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摘要：通过近几十年的国内外研究显示，功能性电刺激的应用对于脑卒中后遗症的各方面恢复起着不可忽视的作用。目前功能性电刺激已作为脑卒中肢体功能障碍的常规治疗手段之一，广泛应用于脑卒中患者功能障碍的康复治疗中，本文就功能性电刺激在改善脑卒中肢体功能障碍方面的研究进展进行综述。
关键词：功能性电刺激 脑卒中 运动功能 综述
【中图分类号】R-0 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2013）10-0067-02
随着老龄化的社会进程，脑卒中发病率呈逐年上升的趋势。脑卒中的致残率、病死率呈高位显著的特点。存活着的患者大多数都遗留不同程度的肢体功能障碍，严重地影响了患者生活质量和社会参与能力。因此，采用有效的康复治疗，最大限度改善脑卒中患者的运动功能障碍，已成为社会普遍关注的热点。
功能性电刺激疗法（functional electrical stimulation，FES）是根据中枢性瘫痪患者的下运动神经元结构完好的特点，以低频脉冲电流按正确的运动形式编定程序刺激神经和肌肉，对患者的步态、姿势和运动都适意控制产生持续的效应，使瘫痪的肢体功能再学习和重组，成为近几年来研究的热点且已取得了阶段性的成就。本文对FES在脑卒中患者肢体功能障碍康复中的应用进行综述。
1 功能性电刺激的概述
1.1 作用对象。功能性电刺激疗法于1961年由Liberson发明，以后逐渐被人们应用于临床，主要是为了替代丧失的神经系统功能，作为一种“支具”来恢复偏瘫的功能性活动。FES作用的对象是具有完整周围神经支配、但由于中枢神经损伤，导致神经下传冲动减少或丧失而致所支配的肌肉不能完成其原有的收缩功能的部位。对于不具有完整神经传导通路的周围神经损伤，FES无作用[1]。
1.2 刺激方式及优缺点。功能性电刺激的刺激方式目前主要有三种：表面刺激式、经皮刺激式及全植入式[2]。三种刺激方式各有优缺点。表面刺激的优点是方便、无痛和适应证广泛等，缺点是刺激强度有限、不能精确定位、患者的依从性差；经皮刺激式较全植入式简单，但因需针刺可能会引起感染和损伤[3]；全植入式疗效确切可靠、可全天持续刺激、精确定位、并能以更小的电量保证更高的刺激选择性，但有电极移位或破裂、脉冲发生器或电池耗竭、脉冲发生器与电极连接松动等技术性并发症和感染、切口或电极放置点疼痛、血肿及过敏反应等生物性并发症[4]。相较三种刺激方式，多数学者偏向于使用全植入式。但表面刺激式目前出现了符合生物特性的刺激器，克服了其缺点而有了选择性控制的优点[5]。因此，非植入FES临床应用前景广[6]。
1.3 FES治疗脑卒中的理论依据。李群等[7]将FES植入大脑皮质或周围神经干，证实FES可以增加脊髓内源性神经干细胞的分化与增生，进而促进脊髓再髓化及组织修复。另据报道，电刺激瘫痪肢体可以引起相应大脑皮质突触数目及结构发生可塑性改变[8]。FES改善肢体活动能力的神经机制包括增强关节与机头信息传入、提供更好的运动视觉反馈和对神经元直接刺激后肌肉收缩能力的提高[9]。Kimberley等[10]以FES刺激脑卒中患者肢体后发现大脑皮质信号明显增加，患者的肢体功能亦明显改善。所有这些研究都为FES临床治疗脑卒中后的肢体功能障碍提供了理论依据。
2 FES在上肢功能障碍中的应用
上肢功能障碍是造成脑卒中患者残疾的主要因素。上肢功能尤其是手的精细动作在日常生活中至关重要。章国伟等[11]对32例脑卒中患者应用FES治疗，刺激波形为方波，频率35～50HZ，波宽200ms，刺激5-6秒，间歇15-20s。结果显示腕背屈主动关节活动范围（active range of motion，AROM）、Fugl-Meyer上肢运动功能部分评定（Fugl-Meyer motor assessment scale，FMA）、腕背伸AROM积分恢复明显优于对照组。Lourencao等[12]对38例脑卒中患者抓握的速度进行研究，其中19例患者的腕伸肌群和指尖肌群进行每周2次、每次20分钟的FES，为期6个月，结果显示实验组患者在接受治疗6个月时抓握速度有显著提高。
肩关节半脱位也是脑卒中患者的常见并发症之一，FES对脑卒中后肩关节脱位有积极的治疗作用。Wang等[13]指出，早期FES刺激脑卒中患者半脱位的肩关节处可以改善肩关节脱位现象，但他也指出，对于脱位时间达1年以上的患者，FES不能起到很好的作用。此外，FES还可改善脑卒中后的肩痛。Fil等[14]应用FES联合Bobath技术对预防脑卒中急性期肩关节半脱位研究显示与对照组相比，治疗组均未出现肩痛。FES治疗时通过电流刺激，调节协同肌和拮抗肌之间的活动从而保持伸肌群和屈肌群之间张力的平衡，增加关节活动范围，改善腕部活动。
