially increase the strength so that the subject could stand when assisted with FES.Based on studies by Kralj and Bajd,33standing requires that the knee extensors be able to generate a torque of more than 50Nm.More important,the training with low resistance for 24weeksTable 1:Description of SubjectsSubjectGenderAge (yrs)Mass (kg)Height (cm)Level of Lesion*Type of Lesion*Cause of LesionYears Postlesion1M 32.973.3172.7C5C MVA 7.52M 40.966.7182.9C6I MVA 233F 28.750.7160T6C MVA 44M 41.684120C6C MVA 2.35M 39.765.3185.4T2C MVA146F 34.645.4162.6C6C Gun shot 17.87M 28.668.5168C6C MVA 12.48M 35.469.3172.7C5I Fall 12.59M 36.473.3185.4C6C MVA 1810F 24.348.5167.6C6C MVA 6.711M 25.757.8177.8C6C MVA 6.512M 23.360177.8T3C MVA 6.213M 28.082180C7C MVA 1.214M32.985179T5C MVA1.8SCI (mean ϮSD)32.4Ϯ5.966.4Ϯ12.3170.9Ϯ16.19.6Ϯ6.6Control (mean ϮSD)33.5Ϯ6.375.4Ϯ14.5174.5Ϯ10.8Abbreviations:MVA,motor vehicle accident;SD,standard deviation.*Level and completeness (C ϭcomplete,I ϭincomplete)of the lesion was based on the American Spinal Cord Injury Association (ASIA)scale.On the Frankel scale,all spinal cord injury (SCI)subjects were between A and C.1091REVERSAL OF OSTEOPENIA IN SCI INDIVIDUALS,Be ´langerArch Phys Med Rehabil Vol 81,August 2000was designed to increase endurance.This type of training should allow SCI subjects to stand or walk with FES for long periods.Most of the subjects who embarked on the training program continued until the end of the24-week period.The compliance, measured as the attendance of subjects for the sessions,was remarkably high,ranging from65%to99%,with a mean and standard deviation(SD)of93.4%Ϯ5.6%.The average is equivalent to missing only8of120sessions.Data and Statistical AnalysisAfinal BMD evaluation was performed on completion of the training program and compared with the initial evaluation. Areas from1.44cm2to12.6cm2were used to measure the BMD for the distal femur,proximal tibia,and mid-tibia.Analysis of variance(ANOV A)was used to determine the differences between the control and SCI subjects for the three areas of interest before and after FES training.Tukey tests were used to determine significant changes.To study the strength and endurance,three peak torque values were averaged for every30-second interval over the4-minute fatigue test.The peak torque was measured from a stable portion of the signal,between100msec and300msec(ie,the initial overshoot or superimposed spasms were omitted).Be-cause the test lasted4minutes,the last average occurred after the3.5-minute mark.The initial(maximal)values were used to determine strength gains.Thefinal values were normalized with respect to the initial values to indicate the changes in thefatigability(index of enduranceϭ100%ϫtorque values at 3.5min/torque values at0min)of the muscle as training progressed.In some cases,it was possible to generate a muscle twitch in the quadriceps muscle right from the onset of training using a1-msec rectangular pulse and the same electrode placement as previously outlined.It was then possible to measure the contraction time from the recorded torque curve (ie,from the onset of torque change to the peak torque value), thereby yielding an indication of the changes in muscle characteristics.Regressions were used to determine rates of change in both torque and endurance using either linear or nonlinear least-mean squares algorithms.A repeated-measures ANOV A was used to compare initial andfinal strengths for both limbs.RESULTSBone DensityThe mean(Ϯstandard error)for the bone density of the control and SCI subjects(before training)are illustrated in figure1.The pretraining BMD values of the SCI subjects for all three regions were lower than those of age-and sex-matched control subjects.BMD loss was approximately the same at all three sites,with the declines ranging from25.8%to44.4%.The same order in density was also seen between the regions in both SCI and control individuals(mid-tibiaϾdistal femurϾproxi-mal tibia,pϽ.05).There was no statistical difference between the left(resisted)and right(unresisted)sides in the SCI subjects (pϾ.05).Figure2shows the BMD for the three regions for each subject with respect to the time after the spinal cord lesion.The data werefitted with the exponential equation yϭbeϪax, yielding yϭ.71ϫeϪ.06x(correlation coefficient[R]ϭ.68)for distal