神经肌肉电刺激在痉挛性瘫痪治疗中的应用

神经肌肉电刺激在痉挛性瘫痪治疗中的应用

神经肌肉电刺激（ses）是一种利用低频脉冲电流刺激神经或肌肉引起肌肉收缩、提高肌肉功能或治疗神经肌肉疾病的治疗方法。在国外，它被用于瘫痪治疗40多年，在中国没有得到充分关注。本文对NES及其在痉挛性瘫痪治疗中的临床应用作一简要介绍。1经刺激及微电流神经肌肉刺激NES包括以下类型:①功能性电刺激(functionalelectricstimulation,FES);②经皮电神经刺激(transcutaneouselectricnervestimulation,TENS);③微电流神经肌肉刺激(microcurrentelectricalneuromuscularstimulation,MENS)。MENS是一种感觉阈下或无感觉电刺激,文献报道具有消炎、止痛、缓解肌肉紧张等作用,但临床应用疗效尚不肯定,本文暂不作介绍。2.1fes,tens的功能至少有2个输出频道,可以同时或分开工作。例如,2个协同肌群同时作用于2个关节,产生双关节运动,或先后作用于2个关节,产生等长收缩来减少关节运动。频道之间的交互刺激对提高主动运动的交互模式(如先屈后伸)很有实用价值和功能作用。FES的频率为1—100Hz,一般用20—40Hz,20Hz以下可产生间断收缩,30Hz或以上可产生强直性收缩。TENS的频率为1—200Hz。20Hz为低频率,100Hz以上为高频率。100us以下属于感觉水平的刺激,100—600us属于运动水平的刺激。FES一般在100—600us,TENS为50—200us。对敏感的区域或长时间使用,脉宽可选择的范围在50—60us;短时间,强化治疗脉宽可偏大。FES的强度调节有2个范围,一个是低强度(0—20mA),另一个是高强度(20—100mA)。TENS的强度没有一个“金标准”,因人及治疗部位而宜,如果用低频率,可选用患者最大耐受强度,高频率可根据需要,维持在肌肉有可见的收缩。2.2道1:改形式,以短路电/放电时间为依据通电时,电流输出,刺激肌肉收缩,断电后,肌肉放松。通电/断电比与肌肉疲劳和收缩力的大小有关。通电时间愈长,断电时间愈短,肌肉越容易疲劳,收缩力越低。一般频道1的通电范围2—60s,断电范围2—120s,频道2的断电范围0—60s,通电范围2—60s。治疗中的通电/断电时间取决于具体的功能性活动,一般通过治疗师或患者的手部控制或触发开关。例如,用于下肢瘫痪患者步态训练中踝背伸的FES,其触发开关放在鞋跟处。当脚跟触地时断电,踝背伸肌肉放松;当脚跟离开地面时通电,踝背伸肌肉收缩,使得踝关节在摆动期中保持背伸。这一过程也可以通过手控制开关来完成。治疗仪一般只显示波升的数值,波升(ramp-up)通常是波降(ramp-down)的2倍。3非全日制治疗痉挛性脑瘫的临床应用3.1治疗前2h,肌张力下降,维护色侧肌运动早在1871年,Ducheme就报道通过电刺激痉挛肌群的拮抗肌来抑制痉挛。Alfieri报道96例脑卒中偏瘫患者接受NES治疗,刺激前臂和下肢的参数为50Hz,脉宽0.5ms,2son,2soff,以不产生强收缩和引起痉挛肌收缩为适宜强度。刺激股四头肌和三角肌的参数为方波(20—30ms),0.5Hz,强度为产生肉眼可见的等长收缩,治疗8—17天,平均10min/d,用Ashworth痉挛量表评定。治疗10—15min至2h后,90%患者肌痉挛降低,治疗结束后4—16周,仍有90%患者保持较好的疗效。此外,Peter和Klemar报道22例踝屈肌痉挛患者接受NES治疗,电极放在胫前肌运动点上或腓神经处,单相脉冲电流,33—50Hz,脉宽50us,2—3son,10soff,3min/次,2次/d,持续4周。刺激停止后发现被动牵拉的阻力降低,肌张力降低,踝阵挛减轻。绝大多数患者报道在每次治疗后6—14h内痉挛减轻。