功能性电刺激
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(功能性)电刺激
《低频电疗法》见：南登崑主编.实用物理治疗手册.北京.人民军医出版社，2001，316-363医学上把频率1000Hz以下的脉冲电流称作低频电流，或低频脉冲电流。
应用低频脉冲电流来治疗疾病的方法称为低频电疗法。
低频电流的特点是：①均为低频小电流，电解作用较直流电弱，有些电流无明显的电解作用；②对感觉神经和运动神经都有强的刺激作用；③无明显热作用。
低频脉冲电流在医学领域的应用已有一百多年的历史。
但最早用“电”来治病要追溯到公元前420年的古希腊医生希波克拉底（Hippocrates）和公元前46年的古罗马医生Scribonius Largus，他们分别将一种放电的鱼（torpedo fish）给病人食用或放在病人患处来治疗头痛和痛风。
1700年Dureney开始了用电流刺激蛙肌肉的生理实验。
1831年法拉第（Michael Faraday）发明了感应电装置后，低频脉冲电流常用于治疗头痛、瘫痪、肾结石、坐骨神经痛，甚至心绞痛。
19世纪后期和20世纪初是“电疗的黄金时代”，电生理学研究不断深入，多种低中频电疗法得到发明并广泛应用于临床。
首先是被称为“电疗之父”的D.B.Duchenne 出版了基于电疗的电生理学著作，第一次描述肌肉运动点。
然后，1909年法国人Louis Lapicque最早使用“基强度（rheobase）”和“时值（chronaxie）”二词（直到今天仍在沿用）。
1916年Adrian首次描述了正常肌肉和病肌的强度—时间曲线。
1950年间动电疗法问世。
但在随后的本世纪中期，由于生物化学、药理学的进展，电疗一度被临床医生冷落。
直到1965年Melzack和Wall提出闸门控制学说和70年代对阿片肽（内原性吗啡样物质）的研究，电疗才又重新受到重视。
60年代，高压脉冲电流和电子生物反馈技术开始应用。
1968年我国晶体管低频脉冲电针机研制成功，使电针迅速在全国推广普及，并用于针刺麻醉上。
同年，Shealy等根据闸门控制学说推出脊髓电刺激疗法，以后相继开展了中枢性电刺激（大脑导水管周围灰质、丘脑、尾核、脑垂体埋入电极刺激法）的研究。
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发表时间：2019-11-18T15:44:57.013Z 来源：《世界复合医学》2019年7期作者：饶利斌[导读] 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。
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，CV A) ，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。
功能性电刺激操作方法
功能性电刺激操作方法
功能性电刺激是一种通过电流刺激神经系统以达到特定治疗效果的方法。
常见的功能性电刺激操作方法包括以下几种：
1. 经皮电刺激（Transcutaneous Electrical Stimulation, TENS）：将电极贴在皮肤上，通过电流刺激神经末梢，从而减轻疼痛。
一般会在患处贴上电极片，然后通过调节电流频率和强度来进行治疗。
2. 神经调节电刺激（Neuroregulation Electrical Stimulation）：将电极放置在特定的穴位、神经或脊髓的特定区域上，通过电刺激神经系统促进其调节功能的正常化。
例如，针对耳部穴位或背部脊柱进行刺激，以改善睡眠、缓解焦虑等问题。
3. 深度脑电刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）：通过在大脑特定区域插入电极，并通过外部激活这些电极，来改变神经活动从而治疗一些神经系统疾病，如帕金森病、抑郁症等。
DBS一般需要进行手术操作。
4. 脊髓电刺激（Spinal Cord Stimulation, SCS）：通过在脊髓特定位置插入电极，通过电流刺激脊髓神经以减轻疼痛症状。
一般在脊髓附近植入脉冲发生器（Pulse Generator）来提供电刺激。
这些操作方法具体的使用和调节需要根据患者的具体情况和病情来确定，应该由
医生或专业人士进行操作，并根据患者的反馈进行调节和监控。
功能性电刺激
功能性电刺激
汇报人：XX
目 录
• 引言 • 功能性电刺激的原理 • 功能性电刺激的设备与技术 • 功能性电刺激在康复治疗中的应用 • 功能性电刺激在体育运动中的应用 • 功能性电刺激的未来发展
01
引言
功能性电刺激的定义
01
功能性电刺激（Functional Electrical Stimulation，FES）是 一种通过电流刺激神经或肌肉以 产生或恢复肌肉功能的技术。
缓解疼痛
功能性电刺激可以刺激皮肤感觉神 经末梢，产生镇痛作用，对于慢性 疼痛、神经性疼痛等有缓解作用。
03
功能性电刺激的设备与技术
功能性电刺激的设备
电刺激器
