樊宇,程全

（周口師范學(xué)院物理與電子工程系,河南周口466001）

隨著科技的迅猛發(fā)展,社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,工作壓力逐漸增大,城市中的白領(lǐng)或精英階層超強(qiáng)度、超負(fù)荷的工作,導(dǎo)致很多人患有一些慢性疾病,比如胃腸疾病、頸椎病等.由于經(jīng)濟(jì)條件的制約,中國(guó)醫(yī)療條件和設(shè)施還不是很完備,非嚴(yán)重性病人或一些慢性病人除了采取傳統(tǒng)的藥物和手術(shù)治療之外,絕大部分人采用物理治療方法進(jìn)行治療和康復(fù)、保健.隨著科技和醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,儀器治療逐漸成為一種應(yīng)用較為廣泛的新型物理治療方式,智能型治療儀器也成為個(gè)人（家庭）治療或保健的重要工具.

物理治療是應(yīng)用天然（光、聲、熱、冷、水）或人工物理因子（力、電、磁）作用于人體的某個(gè)部位,并通過(guò)人體神經(jīng)、體液、內(nèi)分泌和免疫等生理調(diào)節(jié)機(jī)制,達(dá)到保健、預(yù)防、治療和康復(fù)目的的方法.在諸多物理治療中,低頻脈沖治療因其無(wú)明顯的電解作用,對(duì)感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)有強(qiáng)的刺激作用等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于術(shù)后傷口的愈合、鎮(zhèn)痛等方面.

1 低頻脈沖的生理刺激機(jī)理

中醫(yī)學(xué)研究證明,在人體生命的機(jī)體里,時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生某種特殊的、微弱的電流——生物電（相當(dāng)于電流）.經(jīng)絡(luò)是一條具有傳感和低電阻的傳導(dǎo)體,作用相當(dāng)于電阻傳輸電流.生物電從心臟、腦、肌肉、神經(jīng)等部位發(fā)出,通過(guò)經(jīng)絡(luò)傳輸給身體的各個(gè)器官,對(duì)身體的正常運(yùn)行起著重要的作用.當(dāng)身體的某些器官或部位出現(xiàn)異常時(shí),其正常的生物電也就出現(xiàn)異常,從而引起人體各種不適或疼痛.人們?cè)谶M(jìn)行針灸治療時(shí),針每捻轉(zhuǎn)一次,其實(shí)質(zhì)就是產(chǎn)生一個(gè)物理的電脈沖.外部的電刺激脈沖可以替代為體內(nèi)的生物電而影響組織器官.醫(yī)學(xué)研究證明,哺乳動(dòng)物運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的不應(yīng)期多在1 ms左右,也就是說(shuō)當(dāng)外部電刺激的頻率是1 000 Hz時(shí),運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的感覺(jué)最靈敏,外部的電刺激可以轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的生物電而影響組織.一般而言,頻率低于1 000 Hz以下的電流稱(chēng)為低頻電流,因此該療法為低頻電療法[1].由于該療法對(duì)感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)有很強(qiáng)的刺激作用,同時(shí)電流和頻率不高,無(wú)明顯的電解現(xiàn)象和熱效應(yīng),因此較為安全.

人體是一種復(fù)雜的電解質(zhì)導(dǎo)體,該導(dǎo)體是由水、帶電生物膠體和無(wú)機(jī)鹽等構(gòu)成.身體某個(gè)部位出現(xiàn)異常（如疼痛、紅腫等）,一般來(lái)說(shuō)是身體的電解質(zhì)導(dǎo)體不能順暢地輸送水分和無(wú)機(jī)鹽等電離子.中醫(yī)采用按摩、推拿就是通過(guò)外部作用使組織中的離子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng),引起神經(jīng)肌肉的興奮,從而達(dá)到治療作用.當(dāng)?shù)皖l脈沖電流作用于人體時(shí)也可以產(chǎn)生按摩和推拿等相似的作用.由于哺乳動(dòng)物運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的絕對(duì)不應(yīng)期多在1 ms左右,因此頻率在1 000 Hz以下的低頻電脈沖每個(gè)脈沖都有可能引起一次運(yùn)動(dòng)反應(yīng).這是脈沖電流治療作用最基本的電生理基礎(chǔ).

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常把頻率在1 000 Hz以下的脈沖電流稱(chēng)作低頻電流,這與物理學(xué)中對(duì)頻率高低的分類(lèi)少許不同.與中頻和高頻電流相比,低頻脈沖電流的特點(diǎn)是：①頻率較低,電流（低于15 mA）也較小,因此作用于皮膚無(wú)明顯的電解作用；②由于與哺乳動(dòng)物的不應(yīng)期相吻合,因此對(duì)感覺(jué)神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)都有強(qiáng)的刺激作用；③以介電特性為主,對(duì)人體組織無(wú)明顯熱作用.

