中图分类号：G623.8文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715 （2018）09-001-01
随着世界各国经济水平的发展， 脊髓损伤 (spinal cord injury , SCI)发生率呈现逐年增高的趋势。脊髓损伤是脊柱损伤最严重的并发症，往往导致损伤节段以下肢体严重的功能障碍。脊髓损伤不仅会给患者本人带来身体和心理的严重伤害，还会对整个社会造成巨大的经济负担。由于脊髓损伤所导致的社会经济损失，针对脊髓损伤的预防、治疗和康复已成为当今医学界的一大课题。因此探索用不同的方法和新的技术去替代或修复损伤脊髓是实现脊髓修复一个发展方向。同时脊髓损伤后，轴突的正确连接是神经功能恢复的基础，轴突朝正确的方向生长和建立功能性连接需要结构性联系和重新学习获得建设信息通路，因此需要适当外部物理性刺激来模拟局部发育过程信息和微环境的状态。 因而研究局部发育过程生理信息表达时空关系，并模拟之，成为当今康复医学工程研究的热点。1961 年 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，称为功能性电疗法，1962 年正式更名为功能性电刺激，这是一种非常有效的针对下肢康复的临床治疗方法，随着大规模集成电路和计算机的应用，又开发了许多功能先进、体积小巧、使用方便的电疗设备，功能性电刺激设备开始飞速发展。【1】
功能性电刺激 (functional electrical stimulation,FES)是使用电刺激的手段 、用精确的刺激顺序和强度激活瘫痪或轻瘫的肌肉来帮助患者提高日常生活活动(activities of daily living ,ADL)能力。提供FES 的器具或系统也可称为神经假体(neuroprosthesis)。在目前中枢神经系统损伤不可逆的情况下, 功能性电刺激是恢复脊髓损伤患者运动功能的主要途径之一【2】。神经细胞的电活动是人体信息传递的基本方式 , FES通过体表 / 体内放置的电极外加电刺激也能进行类似的信息传递。 由于截瘫是由上位运动神经元功能障碍引起的运动障碍 ,它仍保持着下位运动神经元及神经、肌肉的兴奋性。如果给这些神经肌肉一定的刺激就可以引起肌肉收缩 ,从而产生活动 ,恢复运动功能。而且由于可使用自然的骨骼肌 ,不需要大的装置和大的能量消耗。在电场力和罗仑兹力联合作用下可以作用于机械门控离子通道，影响离子通道开放和正常运输，通过信号级联放大机制产生生物效应，影响整个细胞功能。
功能性电刺激对截瘫患者有很大的意义，通过电刺激能很大程度上帮助他们行走，对骨骼来说，大量研究表明在脊髓损伤后，由于肌肉失用，失去原有骨骼受到周期性应力刺激，骨骼密度严重下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 在对股四头肌电刺激 6 个月后与刺激前比较，显示能明显阻止骨密度丢失，对肌肉作用：若要恢复脊髓损伤后肌肉的功能，必须提高肌肉的抗疲劳性有报道，电刺激完全性脊髓损伤患者的胫骨前肌， 观察其对提高屈踝及抬脚功能的影响。对部分损伤患者给予功能性电刺激治疗，可以改善和维持快慢肌纤维在肌肉结构比例，阻止慢肌在脊髓损伤后含量下降，增强抗疲劳性。研究显示间歇性电刺激， 刺激 5 s 之后暂停 5 s ， 刺激频率在 20 Hz以上，使其能够使肌肉产生融合性收缩。完全性脊髓损伤的患者进行每天1 h 的电刺激， 结果显示，股四头肌的张力增加异常迅速。截瘫患者想站立的第一步就是先刺激股四头肌的力量，增加到能承受体重 ,才能站立行走。刺激开始为等长性收缩。FES在刺激神经肌肉的同时 ,也刺激传入神经 ,加上不断重复的运动模式信息 ,传入中枢神经系统 ,在皮层形成兴奋痕迹 ,逐渐恢复原有的运动功能 ,包括增强上肢的控制性和下肢的运动能力。
查找外文文献看到Laskin等以血压、心律、耗氧量、二氧化碳呼出量、呼吸交换比率以及 上躯干关键肌群的表面肌电水平为指标 ,Ladouceur和 Barbeau以大腿摆角和踝背屈的运动情况以及行走的运动时空参数 (步速 , 步周期 ,步频等 )为指标 , Moynahan等以自体感受 (如疲劳感等 )为指标 ,分别考察了 FES在长期支持截瘫病人步态方面的帮助情况和行走效果 ,结果表明 FES在恢复截瘫行走能力方面确有显著的运动功能替代和重建功效 ,当神经损伤稳定后开始使用 FES并保持下去 ,可明显改善或阻止残疾状态的进一步发展。
20世纪80年代，Kralj等提出了一种使用体表刺激的截瘫步行器（FES-assisted paraplegic gait）的基本技术。该技术使用了四通道刺激，体表电极置于双侧的股四头肌和腓总神经上。当FES装置激活时，双侧股四头肌接受刺激。左边按钮通过停止左侧股四头肌刺激和开始腓神经刺激启动左腿步行的摆动相，经过一段预设的固定时间后，停止腓神经刺激，恢复股四头肌刺激，进入支持相。同样的，右边按钮可以启动右腿的摆动相。Kralj等成功的将该系统应用于数十位SCI患者身上，取得了不错的疗效。FES辅助步行设备多应用于下肢，通常使用体表电极，采用亚极量刺激强度，对截瘫患者的行走提供了很大的帮助。
总之, 经过近 40 年的努力, FES 在四肢瘫和截瘫的应用已经取得了很大的进展, 但是我查找相关文献，对于一些技术问题还有待于研究,需要临床工作者和康复医学工程师携起手来发展这项技术 ,使之真正能够造福于瘫痪患者。
参考文献
[1]迟银鼎，邹任玲，徐秀林，胡秀枋功能性电刺激结合其他疗法在下肢康复的研究现状2014年第35卷第 3 期.
[2]Trisha MK ，Darcy SＲ，Ｒamu P．Combined effects of fast treadmill walking and functional electrical stimulation post－stroke gait[J]．2011，33:309－313.
论文作者:王玮钰
论文发表刊物:《基础教育课程》2018年9月17期
论文发表时间:2018/9/11
标签：脊髓论文; 损伤论文; 功能论文; 患者论文; 肌肉论文; 神经论文; 体表论文; 《基础教育课程》2018年9月17期论文;