用于产生和输出电刺激信 号，通常具有多种波形、 频率和幅度可调。
电极
将电刺激信号传递至目标 肌肉或神经，常用材料包 括金属、碳和导电橡胶等 。
随着科技的进步和医学理论的发展， 人们逐渐认识到电流对神经和肌肉的 刺激作用，并开始尝试使用功能性电 刺激来治疗各种疾病。
随着计算机技术和生物医学工程的发 展，功能性电刺激技术不断得到改进 和完善，其应用领域也不断扩大。
功能性电刺激的应用领域
神经康复
用于治疗神经损伤、肌肉萎缩 、偏瘫等神经系统疾病，帮助 患者恢复肌肉功能和运动能力
5. 开始治疗
启动电刺激器，观察患者反应和肌肉 收缩情况，适时调整参数以确保治疗 效果和患者舒适度。
6. 结束治疗
在治疗时间结束后，关闭电刺激器并 移除电极，对患者进行必要的后续观 察和指导。
04
功能性电刺激在康复治疗中的应用
疼痛缓解
神经调节
01
通过电刺激作用于疼痛相关的神经通路，抑制疼痛信号的传递
无线刺激技术
汇报人：XX
目 录
• 引言 • 功能性电刺激的原理 • 功能性电刺激的设备与技术 • 功能性电刺激在康复治疗中的应用 • 功能性电刺激在体育运动中的应用 • 功能性电刺激的未来发展
01
引言
功能性电刺激的定义
01
功能性电刺激（Functional Electrical Stimulation，FES）是 一种通过电流刺激神经或肌肉以 产生或恢复肌肉功能的技术。
缓解疼痛
功能性电刺激可以刺激皮肤感觉神 经末梢，产生镇痛作用，对于慢性 疼痛、神经性疼痛等有缓解作用。
03
功能性电刺激的设备与技术
功能性电刺激的设备
电刺激器
用于产生和输出电刺激信 号，通常具有多种波形、 频率和幅度可调。
电极
将电刺激信号传递至目标 肌肉或神经，常用材料包 括金属、碳和导电橡胶等 。
随着科技的进步和医学理论的发展， 人们逐渐认识到电流对神经和肌肉的 刺激作用，并开始尝试使用功能性电 刺激来治疗各种疾病。
随着计算机技术和生物医学工程的发 展，功能性电刺激技术不断得到改进 和完善，其应用领域也不断扩大。
功能性电刺激的应用领域
神经康复
用于治疗神经损伤、肌肉萎缩 、偏瘫等神经系统疾病，帮助 患者恢复肌肉功能和运动能力
5. 开始治疗
启动电刺激器，观察患者反应和肌肉 收缩情况，适时调整参数以确保治疗 效果和患者舒适度。
6. 结束治疗
在治疗时间结束后，关闭电刺激器并 移除电极，对患者进行必要的后续观 察和指导。
04
功能性电刺激在康复治疗中的应用
疼痛缓解
神经调节
01
通过电刺激作用于疼痛相关的神经通路，抑制疼痛信号的传递
无线刺激技术
《物理因子治疗技术》第3章 低频电疗法(功能性电刺激疗法)
精品课件
功能性电刺激疗法
三、治疗技术 （一）设备 （二）操作方法 刺激下肢运动 将刺激器系在腰骶部，刺激电
极置于腓神经处，触发开关设在鞋底足跟部。 患者足跟离地时，开关接通，刺激器发出低频 脉冲电流，通过电极刺激腓神经，使足背伸。 患者足跟再次着地，开关断开，刺激停止，如 此重复上述动作。
精品课件
第三章 低频电疗法
精品课件
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节
内容
概述 神经肌肉电刺激疗法 功能性电刺激疗法 经皮电神经刺激疗法 感应电疗法 间动电疗法 超刺激电疗法 电睡眠疗法 直角脉冲脊髓通电疗法 高压低频电疗法
精品课件
第三节 功能性电刺激疗法
精品课件
精品课件
功能性电刺激疗法 （二）禁忌证
带有心脏起搏器者禁用在其他部位的神经 功能性电刺激。意识不清、肢体骨关节挛缩畸 形、下运动神经元受损、局部对功能性电刺激 无反应者。
精品课件
功能性电刺激疗法
（三）注意事项 此疗法必须与其他疗法，如运动训练、心
理治疗相结合，才能取得很好地效果。操作者 应准确掌握刺激点的解剖、生理等，也是治疗 成功的重要因素。
精品课件
功能性电刺激疗法
二、治疗原理及治疗作用 FES生理学作用原理是利用神经细胞的电
兴奋性，通过刺激支配肌肉的神经使肌肉收缩， 因此，它要求所刺激的肌肉必须有完整的神经 支配。低频电流作用于神经细胞膜，能在神经 元上产生动作电位，而能诱发动作电位产生的 最小电流被称为阈电位。由电刺激所产生的动 作电位与自然生理状态所产生的动作电位是一 样的，具有“全或无”的特征。
功Байду номын сангаас性电刺激疗法
功能性电刺激(functional electrical stimulation, FES) 是使用低频电流刺激失去 神经控制的肌肉，使其收缩，以替代或矫正器 官及肢体已丧失的功能。也可归属神经肌肉电 刺激的范畴。
功能性电刺激疗法
三、治疗技术 （一）设备 （二）操作方法 刺激下肢运动 将刺激器系在腰骶部，刺激电
极置于腓神经处，触发开关设在鞋底足跟部。 患者足跟离地时，开关接通，刺激器发出低频 脉冲电流，通过电极刺激腓神经，使足背伸。 患者足跟再次着地，开关断开，刺激停止，如 此重复上述动作。
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第三章 低频电疗法
