(醫(yī)藥衛(wèi)生)生物反饋性電刺激助力訓練技術在神經康復中的應用課件

1、華南理工大學生命科學學院余小蘭博士、教授 生物反饋式電刺激助力訓練技術 在神經康復中的應用 國家863項目第1頁，共48頁。 一、研究背景 二、關鍵應用技術 三、臨床應用方案分析 四、未來發(fā)展與研究前景重點內容第2頁，共48頁。研究背景肌電生物反饋：肌電生物反饋療法是生物反饋療法中的一種涉及物理醫(yī)學、控制學、生理學、解剖學、心理學及康 復醫(yī)學的邊緣學科它借助肌電接收設備記錄自主收縮肌肉時的微弱電信號通過視覺或聽覺通路提供反饋信號，將人們意識不到的體內功能變化，轉變?yōu)榭梢砸庾R到的視聽信號第3頁，共48頁。研究背景肌電生物反饋：反饋信息是腦細胞控制肌肉的電信號，骨骼肌可以隨意控制，肌電自身調節(jié)容易

2、掌握 患者通過指導和自我訓練，學會控制自身不隨意功能 所以容易學會而易被患者接受，是目前臨床康復應用最成功的一種生物反饋療法。第4頁，共48頁。研究背景肌電生物反饋應用范圍 適用于神經、肌肉損傷性疾病的康復治療，如腦卒中，腦外傷，小兒腦癱，脊髓損傷，肌肉痙攣，周圍神經損傷，肌肉萎縮等適用于慢性、陳舊性、經其他方法治療無法改善功能的患者應用范圍廣泛第5頁，共48頁。大腦中樞系統(tǒng)SEMG采集器SEMG提示（多媒體方式）患者自主（主動）反饋控制活動肌電生物反饋閉環(huán)控制過程示意圖訓練目標指引達成康復目標第6頁，共48頁。肌電生物反饋：低頻脈沖電流通常刺激2組及以上肌肉 （簡單功能只對1組肌肉）根據設定

3、的刺激控制程序工作，有ON/OFF兩個狀態(tài)誘發(fā)或使目標肌肉實現(xiàn)運動或模擬正常自主運動所刺激的肌肉在解剖上和生理上具備完整的神經支配 和常規(guī)低頻電刺激最大的區(qū)別： 功能指向，即刻產生的功能性活動，如腕伸、踝背曲等第7頁，共48頁。助力訓練技術：亦稱輔助主動運動，主要用于肌力l-2級水平患者康復訓練器對于肌力微弱和單側肢體肌力的患者提供了輔助運動模式通過智能電機發(fā)現(xiàn)患者殘存肌力，并輔助殘存肌力的肢體在智能電機的支持下完成主動運動此功能不僅讓患者得到主動的運動再學習，對其心理和生理的健康也有重要激勵作用 第8頁，共48頁。反饋式電刺激助力訓練技術肌電生物反饋信息控制功能電刺激輸出助力訓練患者參與（主

4、動）訓練康復目標第9頁，共48頁。 國家“863計劃”項目產品 反饋式電刺激助力治療儀負責單位：復旦大學華山醫(yī)院研發(fā)單位：廣州三甲公司第10頁，共48頁。1、是一種綜合的神經康復技術，實現(xiàn)運動療法（主動）、物理因子療法（電療）的有機結合，為主被動助力訓練，開辟一條新的思路和方法2、克服了單一神經康復技術的局限（電療、運動療法等），更系統(tǒng)解決患者的功能障礙問題3、 它包含的主要核心技術（有成熟臨床理論支持）構成如下： （1）肌電生物反饋技術 （2）認知治療技術 （3）運動再學習技術 （4）功能電刺激技術 儀器技術特點第11頁，共48頁。傳統(tǒng)運動療法包括：主動運動、被動運動、助力運動、抗阻運動等該

5、儀器可實現(xiàn)以上運動形式：主動運動+多媒體的訓練情景指引，使訓練更加有趣味被動運動：電刺激助力訓練：主動訓練+觸發(fā)電刺激助力抗阻運動：功能電刺激中的對抗訓練 儀器能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的運動療法嗎？第12頁，共48頁。傳統(tǒng)的運動療法注重治療師的指引與參與（手法）儀器更注重儀器與人的結合，將治療師從更多的體力勞動中解放出來二者結合更有助于患者回復儀器能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的運動療法嗎？第13頁，共48頁。傳統(tǒng)的物理治療，重點在于各類物理因子的理化作用，針對性強，目的簡單，解決局部體征效果明顯。該儀器更注重物理治療與運動療法的結合，其特點表現(xiàn)為：（1）強調系統(tǒng)康復干預，更注重整體功能的重建效果（2）強調主被動結合，而不是單

