前沿论文你身边的吞咽障碍患者做神经肌

原创插画:SeungyounKim

神经肌肉电刺激(neuromuscularelectricstimulation,NMES)是指一种利用低频脉冲电流刺激神经或肌肉引起肌肉收缩从而提高肌肉功能或治疗神经肌肉疾患的方法。近年来,NMES在吞咽障碍方面得到了广泛应用,并取得了良好疗效。为此,本文就NMES治疗吞咽障碍的机制、方法及疗效的研究状况做一综述。

王强

王强,医学硕士,教授,博士生导师,医院医院副院长、康复医学科主任,担任山东省医学会物理医学与康复分会主任委员、山东省康复医学会副会长、中国康复医学会理事、中华医学会物理医学与康复分会委员兼神经康复学组副组长、中国医师协会康复医师分会常务委员、中国医师协会住院医师规范化培训康复医学科专业委员会委员、中国康复医学会运动疗法专业委员会常务委员、吴阶平基金会康复医学专家委员会委员、《中华物理医学与康复杂志》编委。

王强教授长期从事康复医学的临床、教学及科研工作,曾在日本留学一年,学习了国际先进的康复医学知识,并从师于日本康复医学会副会长才藤荣一教授,专门学习了吞咽困难的康复评估及治疗技术。

神经肌肉电刺激在吞咽障碍患者中的应用NMES概述一、NMES分类

用于治疗神经系统疾病的NMES可以分为治疗性电刺激和功能性电刺激(functionalelectricalstimulation,FES)两类,治疗性电刺激可通过电刺激所诱导的生理变化来减轻特定肌肉的损伤程度,诱发或辅助运动功能恢复,FES是指将一定强度的电流按照准确的顺序施加于特定部位、诱发多块肌肉产生协调性收缩作用,以补偿或替代丧失的生理功能。

二、NMES的神经生理学特性

通常情况下,NMES刺激的是神经纤维而非肌肉,这是因为神经组织的刺激阈值远远低于肌肉纤维的刺激阈值。电刺激所引起的动作电位和化学递质传递过程与人体自然产生的兴奋过程相似,最终目的都是激活运动单位,促进瘫痪肌肉恢复。除共同点外,NMES所引起的肌肉收缩与生理性肌肉收缩机制也存在不同之处,正常生理动作电位发生时,会先募集直径较小的神经元,然后再募集大直径神经元,如α运动神经元、而进行NMES时,支配运动单位的大直径神经元先被募集[1]。肌肉中的肌纤维分为红肌纤维和白肌纤维,其命名因外观不同而有所分别,红肌纤维也被称为I型肌纤维、慢缩肌纤维或慢氧化纤维,该型肌纤维直径小,产生的力量小,但耐力较好,不易疲劳;白肌纤维被称为Ⅱ型肌纤维、快缩肌纤维或快解醣纤维、其又可细分为Ⅱa型纤维和Ⅱb型纤维,该型肌纤维直径大,产生力量强,但耐力差,易疲劳。肌肉正常生理收缩时会先募集I型肌纤维,然后再募集Ⅱ型肌纤维,而NMES时,由于Ⅱ型肌纤维的兴奋阈值低,肌肉收缩时会先募集Ⅱ型肌纤维,然后再募集Ⅰ型肌纤维。

NMES治疗吞咽障碍的理论基础在吞咽的口腔期及咽期,有较多肌肉共同参与了这一收缩抑制过程,这些肌肉不仅可以驱动固体或液体食团进入食管,还可保护气道。上传的感觉神经冲动来自口咽部,下传的运动神经冲动来自皮质及皮质下吞咽中枢,而后在脑干下部网状结构神经元处进行整合,这一结构被称为"中枢模式发生器。(centralpatterngenerator,CPG)。吞咽过程由CPG及第V、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅻ对颅神经核团实现介导[3-5]。脑卒中后吞咽障碍患者由于CPG发放冲动减少,从而出现废用性萎缩。因此,治疗脑卒中后吞咽障碍主要需解决2个方面的问题,一是加强口咽部感觉对CPG的反馈,二是增加口咽部肌肉的力量。

传统的吞咽障碍治疗手段包括口运动训练(如渐进性抗阻训练)、生物反馈治疗、针对CPG的感觉刺激训练及一些代偿技术,包括头位及躯干位的体位调整、食物性状调整、一口量调整等。从功能角度考虑,NMES可以训练患者的咽喉部肌肉,从而启动或重新建立患者的吞咽功能。年,美国食品药品管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)批准NMES可用于治疗吞咽障碍,其机制是NMES可增强已发生废用性萎缩的口咽部肌肉力量,对CPG皮质及皮质下中枢进行感觉反馈[6-7]。

