低頻脈沖電流對人體治療作用分析

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,社會競爭日益激烈,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)濟條件的制約,中國醫(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）作用于人體的某個部位,并通過人體神經(jīng)、體液、內(nèi)分泌和免疫等生理調(diào)節(jié)機制,達到保健、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明顯的電解作用,對感覺、運動神經(jīng)有強的刺激作用等特點而廣泛應(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理

中醫(yī)學(xué)研究證明,在人體生命的機體里,時時刻刻都在發(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,通過經(jīng)絡(luò)傳輸給身體的各個器官,對身體的正常運行起著重要的作用.當(dāng)身體的某些器官或部位出現(xiàn)異常時,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.人們在進行針灸治療時,針每捻轉(zhuǎn)一次,其實質(zhì)就是產(chǎn)生一個物理的電脈沖.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,哺乳動物運動神經(jīng)的不應(yīng)期多在1 ms左右,也就是說當(dāng)外部電刺激的頻率是1 000 Hz時,運動神經(jīng)的感覺最靈敏,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以下的電流稱為低頻電流,因此該療法為低頻電療法[1].由于該療法對感覺、運動神經(jīng)有很強的刺激作用,同時電流和頻率不高,無明顯的電解現(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、帶電生物膠體和無機鹽等構(gòu)成.身體某個部位出現(xiàn)異常（如疼痛、紅腫等）,一般來說是身體的電解質(zhì)導(dǎo)體不能順暢地輸送水分和無機鹽等電離子.中醫(yī)采用按摩、推拿就是通過外部作用使組織中的離子發(fā)生定向運動,引起神經(jīng)肌肉的興奮,從而達到治療作用.當(dāng)?shù)皖l脈沖電流作用于人體時也可以產(chǎn)生按摩和推拿等相似的作用.由于哺乳動物運動神經(jīng)的絕對不應(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脈沖都有可能引起一次運動反應(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以下的脈沖電流稱作低頻電流,這與物理學(xué)中對頻率高低的分類少許不同.與中頻和高頻電流相比,低頻脈沖電流的特點是：①頻率較低,電流（低于15 mA）也較小,因此作用于皮膚無明顯的電解作用；②由于與哺乳動物的不應(yīng)期相吻合,因此對感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)都有強的刺激作用；③以介電特性為主,對人體組織無明顯熱作用.

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外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力.細(xì)胞能夠興奮是因為細(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.無數(shù)的臨床研究,證實了微電流療法的功效.低頻脈沖電流治療原理是：通過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)生動作電位,實現(xiàn)神經(jīng)感應(yīng)、肌肉收縮等具體感覺效應(yīng),使細(xì)胞達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度和時間一定的范圍內(nèi),才能使神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生動作電位,并且沒有傷害.

2 低頻脈沖的生理治療作用及分類

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)上進行的.組織或細(xì)胞具有對外界刺激發(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)胞的興奮機理,任何外界刺激（化學(xué)、機械、溫度、電、光等）要引起細(xì)胞興奮,必須有一定的刺激強度、刺激持續(xù)時間和刺激頻率.因此恒定直流電即使刺激強度和刺激持續(xù)時間足夠也不能引起神經(jīng)肌肉興奮,只有達到一定刺激強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 疼痛是人類共有而個體差異很大的一種不愉快的、復(fù)雜的主觀感覺.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體驗”.根據(jù)中國傳統(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有很大副作用的治療方式.低頻脈沖電療法就是通過調(diào)整外部電刺激的頻率、強度以及持續(xù)時間來模擬按摩、推拿等方式,達到鎮(zhèn)痛的治療目的.依據(jù)鎮(zhèn)痛的幾個學(xué)說：脊髓閘門控制學(xué)說、皮層干擾假說、掩蓋效應(yīng)假說、內(nèi)源性嗎啡樣物質(zhì)釋放假說,可以得出：適當(dāng)?shù)碾姶碳た梢酝ㄟ^皮膚組織細(xì)胞或神經(jīng)干擾、掩蓋病變帶來的疼痛,從而消除或減弱了疼痛的刺激因素,同時電刺激也引起神經(jīng)組織釋放特殊的物質(zhì)從而達到鎮(zhèn)痛效果[4].

2.1.3 促進局部血液循環(huán) 其實現(xiàn)的方法主要表現(xiàn)在以下幾個方面：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,同時釋放出組織胺,使毛細(xì)血管擴張,出現(xiàn)治療后稍長時間的皮膚充血反應(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)律的電刺激下活動并產(chǎn)生代謝一些能擴張血管、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)律的間動電流作用下使血管擴張,放松肌肉.

2.2 低頻脈沖電流療法的臨床應(yīng)用分類

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)電刺激和間動電流刺激4類.

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：不對稱雙相方波和對稱雙相方波,由于在同樣的電流強度下,對稱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稱雙相方波.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醫(yī)生Liberson等在1961年發(fā)明的.他們用腳踏開關(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創(chuàng)了在腦卒中偏癱后運動功能恢復(fù)方面的應(yīng)用先河.當(dāng)時稱為功能性電療法,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,上升時間0.5～1.5 s,下降時間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)疼痛閘門控制學(xué)說于20世紀(jì)70年代發(fā)展起來,在歐美國家非常普及,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 間動電流刺激療法 由于間動電流可以采用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.但間動電流具有直流電性質(zhì),有電解作用,治療時需要明確陰陽極,為了防止局部發(fā)熱、燒傷要用襯墊.因此間動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,實踐證明低頻脈沖療法具有良好療效.隨著科技的進步,人們生活的改善,低頻治療儀在理療中也將會更加普及.

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