femur(fig2A),yϭ.64ϫeϪ.08x(Rϭ.70)for the proximal tibia(fig2B),and yϭ1.37ϫeϪ.03x(Rϭ.75)for mid-tibia(fig2C).The time constants for decay(ϭ1/a)were relatively similar for the3regions(between13and33yrs),with the only significant difference being between proximal tibia and mid-tibia(pϽ.05);the relative changes for all3regions are plotted infigure2D.Because of the long time constant,bone loss in these regions is relatively small,less than10%after1 year.After10years,the bone density had decayed by about half for the distal femur(43.2%)and proximal tibia(54.6%),but only about a quarter for mid-tibia(24.1%).The data were also fitted with the exponential equation yϭcϩbeϪax,but either c was not significantly different from0,or thefit improved by less than1%.Thus,bone density will decay to almost zero with sufficient time.Training increased BMD significantly,but the type of training had no effect,ie,there was no difference between the resisted(left)and unresisted(right)sides.Because there was no side difference before training and the type of training had no effect(no left-right difference),the data were collapsed to simply examine regional changes.There was a significant increase in the BMD of the distal femur(.082g/cm2)and proximal tibia(.052g/cm2),but not in the mid-tibia(.001 g/cm2)(fig3A).The difference between distal femur and proximal tibia was not significant,but the changes in BMD for both were significantly different from that of the mid-tibia (pϽ.05).When expressed as a percentage of the control values,these changes amount to11.1%,9.7%,and0.0%for the distal femur,proximal tibia,and mid-tibia,respectively(fig 3B).More important,these values represent a recovery of the BMD lost after SCI of28.7%for distal femur and28.0%for proximal tibia.In contrast,the mid-tibia showed no recovery. Interestingly,there was no correlation between the initial BMD and the BMD change with training(fig4A).The BMD change was weakly correlated with the years since SCI(fig4B). The linear regression line(yϭ.01-.006x;Rϭ.30)is also shown infigure4B,with the95%confidence intervals.The confidence intervals indicate that no significant gain was seen when training began more than13.5years after SCI.Unfortu-nately,these subjects tended to have the lowest bone densities (fig2),and thus the greatest need forimprovement.Fig1.Absolute bone mineral density(BMD)for control()and for the left(ᮀ)and right(8)sides of subjects with SCI before training. The three regions are statistically different from each other,both for the control and SCI subjects(p F.05).The lower bone densities in the SCI subjects are also significantly different from control subjects in all three regions(indicated by the asterisk above the bars).The BMD expressed as a percentage of control values are indicated at the bottom of the bars.1092REVERSAL OF OSTEOPENIA IN SCI INDIVIDUALS,Be´langer Arch Phys Med Rehabil Vol81,August2000Muscle ForceFigure 5illustrates the left knee torques generated by subject 3at the beginning and after 24weeks of FES.The torque generated by FES increased by 40Nm in this subject by the end of training.The maximal torque could sometimes be even larger (by about 25Nm),if a spasm was triggered on top of the contraction (see the difference between the dashed and dotted lines after the time indicated by the single-ended arrow,fig 5).In this example,the spasm could easily be discerned because there was a delay in its onset.However,in other cases,the increase in torque was much smoother,making it harder to detect.In addition to the large increase in amplitude,the torque could also be maintained for the duration of the tetanic stimulation (ie,2sec).At the onset of training,there was extreme weakness and the torque decayed rapidly despite continued stimulation (ie,the contraction was not strong enough for the limb to keep pushing against the dynamometer).The increase in torque with training for all subjects is shown in figure 6.For clarity,only the regression lines and the 95%confidence intervals are plotted.Clearly,FES training increases strength dramatically,even after the extra torque produced by the occasional spasms (fig 5)was excluded.The data were fitted with parabolas,which had values of y ϭ98.1ϩ8.1x Ϫ.09x 2(R ϭ.57,resisted)and y ϭ95.6ϩ4.5x Ϫ.06x 2(R ϭ.54,unresisted).Thus,the initial