神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation，NMES）通常指采用低频脉冲电流刺激运动神经或肌肉，使骨骼肌或平滑肌收缩以恢复其运动功能的一种电刺激治疗方法。大量的临床研究证实NMES能显著改善患者的肢体功能，提高患者的行走功能和日常生活自理能力，明显降低致残率。在肢体瘫痪的康复治疗中，NMES是一种广泛应用的治疗方法。

正常神经支配肌肉是指神经支配完好的肌肉、神经失用的肌肉及失用性萎缩肌肉，即脊髓前角到目标肌肉的神经肌肉接头之间的下运动神经元通路必须完整。

早在20世纪70年代，许多研究者就尝试利用NMES维持和改善患者的关节活动度。随着研究的进展，已有大量证据证实NMES可以有效改善主动和被动关节活动度，且改善被动关节活动度的效果和关节被动活动相当。电刺激的使用可以减少治疗师的工作量，便于长时间治疗，提高治疗的效率。无论是改善主动关节活动度还是被动关节活动度，电刺激的强度应使关节能抗重力达到最大范围活动。但刺激强度不能过大，以免引起不必要的反射。

大量的研究证实，使用参数设置恰当的NMES可强化健康人、骨关节疾病患者、脑卒中患者的肌肉力量，且效果和主动运动训练相当。关节损伤患者的肌力下降和反射性抑制有关，而单纯的运动训练对反射性抑制的疗效并不明显，NMES可有效改善反射性抑制引起的肌力下降。

肌肉收缩力量的大小取决于募集运动单元的多少和其放电频率的快慢。当肌力较弱时，肌肉力量的大小主要取决于募集运动单元数目的多少；当肌力较强时，肌肉力量的大小则主要取决于运动神经元放电频率的快慢。NMES增强肌肉力量的作用机制包括增加肌肉体积和改善运动单位募集两个方面。在上运动神经元损伤患者的治疗早期，力量的增加主要和神经肌肉的控制能力改善有关。

肌肉痉挛一直是中枢神经系统损伤患者康复中的一大难题。早在1871年已有电刺激拮抗肌以降低痉挛的报道。之后大量的研究证实拮抗肌电刺激可以改善大多数患者的肌肉痉挛，其机制可能与对侧抑制有关。但也有研究者认为对侧抑制的效果只能维持数秒，而电刺激拮抗肌所引起的长期降低痉挛与多连接的脊髓通路或者强直收缩后的电位降低有关。

另有部分研究直接刺激痉挛肌肉，结果显示也有较好的缓解痉挛效果。其机制可能与动作电位反向传导至脊髓造成较长时间的肌张力调整，或电刺激痉挛肌肉导致周围神经疲劳有关。

此外，还有研究认为拮抗肌与痉挛肌交替电刺激也能够缓解肌肉痉挛。但由于各研究所采用的刺激参数、痉挛评定标准等有较大差异，目前仍无法确定NMES改善肌肉痉挛的最佳参数设置。因此在临床使用电刺激控制痉挛时，应谨慎选择刺激参数，并对治疗效果进行定期评估。

研究发现NMES导致肌肉力量的增加与神经肌肉的控制能力改善有较大的关系。Martin等人研究发现电刺激治疗后受试者的肌力增加，但肌肉的横截面积并未增加，提示NMES可改善神经肌肉的控制能力。Fleury和LeDoux等人的研究也证实进行NMES治疗后，受试者的运动控制能力增强，反应时间缩短，提供了肌肉再教育的最直接证据。其机制可能与大量的感觉输入对中枢神经系统的刺激、运动觉和本体感觉的输入、对运动神经元的直接刺激有关。

波形本身对肌肉力量增加的效果并无影响，但影响患者的主观感受和舒适度。若患者因疼痛无法达到适当的刺激强度，则无法达到最佳的治疗效果。因此临床治疗中应选择患者较能适应、不易产生疼痛的波形，以达到最佳治疗效果。正常神经支配的肌肉多使用对称性或不对称性双相方波，对称性方波多用于大肌肉的电刺激；不对称性方波多用于小肌肉的电刺激，将负极作为刺激电极置于运动点。