根據(jù)生物學(xué)研究：人體內(nèi)的組織和細(xì)胞在某種程度上都具有對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力.細(xì)胞能夠興奮是因?yàn)榧?xì)胞膜內(nèi)外有電位差,且細(xì)胞內(nèi)電位低于細(xì)胞外電位.不同細(xì)胞其內(nèi)外的電位差也不同,比如神經(jīng)細(xì)胞的靜息電位（resting potential）差值約為-70 mV,而肌肉細(xì)胞靜息電位約為-90 mV.細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差是由于細(xì)胞膜對(duì)鈉離子、鉀離子和氯離子的不同通透性.

利用低頻脈沖電流的特殊作用達(dá)到治療和保健作用,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已有100多年的歷史.無(wú)數(shù)的臨床研究,證實(shí)了微電流療法的功效.低頻脈沖電流治療原理是：通過(guò)外部脈沖刺激表皮組織內(nèi)的細(xì)胞,使出現(xiàn)異常的細(xì)胞發(fā)生動(dòng)作電位,實(shí)現(xiàn)神經(jīng)感應(yīng)、肌肉收縮等具體感覺(jué)效應(yīng),使細(xì)胞達(dá)到平衡維持靜息電位.在醫(yī)療范圍內(nèi),外部的刺激只有在滿足刺激的強(qiáng)度和時(shí)間一定的范圍內(nèi),才能使神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生動(dòng)作電位,并且沒(méi)有傷害.

2 低頻脈沖的生理治療作用及分類(lèi)

2.1 低頻脈沖的生理治療作用

低頻脈沖能夠興奮神經(jīng)細(xì)胞組織、鎮(zhèn)痛和促進(jìn)局部血液循環(huán)等都在臨床醫(yī)學(xué)研究中得到證明.

2.1.1 興奮神經(jīng)細(xì)胞組織 細(xì)胞是生物體的基本單位,人體所有的生理功能和生化反應(yīng)都是在細(xì)胞及其產(chǎn)物的物質(zhì)基礎(chǔ)上進(jìn)行的.組織或細(xì)胞具有對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力,即具有興奮性[2].細(xì)胞的興奮與許多因素有關(guān).根據(jù)細(xì)胞的興奮機(jī)理,任何外界刺激（化學(xué)、機(jī)械、溫度、電、光等）要引起細(xì)胞興奮,必須有一定的刺激強(qiáng)度、刺激持續(xù)時(shí)間和刺激頻率.因此恒定直流電即使刺激強(qiáng)度和刺激持續(xù)時(shí)間足夠也不能引起神經(jīng)肌肉興奮,只有達(dá)到一定刺激強(qiáng)度的不斷變化的外向電流才能使神經(jīng)肌肉組織興奮,從而引起肌肉收縮[3].

2.1.2 鎮(zhèn)痛 疼痛是人類(lèi)共有而個(gè)體差異很大的一種不愉快的、復(fù)雜的主觀感覺(jué).醫(yī)學(xué)界給疼痛下的定義是“由于損傷或可能破壞組織的刺激所引起的感覺(jué)體驗(yàn)”.根據(jù)中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)資料,按摩、推拿等是作用于疼痛部位既可以緩解疼痛或不適又不會(huì)有很大副作用的治療方式.低頻脈沖電療法就是通過(guò)調(diào)整外部電刺激的頻率、強(qiáng)度以及持續(xù)時(shí)間來(lái)模擬按摩、推拿等方式,達(dá)到鎮(zhèn)痛的治療目的.依據(jù)鎮(zhèn)痛的幾個(gè)學(xué)說(shuō)：脊髓閘門(mén)控制學(xué)說(shuō)、皮層干擾假說(shuō)、掩蓋效應(yīng)假說(shuō)、內(nèi)源性嗎啡樣物質(zhì)釋放假說(shuō),可以得出：適當(dāng)?shù)碾姶碳た梢酝ㄟ^(guò)皮膚組織細(xì)胞或神經(jīng)干擾、掩蓋病變帶來(lái)的疼痛,從而消除或減弱了疼痛的刺激因素,同時(shí)電刺激也引起神經(jīng)組織釋放特殊的物質(zhì)從而達(dá)到鎮(zhèn)痛效果[4].

2.1.3 促進(jìn)局部血液循環(huán) 其實(shí)現(xiàn)的方法主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先,低頻脈沖電流作用于皮膚,表皮組織的低頻電流刺激使細(xì)胞興奮,同時(shí)釋放出組織胺,使毛細(xì)血管擴(kuò)張,出現(xiàn)治療后稍長(zhǎng)時(shí)間的皮膚充血反應(yīng)；其次,神經(jīng)受到低頻脈沖電流刺激后內(nèi)細(xì)胞釋放出少量的乙酰膽堿等物質(zhì),可以使血管擴(kuò)張；另外,低頻脈沖電流能使肌肉組織在有規(guī)律的電刺激下活動(dòng)并產(chǎn)生代謝一些能擴(kuò)張血管、改善肌肉組織供血,如代謝物如乳酸、ADP、ATP等[5]；最后,交感神經(jīng)節(jié)在有規(guī)律的間動(dòng)電流作用下使血管擴(kuò)張,放松肌肉.