6、一被動的物理因子治療（3）強調對患者的康復目標指引，運動再學習（4）強調多媒體技術，使康復更加趣味化，不再枯燥單調 儀器與傳統(tǒng)的物理治療（電療）相比第14頁，共48頁。理解1： 你想動，我?guī)湍銊?，最終目標是自己能動！理解2： 把復雜的動作進行簡單生理學意義上的分 解，實現(xiàn)簡單重復的強化訓練理解3： 把簡單重復的訓練交給儀器（技術），將復 雜的社會功能交給治療師或患者有通俗易懂的理解嗎？第15頁，共48頁。儀器關鍵應用技術1、硬件基礎與參照標準肌電生物反饋：肌電生物反饋儀中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準第16頁，共48頁。2、肌電反饋信息的描述方式情景描述聲音描述第17頁，共48頁。幾種常見反饋方式的

7、比較提示燈：簡單明了，容易理解，但表達的反饋信息有限SEMG波形：最常用的方式，表達的信息豐富，便于定量分析，如疲勞分析、耐力分析等，但患者理解困難SEMG矩狀圖：簡單明了及直觀，數(shù)值量化，表達的信息也比較豐富，訓練時患者易理解及配合第18頁，共48頁。幾種常見反饋方式的比較情景描述：將反饋信號某些指標（由算法定義計算）與某種虛擬情景進行對照相應作出動態(tài)描述（多媒體動畫），以趣味性指引患者進行配合訓練聲音描述：包括原始的SEMG聲音及虛擬的提示音樂，將反饋信號某些指標與聲音的大小、頻率等進行對照通過喇叭輸出，很形象地對患者進行提示與指引第19頁，共48頁。1、幾個關鍵的參數(shù) 頻率：20Hz以下

8、可產生間斷收縮30(40) Hz或以上可產生強直性收縮，助力訓練中一般選擇35Hz功能電刺激：脈寬： 100s 以下,感覺水平的刺激 100600s,運動水平的刺激， 助力訓練中選擇第20頁，共48頁。強度： 0-50mA (按常規(guī)神經肌肉電刺激的行業(yè)標準） 0-100mA (按肌電電生理的標準）通斷比: (ON/OFF) 刺激時間：休息時間 （要充分考慮肌肉疲勞問題與肌肉收縮力的大小影響）波升與波降: （上升時間與下降時間） 手動觸發(fā)器第21頁，共48頁。電刺激與興奮第22頁，共48頁。電刺激與助力 刺激可以泛指細胞所處環(huán)境因素的任何改變；亦即各種能量形式的理化因素的改變，都可能對細胞構成刺

9、激。實驗證明，由大腦皮層發(fā)出的主動控制指令，同樣影響各相關細胞或組織的興奮過程。利用功能電刺激助力，就是將這兩種影響進行疊加，共同完成的過程：電刺激興奮主動運動控制助力訓練第23頁，共48頁。閾值下刺激：無法產生動作電位，但起到“預熱”的作用興奮閾值：興奮開始產生明顯的動作電位功能閾值：根據康復訓練目標-功能位形成所需要的刺激強度電刺激助力選擇的強度范圍往往在興奮閾值與功能閾值之間第24頁，共48頁。助力應用的類型模式1：肌電觸發(fā)閾值模式 選擇訓練主動肌一個的目標閾值（可人工設定，也可根據主動用力的大小自適應調節(jié)） 第25頁，共48頁。當患者主動肌表面肌電峰值（瞬態(tài)SEMG）超過目標閾值時，功

10、能電刺激以獎勵的方式輸出，輸出的刺激強度（強度及脈寬、頻率）、持續(xù)時間、時間強度變化等，按功能閾值（預先測量并設置好）輸出幫助患者實現(xiàn)其“功能位”的訓練，如“腕后伸、踝背曲”訓練等。腕后伸訓練踝背曲訓練第26頁，共48頁。刺激持續(xù)時間的長短，由觸發(fā)柄人工操作而定（ON/OFF 兩個狀態(tài)） 什么時刻需要觸發(fā)，由觸發(fā)柄人工操作決定。一般情況是患者作出最大努力而無法正常完成功能位時，才觸發(fā)觸發(fā)過程可應鼓勵患者用健側自主控制（可激活更多的運動功能），可由陪護或治療師協(xié)助控制模式2：外觸發(fā)模式通過一個外觸發(fā)按鈕，對試圖主動訓練的主動肌完成觸發(fā)功能電刺激的輸出，輔助患者完成功能位的建立。 第27頁，共48