strength gain was substantially faster on the legs that worked against resistance (8.1%per week)compared with the unresisted side (4.5%per week).The rate of increase in strength did slow down with time and appeared to be approaching asymptotic values by 24weeks.These values represented gains of nearly 75%(unresisted)and 150%(resisted).The torque gain as a function of the initial torque values is presented in figure 7.There was no significant trend for either the resisted or unresisted side,which indicates that the absolute increase is independent of the starting torque value (fig 7A).However,the relative increase will then be much greater for subjects with low initial strength (fig 7B).If the change in torque ⌬y ϭc,a constant,then ⌬y/y ϭc/y.The curves fitted to this equation have values of c equal to 4809(R ϭ.78,resisted)and 2995(R ϭ.90,unresisted).An index of fatigability was calculated for each week of training,but the fatigability did not change significantly for either the resisted or the unresisted legs.Thus,the endurance did not improve.This was corroborated by measuringtheFig 2.Bone mineral density (BMD)of the (A)distal femur,(B)proximal tibial,and (C)mid-tibia for controls (symbols having means ؎standarderror at years n ϭ0)and for subjects with SCI as a function of time after the SCI.The other points represent the pooled data for the right and left side for each of the 12SCI subjects.(D)The BMD for the 3regions are expressed as a percentage of the initial values obtained from the regression equations for the SCI subjects.1093REVERSAL OF OSTEOPENIA IN SCI INDIVIDUALS,Be ´langerArch Phys Med Rehabil Vol 81,August 2000contraction time of the muscle twitch.Again,no significant change was observed over the 24-week training period.Some individuals showed greater muscle definition and an apparent increase in muscle size,but the limb girth of the whole population did not change significantly over the training period on either the resisted or the unresisted sides.Finally,the skinfold measurements from 3of the subjects were also inconclusive.DISCUSSIONThis study demonstrates that 1hour of daily FES training can substantially reverse the loss of bone density after SCI.Likewise,FES produced a dramatic increase in muscle strength that depends on the type of training applied (resisted vs unresisted).These changes occurred without a significant change in fatigability or limb size,as measured by the thigh girth.Bone DensityAfter SCI,there is a large and continuing loss of BMD 10(fig 2).However,our data show that nearly 30%of the lost BMD can be recovered in the distal femur and proximal tibia with FES training.Previous studies,using similar FES techniques that produce mechanical stress and loading of bone,were largely unsuccessful.Leeds 17and BeDell 19and their colleagues found no change in BMD after FES-assisted cycling training.Rodgers and associates 10showed a decrease in the rate of bone loss in the proximal tibia after knee extension training,but were unable to demonstrate any reversal of osteopenia.Recently,Mohr and colleagues 20showed a 10%increase in proximal tibial BMD after 1year of FES-assisted cycling training.The difference between our study and the previous ones may lie in the amount of training and loading.For example,Hangartner and associates 18had subjects train 3times per week with 2sets of 30contractions and 1set of 60repetitions,for a total of approximately 360contractions per week.In our study,subjects trained for up to 1hour per day at a rate of 12contractions per minute,which totals 720contractions per day.Moreover,subjects trained 4times per week and were tested once (12contractions/min for 4min),for a total of 2928contractions per week.This is more than 8times the amount of training and loading as in the study by Hangartner et al.18Our data certainly support the ‘‘mechanostat theory’’of Frost,34which claims that bone will only respond to certain levels of loading.Induced strains must be both above a lower threshold and below an upper threshold level for bone to have an adaptive response.35Why is it that individuals who have a lot of muscle spasms do not maintain high level of BMD?We showed previously 32that even SCI subjects with spasms generate on average only about 20%as much electromyography over a 24-hour period as control