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节
内容
概述 神经肌肉电刺激疗法 功能性电刺激疗法 经皮电神经刺激疗法 感应电疗法 间动电疗法 超刺激电疗法 电睡眠疗法 直角脉冲脊髓通电疗法 高压低频电疗法
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第三节 功能性电刺激疗法
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功能性电刺激疗法 （二）禁忌证
带有心脏起搏器者禁用在其他部位的神经 功能性电刺激。意识不清、肢体骨关节挛缩畸 形、下运动神经元受损、局部对功能性电刺激 无反应者。
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功能性电刺激疗法
（三）注意事项 此疗法必须与其他疗法，如运动训练、心
理治疗相结合，才能取得很好地效果。操作者 应准确掌握刺激点的解剖、生理等，也是治疗 成功的重要因素。
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功能性电刺激疗法
二、治疗原理及治疗作用 FES生理学作用原理是利用神经细胞的电
兴奋性，通过刺激支配肌肉的神经使肌肉收缩， 因此，它要求所刺激的肌肉必须有完整的神经 支配。低频电流作用于神经细胞膜，能在神经 元上产生动作电位，而能诱发动作电位产生的 最小电流被称为阈电位。由电刺激所产生的动 作电位与自然生理状态所产生的动作电位是一 样的，具有“全或无”的特征。
功Байду номын сангаас性电刺激疗法
功能性电刺激(functional electrical stimulation, FES) 是使用低频电流刺激失去 神经控制的肌肉，使其收缩，以替代或矫正器 官及肢体已丧失的功能。也可归属神经肌肉电 刺激的范畴。
功能性电刺激
制和正常运动模式的重建 （3）刺激平滑肌：提高张力
治疗作用
经皮神经电刺激：镇痛和感觉障碍
功能性电刺激
①代替或矫正肢体或器官已丧失的功能， 如：偏瘫患者的足下垂。上肢伸腕伸指不 能，脊柱侧弯等。 ②功能重建：FES在刺激肌肉的同时，也 刺激了传入神经，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。
功能性电刺激疗法：以低频脉冲电流刺激 已丧失功能的器官或肢体，以所产生的效 应来代替或纠正器官或肢体功能的康复方 法。
经皮神经电刺激疗法：它是通过皮肤将特 定的低频脉冲电流输入人体刺激神经以镇 痛治疗疾病的方法。
治疗作用
神经肌肉电刺激
（1）刺激失神经支配肌肉：提高肌力 （2）刺激中枢性瘫痪的肌肉：提高运动控
刺激参数 波升时间
波升时间：电流达到波峰的时间 — 越短，快速上升，引起神经
细胞去极化，产生动作电位，出 现兴奋，锻炼肌肉
— 越长，神经细胞产生适应，
有利于肌肉再训练
功能性电刺激的特有参数
通断比：通电/断电 通电：刺激肌肉，断电：肌肉
放松
通电比长（1:1）刺激时间长
，休息时间短，肌肉容易疲劳
通断比短（1:2~5）肌肉不
容易疲劳
功能性电刺激临床应用
（一）用于上运动神经元瘫痪
包括脑外伤，脑血管意外，脊髓损 伤，脑瘫，多发硬化等。FES的治疗 目的是帮助病人完成某些功能活动， 如步行，抓握，协调运动活动，加速 随意控制的恢复。
临床应用 1.辅助站立和步行：用于纠正足下垂。
2，控制上肢运动
（二）呼吸功能障碍
为膈肌起搏，一对电极植入双侧 膈神经上，与胸壁上信号接收器 相连，发出无线电脉冲信号，刺 激膈神经，用于高位脊髓损伤所 致呼吸麻痹患者。
第十九章--低频电疗法
第十九章低频电疗法一、学习要点1.掌握感应电疗法、功能电刺激、经皮电刺激疗法的治疗作用、适应证、禁忌证及操作方法。
2.熟悉低频电流的作用、感应电疗法、功能电刺激、经皮电刺激疗法的定义、功能电刺激、经皮电刺激疗法的治疗原理。
3.了解感应电疗法、功能电刺激、经皮电刺激疗法的物理特性。
二、内容要点【概述】感应电流又称法拉第电流，应用这种电流治疗疾病的方法，称为感应电疗法。
（一）低频电流的生理作用和治疗作用1. 兴奋神经肌肉组织2. 镇痛3. 促进局部血液循环（二）参数及其意义1.频率（f）每秒钟内脉冲出现的次数，即为频率。
2.周期（T）一个脉冲波的起点到下一个脉冲波的起点相距的时间，即为周期。
3.波宽每个脉冲出现的时间，即为波宽。
4.波幅由一种状态变到另一种状态的变化量。
5.脉冲间歇时间即脉冲停止的时间，等于脉冲周期减去脉冲宽度的时间。
6.通断比是指脉冲电流的持续时间与脉冲间歇时间的比例。
7.占空因素是指脉冲电流的持续时间与脉冲周期的比值。
8.常见低频电流波形方波、三角波、调制波。
【感应电疗法】（一）物理特性感应电是用电磁感应原理产生的一种双相、不对称的低频脉冲电流。
感应电流的两相中，主要有作用的时高尖部分，其低平部分由于电压过低而常无生理的治疗作用。