脉宽太短需要较强的电流强度方能引起肌肉收缩，高强度的电流会兴奋细纤维神经，而脉宽太长也容易兴奋细纤维神经，引起疼痛。多数研究建议使用200～400μs的脉宽。

为达到最大的肌肉收缩，电刺激时应产生强直收缩，因此频率设置在35～100Hz。刺激频率的增加会加快肌肉疲劳的产生，临床使用时应综合考虑电刺激产生的肌力大小和肌肉疲劳的产生，一般推荐使用的频率为35～50Hz。

以运动阈为准，无痛范围内，患者可耐受的最大刺激强度。

应选择能适当覆盖所刺激肌肉的电极片。电极片过小会增加电流密度，引起疼痛，且无法募集靶肌肉内的所有肌纤维；电极片过大，容易造成短路或刺激到拮抗肌。电极片应放置在神经或肌肉的运动点上，运动点是指刺激神经或肌肉时刺激阈值最低的一点。周围神经全长的兴奋性基本相同，所以各处的刺激阈值也基本相同，但是周围神经走行表浅处电流容易到达，因此周围神经可以有多个运动点，均在其走行最表浅处。而每块肌肉都有一个或多个皮肤表面区域对电流高度敏感，这些点即为肌肉的运动点，是运动神经进入肌肉组织位置上方的一些独立的区域。由于运动点的电阻低，所以与周围其他组织相比，刺激运动点所需的电流强度较小，但引起的肌肉收缩较明显。虽然运动点的位置有一定程度的一致性，但个体之间存在一定差异，而且由于病理学的影响，即使同一个体的运动点也会随时间发生改变。对于梭形肌来说，运动点位于肌腹中央；但有些肌肉有多个肌腹，例如肱二头肌、肱三头肌、股四头肌、腘绳肌、腓肠肌等，则运动点有多个。失神经支配的肌肉是直接刺激肌肉产生肌肉收缩，而肌纤维全长的兴奋性相同，为了刺激更多的肌纤维，可将电极置于肌腹的两端，使电流更加集中，刺激效果更佳。

电流通电时间与断电时间的比值。电刺激肌肉产生收缩时，必须设定有电流输出的持续时间和无电流输出的休息时间。这是为了让肌肉在治疗期间得以有效地收缩和放松，避免肌肉疲劳。对电刺激治疗耐受力差、肌力较弱的患者，断电时间需相应延长。之后随着患者的肌力增强，可逐渐增加电流通电时间，缩短断电时间。

15～30min/次，1～2次/d，20～30次为1个疗程。

在治疗前向患者解释治疗过程中可能出现的麻颤感和明显的肌肉收缩。打开治疗仪的电源，患者取舒适的体位，然后将电极固定于相应的部位上，选择适当的刺激参数（频率、脉宽、治疗时间等），调节电流强度。治疗结束后应先将输出强度调零，取下电极，然后再关闭电源。

（1）为避免电灼伤，电流密度不能过大，且治疗时应注意电极片和皮肤紧密接触。

（2）所选择的电极片应避免患者过敏。

（3）电刺激前应剃除治疗部位的毛发，以降低皮肤阻抗。

（4）长时间的电刺激或高强度电刺激都可能造成电灼伤。因此治疗前、治疗中和治疗后应及时检查皮肤的状况。

（5）使用中应避免引起患者的焦虑及恐惧。

（6）对关节损伤引起反射性抑制的患者应用NMES时，电流强度应控制在无痛范围，电刺激引起的肌肉收缩不应该加重疼痛。

（7）治疗后痉挛加重的患者不适合进行NMES治疗。

正常神经支配肌肉电刺激治疗仪适用于各种中枢神经系统损伤引起的肌肉萎缩、肌力下降、肌肉痉挛、关节活动度受限的患者。以下将依据具体的部位阐述NMES的应用。

通过刺激腓总神经、胫前肌和腓骨长短肌可以产生踝关节背屈的动作。电极的放置有两种常用方法（图3-7），第一种是刺激电极选用面积较小的电极片置于胫前肌和腓骨长短肌的肌腹上，辅助电极使用面积较大的电极片置于腓骨长短肌的肌腱处；第二种放置方法是刺激电极置于腓骨小头下方以刺激腓总神经，辅助电极置于胫前肌和腓骨长短肌的肌腹上。若两个电极片面积相同，则无需区分正负极。