3 FES在下肢功能障碍中的应用
脑卒中患者中68%有下肢功能障碍。下肢功能恢复过程中最大的障碍是垂足，垂足会造成偏瘫典型的画圈步态。王彤等[17]应用FES治疗23例垂足的患者结果表明，患者步态的改善主要取决于康复训练的效果，而FES并不能进一步加强康复训练改善组下垂的效果。而Tanovic[18]证实，脑卒中4周以后采用FES可以提高患者的步行能力，4周之前无明显差异。但目前缺乏大量的随机对照研究进一步证实。霍绮雯等[19]将135例急性脑梗死患者随机分组为FES+FT（促通技术）组和、FT组、空白组各45例，FES+FT组在常规药物治疗基础上加功能性电刺激和促通技术，FT组在常规药物治疗基础上加促通技术，空白组仅予常规药物治疗，研究结果显示FES+FT组的远期疗效明显高于空白组和FT组，提示灵活应用神经肌肉促进技术、功能性电刺激的综合康复训练，可能通过调节神经中枢的兴奋性，促进新的网络形成和建立，调动出与储备、休眠状态的神经组织发挥代偿作用，实现神经功能的重新塑造，从而能更明显改善患者下肢功能障碍，提高日常生活能力。 4 FES的应用前景及局限性
FES发展至今是指有输入-输出的程序控制、多导、产生特定功能的电刺激。是能替代或矫正神经系统损伤后的感觉、运动、认知功能的系统、设备和技术。因此，FES想要普遍应用首先必须有对FES程序操作熟练的专业人士，但目前掌握此项技术的人员少之又少；其次，FES作为一种替代性功能器具，如能长期使用，是有一定的治疗效果的，但繁琐的程序控制使病人的依从性相对较差，如能克服或者找到更为简便的方式，则必然能推动FES的发展；再次，FES产品在我国大部分未被纳入医疗保险中，对于经济条件普通的大众来讲，昂贵的费用也或多或少的影响着FES产品在我国的推广；另外，FES产品类目较多，如替代和改善上肢抓握功能、下肢站立行走功能、纠正脊柱侧弯等等，这些都需要专业的设计、制造及维修公司以帮助这些产品持续地、有效地服务于所需人群，从而真正达到FES的治疗效果。
5 小结
FES已成为脑卒中偏瘫的公认的治疗方法之一，早期使用FES联合药物、肢体功能锻炼、针灸等其他康复治疗手段更能促进功能障碍肢体的功能恢复。随着对FES了解与研究的不断深入，FES已被应用于康复的许多领域，在上运动神经元疾病的恢复期中起到越来越重要的作用。但目前国内的FES应用比较混乱，每个研究采用的量表不一，病例样本量少，临床分组缺乏随机化，因此不能完全展现FES的治疗作用。在以后的工作中进一步加大样本量以及多中心的随机研究，为FES的广泛应用提供理论依据。在目前提倡综合康复的环境下，FES应更多地结合其他康复治疗手段，以更好的发挥作用。同时由于脑卒中病患长期的功能障碍及生活不能自理，就医面临一定的局限性，医疗费用亦存在不同程度的困难，如何使FES以更经济、简便、规范的方式服务于广大的脑卒中病患也是我们需要进一步探讨和研究的方向。
参考文献
[1] Chae J，Bethoux F，Bohinc T，et al.The rehabilition of gait in patients with hemiplegia：a comparison between conventional therapy and multi-channel functional electrical stimulation therapy.Phy Ther，1995，75：490-502
[2] Popovic MR ， Popvic DB ，Keller T. Neuroprostheses for grasping. Neurol Res，2002，24（5）：443a-452
[3] 张克亮，张东，凌彤，等.经皮刺激对端侧缝合后神经再生作用的研究.中华手外科杂志，2001，17（1）：45-47
[4] Cameron T. Safety and efficacy of spinal cord stimulation for the treatment of chronic pain ： a 20-year literature review. J Neurosurg，2004，100（3 Suppl Spine）：254-267
[5] Weber DJ ， Stein RB ， Chan KM ，et al. Functional electrical stimulation using to correct foot drop： a case study . Can J Physiol Pharmacol ，2004，82（8-9）：784-792