（二）生理作用和治疗作用1.感应电流的生理作用（1）电解作用不明显（2）有兴奋正常神经和肌肉的能力2.感应电的治疗作用（1）防治肌萎缩（2）防治粘连和促进肢体血液和淋巴循环（3）止痛：感应电刺激穴位或病变部位，可降低神经兴奋性，产生镇痛效果。
（三）治疗技术1.设备感应电疗法的仪器（感应电流电疗机）、导线、金属电极板、衬垫以及电极固定用品均与直流电疗法基本相同。
2.治疗方法（1）固定法：两个等大电极并置于病变两侧或两端或在治疗部位对置或主电极置神经肌肉运动点，副电极置有关肌肉节段区。
（2）移动法：手柄电极或滚动电极在运动点，穴位或病变区移动刺激（也可固定作用断续刺激）；另一片状电极置相应部位固定。
FES---功能性电刺激
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。
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。
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。
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
功能性电刺激（FES）是SCI康复中发展最迅 速的高科技技术。
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”；
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。
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。
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。
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
功能性电刺激（FES）是SCI康复中发展最迅 速的高科技技术。
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”；
FES介绍
二、国内外研究现状
国外对 FES 的研究起步较早，美国医生 Liberson[7]在 1961 年首先使用脚踏开关控制电流刺激腓神经控制的肌肉， 使踝关节背屈，成功矫正足下垂，帮助患者行走，为电刺激 在脑卒中偏瘫后运动功能恢复方面的应用开创了先河。次年， 该方法正式定名为功能性电刺激（FES）。 此后，在 Liberson 的基础上，各国学者纷纷展开研究。
与下肢及其人体其它部位相比，手部的动作较为精细， 这就要求在刺激靶点的选择上具有较高的精确度，然而这正 是表面电极的不足之处。该方法的意义在于，找到了控制每 根手指运动的刺激靶点在前臂及手掌的分布，发明了完成三 指捏合以及抓握动作这类手部常用动作的刺激脉冲序列。这 些都为基于表面电极的 FES 方法应用于瘫痪病人上肢功能 的恢复提供了重要的参考。 国内哈尔滨工业大学的马长波等[22]在 2006 年也成功研 发出多通道功能性电刺激器。
早期的 FES 刺激器都是单通道的，最为典型的是 Philips 腓神经功能性电刺激器，如图 1-2 所示，只有一对电极：D （非作用电极）E（刺激电极）。
图 1-2 Philips 腓神经功能性电刺激器。（A-刺激器盒,B-橡皮导管 ,C-前方有气囊的鞋垫,D-非作用极,E-刺激电极,F-湿海棉）
三、功能性电刺激原理
正常人体实现一定的动作是由大脑通过中枢神经将电信 号传递到运动神经，引起对应的肌肉伸缩，如图 2-2 左侧所 示。对于脊髓损伤患者,由于中枢神经障碍引起信号传输受阻 使得运动神经没有收到运动信号，失去了对瘫痪部位肌肉的 控制，从而丧失了自主运动的能力,如图 2-2 右侧所示，但是 瘫痪的肌肉仍具有收缩运动的能力。
图 3-17 FES 引起的无名指弯曲
说明在刺激信号的作用下，引起了指浅屈肌不自主的收 缩。在刺激进行的同时，还通过肌电信号采集系统记录下肌 电信号，如图 3-18(a)所示，为了消除刺激信号对记录的肌 电信号的干扰，使用了带阻滤波对记录的肌电信号进行了过 滤，过滤后的肌电信号，如图 3-18（b）所示，从记录的肌 电信号可以看出，刺激信号确实引起了肌肉的收缩。
功能性电刺激
功能性电刺激（Functional Electrical Stimulation, FES）功能性电刺激疗法是使用低频电流刺激失去神经控制的肌肉，使期收缩，以替代或矫正器官及肢体以丧失的功能。
该方法是Liberson等在1961年发明的。
他们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年才正式定名为FES。
目前FES的研究应用已涉及临床各个领域。
如心脏起搏器用于心律失常和窦房结功能低下（病窦综合征）；膈肌起搏器（膈神经刺激器）用于救治呼吸中枢麻痹、调整呼吸；通过植入电极控制膀胱功能；调整胃肠功能等。
一、物理特性由于FES的应用范围非常广泛，所用的仪器和电流参数差异很大。