膝关节术后、膝关节骨性关节炎、脑卒中后偏瘫患者常伴有股四头肌肌力下降，可以使用NMES增加股四头肌肌肉力量。治疗时一般将刺激电极置于股外侧肌的肌腹上，辅助电极置于髌骨上方（图3-8）。若需要同时刺激股四头肌的四条肌肉，可以同时使用两组电极，两个刺激电极分别置于股内侧肌和股外侧肌的肌腹，辅助电极置于髌骨上方。伴有屈髋肌群挛缩的患者进行股四头肌电刺激时应避免刺激股直肌。

主要用于脊髓损伤患者和中枢神经系统损伤后伴有剪刀步态的患者。治疗时刺激电极置于髂嵴的下方，辅助电极置于股骨大转子上方，两电极片间至少间隔1cm的距离（图3-9）。

中枢神经损伤和高位脊髓损伤的患者常伴有肩关节半脱位，加强冈上肌、三角肌后部的力量有助于预防和改善肩关节半脱位。治疗时刺激电极置于三角肌后部约1/3的位置，辅助电极置于冈上肌（图3-10）。

肱三头肌NMES可以增强肱三头肌力量，提高患者肘关节伸直的控制能力，降低肱二头肌的痉挛，常用于中枢神经系统疾患的患者。治疗时刺激电极置于三角肌后部的下方，辅助电极置于鹰嘴突上方，避免刺激到肱桡肌引起肘关节屈曲（图3-11）。

由于前臂肌肉体积较小，伸腕和伸指肌群的NMES通常使用面积较小的电极片。刺激伸腕肌群时刺激电极置于肱骨外上髁的下方，辅助电极置于远端近腕关节处（图3-12A）；刺激伸指肌群时刺激电极应偏向远端置于前臂中央，辅助电极置于远端近腕关节处（图3-12B）。

NMES对不明原因的特发性脊柱侧凸有良好疗效，尤其适用于侧凸角度20°～40°的患者。在使用时，电极置于凸侧最高点的上下方，通过刺激凸侧肌肉的收缩，逐步减小侧凸的角度。矫正脊柱侧凸的NMES频率多为25～35Hz，脉宽0.2ms，刺激6s，休息4～25s，强度以引起肌肉强直收缩而不引起疲劳为限。治疗由睡觉时间开始，每晚治疗8～10h，连续治疗6～42个月或直到患者的骨骼发育成熟为止。但近年来，有部分研究证明，电刺激并不能中止或逆转脊柱侧凸的发展；与脊柱矫正治疗相比，全天矫正和部分时间矫正的效果均优于电刺激治疗。

NMES可以通过刺激膀胱逼尿肌收缩，克服尿道括约肌的压力，使尿液排出。典型的刺激参数为频率20Hz，脉宽1ms。刺激的部位有四种：直接刺激逼尿肌、刺激脊髓排尿中枢、刺激单侧骶神经根或刺激骶神经根的部分分支。

NMES通过刺激尿道括约肌和盆底肌，增强其肌肉力量，以对抗腹压和逼尿肌的收缩。尿失禁治疗多使用单相或双相方波，频率20～50Hz，脉宽0.2～0.5ms。男性患者可使用体表电极或插入式的直肠电极，女性患者可使用插入式阴道电极刺激尿道括约肌的收缩。

患者王某，男，65岁，“左侧肢体乏力1个月余”入院，头颅MR示右侧基底节区脑梗死，双侧额顶叶皮层下多发缺血、梗死灶。

脑梗死。

左侧Fugl-Meyer上肢运动功能评分12分/66分，下肢运动功能评分17分/34分；左侧Brunnstrom评分（上肢-手-下肢）：Ⅱ-Ⅰ-Ⅲ级；改良Barthel评分55分，左侧肱骨头下移约2横指。

