功能性电刺激课件

FES工作原理：神经细胞的电兴奋性
许多研究均证明脊髓损伤及脑卒中后功能性电 刺激对步行能力的逐步恢复有积累性增长的独 立作用。
Wieler等进行多中心FES远期疗效的研究，发 现训练近期步行速度平均增加超过20%，继续 训练1年增加达到45%，步行速度最慢(<0.3 m/sec)者获益最大。
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20485%，糖 合成酶增加52613%，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37833
注：波升是指达到最大电流所需要的时间，波降是指从最大电流回落到断电时所需的时间。
对运动神经和肌肉:
1～10Hz：可引起肌肉单收缩 25～50Hz：可引起肌肉强直收缩 100Hz ：可引起肌肉收缩减弱或消失
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。 低频调制的中频电流的生理学特点： 幅度恒定的中频电流易为人体所适应； 目前临床上已用低频（0～150Hz）电流调制 中频电流，使中频电流的幅度随低频电流的频率发 生变化。因此，这种电流兼有低、中频电流的特点， 且由于其波形、波幅、频率、调幅度的不断变化， 人体不易适应。
主要内容
FES的定义及发展史 FES的物理特性及治疗作用 FES的临床应用 FES相关治疗设备的选择 总结
物理特性
FES的应用范围非常广泛，所用的仪器和电流参数差 异很大。 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；（理论上FES的频率为1~100Hz ） 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
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
采用FES以增加体力活动能力和健适的研究与 日俱增，比较公认的康复效果包括：有效和安 全地提高心脏功能，刺激代谢、心血管和肺适 应以及骨骼肌训练适应。
功能性电刺激
Functional Electrical Stimulation，FES
概述
机体的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(Funetional Eleetrieal Stimula-tion，FES)。
Thomas等发现正常人FES和主动运动时心率明显高于 被动运动，SCI者心率无显著改变，但FES运动时每搏 量明显高于被动运动，表明SCI患者FES运动时主要通 过增加静脉回流来增加心输出量而不是心率。
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。
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
是目前国内外康复医学科电疗手段中最为常 见的一种。
发展史
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（FES）是SCI康复中发展最迅 速的高科技技术。
FES的定义及发展史 FES的物理特性及治疗作用 FES的临床应用 FES相关治疗设备的选择 总结
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FES的定义及发展史 FES的物理特性及治疗作用 FES的临床应用 FES相关治疗设备的选择 总结
定义
功能性电刺激（functional electrical stimulation，FES） 属于神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation，NES）的范畴； 是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先 设定的程序来刺激一组或多组肌肉，诱发肌 肉运动或模拟正常的自主运动，以达到改善 或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。
Matsunaga等评估间断性20 Hz)和100 Hz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。20 Hz电刺激时肌肉疲劳 明显于100 Hz电刺激，提示100 Hz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。 最近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。