在此仅介绍神经肌肉的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；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。
二、FES的作用（一）代替或矫正肢体和器官已丧失的功能，如偏瘫患者的足下垂、脊柱侧弯。
（二）功能重建。
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。
三、临床应用（一）上运动神经元瘫痪上运动神经元瘫痪包括脑血管意外、脑外伤、脊髓损伤、脑性瘫痪、发性硬化等。
FES 治疗的目的是帮助病人完成某些功能活动，如步行、抓握，协调运动活动，加速随意控制的恢复。
1. 辅助站立和步行：最早应用单侧单通道刺激，用以纠正足下垂。
其原理是：在患侧摆动相开始时，足跟离地，放在鞋后跟里的开关接通，电流刺激腓神经或胫骨前肌，使踝背屈。
进入站立相后，开关断开，电刺激停止。
对截瘫患者，可用4通道刺激。
在双站立相（即双足同时站立时），刺激双侧股四头肌；在单侧站立相，一个通道刺激同侧股四头肌，同时对侧处于摆动相，一个通道刺激胫骨前肌。
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波宽在是否可引起有效的肌肉收缩及病人的舒服 度之影响占著非常重要之角色。
小于40微秒时，则需要非常高的电流量才能够 引起动作神经之冲动，而波宽较长时，则仅需 较小的电流强度，就可引起神经电位之变化。 300 微秒波宽比 50 微秒或 1000 微秒造成较好舒 服度，因此大部份NMES电刺激器采用此固定 波宽。 引起肌肉收缩之理想波宽为200至400微秒，因 此临床上以200至400微秒最多见。
波频(Pulse Rate)
波频之单位为每秒之脉波数 (pulse per second， 简称pps)。 波频与肌肉收缩的品质与肌肉疲乏的快慢有关 系，要引起持续而稳定之肌肉收缩产生动作， 则必须大於30 pps。 理论上波频愈高，则阻抗愈低、愈能产生较大 肌肉收缩力量，但神经肌肉交接处之神经传导 物质愈快用完，因此容易造成疲乏。 在寻找运动点时，通常使用1～5 pps，一般训 练时皆使用 30 ～ 50pps ，但另需考量肌肉大小 与病况。
学习目的
了解FES的原理及参数 了解FES在各肌肉的电极刺激点 了解FES的临床使用方法
内容
应用原理 肢体肌肉的刺激 临床应用
应用原理
利用电刺激动作神经引起肌肉收缩， 以达到增加肢体的功能性活动
电极片系统 电刺激参数 安全准则
电极片系统
表面电极片 (surface electrode) ：使用方便、非侵 入性。对肌肉刺激的选择性不很好，无法单独选 择刺激位於深部的肌肉；主机与电极片间需连接 许多管线，因此造成行动不便；会对皮肤造成电 化学之反应；会刺激到感觉神经，引起不必要之 不良反应；对於每天施用神经肌肉电刺激之病人， 得花费时间贴电极、拿下电极及收拾仪器。 电极片黏於紧身衣上直接套上，减少每天要寻找 置放电极片位置之麻烦。 透皮的电极片 (percutaneous electrodes) 或是植入 式电极片(inplanted electrode) 。
应将电极片置放处用酒精或用水清洗乾净， 并去除皮肤角质层以增加传导性。 电极片不要放在脂肪堆积或骨突处。 两个电极片摆放通常平行肌肉纤维方向。
理想的电极片尺寸与肌肉大小、电极片放置位 置相关 。
1．电极片愈小，则电流强度密度愈大，较易引起去极化 (depolarization)但较痛； 2．电极片愈大，则可刺激到之肌肉范围愈大，肌肉收缩 反应愈强； 3．在可能范围内，电极片愈大，则可以在不痛状况下产 生最大肌肉收缩，因此大肌肉通常使用大的电极片； 4 ．主动电极 (active pad) 使用之电极片小於分散式电极 (dispersive electrode)，如此可单独刺激到运动点(motor point) ，较不会有扩散 (overflow) 到不欲刺激肌肉之现 象
碳 矽 橡 胶 电 极 片 (carbon-impregnated siliconrubber electrode)：加於这类电极片上，增加导 电性之物质可分以下种： (1)加导电性软胶(conductive gel)：通常似牙膏状， 每次使用时挤出适量加在电极片上，再贴在病 人皮肤上。阻抗低，电极片使用期限较长，但 较不方便。 (2) 卡拉亚片 (Karaya pad) ：一种天然具导电性之 胶状片，较合成性导电胶片不会引起过敏。 (3)合成性导电胶片(synthetic copolymer gel pad)： 通常与电极片一体成型，属自黏式，但使用几 次其导电性或黏性不佳时就需更换
电刺激参数
极性 电极波波型 电流强度 波长 波频 刺激周期 坡升时间和坡降时间 治疗时间与治疗频率
极性
在双极刺激状况下，若使用不对称双相 波，则负极当主动电极可引起较大肌肉 收缩。因负极有较高浓度带负电离子， 可造成去极化引发动作电位或神经冲动
电极波波型
髋伸直肌
使用电刺激用来增强髋伸直肌，协助维 持良好直立的髋伸直姿势非常有效。 其电极片摆放位置，主动电极可以放在 上后髂嵴之稍下方，分散电极可放在臀 部下沿臀大肌的肌肉上，如果使用双相 波之电刺激，则分散性电极可以稍为往 上移