2.2 低頻脈沖電流療法的臨床應(yīng)用分類(lèi)

低頻脈沖電刺激作為一種物理治療方法目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床.依據(jù)治療作用,主要分為神經(jīng)肌肉電刺激、功能性電刺激、經(jīng)皮神經(jīng)電刺激和間動(dòng)電流刺激4類(lèi).

2.2.1 神經(jīng)肌肉電刺激療法 神經(jīng)肌肉電刺激療法的臨床應(yīng)用已有100多年的歷史,它的范圍很廣.神經(jīng)肌肉電刺激療法的波型有兩種：不對(duì)稱(chēng)雙相方波和對(duì)稱(chēng)雙相方波,由于在同樣的電流強(qiáng)度下,對(duì)稱(chēng)雙相方波引起的肌收縮力比單相方波大20%～25%,因此神經(jīng)肌肉電刺激療法一般采用對(duì)稱(chēng)雙相方波.便攜式的神經(jīng)肌肉電刺激療法儀的波寬固定于0.2～0.4 ms之間可調(diào),大型神經(jīng)肌肉電刺激療法儀的波寬在0.05～100 ms之間可調(diào).臨床應(yīng)用證明波寬0.3 ms的電流比0.05 ms或1 ms的電流更舒適,不易引起疼痛[6].

2.2.2 功能性電刺激療法 功能性電刺激療法是美國(guó)醫(yī)生Liberson等在1961年發(fā)明的.他們用腳踏開(kāi)關(guān)控制電流刺激腓神經(jīng)支配的肌肉,產(chǎn)生踝關(guān)節(jié)背屈,以幫助患者行走,為功能性電刺激療法開(kāi)創(chuàng)了在腦卒中偏癱后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)方面的應(yīng)用先河.當(dāng)時(shí)稱(chēng)為功能性電療法,1962年正式定名為功能性電刺激療法.功能性電刺激療法一般使用雙相指數(shù)波、方波；頻率范圍為20～50 Hz；波寬為：0.3～0.6 ms；脈沖群寬度：0.8～1.8 s；調(diào)幅用梯形波,上升時(shí)間0.5～1.5 s,下降時(shí)間0～1.0 s可調(diào)[6].

2.2.3 經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法 經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法是根據(jù)疼痛閘門(mén)控制學(xué)說(shuō)于20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái),在歐美國(guó)家非常普及,其臨床除了廣泛用于治療各種急、慢性疼痛和神經(jīng)性疼痛,還可用于改善慢性腦卒中患者的軀體功能,但仍以治療疼痛為主[7].頻率一般為70～110 Hz；波寬一般為0.04～0.3 ms；脈沖群的寬度一般為100 ms左右.

2.2.4 間動(dòng)電流刺激療法 由于間動(dòng)電流可以采用6種波形（密波、疏波、疏密波、間升波、斷續(xù)波、起伏波）,與其他治療方法相比,止痛作用比較明顯.但間動(dòng)電流具有直流電性質(zhì),有電解作用,治療時(shí)需要明確陰陽(yáng)極,為了防止局部發(fā)熱、燒傷要用襯墊.因此間動(dòng)電流刺激不適合于便攜式小型治療儀[8].

3 小結(jié)

作為一種重要的物理治療手段,低頻脈沖療法在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已得到十分廣泛的應(yīng)用,實(shí)踐證明低頻脈沖療法具有良好療效.隨著科技的進(jìn)步,人們生活的改善,低頻治療儀在理療中也將會(huì)更加普及.

[1]南登崑.實(shí)用物理治療手冊(cè)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社,2001：316-363.

[2]Han J S,Wu L Z,Cui C L.Prevention of relapse to heroin by han’s acupoint nerve stimulation[J].Chinese Journal of Integrative Medicine,2003,9（1）：56.

[3]Pi X J,Lu R S,Shen Y H.Development of pulse therapeutic apparatus withbiphasic constant current and measured electrode impedance[J].Chinese Medical Equipment,2005,26（9）：11-12.

[4]韓濟(jì)生.神經(jīng)科學(xué)原理[M].北京：北京醫(yī)科大學(xué)出版社,1999：706-725.

[5]洪文學(xué),劉海燕.電針鎮(zhèn)痛的原理及儀器[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2006,27（10）：52-54.

[6]郭全忠,王秀芳,鄭建立.一種微型神經(jīng)電刺激康復(fù)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,21（1）：94-96.

[7]魏妮,燕鐵斌.神經(jīng)肌肉電刺激改善腦卒中偏癱患者上肢功能研究進(jìn)展[J].實(shí)用醫(yī)院臨床雜志,2007,4（4）：10-12.

[8]蘭寧,汪家綜.功能性電刺激的原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用（一）[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,1997,4（3）：151-154.