subjects.Perhaps the number of spasms or the intensity of the resulting contractions are not sufficient to stimulate osteogenesis.Another possible explanation for the discrepancies with some previous studies may be the skeletal regions being evaluated.Several groups 17,19measured BMD changes intheFig 3.Change in bone mineral density (BMD)(mean ؎standard error)as a result of (A)training in absolute units (g/cm 2)and (B)as a percentage of the values in control subjects.The asterisks indicate significant differences at p F.05.femoral neck,in Ward’s triangle (a triangular radiolucency formed between the primary trabecular patterns within the femoral neck),and in the trochanter,although loading was applied mainly lower in the legs by FES cycling exercises.Bloomfield and colleagues 36also reported no change in BMD in the femoral neck,distal femur,and proximal tibia for the group as a whole.However,in a subset of subjects,the FES cycle ergometry training increased the BMD in the distal femur.Similarly,Mohr and associates 20observed an increase in the proximal tibia BMD,but not in the femoral neck and lumbar spine,which suggests site-specific changes.Our results support this notion of site-specificity,because BMD increased in thedistal femur and proximal tibia but not in the mid-tibia.The regional effects are likely the result of the specificity of the loading,because the FES knee-extension exercise used in this study produced much greater loading around the knee joint (distal femur and proximal tibia)than in the tibial shaft (mid-tibia).Along with this loading,contraction of the quadri-ceps muscles and movements of the knee joint could increase local blood flow and augment the circulation of material necessary for bone formation in the distal femur and proximal tibia.37In contrast,the mid-tibia would not benefit from such local increases in circulation.Why did the BMD not increase more in the leg that worked against resistance?One explanation may be the duration of the stimulation and the setting of the isokinetic device.The quadriceps were stimulated for 5seconds,while the Cybex was set at 30°/sec.Thus,after approximately 3seconds,the knee joint would be fully extended and the muscles would then contract isometrically for about 2seconds.The unresisted leg would contract more quickly and have a somewhat longer isometric period.Of course,the speed of the Cybex could have been reduced to 18°/sec,thereby eliminating this isometric contraction on the resisted side but not on the unresisted side,because it was free to move.However,this would have placed the subjects at greater risk of fracture,particularly at the onset of training,because reducing the speed has the effect of increasing the resistance.Both sides had the weight of the leg as an initial load,so the differences between the two may not have been great enough to influence bone formation or loss.Another possible explanation for the lack of difference between the sides may be cross-training effects.Vuori and colleagues 38reported that unilateral leg presses in young women without SCI produced a small but systematic increase in BMD in the contralateral limb.Several studies have demonstrated varied level of bone loss for different regions of the body including the lumbar spinal,theFig 5.Curves of the torques atthe beginning (solid line )and end (dashed and dotted lines )of the 24-week training period.The downward-pointing arrow shows the onset of a spasm in one of the first contractions of the last recording session.The double-ended arrow at the bot-tom of the graph indicates the region where the torque mea-surements were taken (ie,avoiding the initial overshoot and the spasm).The small ver-tical lines represent the stimuli (ie,40Hz for 2sec).It should be noted that a 0-Nm torque is recorded when the muscle contraction is not strong enough to move the leg at the set speed of the isokinetic dy-namometer (eg,the torque trace at the beginning of train-ing is null beyond500msec).Fig 6.Increase in strength in the resisted (solid lines )and unresisted limbs (dashed lines )as a function of the duration of training.The thick lines represent the regression lines,the thin lines give the 95%confidence intervals.1095REVERSAL OF OSTEOPENIA IN SCI INDIVIDUALS,Be ´langerArch Phys Med Rehabil Vol 81,August 2000。