肩关节处肌肉
通常用於加强肌力或诱发动作，对於有中枢神 经损伤或脊髓损伤之病患，加强其肩部外展、 屈曲之动作，同时对於冰冻肩或肩手症候群之 病患，也可用电刺激降低其疼痛。 为增加病患肩关节上举，其电极片之放置，主 动电极放在前三角肌上，分散电极放于中三角 肌。 对于中风病患，预防或治疗肩关节脱位，主动 电极在後三角肌大约1／3之地方，分散电极片 则放在冈上肌上。
坡升时间(Ramp Up Time) 与坡降时间(Ramp Down Time)
为使刺激较舒服，电流强度通常采渐升 及渐降之方式。坡升时间可由0.1至10秒， 坡降时间也由0至数秒钟。
治疗时间与治疗频率
治疗时间依病患种类、症状严重度与治 疗目的而不同，通常一次 15 分至数小时， 由一星期2次至每天数次 。
安全准则
绝对禁忌症：装配有心脏起搏器、出血 或有血栓性栓塞危险性病患，病情尚未 稳定之病患 相对禁忌症：一般心脏病患、感觉缺失 病患、癫癇病患或怀孕妇女也要小心使 用。
电极片应避免放置於颈部前方，电刺激不要横 跨或穿越胸廓，伤口或伤疤处与脂肪组织堆积 处不要放电极片，电极片也不宜太接近伤口缝 合处。 对於刚完成骨科手术病患，在使用NMES配合 运动治疗时，需与开刀医师讨论肌肉活动之安 全限度。 对脊髓损伤病患要注意使用电剌激中或後有无 反射失常症状。
一般将主动电极放在股外侧肌的肌腹上， 将分散电极放在髋骨上方。 若要同时刺激到四条肌肉可使用双组电 极之方式，将两个主动电极放在股内侧 肌与股外侧肌，分散电极则使用共同的 分散电极放在髌骨的上方，如使用平衡 双相波，则分散电极之位置(即远端电极) 必须稍接近上方肌腹处效果较好。
髋外展肌
对於髋外展肌之刺激，主要为臀中肌及阔筋膜 张肌，常用在其髋外展肌较晚恢复的不完全的 脊髓损伤病患；或是中枢神经病患，有明显的 剪刀脚姿势。 使用髋外展肌电刺激可协助其行走之稳定与改 善走路姿势。主动电极通常放在骨盆嵴之稍下 方，视活动为要合并髋屈曲或髋伸直动作，而 稍前移或後移；分散电极则放在股骨大转子上 方，注意主动电极片与分散电极间，至少有 1 英寸之距离。
单相波 双相波 单脉波 脉波丛
双相波，一相产生刺激作用，另一相当平衡波， 可降低电刺激导致之化学作用。大肌肉电刺激 一般使用对称性双相方波若刺激小肌肉则使用 不对称性双相方波较能产生反应。 单脉波之电刺激通常在携带型与非携带型电刺 激器皆有提供，对於小肌肉之电刺激常用。 增强下肢肌肉力量，通常比较适用於不可携带 型电刺激器产生出之中频波。如苏联波
肢体肌肉之刺激
踝背屈肌
踝跖屈肌
骨科关节炎病人或中枢神经障碍（SCI、 CP）患者。 刺激腓肠肌：主动电极放在小腿后侧较 上方处 刺激比目鱼肌：主动电极放在腓肠肌下 方
股四头肌
接受人工关节置换之关节炎病人，手术 後或膝关节软骨受伤或韧带受伤的手术 後病人，可以藉由功能性电刺激来增加 其股四头肌之肌力。 对於中枢神经受伤之病人，行走时可用 电刺激股四头肌，有是 100 毫安培 (mA) ，一般人於 10-20毫安培之电流强度即有反应，会先 有痛之感觉，在电流强度增至某种程度 才引起肌肉收缩。逐渐增强电流强度， 可逐渐增加肌肉收缩强度，治疗时依刺 激感觉神经或动作神经之目的而调整电 流强度，但应在受刺激者可忍受范围内。
波长(Pulse Duration)
为避免电极片施用对病患产生电学、化学或机 械性伤害，需注意不得使用太小之电极片 ( 直 径不得小於 1 ． 5 公分 ) ，电极片与皮肤要完全 且均匀接触，当病患对某一类电极片有过敏反 应时，应更换电极片；贴电极片时，将贴处皮 肤摆在最大张力之位置；电刺激前，剃除贴电 极片处之长毛发，或顺毛发生长方向缓慢且小 心撕下电极片。 对於有周围神经病变患者，要使用功能性电刺 激引起中度以上肌肉收缩可能有困难。
电极片选择标准
1．低皮肤一电极片阻抗； 2．传导之电流其强度均匀分布； 3．与皮肤可均匀且完全接触； 4．不会使皮肤有过敏反应； 5．低成本高效益； 6．不会妨碍动作之产生
电极片尺寸与放置位置
在固定电压下，电流强度与电阻成反比， 因此若能减少阻抗 (impedance) ，则用较 低之电量即可引起同样之收缩。
5 ．在单相波电刺激状况下，主动电极在运动点 (motor point)或神经近皮肤表层处，参考电极(reference electrode) 在远端；在双相波电刺激状况下，两电极片置放在欲刺激 之肌肉或肌肉群上，但由於电流密度是愈近电极片愈高， 因此仍有一电极片在运动点上较易引发肌肉收缩； 6．两电极片间之距离愈接近，则电流在两极间较浅层肌 肉组织处流动；若距离较远，电流在较深处流动； 7．一般电刺激器会提供两组(channels)电刺激管线，即正 负电极片各2组，因此可同时治疗二个肌肉群，可用同步 (synchronous) 、或交互 (reciprocal) 模式；即受刺激之两组 肌 肉 同 时 收 缩 (co-contraction) 或 交 替 收 缩 (alternating contraction) 。此外，也可使用引动式 (trigger) ，配合动作 进行，於适当时间压下控制钮引起收缩。
