غالبًا ما يتم استخدام التحفيز الكهربائي والارتجاع البيولوجي كأدوات في إدارة الخلل الوظيفي العصبي، كما يمكن استخدام الارتجاع البيولوجي الكهربائي بمفرده وبالاقتران مع التحفيز، الهدف الأساسي من الاستخدام هو تحسين الوظيفة عن طريق تحسين التحكم الحركي الطوعي.
العلاج الطبيعي والتحفيز الكهربائي والرجوع البيولوجي الكهربائي
قد تكون المحفزات الكهربائية المستخدمة في ممارسة إعادة التأهيل البدني إما وحدات صغيرة أو محمولة أو تعمل بالبطاريات أو أدوات سريرية أكبر تعمل بالطاقة. غالبًا ما تقدم الوحدات السريرية مجموعة متنوعة من أشكال التحفيز وخيارات لتعديل التيارات، كما توفر الوحدات المحمولة القدرة للمرضى ومقدمي الرعاية على إجراء التحفيز الموصوف في المنزل، تسمح الوحدات السريرية للمعالج بتخصيص البرامج لتحسين نتائج العلاج.
التحفيز الكهربائي العصبي العضلي
في NMES، ينشأ تقلص العضلات عن طريق إزالة استقطاب الخلايا العصبية الحركية، كما يمكن وضع أقطاب كهربائية فوق العضلة المراد تحفيزها أو فوق العصب الحركي الذي يتحكم في العضلات.
إن ترتيب إطلاق الخلايا العصبية ناتج عن حجم الخلايا العصبية وقرب المحفز الكهربائي وشدة التحفيز، تختلف أنماط توظيف العضلات الناتجة عن التحفيز الكهربائي عن تلك التي لوحظت في التنشيط الطبيعي للعضلات.
في الانقباض الطوعي للعضلات، تطلق الوحدات الحركية بشكل غير متزامن، مع وجود نسبة أكبر من النوع الأول، يتم تجنيد الألياف العضلية المقاومة للتعب للوحدات الحركية الأصغر أولاً، كما يحدث ترتيب إطلاق الألياف العضلية نتيجة لحجم الخلايا العصبية الحركية وتشريح الوصلات المشبكية.
وعلى العكس من ذلك، فإن تقلص العضلات المحفز كهربائيًا يثير استجابات أولية من وحدات حركية أكبر، والتي تحتوي على عدد أكبر من الألياف العضلية المجهدة من النوع الثاني.
الألياف من النوع الثاني تعصبها الخلايا العصبية ذات القطر الأكبر والتي لها عتبة أقل للتحفيز الكهربائي من الخلايا العصبية الأصغر، أظهرت دراسة أجريت على موضوعات صحية تجنيد هذه الوحدات الحركية ذات العتبة الأعلى عند مستويات تدريب منخفضة نسبيًا من NMES.
في التمرين الطوعي، يتطلب الأمر كثافة تمرين أكبر بكثير لتنشيط هذه الوحدات الحركية الأكبر، كما يتم الحصول على التجنيد المتزامن للألياف العضلية عن طريق التحفيز الكهربائي، هذا لا يحدث مع التنشيط الاشتراكي، أثناء الانكماش الإرادي المستمر تتسرب الوحدات الحركية بشكل دوري ثم تسقط لتقليل التعب.
هذا، إلى جانب التوظيف المبكر للوحدات الحركية المرهقة، يمثل التعب مشكلة رئيسية في استخدام NMES وهو أيضًا أحد الأسباب التي تجعل الأنشطة الوظيفية التي يتم إجراؤها تحت السيطرة عن طريق التحفيز أقل سلاسة وتوازنًا مما كانت عليه عندما يتم إجراؤها بشكل إرادي.
في الوقت نفسه، يمكن للمستويات المنخفضة نسبيًا من ((NMES) Neuromuscular Electrical Stimulation) تجنيد الوحدات الحركية التي لن يتم تجنيدها إراديًا إلا بأقصى جهد، يوفر هذا الدعم للزيادات الملحوظة في القوة مع شدة تدريب NMES المنخفضة وقد تم تحديد العديد من الفوائد المحتملة لـ NMES، من بينها تحسين نطاق الحركة وتقليل الوذمة وعلاج ضمور الإهمال وتحسين تجنيد العضلات لإعادة تثقيف العضلات.
استخدام معلمات التحفيز مع مرضى الاضطرابات العصبية
مع أي تحفيز كهربائي يستخدم للمرضى الذين يعانون من خلل وظيفي عصبي عضلي، يجب مراعاة ثلاث معلمات ضمن الشكل الموجي: مدة النبض (أو المرحلة) وتردد النبض وسعة النبض، اعتمادًا على الغرض من التحفيز الكهربائي، تتوفر الأدوات التي تسمح بتعديل كل هذه الأشياء بشكل مستقل.
الشكل الموجي للمحفز
تستخدم وحدات NMES التيارات المتناوبة، الشكل الموجي للمحفز الذي تنتجه معظم وحدات NMES إما نبضة ثنائية الطور متناظرة أو غير متناظرة، كما تتناوب مرحلتا كل نبضة باستمرار في الاتجاه بين القطبين الموجب والسالب. على الرغم من أنه لم يتم تحديد شكل موجة مثالي، فقد أظهرت معظم الدراسات أن الشكل الموجي المتماثل ثنائي الطور أكثر راحة من الشكل الموجي غير المتماثل ثنائي الطور أو أحادي الطور.
