기능적 전기 자극의 임상 적용에 관한 고찰 = Functional Electrical Stimulation : A Review of Clinical Application
저자
조미숙 (대구대학교 물리치료전공 박사과정) ; 이윤미 (대구대학교 물리치료전공 박사과정) ; 박래준 (대구대학교 물리치료학과) 연구자관계분석
발행기관
대구대학교 특수교육재활과학연구소(Institute of Special Education & Rehabilitation Science, Taegu University)
학술지명
권호사항
발행연도
2005
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
129-139(11쪽)
제공처
소장기관
Functional Electrical Stimulation(FES) is a useful apparatus to activate paralyzed muscle resulting from upper moter neuron disease such as hemiplegia, cerebral palsy, spinal cord injury, etc. The purpose of FES, which contracts muscles by stimulating motor neuron with electric excitation, is used to strengthen weakened muscles, to decrease spasticity, to enhance the scope of joint mobility, or to control motor regulation. Recently, FES has been comprehensively used to control of the cardiovascular system, regulation of urinary and cystitis function, and breathing assistance along with the purposes of gate, standing, locomotion, etc.
This review focused on the literature reporting application of FES to control respiratory capabilities and internal organ function as well as increase muscular strength, hand grasp, standing and walking in patients with upper motor diseases.
1. Walking : By applying FES, lower limb muscles can be stimulated to compensate for the drop foot problem of to generate the gate sequence in both legs while the muscles that facilitate balancing and posture during walking have to be voluntarily controlled by the patient.
2. Grasping : In supporting the hand function, the FES system should not interfere with the patient's preserved upper limb function. Furthermore, FES induced movements should not oppose natural joint movement and they have to respect the anatomy of bone and soft tissue composition.
3. Muscle strength and endurance : FES, which contracts muscles by stimulating motor neuron with electric excitation, is used to strengthen weakened muscles and to improve muscle endurance.
4. Internal organ function : FES will be used increasingly to improve the biood circulation, to provide bladder and bowel control, and to improve sexual function in disease of after traumatic injury.
5. Breathing ability : FES of abdominal muscles by surface electrode with inserting electric stimulation is effective to ventilatory support of spinal cord injury patients, who do not have neurologic injury and who have breathing ability. Electrical stimulation to abdominal muscles increases pressure of the abdomen by contracting abdominal muscles and pushing abdominal walls to inside whose action moves diaphragm to thoracic cavity. As a result, translocation of the diaphragm increases pleura pressure, decreases pulmonary volume and increases expiration.
기능적 전기 자극은 상위 운동신경원의 조절기능은 상실되었으나 하위 운동신경원이 정상적인 환자에게 적용되는 치료법으로 적은 양의 전기흐름을 주어 신경 활성화를 조절하는 분야로서, 전기적 흥분을 일으켜 원하는 운동신경섬유를 자극하여 근육을 수축시키는 것으로 신경근 전기 자극(Neuro-Muscular electrical stimulation, NMES)으로부터 시작되어 보통 약화된 근력의 강화, 경직의 감소와 관절가동범위의 증진 또는 수의적 운동조절의 향상을 목적으로 사용되어 왔다.
최근에는 기능적 전기 자극이 근력 강화, 지구력 강화, 관절 구축 방지, 이동, 기립, 보행 등의 일차적인 목적과 함께 심혈관계운동, 비뇨와 방광 기능의 조절과 호흡보조를 목적으로 사용되는 등 그 활용도는 점점 더 광범위해지는 추세이다. 이러한 점을 염두에 두고 본 연구는 상위 운동신경원 손상 시 기능적 전기 자극의 임상적 적용 가운데 특히 근래에 활발하게 이루어지고 있는 호흡분야를 포함한 여러 연구 동향을 문헌을 통해 고찰하였다.
1. 보행 : 기능적 전기 자극은 신경에 전기적 자극을 가해 마비된 근육의 수축을 유발함으로서 하지 마비환자가 보조기를 착용하지 않고도 기립 및 보행을 가능하게 한다.
2. 상지 기능 향상 : 집기 방법에 관계없이 손의 기능을 보조하기 위한 기능적 전기 자극의 적용은 환자가 보존하고 있는 상지 기능을 방해하지 않아야 하며, 기능적 전기 자극에 의해 유도되는 동작들은 관절의 실제 동작에 일치해야한다.
3. 근력과 지구력 : 신경에 전기 자극을 가하면 마비된 근육의 수축을 일으켜 근력강화를 시킬 뿐만 아니라 지속적인 적용은 근 지구력을 향상시킨다. 근 지구력 향상을 위한 기능적 전기 자극은 2형 근섬유를 1형 근섬유로 변화시킬 만큼 충분히 긴 기간동안 지속적으로 10Hz의 저주파수로 적용해야 한다고 보고되었다.
4. 내장기능 : 질병이나 외상 후 혈액 순환을 증진시키고 방광과 배변조절을 가능하게 하며 성기능을 향상시킨다고 보고하였다. 기능적 전기 자극에 의한 배변, 배뇨기능의 조절은 요도 합병증을 감소 및 예방할 뿐만 아니라 척수 손상자의 삶의 질을 향상시킨다.
5. 호흡능력 : 삽입식 전기 자극과 함께 표면 전극식 복부근육의 기능적 전기 자극은 신경학적으로 손상을 입지 않았거나 호흡능력이 있는 척수손상 환자의 환기보조에 효과적이다. 복부근육의 전기자극은 복부근육을 수축시켜 복벽을 내측으로 밀어 복부내압을 증가시킨다. 이는 횡격막을 흉강으로 이동시킨다. 이러한 횡격막의 전위는 결과적으로 흉막압을 증가시키고 폐용적을 감소시켜 호기를 증가시킨다.
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