功能性电刺激
(functional electrical stimulation，FES )
功 能 性 电 刺 激 (functional electrical stimulation ， FES) ，亦是一种神经肌肉 电 刺 激 (Neuromuscular Electrical Stimulation ， NMES) ，利用电刺激动作 神经引起肌肉收缩，以达到增加肢体的 功能性活动，例如以电刺激替代支架， 当作改善功能之活动支架。
小于40微秒时，则需要非常高的电流量才能够 引起动作神经之冲动，而波宽较长时，则仅需 较小的电流强度，就可引起神经电位之变化。 300 微秒波宽比 50 微秒或 1000 微秒造成较好舒 服度，因此大部份NMES电刺激器采用此固定 波宽。 引起肌肉收缩之理想波宽为200至400微秒，因 此临床上以200至400微秒最多见。
波频(Pulse Rate)
波频之单位为每秒之脉波数 (pulse per second， 简称pps)。 波频与肌肉收缩的品质与肌肉疲乏的快慢有关 系，要引起持续而稳定之肌肉收缩产生动作， 则必须大於30 pps。 理论上波频愈高，则阻抗愈低、愈能产生较大 肌肉收缩力量，但神经肌肉交接处之神经传导 物质愈快用完，因此容易造成疲乏。 在寻找运动点时，通常使用1～5 pps，一般训 练时皆使用 30 ～ 50pps ，但另需考量肌肉大小 与病况。
学习目的
了解FES的原理及参数 了解FES在各肌肉的电极刺激点 了解FES的临床使用方法
内容
应用原理 肢体肌肉的刺激 临床应用
应用原理
利用电刺激动作神经引起肌肉收缩， 以达到增加肢体的功能性活动
电极片系统 电刺激参数 安全准则
电极片系统
表面电极片 (surface electrode) ：使用方便、非侵 入性。对肌肉刺激的选择性不很好，无法单独选 择刺激位於深部的肌肉；主机与电极片间需连接 许多管线，因此造成行动不便；会对皮肤造成电 化学之反应；会刺激到感觉神经，引起不必要之 不良反应；对於每天施用神经肌肉电刺激之病人， 得花费时间贴电极、拿下电极及收拾仪器。 电极片黏於紧身衣上直接套上，减少每天要寻找 置放电极片位置之麻烦。 透皮的电极片 (percutaneous electrodes) 或是植入 式电极片(inplanted electrode) 。
应将电极片置放处用酒精或用水清洗乾净， 并去除皮肤角质层以增加传导性。 电极片不要放在脂肪堆积或骨突处。 两个电极片摆放通常平行肌肉纤维方向。
理想的电极片尺寸与肌肉大小、电极片放置位 置相关 。
1．电极片愈小，则电流强度密度愈大，较易引起去极化 (depolarization)但较痛； 2．电极片愈大，则可刺激到之肌肉范围愈大，肌肉收缩 反应愈强； 3．在可能范围内，电极片愈大，则可以在不痛状况下产 生最大肌肉收缩，因此大肌肉通常使用大的电极片； 4 ．主动电极 (active pad) 使用之电极片小於分散式电极 (dispersive electrode)，如此可单独刺激到运动点(motor point) ，较不会有扩散 (overflow) 到不欲刺激肌肉之现 象
碳 矽 橡 胶 电 极 片 (carbon-impregnated siliconrubber electrode)：加於这类电极片上，增加导 电性之物质可分以下种： (1)加导电性软胶(conductive gel)：通常似牙膏状， 每次使用时挤出适量加在电极片上，再贴在病 人皮肤上。阻抗低，电极片使用期限较长，但 较不方便。 (2) 卡拉亚片 (Karaya pad) ：一种天然具导电性之 胶状片，较合成性导电胶片不会引起过敏。 (3)合成性导电胶片(synthetic copolymer gel pad)： 通常与电极片一体成型，属自黏式，但使用几 次其导电性或黏性不佳时就需更换
电刺激参数
极性 电极波波型 电流强度 波长 波频 刺激周期 坡升时间和坡降时间 治疗时间与治疗频率
极性
在双极刺激状况下，若使用不对称双相 波，则负极当主动电极可引起较大肌肉 收缩。因负极有较高浓度带负电离子， 可造成去极化引发动作电位或神经冲动
电极波波型
髋伸直肌
使用电刺激用来增强髋伸直肌，协助维 持良好直立的髋伸直姿势非常有效。 其电极片摆放位置，主动电极可以放在 上后髂嵴之稍下方，分散电极可放在臀 部下沿臀大肌的肌肉上，如果使用双相 波之电刺激，则分散性电极可以稍为往 上移
肩关节处肌肉
通常用於加强肌力或诱发动作，对於有中枢神 经损伤或脊髓损伤之病患，加强其肩部外展、 屈曲之动作，同时对於冰冻肩或肩手症候群之 病患，也可用电刺激降低其疼痛。 为增加病患肩关节上举，其电极片之放置，主 动电极放在前三角肌上，分散电极放于中三角 肌。 对于中风病患，预防或治疗肩关节脱位，主动 电极在後三角肌大约1／3之地方，分散电极片 则放在冈上肌上。
坡升时间(Ramp Up Time) 与坡降时间(Ramp Down Time)