大部分吞咽肌肉含有较多Ⅱ型肌纤维,适合于动态运动,如舌内肌、舌骨上下肌群、中咽缩肌等,肌肉长期不用所导致的明显变化即肌腹处II型肌纤维的明显下降,出现无力。部分吞咽肌I型肌纤维的比例较高,如下颌闭合肌肉、腭帆提肌、下咽缩肌深层、环咽肌等,长期废用或不活动后,就会出现紧张和缩短[8-9]。常规吞咽康复训练主要训练的是I型肌纤维,只有用力收缩时,II型肌纤维才会被募集,出现废用性肌萎缩后,Ⅱ型肌纤维的力量明显下降,NMES时肌肉募集的次序恰好与常规吞咽康复训练的募集次序相反,Ⅱ型肌纤维先被募集,当后期的刺激脉宽与强度达到一定阈值时才会出现I型肌纤维的收缩,所以NMES适用于训练II型肌纤维[2]。

NMES对舌骨喉复合体运动的影响

吞咽过程中,虽然咽期时相短于1s,但涉及到很多生物力学改变,如腭、舌骨及喉部的上抬运动、咽喉肌收缩、食管上括约肌扩张等。其中,舌骨喉复合体向前上运动对吞咽功能的维持十分重要,可有效防止误吸发生,并可使食管上括约肌张开。颈前部的大部分肌肉是喉外肌,可改变喉及舌的位置。舌骨上肌群包括颏舌骨肌、下颌舌骨肌、二腹肌前腹,收缩时可以使舌骨向前上移动。其它喉外肌群位于舌骨下方,其中甲状舌骨肌可以使舌骨和喉靠近,其它肌肉覆盖在甲状舌骨肌表面,包括胸骨舌骨肌、胸骨甲状肌、肩胛舌骨肌等,它们收缩时可以使舌骨及喉下降。舌骨上下所有肌肉均被颈阔肌所覆盖,该肌肉可以使下面部及颈部皮肤下降,形成皱纹。NMES多采用表面电极,其优点为无创伤,容易实施,可应用于募集表面肌肉,其缺点为刺激特异肌肉或深部肌肉时较为困难,如不能选择性刺激甲状舌骨肌等。植入电极可选择性刺激甲状舌骨肌、引起舌骨下移及喉部上抬,但其具有创伤性,治疗过程中可能会并发感染。

运动点是利用电流刺激肌肉时可产生最大收缩时的位置,解剖学定义是指运动神经纤维穿过肌膜进入肌肉肌腹的位点。Kagaya等[10]通过尸检研究了颏舌骨肌、下颌舌骨肌、二腹肌前腹以及甲状舌骨肌的运动点,结果发现,颏舌骨肌的运动点位于舌骨上(2.1士0.6)cm,距离正中线(0.8士0.3)cm;下颌舌骨肌和二腹肌前腹的运动点位于同一部位,该点位于舌骨上(2.3士0.6)cm,距离中线(2.2士0.6)cm,甲状舌骨肌的运动点位于甲状软骨上角的外下方;在此之后,又采用表面电极及植入电极对2例健康人及1例延髓背外侧综合征的患者进行了运动点刺激,发现植入电极刺激之后的舌骨喉复合体运动幅度要明显大于表面电极刺激。

Humbert等[11]使用Vitalstim治疗仪对29例健康人进行了研究,将电极放置在不同位置,具体放置情况如下;

①只放在舌骨上区;

②只放在舌骨下区;

③舌骨上下区同时放置。

研究主要观察在不同位置进行电刺激时,舌骨喉复合体的运动以及舌骨喉复合体下降是否会影响健康人的吞咽功能,结果发现,电极放置在舌骨下区,或舌骨上下区同时放置时,采用电刺激可使健康人在休息及吞咽5ml液体时的舌骨喉复合体下降,其机制可能是电流刺激了位于甲状舌骨肌表面的肩胛舌骨肌、胸骨舌骨肌及胸骨甲状肌。只有单纯舌骨上区放置电极不能使舌骨喉复合体下降。Ludlow等[12]研究报道,应用VitalStim治疗仪对11例慢性吞咽障碍患者进行对照研究,11例患者被分为无电刺激组、低电流的感觉刺激组(患者感觉到麻刺感)、最大强度的运动刺激组(患者感到被牵拉的感觉),研究中将舌骨上2个电极水平放置在患者颌下区,位于下颌舌骨肌表面,将舌骨下电极放在甲状软骨两侧的甲状舌骨肌表面,在电刺激期间让患者吞咽5ml液体,分别在非吞咽期和吞咽期通过吞咽造影观察患者的舌骨运动情况,结果显示,患者在非吞咽期舌骨喉复合体明显下降,其原因可能是电流刺激了胸骨舌骨肌和肩胛舌骨肌。

NMES治疗吞咽障碍的疗效目前,有关利用NMES治疗吞咽障碍患者的研究较多,但得出的结论并不完全一致,究其原因为大多数研究的样本量较小,患者病情轻重不一,对患者资料未进行分层处理。一、NMES与常规吞咽康复训练的疗效比较