目前认为,刺激支配拮抗肌的神经后,拮抗肌粗纤维Ia肌梭的传入纤维被兴奋,神经细胞的动作电位传入脊髓,兴奋脊髓中间神经原,后者抑制了支配痉挛肌的运动神经原(α运动神经元)。虽然这种交互抑制通路的激活在电刺激时可以导致痉挛肌的兴奋降低,但不能解释临床上观察到的刺激终止后的一段时间内仍然可以降低痉挛和α运动神经原的兴奋性,也不能解释某些患者虽然激活了Ia传入交互抑制通路,痉挛仍没有减轻的现象。Apkarian和Naumann认为,如果Ia传入交互抑制通路与抑制痉挛肌牵张反射有关,最大的抑制效果应发生在刺激后的40ms。实验发现在诱发跖屈肌牵拉反射之前改变刺激时间,最大的抑制发生在刺激牵张发生后的160ms,由此认为刺激拮抗肌的运动神经原降低痉挛是通过激活脊髓与屈曲反射活动有关的多突触通道而起作用。3.2电刺激抑制小鼠骨髓中ns的肌肉结构NES抑制痉挛的另一种方式是直接刺激痉挛肌群。这种方法最早用于处理脊髓损伤患者的痉挛。Lee等用FES治疗27例脊髓损伤患者,双极电极放置在痉挛肌群处,用连续性法拉第电流(频率为60—100Hz)或正弦电流刺激(频率为60—350Hz),刺激强度设置为使痉挛肌群交互出现收缩和放松,每次治疗15min,作者报道正弦刺激改善痉挛的程度和持续时间明显优于法拉第电流。早期的研究者认为,可能是大强度的电刺激引起痉挛肌群疲劳,而疲劳的痉挛肌降低了对异常的自发性运动神经原冲动的反应所致。80年代后期,有作者认为可能是由于支配痉挛肌的运动神经原轴突动作电位扩散的效应。动作电位沿着运动神经原扩散到脊髓不仅影响运动神经原的细胞体,而且通过轴突的侧枝循环,后者被认为是脊髓中间抑制神经原(Renshaw细胞)的突触,即电刺激激活了支配痉挛肌群的神经原,由于突触前抑制的作用,兴奋传入脊髓激活了中间抑制神经原(Renshaw细胞),后者抑制了痉挛肌群和协同肌群的兴奋性。到目前为止,电刺激抑制痉挛主要是通过直接刺激痉挛肌、拮抗肌或其支配神经,或者,将这些方法结合起来应用。大多数情况,刺激的强度足以诱发肌肉的收缩。实际上,仅仅激活外周感觉神经的低水平电刺激也可以用于抑制痉挛。Hui-Chan和Levin治疗10例有下肢屈踝肌群痉挛的脑卒中患者,电极放在支配胫前肌(瘫痪肌群)的腓总神经处。刺激频率99Hz,波宽0.125ms,电流形态为双向不对称连续方波,强度为感觉阈值的2倍,持续刺激45min。用综合痉挛量表(compositespasticityscale)评定踝关节的痉挛,包括跟腱反射,肌张力,踝阵挛,同时用肌电图评定腓肠肌的H反射和牵张反射,结果发现虽然综合痉挛量表没有改变,但50%患者H反射增加,牵张反射潜伏期延长,并一直持续到电刺激停止后的1小时。在另一项研究中,Levin和Hui-Chan用强化电刺激治疗下肢痉挛的脑卒中患者,并与对照组比较。电极放置在腓总神经处,刺激参数同前述,对照组为无感觉刺激,每次治疗60min,每周5次,总疗程3周。结果发现痉挛降低,踝最大自主等长背伸增加,H反射被抑制。这些研究结果提示,感觉水平的刺激是通过激活支配痉挛肌传入神经的突触前抑制来发挥作用,此外,踝背伸的改善,也可能是由于刺激释放了胫前肌运动神经原的抑制。利用NES抑制脊髓损伤患者的痉挛是目前各国脊髓损伤研究的热点课题。NES最初是用来增强瘫痪肌肉的力量以帮助患者在站立或行走中完成功能性活动。研究中发现,NES具有降低痉挛性瘫痪的远期疗效。Granat报道,用FES治疗6例不完全脊髓损伤患者,刺激股四头肌、腘绳肌、髋外展肌、骶脊肌,刺激参数为25Hz,300us,4son,8soff,30min/d,4d/周,治疗持续6个月,用Ashworth痉挛量表和钟摆试验评定痉挛,9个月后除了1例患者表现出痉挛增强,其他患者的痉挛均降低。近年来,Tekeoolu等人观察2组(每组30人)发病后30—240天,伴有肘、膝、踝痉挛的慢性脑卒中患者,一组接受NES治疗,一组为对照。