[6] 燕铁斌.积极推广神经肌肉电刺激技术在中枢神经损伤中的应用.中国康复医学杂志，2007，10（22）：865-866
[7] 李群.电刺激促进中枢神经系统内源性神经干细胞的增殖与分化及在脊髓损伤中的作用.针刺研究，2008，33：34-36
[8] 郭友华，燕铁斌，Christina W，等.低频电刺激治疗脑卒中偏瘫的神经机制研究进展.中国康复医学杂志，2005，20：156-158
[9] Lourencao MI ， Battistella LR. Analysis of the results of functional eletrical stimulation on hemiplegic patients upper extremities using the Minnesota manual dexterity test. Int J Rehab Res，2005，28（1）：25-31
[10] Kimbrley TJ， Lewis SM， Auerbach EJ，et al. Electrical stimulation driving functional improvements and cortical changes in subjects with stroke. Exp Brain Res，2004，154：450-460
[11] 章国伟，史立新，吴红专，等.肌电触发电刺激对偏瘫上肢功能的影响.中国康复理论与实践，2007，13：544-545
[12] 韩瑞，倪朝民.肌电生物反馈治疗对脑卒中偏瘫患者上肢功能的影响.中国康复理论与实践，2005，11（3）：209-210
[13] Wang RY， Chan RC，Tsai MW. Functional electrical stimulation on chronic and acute hemiplagic shoulder subluxation. Am J Phys Med Rehabil， 2000，79（4）：385-390
[14] Fil A ， Armutlu K ， Atay AO ，et，al.The effect of electrical stimulation in combination with Bobath techniques in the prevention of shoudler subluxation in acute stroke patients. Clin Rehabil，2011，25：51-59
关键词：功能性电刺激 脑卒中 运动功能 综述
【中图分类号】R-0 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2013）10-0067-02
随着老龄化的社会进程，脑卒中发病率呈逐年上升的趋势。脑卒中的致残率、病死率呈高位显著的特点。存活着的患者大多数都遗留不同程度的肢体功能障碍，严重地影响了患者生活质量和社会参与能力。因此，采用有效的康复治疗，最大限度改善脑卒中患者的运动功能障碍，已成为社会普遍关注的热点。
功能性电刺激疗法（functional electrical stimulation，FES）是根据中枢性瘫痪患者的下运动神经元结构完好的特点，以低频脉冲电流按正确的运动形式编定程序刺激神经和肌肉，对患者的步态、姿势和运动都适意控制产生持续的效应，使瘫痪的肢体功能再学习和重组，成为近几年来研究的热点且已取得了阶段性的成就。本文对FES在脑卒中患者肢体功能障碍康复中的应用进行综述。
1 功能性电刺激的概述
1.1 作用对象。功能性电刺激疗法于1961年由Liberson发明，以后逐渐被人们应用于临床，主要是为了替代丧失的神经系统功能，作为一种“支具”来恢复偏瘫的功能性活动。FES作用的对象是具有完整周围神经支配、但由于中枢神经损伤，导致神经下传冲动减少或丧失而致所支配的肌肉不能完成其原有的收缩功能的部位。对于不具有完整神经传导通路的周围神经损伤，FES无作用[1]。
1.2 刺激方式及优缺点。功能性电刺激的刺激方式目前主要有三种：表面刺激式、经皮刺激式及全植入式[2]。三种刺激方式各有优缺点。表面刺激的优点是方便、无痛和适应证广泛等，缺点是刺激强度有限、不能精确定位、患者的依从性差；经皮刺激式较全植入式简单，但因需针刺可能会引起感染和损伤[3]；全植入式疗效确切可靠、可全天持续刺激、精确定位、并能以更小的电量保证更高的刺激选择性，但有电极移位或破裂、脉冲发生器或电池耗竭、脉冲发生器与电极连接松动等技术性并发症和感染、切口或电极放置点疼痛、血肿及过敏反应等生物性并发症[4]。相较三种刺激方式，多数学者偏向于使用全植入式。但表面刺激式目前出现了符合生物特性的刺激器，克服了其缺点而有了选择性控制的优点[5]。因此，非植入FES临床应用前景广[6]。