مدة النبض
تشير مدة الطور أو النبضة (وتسمى أيضًا عرض النبضة) إلى مقدار الوقت لنبضة واحدة أو طور، يمكن استخدام المنبهات ذات النبضات التي تتراوح مدتها من 1 إلى 300 مللي ثانية (0.3 مللي ثانية) لتنشيط العضلات مع التعصيب السليم، تتطلب الأشكال الموجية ذات الفترات الأقصر سعة تيار أكبر لإنتاج تقلص العضلات (لأن التيار يعمل لفترة زمنية أقصر)، كما قد يكونون أكثر راحة ولكن قد لا يمتلكون شحنة كافية لمستويات الانكماش الجيدة ويمكن استخدام فترات الأطوار الأطول ولكنها أقل راحة.
في وحدات NMES، يمكن أن تبدأ فترات النبض عند 100 مللي ثانية، ثم تزداد إلى 200 إلى 300 مللي ثانية إذا تحمل المريض جيدًا، تتطلب العضلات المنعزلة فترات طور أطول بشكل ملحوظ (20 إلى 100 مللي ثانية) بسبب التسلسل الزمني الأطول لخلايا العضلات مقارنة بالخلايا العصبية الحركية.
تردد النبض
يشير تردد النبض (أو معدل النبض) إلى عدد النبضات الكهربائية المطبقة لكل وحدة زمنية. في التطبيقات التي تسعى إلى تقلص العضلات، يجب أن يكون معدل التحفيز 35 إلى 50 نقطة في الثانية، هذا هو التردد الحرج النموذجي الذي تستجيب فيه العضلة بتقلص سلس (يسمى أيضًا تردد الكزاز)، يمكن أن تؤدي الترددات الأعلى من ذلك إلى ظهور التعب مبكرًا.
قد تستخدم NMES المستخدمة لتقليل التشنج ترددًا أعلى، بقصد إجهاد العضلات وتقليل التشنج مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الألم.
سعة النبض
يجب أن تكون سعة (شدة) الحافز غير كافية لتحقيق القوة المطلوبة للتفاعل. عادةً ما تشير الوحدات التي تعمل بالبطارية إلى سعة البطارية فقط بطريقة نسبية (غير كمية) لأن ناتج البطارية ينخفض بمرور الوقت. اعتمادًا على مقاومة الأقطاب الكهربائية وعامل الاقتران والجلد والأنسجة الرخوة، يمكن أن تختلف كمية التيار المطلوبة في موقع ما تمامًا عن الأخرى لإنتاج نفس الدرجة من تقلص العضلات. هذا هو السبب في أن سعة المنبه توصف عادة وفقًا لقوة الإحساس الذي يشعر به المريض.
يشير الحسي الخفيف أو المعتدل أو الأقصى إلى شدة التحفيز كما يشعر به المريض دون إثارة تقلص حركي. وبالمثل، يصف المحرك الخفيف والمتوسط والعظمى سعة التحفيز اللازم لإنتاج تلك الانقباضات العضلية المرئية باستخدام التحفيز الكهربائي.
إذا كان القصد هو تقوية العضلات أو زيادة القدرة على التحمل، فعادة ما يُطلب من المريض المشاركة عن طريق التعاقد الطوعي للعضلة التي يتم تحفيزها عند تشغيل التحفيز، يجب أن يتم تصنيف سعة التحفيز بناءً على استجابة المريض، بهدف إنتاج ناتج القوة المرغوبة سريريًا.
التحفيز الكهربائي الوظيفي
تم استخدام مصطلح التحفيز الكهربائي الوظيفي ((FES) Functional Electrical Stimulation) بشكل عرضي لوصف التطبيقات المختلفة لـ NMES. ومع ذلك، يتم تحديد FES من قبل لجنة معايير العلاج الكهربائي لقسم الفيزيولوجيا الكهربية السريرية وجمعية العلاج الطبيعي الأمريكية كاستخدام NMES (على العضلات المعصبة) لاستبدال تقويم العظام.
يستخدم هذا المصطلح لوصف السيطرة الخارجية للعضلات المعصبة أو الشائكة أو المشلولة لتحقيق حركات وظيفية وهادفة، على الرغم من أن NMES بشكل عام لها تطبيقات علاجية، مثل زيادة نطاق الحركة وتسهيل تنشيط العضلات وتقوية العضلات، فإن مفتاح تطبيق FES هو تعزيز أو تسهيل التحكم الوظيفي.
يتم استخدامه مع المرضى المصابين باصابات النخاع الشوكي، إصابات الدماغ الرضية، الحوادث الوعائية الدماغية، وغيرها من الخلل الوظيفي في الجهاز العصبي المركزي الذين لديهم تعصيب محيطي سليم.
في بعض الحالات، تكون الوظيفة المساعدة مهمة أيضًا في تحقيق الهدف، على الرغم من أن التمشي الوظيفي للمجتمع لم يصبح حقيقة واقعة بعد، قام الباحثون بتقييم التأثيرات الفسيولوجية لاستخدام ركوب الدراجات بمساعدة FES في إصابات النخاع الشوكي.
مقارنة بمستويات الراحة، لوحظت زيادات كبيرة في النتاج القلبي ومعدل ضربات القلب وحجم السكتة الدماغية ومعدل التبادل التنفسي والتهوية الرئوية وظواهر فسيولوجية أخرى.
وقد ثبت أيضًا أن CFES لقياس جهد الدورة والتمشي يزيد من كتلة العضلات، ويحفز كهربائيًا قوة العضلات والقدرة على التحمل ويزيد من الدورة الدموية والقدرة الهوائية ويقلل من الوذمة ويكون له تأثير مفيد على الصورة الذاتية.