为使刺激较舒服，电流强度通常采渐升 及渐降之方式。坡升时间可由0.1至10秒， 坡降时间也由0至数秒钟。
治疗时间与治疗频率
治疗时间依病患种类、症状严重度与治 疗目的而不同，通常一次 15 分至数小时， 由一星期2次至每天数次 。
安全准则
绝对禁忌症：装配有心脏起搏器、出血 或有血栓性栓塞危险性病患，病情尚未 稳定之病患 相对禁忌症：一般心脏病患、感觉缺失 病患、癫癇病患或怀孕妇女也要小心使 用。
电极片应避免放置於颈部前方，电刺激不要横 跨或穿越胸廓，伤口或伤疤处与脂肪组织堆积 处不要放电极片，电极片也不宜太接近伤口缝 合处。 对於刚完成骨科手术病患，在使用NMES配合 运动治疗时，需与开刀医师讨论肌肉活动之安 全限度。 对脊髓损伤病患要注意使用电剌激中或後有无 反射失常症状。
一般将主动电极放在股外侧肌的肌腹上， 将分散电极放在髋骨上方。 若要同时刺激到四条肌肉可使用双组电 极之方式，将两个主动电极放在股内侧 肌与股外侧肌，分散电极则使用共同的 分散电极放在髌骨的上方，如使用平衡 双相波，则分散电极之位置(即远端电极) 必须稍接近上方肌腹处效果较好。
髋外展肌
对於髋外展肌之刺激，主要为臀中肌及阔筋膜 张肌，常用在其髋外展肌较晚恢复的不完全的 脊髓损伤病患；或是中枢神经病患，有明显的 剪刀脚姿势。 使用髋外展肌电刺激可协助其行走之稳定与改 善走路姿势。主动电极通常放在骨盆嵴之稍下 方，视活动为要合并髋屈曲或髋伸直动作，而 稍前移或後移；分散电极则放在股骨大转子上 方，注意主动电极片与分散电极间，至少有 1 英寸之距离。
单相波 双相波 单脉波 脉波丛
双相波，一相产生刺激作用，另一相当平衡波， 可降低电刺激导致之化学作用。大肌肉电刺激 一般使用对称性双相方波若刺激小肌肉则使用 不对称性双相方波较能产生反应。 单脉波之电刺激通常在携带型与非携带型电刺 激器皆有提供，对於小肌肉之电刺激常用。 增强下肢肌肉力量，通常比较适用於不可携带 型电刺激器产生出之中频波。如苏联波
肢体肌肉之刺激
踝背屈肌
踝跖屈肌
骨科关节炎病人或中枢神经障碍（SCI、 CP）患者。 刺激腓肠肌：主动电极放在小腿后侧较 上方处 刺激比目鱼肌：主动电极放在腓肠肌下 方
股四头肌
接受人工关节置换之关节炎病人，手术 後或膝关节软骨受伤或韧带受伤的手术 後病人，可以藉由功能性电刺激来增加 其股四头肌之肌力。 对於中枢神经受伤之病人，行走时可用 电刺激股四头肌，有是 100 毫安培 (mA) ，一般人於 10-20毫安培之电流强度即有反应，会先 有痛之感觉，在电流强度增至某种程度 才引起肌肉收缩。逐渐增强电流强度， 可逐渐增加肌肉收缩强度，治疗时依刺 激感觉神经或动作神经之目的而调整电 流强度，但应在受刺激者可忍受范围内。
波长(Pulse Duration)
为避免电极片施用对病患产生电学、化学或机 械性伤害，需注意不得使用太小之电极片 ( 直 径不得小於 1 ． 5 公分 ) ，电极片与皮肤要完全 且均匀接触，当病患对某一类电极片有过敏反 应时，应更换电极片；贴电极片时，将贴处皮 肤摆在最大张力之位置；电刺激前，剃除贴电 极片处之长毛发，或顺毛发生长方向缓慢且小 心撕下电极片。 对於有周围神经病变患者，要使用功能性电刺 激引起中度以上肌肉收缩可能有困难。
电极片选择标准
1．低皮肤一电极片阻抗； 2．传导之电流其强度均匀分布； 3．与皮肤可均匀且完全接触； 4．不会使皮肤有过敏反应； 5．低成本高效益； 6．不会妨碍动作之产生
电极片尺寸与放置位置
在固定电压下，电流强度与电阻成反比， 因此若能减少阻抗 (impedance) ，则用较 低之电量即可引起同样之收缩。
5 ．在单相波电刺激状况下，主动电极在运动点 (motor point)或神经近皮肤表层处，参考电极(reference electrode) 在远端；在双相波电刺激状况下，两电极片置放在欲刺激 之肌肉或肌肉群上，但由於电流密度是愈近电极片愈高， 因此仍有一电极片在运动点上较易引发肌肉收缩； 6．两电极片间之距离愈接近，则电流在两极间较浅层肌 肉组织处流动；若距离较远，电流在较深处流动； 7．一般电刺激器会提供两组(channels)电刺激管线，即正 负电极片各2组，因此可同时治疗二个肌肉群，可用同步 (synchronous) 、或交互 (reciprocal) 模式；即受刺激之两组 肌 肉 同 时 收 缩 (co-contraction) 或 交 替 收 缩 (alternating contraction) 。此外，也可使用引动式 (trigger) ，配合动作 进行，於适当时间压下控制钮引起收缩。
功能性电刺激
(functional electrical stimulation，FES )
功 能 性 电 刺 激 (functional electrical stimulation ， FES) ，亦是一种神经肌肉 电 刺 激 (Neuromuscular Electrical Stimulation ， NMES) ，利用电刺激动作 神经引起肌肉收缩，以达到增加肢体的 功能性活动，例如以电刺激替代支架， 当作改善功能之活动支架。