NES参数为100Hz,方波,脉宽0.2ms,强度为患者的最大耐受量,每次治疗30min,每周5次,持续8周,用Barthel指数评定患者的ADL。虽然治疗组入院时Barthel指数评分低于对照组,但治疗后的改善,2组间有显著性差异,且治疗组患者下肢痉挛的改善比对照组更明显。4治疗类fes和tens国内对NES的研究虽然有20多年的历史,但仍然局限在实验室,临床应用尚未受到足够重视。究其原因,除了与专业人士对NES的认识不足外,与国产NES性能的稳定性和可操作性等方面不足不无关系。随着NES知识的普及和业内人士对NES应用的重视,预测NES在国内临床特别是神经科和骨科康复的应用一定会日益增多。FES是利用一定强度的低频脉冲电流,通过预先设定的刺激程序来刺激1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。FES所刺激的肌肉在解剖上具备完整的神经支配,但是失去了应有的收缩功能或失去了中枢神经的支配(如脊髓或脑损伤),其特点是可以产生即刻的功能性活动,如上肢瘫痪患者手部肌肉在受到刺激时,可以产生即刻的抓握动作,下肢瘫痪患者(截瘫,偏瘫)的腿部肌肉在受到刺激时,可以产生行走动作,等等。那些虽然也能引起肌肉收缩但没有功能性活动的电刺激,不能称之为FES。临床上用于治疗瘫痪的FES主要有以下几种类型。通常用植入式电极,适用于两类患者:高位脊髓损伤和中央小气道通气功能低下(centralalveolarhypoventilation,CAH)。CAH多为先天性,但在脑干损伤或对CO2不敏感的患者也可以出现患者清醒时呼吸功能正常,入睡后容易出现呼吸暂停,需要用膈神经刺激仪治疗,但要除外睡眠中有上呼吸道阻塞,否则刺激膈神经会加重病情。高位脊髓损伤患者的膈神经核可能部分或完全破坏,特别是C4中央型脊髓损伤(膈神经核位于此处)。如果膈神经核完整,膈肌可兴奋,此类患者适合于治疗。利用植入电极刺激支配膀胱的神经或神经根(如骶神经前根)。治疗目的为恢复膀胱的控制能力,以及达到有效排空。FES最广泛的临床应用是作为支具用于肢体瘫痪患者的功能训练。Liberson等人最早用表面电极刺激腓神经和胫前肌以改善偏瘫患者的踝背伸和外翻,其作用如同“电生理支具”,能有效地控制步行摆动中的足下垂。此后,表面电极和植入电极一直用于脊髓损伤和脑卒中所引起的肢体瘫痪,其主要目的是增加关节活动范围,提高肌肉的功能如收缩力、耐力,诱发反射活动等。TENS是将电极放在皮肤表面,通过低频脉冲直流电刺激神经纤维,达到治疗目的。广义上任何利用表面电极的电刺激都可以称作为TENS,习惯上则指用于治疗疼痛的低频脉冲电刺激。自从Long在70年代设计出第一台TENS并将其用于临床,大量的临床和基础研究证明其缓解疼痛的疗效比较满意。近20年来,TENS的应用远远超出治疗疼痛的范围。临床上使用的TENS主要有以下几种模式:通用型(conventionalTENS,constantmode):为感觉水平刺激,特点为频率高(100Hz以上),强度低,脉宽小,20—100us(通常为50—80us)。由于这一型TENS主要通过脊髓机制刺激II型神经纤维来达到镇痛作用(没有肌肉收缩),因此,镇痛作用快,持续时间短,一般在治疗后数小时。针灸型(acupuncture-likeTENS,constantmode):为运动水平刺激,特点为频率低(1—4Hz),强度高,脉宽大(-200us),治疗时刺激电极通常放置在针灸的穴位上或运动点上,能引起可见的肌肉收缩。主要刺激III型和IV型神经纤维以及小运动神经纤维。镇痛作用慢于通用型,但持续时间长。混合型(bursttrainTENS,burstmode):由一系列较高频率的脉冲(100Hz)叠加在较低频率的脉冲(1—4Hz)上所产生,患者容易耐受引起较强肌肉收缩的刺激强度。也有作者将此型称为针灸型,2者的区别在于针灸型为单次脉冲,混合型为系列脉冲。调制型(modulation