FES治疗脑卒中的临床应用及其机制(讲义)-燕铁斌PPT课件

功能性电刺激治疗脑卒中及其机制探讨,燕铁斌中山大学孙逸仙纪念医院康复医学科,Dr.Yan,脑卒中后运动控制障碍表现,肌张力异常肌张力降低肌张力增高肢体运动模式异常协同运动共同运动躯体控制障碍平衡与协调控制障碍功能性活动障碍,上运动神经元综合症表现,阳性症状(positivesymptom)肌张力增高腱反射增强阵挛（重复性牵张反射释放）屈曲反射释放(病理反射)Babinski征协同（共同）运动模式（masssynergypatterns）阴性症状(negativesymptom)手指的精细动作减少肌肉无力运动缓慢吞咽障碍选择性活动能力减弱,治疗脑卒中后运动障碍的方法,药物营养神经，改善微循环功能训练(functionaltraining，motorcontrol)运动再学习(motorrelearningprogram)重复性训练(repetition)强制性使用(constrain-inducedmovement)物理因子治疗声、光、电、磁等低频电刺激近几十年来发展比较快,功能性电刺激,Functionalelectricalstimulation,FES属于低频电刺激和神经肌肉电刺激（neuromuscularelectricalstimulation,NES）范畴广义凡是刺激神经肌肉的电刺激都可以称之为NES狭义低频脉冲电流（1KHz,1100Hz）按照预先设定的程序刺激结构完整的下运动神经元（一组或多组肌肉）模拟功能性活动提高肌肉功能或治疗神经肌肉疾患（ShefflerandChae2007）,FES的特点,电极可以放在体表也可以植入到体内心脏起搏器膈肌起搏器可以产生即刻的功能性活动,如上肢瘫痪：产生即刻的抓握动作下肢瘫痪：(截瘫,偏瘫)产生功能性行走吞咽障碍：产生吞咽动作尿失禁：膀胱收缩,Dr.Yan,9,Dr.Yan,10,肢体瘫痪治疗,吞咽障碍治疗,膀胱控制治疗,脑损伤后肢体瘫痪脊髓损伤后肢体瘫痪儿童脑瘫后肢体瘫痪膀胱直肠功能紊乱呼吸功能障碍,禁忌证,佩带心脏起搏器静脉血栓形成,不能放置电极,颈动脉窦处感染部位孕妇的躯干部位手术部位恶性肿瘤部位皮肤感觉缺损对电极过敏的部位,临床随机对照研究,入选标准大脑中动脉系统初发脑卒中发病后周内年龄4584岁发病前ADL自理,除外标准病灶位于脑干或小脑急性心肌梗死装有心脏起博器交流障碍认知功能障碍脑外科手术发病前髋关节或膝关节手术,Dr.Yan,13,研究对象,治疗急性脑卒中下肢瘫痪临床对照研究,技术路线：偏瘫下肢,是否符合入组标准,除外,Minimize分层随机软件分组,分层,性质：出血梗死年龄：4459岁，6080岁性别：男女病程：2周；,FES组,安慰刺激组,第一次评定（治疗前）,住院治疗,第二次评定（治疗2周）,标准化治疗,FES组,30minPT30minOT每天1次每周5天共3周，15次,每天1次,每次30min每周5天,共3周,15次,第三次评定（治疗3周）,综合痉挛量表表面肌电图站起走计时测试,yes,No,对照组,治疗组模拟正常的步态周期台双通道FES通过转换器连接电极位置胫前肌、腓肠肌、股四头肌、腘伸肌参数30Hz，脉宽0.3ms,强度20-30mA时间入院后天内开始30min/天,5天/周x3周,Dr.Yan,15,安慰刺激电极位置相同没有电源输出,评定,综合痉挛量表（CompositeSpasticityScale，CSS）评定踝跖屈肌群肌张力表面肌电图评定踝关节背伸和跖屈时的最大等长收缩（Maximumisometricvoluntarycontraction,MIVC)站起-走计时测试（thetimedupandgotest）评定平衡和步行能力,16,评定时间,治疗前,治疗周后,治疗周后,治疗周后,发病后周,住院期间,随访,结果,注：组之间比较，P=0.03。,组对象一般资料比较,组背伸比较a：力矩增加，b：胫前肌积分肌电图增加，c：协同收缩率降低。*：P0.05，#：P0.05),2组一般资料比较,2组改良Ashworth量表（MAS）评分比较,注：治疗后与治疗前组内比较#P0.05；FES组与对照组比较治疗，*P0.05。,2组Fugle-Meyer（FMA）评分比较,注：治疗后与治疗前组内比较#P0.05；FES组与对照组比较治疗，*P0.05。,2组改良Barthel指数（MBI）评分比较,注：治疗后与治疗前组内比较#P0.05；FES组与对照组比较治疗，*P0.05。,功能性电刺激可以增强初发早期脑卒中患者偏瘫上肢的肌力，改善初发早期脑卒中患者偏瘫上肢运动功能。提高初发早期脑卒中患者日常生活活动能力。在停止治疗后，疗效仍可以持续较长时间（至少6个月）。,结论,ZinlinLin,TiebinYan.NeurorehabilitationandNeuralRepair,(submitted)林子玲，燕铁斌.中国康复医学杂志,2010,25:152-155.林子玲，燕铁斌.