1.3 FES治疗脑卒中的理论依据。李群等[7]将FES植入大脑皮质或周围神经干，证实FES可以增加脊髓内源性神经干细胞的分化与增生，进而促进脊髓再髓化及组织修复。另据报道，电刺激瘫痪肢体可以引起相应大脑皮质突触数目及结构发生可塑性改变[8]。FES改善肢体活动能力的神经机制包括增强关节与机头信息传入、提供更好的运动视觉反馈和对神经元直接刺激后肌肉收缩能力的提高[9]。Kimberley等[10]以FES刺激脑卒中患者肢体后发现大脑皮质信号明显增加，患者的肢体功能亦明显改善。所有这些研究都为FES临床治疗脑卒中后的肢体功能障碍提供了理论依据。
2 FES在上肢功能障碍中的应用
上肢功能障碍是造成脑卒中患者残疾的主要因素。上肢功能尤其是手的精细动作在日常生活中至关重要。章国伟等[11]对32例脑卒中患者应用FES治疗，刺激波形为方波，频率35～50HZ，波宽200ms，刺激5-6秒，间歇15-20s。结果显示腕背屈主动关节活动范围（active range of motion，AROM）、Fugl-Meyer上肢运动功能部分评定（Fugl-Meyer motor assessment scale，FMA）、腕背伸AROM积分恢复明显优于对照组。Lourencao等[12]对38例脑卒中患者抓握的速度进行研究，其中19例患者的腕伸肌群和指尖肌群进行每周2次、每次20分钟的FES，为期6个月，结果显示实验组患者在接受治疗6个月时抓握速度有显著提高。
肩关节半脱位也是脑卒中患者的常见并发症之一，FES对脑卒中后肩关节脱位有积极的治疗作用。Wang等[13]指出，早期FES刺激脑卒中患者半脱位的肩关节处可以改善肩关节脱位现象，但他也指出，对于脱位时间达1年以上的患者，FES不能起到很好的作用。此外，FES还可改善脑卒中后的肩痛。Fil等[14]应用FES联合Bobath技术对预防脑卒中急性期肩关节半脱位研究显示与对照组相比，治疗组均未出现肩痛。FES治疗时通过电流刺激，调节协同肌和拮抗肌之间的活动从而保持伸肌群和屈肌群之间张力的平衡，增加关节活动范围，改善腕部活动。
3 FES在下肢功能障碍中的应用
脑卒中患者中68%有下肢功能障碍。下肢功能恢复过程中最大的障碍是垂足，垂足会造成偏瘫典型的画圈步态。王彤等[17]应用FES治疗23例垂足的患者结果表明，患者步态的改善主要取决于康复训练的效果，而FES并不能进一步加强康复训练改善组下垂的效果。而Tanovic[18]证实，脑卒中4周以后采用FES可以提高患者的步行能力，4周之前无明显差异。但目前缺乏大量的随机对照研究进一步证实。霍绮雯等[19]将135例急性脑梗死患者随机分组为FES+FT（促通技术）组和、FT组、空白组各45例，FES+FT组在常规药物治疗基础上加功能性电刺激和促通技术，FT组在常规药物治疗基础上加促通技术，空白组仅予常规药物治疗，研究结果显示FES+FT组的远期疗效明显高于空白组和FT组，提示灵活应用神经肌肉促进技术、功能性电刺激的综合康复训练，可能通过调节神经中枢的兴奋性，促进新的网络形成和建立，调动出与储备、休眠状态的神经组织发挥代偿作用，实现神经功能的重新塑造，从而能更明显改善患者下肢功能障碍，提高日常生活能力。 4 FES的应用前景及局限性
FES发展至今是指有输入-输出的程序控制、多导、产生特定功能的电刺激。是能替代或矫正神经系统损伤后的感觉、运动、认知功能的系统、设备和技术。因此，FES想要普遍应用首先必须有对FES程序操作熟练的专业人士，但目前掌握此项技术的人员少之又少；其次，FES作为一种替代性功能器具，如能长期使用，是有一定的治疗效果的，但繁琐的程序控制使病人的依从性相对较差，如能克服或者找到更为简便的方式，则必然能推动FES的发展；再次，FES产品在我国大部分未被纳入医疗保险中，对于经济条件普通的大众来讲，昂贵的费用也或多或少的影响着FES产品在我国的推广；另外，FES产品类目较多，如替代和改善上肢抓握功能、下肢站立行走功能、纠正脊柱侧弯等等，这些都需要专业的设计、制造及维修公司以帮助这些产品持续地、有效地服务于所需人群，从而真正达到FES的治疗效果。
5 小结