①左侧肢体偏瘫；②左侧肩关节半脱位；③日常生活活动不能自理。

①改善左侧肢体运动功能，诱发左侧肢体分离运动；②改善左侧肩关节半脱位。

盂肱关节的稳定有赖于肌肉的支持，大量研究证实冈上肌、三角肌后部可提供主动支持，防止盂肱关节半脱位。因此该患者在常规康复训练的基础上可以采用NMES治疗，诱发冈上肌、三角肌后部的主动收缩，预防和纠正盂肱关节半脱位。治疗时刺激电极置于三角肌后部约1/3的位置，辅助电极置于冈上肌。脉冲频率15～50Hz，脉宽200～300μs，通断比从1︰3开始，然后逐渐增加通电时间缩短断电时间；参数设置和刺激强度以引起肌肉强直收缩为度。治疗时间从20～30min/次开始，可逐渐延长。

失神经支配肌肉是指下运动神经元损伤的肌肉，即脊髓前角到目标肌肉的神经肌肉接头之间的下运动神经元通路不完整。

下运动神经元损伤后肌肉缺少神经电位的刺激，最明显的变化是肌肉萎缩，肌肉的重量、围度、收缩蛋白和肌纤维数目减少，肌肉逐渐被纤维结缔组织和脂肪组织取代。以上变化在损伤后前3个月最明显，肌肉一旦被结缔组织和脂肪组织取代则损伤不可逆。

下运动神经元损伤后，肌肉的兴奋性和对电刺激的反应会发生一系列变化，见表3-2。首先，失神经肌肉的膜电位较不稳定，呈现自主放电，导致肌肉颤动；其次，失神经肌肉的时值和静息电位上升，使肌肉难以兴奋，需要较大的刺激强度和较长的脉宽才能诱发肌肉收缩；再次，失神经肌肉的收缩和放松速度较慢，不易引起强直收缩。

对失神经肌肉电刺激的研究最早开始于1841年，早期的研究多侧重于电刺激对减少肌肉萎缩的效果。Cole与Gardiner通过失神经肌肉电刺激诱发肌肉的强直、等长收缩，8周治疗后发现电刺激组肌肉萎缩减少，强直收缩能力增强，且电刺激的前4周效果最佳。Nix与Dahm的研究发现失神经肌肉电刺激可以防止失神经肌肉收缩与放松速度下降，且频率1Hz的电刺激能够减少肌肉萎缩和疲劳的发生。Carraro等研究发现低频电刺激能增加失神经肌肉中慢肌的比例，减少萎缩。此外，仍有大量研究证实失神经肌肉电刺激可以延缓肌肉萎缩，减少纤维化的产生，且不影响神经的再生。

Nemeth发现对失神经的比目鱼肌进行电刺激可以防止肌肉中氧化酶的消失。David等人在犬的研究中发现，失神经肌肉电刺激可以重建肌肉使用碳水化合物的能力，提高氧化作用。

Pachter等人在大鼠的研究中发现，接受电刺激的失神经肌肉中神经再生活动较为旺盛。此外，多项研究均表明失神经肌肉电刺激能减少肌肉萎缩，促进神经再生。

综上所述，大部分研究均证实周围神经损伤后的电刺激治疗可以减少肌肉萎缩和肌肉纤维化、防止肌肉中氧化酶的消失、重建肌肉使用碳水化合物的能力、维持失神经肌肉的正常活动和正常肌肉性质、防止失神经肌肉收缩和放松的速度下降，使失神经肌肉的活动趋近于正常肌肉，对肌肉的形态和功能均有正面作用。但也有研究认为周围神经损伤急性期，进行NMES治疗是有益的，而长期的NMES对神经再生部位是否有帮助存在争议。

失神经肌肉的电刺激并不是通过兴奋神经纤维引起肌肉收缩，而是直接刺激肌肉产生兴奋，因此并不是严格意义的NMES。失神经支配肌肉电刺激的波形、频率、脉宽等参数设置与正常神经支配肌肉的电刺激有较大差别。