中华物理医学与康复杂志,2009;31:663-666.,改善脑卒中后吞咽障碍,研究对象入选标准和除外标准同肢体,治疗方法,Dr.Yan,31,频率：3080Hz波形：双相方形波幅：25mA波宽：700ms刺激强度为511mA每日1h，每周5次，共1015次,用冰棉签刺激患者腭、舌根及咽后壁，并嘱其做空吞咽动作每日2次，每次1015min，每周5次，共15次,Dr.Yan,32,评定方法,标准吞咽评估（StandardizedSwallowingAssessment，SSA）最低18分，最高46分分数越高，吞咽功能越差血氧饱和度（arterialoxygensaturation，SaO2）深圳产PC-60指式脉博血氧仪,Dr.Yan,33,结果,表13组患者的一般资料,组内比较用t检验，与治疗前比较，aP0.05；治疗后3组SSA得分和SaO2降低值比较，a:P0.05,b:与电刺激组比较，c:与冰刺激组比较。,表23组患者治疗前、后吞咽情况比较,结果与结论,3种治疗方法均能改善患者的吞咽功能疗效依次为神经肌肉电刺激、冰刺激、常规治疗,伍少玲，燕铁斌，马超，中华物理医学与康复杂志，2007，29;117-120伍少玲，马超，郭友华等.中华物理医学与康复杂志，2007,29:537-539.,问题的提出FES为什么能促进脑卒中患者肢体功能恢复通过什么机制神经可塑性（neuroplasticity）如何找出证据影像学神经电生理分子机制其它？,相关基础研究,对健康者fMRI研究,对脑卒中fMRI研究,对脑卒中患者SEP和MEP的影响,text4,text5,text6,FES对脑可塑性影响,Humanbeing,Animalstudy,FES对健康者和脑卒中患者上肢运动功能影响的fMRI研究,材料与方法-fMRI,fMRI设计和扫描采用组块设计:基于认知减法模式的“基线任务模式”每一任务组块持续24s，各组块之间插入24s控制任务Cycle:5次，t:240sVolre:8个动态，共80个动态，共可得到2000幅原始功能图。,活动,方法与材料-FES,FES刺激模式波形为双向方波，频率30Hz，脉宽0.2ms波升：波降1s：1s电流强度取受试者耐受最大电流FES预刺激定位后，预先进行刺激，设置强度FES刺激诱发右手及腕活动避免主动伸腕拇外展避免对侧（左侧）肢体活动,结果,健康组和脑卒中组脑区激活表,患者,健康组,C：对侧半球，I：同侧半球，SMC：初级感觉运动区，S2：第二感觉区，PM：运动前区，SMA:辅助运动区；CMA:扣带回运动区，IPL:顶下小叶，PFC:额前叶皮层，CRB：小脑,两组双侧SMC(初级运动感觉区)的激活体积与强度的比较,体积,强度,两组双侧PM（运动前区）激活体积与强度比较,对照组,脑卒中组,脑卒中组,对照组,健康组较脑卒中组激活强度高，且有统计学差异（P0.05），同侧PM激活强度则显示小于脑卒中组趋势,体积,强度,对照组,脑卒中组,对照组,脑卒中组,健康者和脑卒中患者接受30minFES的刺激时在标准立体脑和脑切面的脑区激活图,健康者：激活区集中在运动手对侧脑中央沟前后,脑卒中患者：左基底节脑梗死激活区除了对侧的感觉运动区SMC,还有同侧的运动前区PMC、前额叶PFC、顶下小叶IPL,结论,FES可以激活与运动和感觉相关的多个脑区促进脑卒中患者大脑重塑过程损伤侧SMC的重建与两侧脑的兴奋平衡的重塑是运动功能恢复的重要预后因素,两组一般资料,FES改善脑卒中偏瘫上肢功能SEP研究,研究对象和技术路线同前,2组SEP(N-9)评分比较,注：治疗后与治疗前组内比较#P0.05；FES组与对照组比较治疗，*P0.05。,2组SEP(N-20)评分比较,注：治疗后与治疗前组内比较#P0.05；FES组与对照组比较治疗，*P0.05。,结论,3周FES治疗可以缩短脑细胞兴奋的潜伏期增强脑细胞的兴奋性FES增强脑细胞突触可塑性（synapticplasticity）的证据,FES对脑卒中患者SEP和MEP的影响,青年受试者,研究对象,初发脑卒中13例病灶位于一侧大脑半球4080岁一侧肢体偏瘫无明显感觉及认知功能障碍愿签署知情同意书,健康志愿者15例平均22.90.7岁既往无神经系统疾病史体格和神经系统检查正常愿签署知情同意书,脑卒中患者,8,FES组8例,安慰刺激组5例,检测SEP,再次检测SEP和MEP,30minFES治疗,30min安慰刺激,检测MEP,N9,N20的潜伏期和波幅,各刺激点的潜伏期和波幅,FES治疗,仪器及参数:美国产RespondSelectFES治疗仪间歇输出模式频率30Hz脉宽200s通电断电比5s/5s波升波降比1s/1s,运动点选取：肌电图定位选择运动点4个；腕背伸拇外展动作治疗时间30min,16,2组脑卒中患者治疗前后SEP值比较（xs）,*与治疗前比P0.05；*与安慰电刺激组变化率比较P0.05,23,结果,2组脑卒中患者治疗前后MEP值比较（xs）,*与治疗前比P0.05；*与安慰电刺激组变化率比较P0.05,结果,结论,与安慰刺激组比较，30min的FES可以增强脑卒中病灶部位的兴奋性潜伏期缩短波幅增大对健侧脑组织没有显著性影响提示以促进脑卒中后脑可塑性为目的的FES，需要连续治疗，才可以产生累积效应,已经完成,已经完成,正在进行,正在进行,已经完成,基础研究,FES对脑梗死大鼠偏瘫肢体功能康复的影响及其诱导脑皮质可塑性变化的分子机制研究,FES对急性局灶性脑梗死大鼠运动功能及梗死边缘区胶质纤维酸性蛋白表达的影响,Wnt信号通道介导FES调控急性