Free等[13]在早期利用VitalStim治疗仪和常规温度刺激对99例吞咽障碍患者进行随机对照研究,并通过电视荧光透视检査进行吞咽功能评估,结果显示,VitalStim组(63例)的临床疗效显著优于温度刺激组(36例)。在后期,该项研究结果被质疑,Logemann[14]认为该项研究存在缺陷,过程描述不具体,无病程长短限制,未说明患者进行环咽肌切开术或扩张术的目的及时间。

欧洲吞咽中心对NMES与常规吞咽康复训练的疗效比较进行了随机对照研究,NMES组(12例)与常规吞咽障碍康复训练组(13例)患者的治疗时间相同,每日60min,共15次,结果显示,2组患者均取得了良好疗效,且2组间疗效差异无统计学意义[15]。Kiger的研究也得出了相似结果[16]。然而也有研究得出不同结论,Permsirivanich等[17]采用随机对照方法比较NMES与常规吞咽障碍康复训练的疗效差异,对照组的治疗手段包括食物调配、口腔运动训练、头及颈部位置调整、声门上吞咽、用力吞咽、门德尔松训练等,NMES组采取食物调整、口腔运动训练及NMES治疗,结果显示,2组患者均取得良好疗效,且NMES组的疗效优于对照组。Blumenfeld的研究结果与该研究一致[18]。我国Tan等[19]综述了7篇NMES与常规吞咽障碍康复训练疗效比较的研究,其中2篇为随机对照研究,1篇为多中心研究,4篇为临床对照研究,分析发现,NMES治疗吞咽障碍患者的疗效优于常规吞咽障碍康复训练。

二、NMES与其它吞咽康复技术结合的疗效

目前,有较多研究将NMES与其它吞咽障碍训练方法相结合治疗吞咽障碍,取得了较好疗效。Lim等[20]采用NMES及温度刺激治疗脑卒中后吞咽障碍,36例脑卒中后吞咽障碍患者被随机分为2组:对照组只采用温度刺激,治疗组则在此基础上辅以NMES,治疗4周后2组均有病例脱落,共28例患者完成研究,其中治疗组16例,对照组12例,2组患者的吞咽功能均有所进步,且治疗组的进步更明显,2组患者治疗时的不舒适程度差异无统计学意义,治疗组患者满意评分较高。Park等[21]研究了NMES联合用力吞咽训练对吞咽障碍患者的影响,将20例脑卒中后吞咽障碍患者按随机数字表法分为2组,每组10例,电极片均放置在舌骨下部,10例采用用力吞咽联合NMES运动刺激(电流强度调节到可以看到肌肉收缩为止),另外10例采用用力吞咽联合NMES感觉刺激(电流强度调节到患者感到刺痛为止),2组患者均在电刺激开始时进行用力吞咽,每周3次,每次20min,共4周,结果显示,用力吞咽结合NMES运动神经刺激可以提高喉部上抬程度,而用力吞咽结合NMES感觉刺激不能提高喉部上抬程度,差异具有统计学意义,说明用力吞咽结合NMES运动神经刺激是一种可靠的促使喉部肌肉上抬的抗阻训练模式。我国Long等[22]研究了NMES结合球囊扩张术治疗鼻咽癌放疗后吞咽障碍患者的疗效,治疗组及对照组患者均接受常规康复治疗,治疗组在此基础上配合NMES及球囊扩张术治疗、治疗后通过饮水试验及吞咽造影检查发现,治疗组的疗效显著优于对照组。在近期的一篇研究报告中,Kushner等[23]选取急性脑卒中后需要鼻饲进食的吞咽障碍患者,采用NMES结合常规吞咽障碍康复训练进行治疗,其中常规吞咽障碍康复训练为渐进性抗阻训练(如舌肌力量练习、咽部内收上抬练习、用力吞咽、门德尔松练习、Masako练习、Shaker训练法等),结果发现,NMES联合常规吞咽障碍康复训练组的疗效明显优于单独常规吞咽康复训练组。

结论

综上所述,,由于大部分吞咽肌(尤其是舌骨上下肌群)含有较多Ⅱ型肌纤维,所以在出现废用性萎缩后,利用NMES训练Ⅱ型肌纤维,对吞咽障碍患者的功能康复具有显著意义。NMES时,将表面电极单独放置于舌骨上方,可使舌骨喉复合体上抬,而放置于舌骨下方或舌骨上下方则会导致舌骨喉复合体下降,在下列2种情况下,电极可放置在舌骨下喉部区域:

①只进行感觉神经电刺激,不进行运动神经电刺激;

②在电刺激的同时进行用力吞咽,创造一种新型的抗阻训练模式。

单纯应用NMES治疗脑卒中后吞咽障碍可取得良好疗效的证据尚不足,当其与常规吞咽障碍康复训练、环咽肌扩张训练及进行性抗阻训练等相结合时可获得满意疗效,值得临床进一步应用、推广。

参考文献:(滑动灰色区域,翻页查看)

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