失神经支配肌肉的电刺激可用于部分失神经或完全失神经的肌肉。在脉冲电流中，三角波有选择性刺激作用，能选择性刺激失神经肌肉，而不引起正常神经支配肌肉的收缩和疼痛；因此在失神经肌肉的电刺激治疗多使用三角波（图3-13）。而具体的参数设置应根据电诊断结果选择，以达到失神经支配肌肉充分收缩，又不引起疼痛和肌肉疲劳的效果，失神经肌肉电刺激的参数选择见表3-3、表3-4。

治疗时间：每次治疗15～30min，每天1～2次，20～30次为1个疗程。

同正常神经支配肌肉电刺激。

（1）神经损伤后尽早开始治疗，越早治疗效果越好。

（2）脉宽应大于失神经肌肉的时值，以引起肌肉收缩。

（3）治疗强度应能够引起肌肉的强直收缩，但需在患者耐受范围内。

（4）电极片的放置以能引起最大的肌肉收缩为准。

失神经支配肌肉电刺激治疗适用于周围神经损伤引起的肌肉萎缩、肌力下降的患者。

患者范某，女，42岁，因“刀砍伤致左腕及左手乏力、麻木2周余”入院。入院复查肌电图、神经传导速度提示：①左侧正中神经运动传导波幅未见肯定波形，左侧桡神经运动传导波幅降低；②左侧正中神经、桡神经感觉传导波幅降低、速度减慢。

周围神经损伤。

①左侧腕关节前屈肌、背伸肌肌力Ⅱ级，左手示指、中指前屈肌肌力Ⅰ级；②左侧腕部以下麻木、疼痛，视觉模拟评分（VAS）为5分。

①左手肌力下降；②感觉障碍伴疼痛。

①改善左侧腕关节前屈肌、背伸肌肌力；②改善左手示指、中指前屈肌肌力；③缓解左侧腕部以下的疼痛。

该患者左侧正中神经、桡神经损伤2周余。失神经后第1个月肌肉萎缩发展最快，应尽早进行失神经支配肌肉电刺激治疗。治疗中考虑患者周围神经损伤，电流直接刺激肌肉兴奋产生肌肉收缩，因此参数设置和正常神经支配肌肉的电刺激有较大区别。首先波形应选择三角波，可以避免刺激正常运动神经和肌肉，而只刺激失神经肌肉。根据电诊断结果确定恰当的波升时间、脉宽、频率，以确保只兴奋失神经的肌肉而不刺激正常神经支配的肌肉。每次治疗15～30min，每天1～2次，20～30次为1个疗程。若患者起初收缩较强，但数次治疗后收缩减弱，收缩时伴明显的颤抖；或者每次治疗后数小时仍有僵硬感，则说明刺激过强。应降低电流强度或减少收缩次数，甚至暂时中断治疗。

胸部的NMES可能干扰内脏器官的活动，包括心脏。

NMES的电流可能干扰起搏器的活动，导致心脏停搏或心室颤动。

NMES的电流会干扰膈神经和膀胱刺激器的正常运行。

颈动脉窦区域的NMES可能会干扰患者的血压调节和心脏收缩特性，导致心动过缓或心律失常。

NMES可能导致栓子脱落。

NMES加速血液和淋巴循环，诱发肌肉收缩，可能使感染加重。

孕妇躯干部位的NMES有导致宫缩的风险，也可能影响胎儿的正常发育，所以孕妇的躯干部位不能使用NMES治疗。

眼部皮肤较薄、结构复杂，禁止进行NMES治疗。

局部皮肤破损的区域因为电阻较小，会导致电流聚集，产生刺痛感。

电刺激所造成的肌肉收缩和血管扩张会影响血管凝血，不利于出血部位止血。

NMES可能会引起自主神经系统反应，对高血压和低血压患者的血压控制产生影响。所以在治疗期间应仔细监控患者的血压。若患者的血压控制不良或治疗期间不能监测血压，则不应该使用NMES治疗。

脂肪组织导电性差、电阻大，引起肌肉激活所需的电刺激强度较大，可能导致不良的自主神经反应。所以在治疗过程中需要密切监测患者的情况。