FES已成为脑卒中偏瘫的公认的治疗方法之一，早期使用FES联合药物、肢体功能锻炼、针灸等其他康复治疗手段更能促进功能障碍肢体的功能恢复。随着对FES了解与研究的不断深入，FES已被应用于康复的许多领域，在上运动神经元疾病的恢复期中起到越来越重要的作用。但目前国内的FES应用比较混乱，每个研究采用的量表不一，病例样本量少，临床分组缺乏随机化，因此不能完全展现FES的治疗作用。在以后的工作中进一步加大样本量以及多中心的随机研究，为FES的广泛应用提供理论依据。在目前提倡综合康复的环境下，FES应更多地结合其他康复治疗手段，以更好的发挥作用。同时由于脑卒中病患长期的功能障碍及生活不能自理，就医面临一定的局限性，医疗费用亦存在不同程度的困难，如何使FES以更经济、简便、规范的方式服务于广大的脑卒中病患也是我们需要进一步探讨和研究的方向。
参考文献
[1] Chae J，Bethoux F，Bohinc T，et al.The rehabilition of gait in patients with hemiplegia：a comparison between conventional therapy and multi-channel functional electrical stimulation therapy.Phy Ther，1995，75：490-502
[2] Popovic MR ， Popvic DB ，Keller T. Neuroprostheses for grasping. Neurol Res，2002，24（5）：443a-452
[3] 张克亮，张东，凌彤，等.经皮刺激对端侧缝合后神经再生作用的研究.中华手外科杂志，2001，17（1）：45-47
[4] Cameron T. Safety and efficacy of spinal cord stimulation for the treatment of chronic pain ： a 20-year literature review. J Neurosurg，2004，100（3 Suppl Spine）：254-267
[5] Weber DJ ， Stein RB ， Chan KM ，et al. Functional electrical stimulation using to correct foot drop： a case study . Can J Physiol Pharmacol ，2004，82（8-9）：784-792
[6] 燕铁斌.积极推广神经肌肉电刺激技术在中枢神经损伤中的应用.中国康复医学杂志，2007，10（22）：865-866
[7] 李群.电刺激促进中枢神经系统内源性神经干细胞的增殖与分化及在脊髓损伤中的作用.针刺研究，2008，33：34-36
[8] 郭友华，燕铁斌，Christina W，等.低频电刺激治疗脑卒中偏瘫的神经机制研究进展.中国康复医学杂志，2005，20：156-158
[9] Lourencao MI ， Battistella LR. Analysis of the results of functional eletrical stimulation on hemiplegic patients upper extremities using the Minnesota manual dexterity test. Int J Rehab Res，2005，28（1）：25-31
[10] Kimbrley TJ， Lewis SM， Auerbach EJ，et al. Electrical stimulation driving functional improvements and cortical changes in subjects with stroke. Exp Brain Res，2004，154：450-460
[11] 章国伟，史立新，吴红专，等.肌电触发电刺激对偏瘫上肢功能的影响.中国康复理论与实践，2007，13：544-545
[12] 韩瑞，倪朝民.肌电生物反馈治疗对脑卒中偏瘫患者上肢功能的影响.中国康复理论与实践，2005，11（3）：209-210
[13] Wang RY， Chan RC，Tsai MW. Functional electrical stimulation on chronic and acute hemiplagic shoulder subluxation. Am J Phys Med Rehabil， 2000，79（4）：385-390
[14] Fil A ， Armutlu K ， Atay AO ，et，al.The effect of electrical stimulation in combination with Bobath techniques in the prevention of shoudler subluxation in acute stroke patients. Clin Rehabil，2011，25：51-59