11、頁。模式3：時間觸發(fā)模式當無法實現(xiàn)閾值觸發(fā)，也沒有外觸發(fā)的情況下，可設置最長的主動“用力時間”，當實際患者用力時間超過設定最長用力時間時，系統(tǒng)將自動觸發(fā)輸出功能電刺激。 該觸發(fā)模式通常適合軟癱期（或1級肌力以下）患者、不能理解訓練目標或不主動配合用力的患者。第28頁，共48頁。模式4：評估自適應模式 先對患者訓練的主動肌進行評估包括自主運動的表面肌電曲線（通常6-10S）、純被動電刺激功能位閾值確定、患者最大用力下維持功能位的刺激閾值（功能閾值）確定。第29頁，共48頁。第30頁，共48頁。臨床應用方案分析 -腦卒中患者康復第31頁，共48頁。 腦卒中主要障礙和問題點 1、 運動功能障礙 不要

12、等待自然恢復，而要進行康復活動（包括早期合適的擺位）；可以使用神經易化技術、生物反饋技術；在通常的訓練中增加功能性電刺激治療。2、 步行障礙 為改善步行能力，特別建議加大下肢的起立-坐下訓練和步行訓練；對偏癱伴足內翻患者，建議穿著短下肢矯形器；使用肌電和關節(jié)的生物反饋治療，可以改善步行；腦卒中伴有足下垂者，建議使用功能性電刺激。 第32頁，共48頁。 腦卒中主要障礙和問題點 3、上肢功能康復 建議實行反復練習的康復項目，并促進癱瘓上肢在日常生活中的使用；對中等癱瘓程度的肌肉，特別是為了增強背曲肌力，推薦使用功能電刺激。4、痙攣的康復 高頻度的經皮電刺激拮抗肌第33頁，共48頁。5、偏癱肩的康復

13、 為了改善偏癱肩關節(jié)的活動范圍和半脫位，推薦使用功能性電刺激 6、吞咽障礙的康復 腦卒中患者首先要進行床邊的攝食吞咽功能篩查評價，對懷疑有吞咽障礙者建議進行吞咽造影及在內鏡下吞咽功能的評價等詳細檢查，以確立攝食程序，減少因誤咽而引起的肺炎等風險 頸部電刺激有改善吞咽功能的效果，特別是邊進食訓練邊刺激效果更佳。 7、排尿障礙的康復 低頻電刺激括約肌能有效改善排尿障礙第34頁，共48頁。方案制訂的參考原則注重神經功能康復，尤其是偏癱肢體康復強調主動訓練與助力輔助訓練的結合，實現(xiàn)神經功能有效的重建神經康復從床邊急性期開始，可利用便攜式康復設備深入臨床進行神經康復早期或超早期治療及訓練第35頁，共48

14、頁。方案實施的要領與技巧1、最典型的患者：意識清醒、肌力1級及以上，理解訓練目的，配合治療過程2、多通道、多治療模式的組合：通道1通道2實現(xiàn)訓練目標第36頁，共48頁。組合康復訓練模式：1、上、下肢體運動訓練的組合2、不同體征的組合（運動、感覺）3、不同肌群的組合（主動肌、協(xié)同肌等）4、物理治療+助力訓練的組合： 腦循環(huán)、TENS、失神經、吞咽、尿失禁等物理治療處方模式 與助力訓練的組合5、療程中不同治療模式的時間組合第37頁，共48頁。 依據作用機理 1、神經生理學2、神經發(fā)育學 神經功能重建基礎3、腦可塑性理論第38頁，共48頁。 采用成熟的臨床康復技術1、肌電生物反饋技術2、認知治療技術

15、3、運動再學習技術4、功能電刺激技術5、腦循環(huán)治療技術第39頁，共48頁。1、PBF（正反饋模式） -適合運動功能重建、抗痙攣訓練 上肢常用訓練部位第40頁，共48頁。 下肢常用訓練部位第41頁，共48頁。2、NBF（負反饋模式） -適合主動訓練、抗阻訓練及表面肌電定量評估多媒體生物反饋訓練=游戲 肌力提高、耐力、精準、協(xié)調、平衡、痙攣松弛訓練第42頁，共48頁。3、ESFN（腦循環(huán)模式） -適合改善腦循環(huán)功能、促進腦保護物理治療 當前最流行的神經系統(tǒng)疾病物理治療技術 1、激活腦細胞的功能活動2、激活中樞神經源性神經保護機制，對局灶性腦缺血有神經保護作用3、改善認知水平4、防治偏頭痛、眩暈5、改善腦卒中患者的心臟自主神經功能紊亂第43頁，共48頁。4、TENS（經皮電刺激模式） -適合感覺型障礙、物理因子低頻電刺激第44頁，共48頁。TENS臨床治療作用1、緩