功能性电刺激(FES)对脑卒中患者上肢功能恢复的研究进展

功能性电刺激（FES）对脑卒中患者上肢功能恢复的研究进展随着生活水平的提高和生活方式的改变,急性脑血管病脑卒中的发病率大大增加。近年来，但

脑卒中的死亡率已呈逐年下降趋[1]。脑卒中( apoplexy) 又称脑血管意外( cerebrovascular accident，CVA) ，曾称“中风”，是指突然发生的、由脑血管病变引起的局限性或全脑功能障碍[2]。据美国心血管疾病协会( American heart association，AHA) 资料统计每 40 s 就会出现一位

新的脑卒中患者，在发病初期，大约有 69% ～ 80% 的患者有上肢和手功能障碍，发病3 个月后，约有37% 的患者手部抓握、伸展动作控制不精确，对脑卒中患者生活质量和社会参与度

影响深远[3]。功能性电刺激（FES）是一种广泛的用于康复的技术，利用电流激活神经支配

四肢受脊髓损伤引起的麻痹影响，头部受伤，中风和其他神经系统疾病。患者通过FES训练

可以在日常功能性活动中得到运动、本体感觉及认知的综合输入，使患者的自主性活动和使

用患手进行功能性活动的能力得到提高[4]。近年来，康复医学领域的前辈对功能性电刺激（FES）对脑卒中患者上肢功能恢复做了很多有益的研究，本文将相关研究进展进行综述。

上肢主要承担复杂、精细、灵巧的动作，尤其是手的功能相当精细和复杂，在日常生活中起

着重要作用。卒中后，上肢功能恢复远较下肢的恢复缓慢和困难，通常还会伴有肩关节半脱位、肩手综合征等并发症，这使上肢所需的康复评估和治疗更为复杂。此外，卒中后痉挛经

常引起上肢的灵活度减低、关节挛缩、异常姿势、功能活动减低等，也是影响卒中后上肢功

能恢复的主要障碍[5]。有研究显示脑卒中3个月后，仅有 20%的后遗症患者的上肢能保留正

常功能[6] ，因而争取早期对患肢的手功能进行恢复治疗是降低脑卒中病残率的重要环节。

1、作用机制

FES是神经肌肉电刺激（NMES）的一种，属低频电刺激范畴，是利用一定程序电刺激作用于

支配肌肉的神经或神经肌肉运动点，从而诱发肌肉产生收缩，模拟正常的自主运动以达到増

加肢体功能活动能力和恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的[7]。FES改善肢体活动能力的神经

机制主要包括增强关节和肌肉信息传入、提供更好的运动视觉反馈及对运动点的直接刺激，

导致肌肉收缩能力的提高[8]，FEs的工作原理是神经细胞的电兴奋性，神经细胞的电兴奋性

源于细胞膜对钠离子,钾离子和氯离子有不同的通透性,细胞的静息电位由平衡时细胞内外的

离子浓度决定。受到电刺激后,细胞膜对离子的通透性发生变化,导致膜电位产生突变,形成一

个动作电位(aetionpotential)。在FEs中,我们利用神经细胞对电刺激的响应来传递外加的人工

控制信号。通过外电流的作用,神经细胞能产生一个与自然激发引起的动作电位完全一样的神

经冲动,使其支配的肌肉纤维产生收缩,从而获得运动的效果。

2、临床应用

FES系统通过定点放置的电极刺激诱导神经肌肉活动、促进分离运动，可有效改善各期脑卒

中后患者的肢体功能，纠正错误的运动模式，从而提高生活自理

能力。在脑卒中后步态、手的功能、肩关节半脱位的康复治疗中FES已广泛应用。FES通常

采用的参数为双相方波，刺激频率10～100Hz，脉宽 5～500／us通、

断电比1：1～1：3，波升、波降取 1～2s，电流强度0～100mA可调[9-11]。

FES早已在脑卒中康复中应用，其在上肢功能恢复中的疗效得到了国内外大量研究证实[12]”；一般认为，脑卒中后3～6个月，约有55％～75％的患者可能出现手部抓握、持物或操作物

体能力缺失，其中只有5％～20％的脑卒中患者可以完全恢复手的功能[13]，患者通过FES训

练可以在日常功能性活动中得到运动、本体感觉及认知的综合输入，使患者的自主性活动和

使用患手进行功能性活动的能力得到提高。Hara 等[12]给予16例卒中发病时间超过1年，并

且存留有肢体功能障碍的卒中患者4个月的FES治疗，应用表面电极对患者的桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、指总伸肌和食指伸肌进行电刺激(1～2次/周)，结果显示，患者的上肢主动关

节活动度有所提高。Theilig[14]等研究则发现，2周的肌电诱发功能性电刺激(EMG—FES)可以

促进患者运动功能的恢复，缓解患侧手的痉挛，并能明显改善腕背伸的被动关节活动度。努尔加依·沙黑窝拉、贾杰等[15]研究发现从上肢运动功能、肌电肌肉活性，以及中枢皮质内抑制和易化程度的角度评估和观察了tDCS结合FES干预对3例中风患者上肢功能的影响。UFMA分数在干预后有明显的提高。Vuagnat等采用FES治疗脑卒中后偏瘫肩关节半脱位伴疼痛患者，发现FES治疗不仅能明显缓解患者肩关节疼痛并促使其关节复位，还可显著提高患者肩关节的运动功能[16]。王东山等[17]研究发现，在脑卒中患者肩关节疼痛和半脱位治疗过程中，FES治疗能促进关节复位，患者肩关节疼痛也得到有效缓解，同时肩关节固有运动功能也得到显著强化。郑修元[18]等研究发现，FES刺激可促进肩关节半脱位恢复，治疗后基本可达到与健侧相同的肩盂肱关节的空间几何位置；建议对脑卒中的GHS在综合康复治疗的基础上应优先考虑电刺激中的FES治疗。贾杰[19]等研究采用基于BCI技术的运动想象结合FES 训练，利用主动与被动结合的康复训练模式．让患者主动参与到康复训练中，用大脑强烈的运动意图控制受损肢体完成各种虚拟的想象任务，同时 FES对患侧上肢进行电刺激，对患者强烈的运动意图做出触觉反馈，形成“中枢～外周一中枢”的刺激环路，帮助患者上肢运动功能进行康复”[20]，结果BCI—FES训练对老年脑卒中患者上肢运动功能有明显的改善效果。李奎成[21]等研究中提到，TFES以日常生活活动为导向，结合ADL进行训练，可直接改善ADL 能力。黄幼平[22]等提到功能性电刺激对脑瘫患儿上肢功能康复效果确切，可有效提高患儿抓握能力、精细运动能力和日常生活能力，能够提高儿童日常生活质量，有利于后续儿童身体器官和组织成长发育。

3、结语

上肢要承担复杂、精细、灵巧的动作，尤其是手的功能更加的精细和复杂，在生活活动中起着非常重要作用。大量文献证实功能性电刺激(FES)对脑卒中患者上肢运动功能、手的功能及肩部问题有明显改善作用。随着科学研究的不断发展，功能性电刺激结合各种其他技术及方法的研究也越来越多，如：TMS、运动想象疗法、任务导向训练等。FES在临床中应用的越来越广，越来越普遍，未来必将变得更加智能化，望以后不仅从短期疗效进行观察，并从长远疗效上进行跟踪、探索。

参考文献：

[1]Lloyd—Jones D，Adams R，Carnethon M，eta1．Heart disease and stroke statistic supdate：are port from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee[J]．Circulation，2009，l19(3)：48O一486．

[2] 南登崑，黄晓琳，燕铁斌，等．康复医学［M］．5版．北京: 人民卫生出版社，2013: 151-152．

[3]J． Plantin E，Laurencikas P，Lindberg，et al． Biomarkers for predictionof hand function after stroke: The Pro Hand study protocol［J］． Journal of the Neurological Sciences，2013，333( Suppl 1) : e555-e556．

[4］ Hara Y，Ogawa S，Muraoka Y． Hybrid power-assisted functional electrical stimulation to improve hemiparetic upper-extremity function［J］． Am J Phys Med Ｒehabil，2006，85( 12) : 977-985．

[5]燕铁斌，窦祖林．实用瘫痪康复［M］．北京: 人民卫生出版社，1999: 397-398．

[6]HaraY.Neurore.habmtation.with.new.functional.electrical.stimulation.for.hemiparetic.upper.ext remity in stroke patients[J]．JNihonMedSch，2008，75(1)：4-14

[7]燕铁斌，许云影，李常威．功能性电刺激改善急性期脑卒中患者肢体功能的随机研究[J]．中华医学杂志，2006 87(37)：2627-3631