電流刺激療法Ⅱ

  電流刺激療法Ⅱ

(筋の電気刺激に対する反応)

電気刺激による筋収縮は通常の筋の随意運動とほぼ同様の効果を持っている。

悉無律＝全か無かの法則

刺激によって筋や神経線維が脱分極されると、刺激の強さを強めても反応の強さは常に同じである。興奮している時を全、静止している時を無といい段階的な応答を指すものではない。単一神経線維や単一筋線維にはこのような興奮様式があり、常にon-offの応答であることが特徴である。

(パラメーター)

パラメーターの変化＝組織に流れる電流量の変化

1. 交流(最近の主流)と直流

筋の直流刺激：電流が流れるときと切れるときのみ筋収縮が出現。通常運動神経は強さが一定の直流電流には反応を示さない。

※科学的作用ー長時間刺激＝科学的作用も強くでる

2. 組織の電気的インピーダンス

電気的抵抗：骨と脂肪はインピーダンスが高い、神経と筋は低い

※太めの人には強めに電流を流す。

3. 電流密度(容積あたりの電流量)

※一定以上の強さでないと筋や神経は興奮しない

※電極と皮膚が接触した部分では電流密度が最も高い(電流が深部に透過するのを遮るはたらき)

※大量の脂肪が分布する場合、電流密度が達し得ず興奮を引き起こさないこともある

※電極間が狭いー浅層部、電極間が広いー深層部まで達する。

※電極の大きさ：小さい方の電極の電流密度が高くなる、大きい方の電極では電流の分布が広がり電流密度は低くなる、大きい電極は治療したい部位から遠くに置き(不感電極)小さい電極はあ神経や筋などの刺激したい部位に置く。

4. 周波数

※筋は様々な時間的タイミングの連続する刺激によって収縮する。最初の刺激と次の刺激の時間が短い時、最初の刺激による興奮と次の刺激による興奮が重奏して筋の収縮が大きくなる(加重)

※強縮の程度は電流の周波数によって生ずる物であって、電流の強さに関係しない。

※電気刺激強縮では刺激される神経筋単位が一律に興奮し筋疲労を起こしやすい、随意的収縮では神経筋単位の発射程度が筋の動きによって様々に変化するため筋疲労を起こしにくい。

※電気刺激強縮が筋の同時収縮を強く起こすので筋力強化、筋活動の再教育、筋萎縮の改善に有効な方法となる⇒30-40Hzの完全強縮刺激が有効、持続的な筋収縮や反復する筋収縮を行う時は筋疲労が程度でその回復が早く起こり、軽度の強縮刺激が適用される15-20Hz

5. 刺激強度

深部の筋線維を興奮させるには、ある程度の強い刺激が必要になる

6. 持続時間(パルスの幅)

持続時間を長くすることによって、深層部と閾値の高い線維を興奮させることができる

7. 極性

交流：周囲的に連続的に変化する

※電子レベルが高い方＝陰極(マイナス)低い方＝陽極(プラス)

陰極側に＋イオン、陽極側にーイオンが集まる

直流：極性は3つの性質がある。

①化学的効果

②極興奮

③電流方向

8. モーターポイント

筋肉の起始、停止付近に流れる。痛いとこの周りなど

※その筋で電流がよく流れるポイント、多くの筋線維を興奮させ、最も強い筋収縮を起こすことができる。

(筋収縮)

ー筋運動の再教育：

手術や外傷後の筋肉の不使用による筋力の減弱と求心性神経活動の低下を筋収縮によって改善する。

ー筋肉ポンプの作動：

浮腫は血管構造の損傷と四肢の筋の活動性の低下が原因となっ出現する。四肢への電気刺激による筋収縮は静脈やリンパ管のポンプ作用が働き血液や体液の心臓への還流を促進させる(浮腫治療と損傷治癒の機転を促進)

ー筋萎縮予防：

筋の電気的筋収縮は随意的筋収縮と同じような効果を引き出すことが可能

ー筋力強化 ：

(ロシアン電流を使う)

電気的な筋収縮を強力に利用

ー関節可動域の改善：

(関節拘縮の人など)

関節を構成する筋が一定時間にわたって収縮することで、関節自体や筋組織に修飾作用や伸張効果を及ぼす。

(感覚神経の電気刺激とその臨床的応用)

ゲートコントロール

偏重抑制理論：下行性抑制

内因性オピエート：

(電極の位置)

経皮的通電療法(TENS)を用いる。7項目

一つの方法に固執せず、各々の患者に最も適した配置法を考慮しなければならない。

治療が効果を発揮するか否かは、電極の配置いかんに関わってくる。

(低電圧持続直流電流の臨床的応用)

血管拡張作用、陽極側での還元効果

損傷治癒の促進

潰瘍治療ー3日以上陰極側で損傷部位を刺激すると細菌の生育を抑える効果、その後電極を反転して陽極を損傷部位にもってくると皮膚細胞を損傷部の中心へ移動する効果を持ち、治癒期間の短縮をもたらす。

骨折治癒機転の促進

骨折、特に骨端癒合不全に有効である。しかし侵襲的な方法を用いずに骨折部分にまで電流を到達させるのは非常に困難である。Kahnの適応

イオン導入法

重金属イオンを皮下に浸透させ、皮膚の感染症や誘導発赤を引き起こすのに利用。

ロシア電流

多相性電流、高周波数、交流電流、10msec程度の休止時間を持つバースト波刺激

(干渉波電流)

TENSよりも深部に到達

相乗的変調ーConstructive Interference

相反的変調ーDestructive Interferene 

ビート干渉効果

筋収縮＝20-50Hz

痛みのコントロール＝50-120Hz

鎮痛＝1Hz

(神経筋微小電流刺激)MENS

(バイオフィードバック)

筋電図バイオフィードバック法＝筋収縮の電気的活動を利用して、特定の筋収縮や弛緩を訓練すること

1. 実際の筋活動を観察しながらトレーニングできる

2. ある筋群から特定の筋活動を分離記録しながら、目的とする筋のトレーニングを選択的に行うことが可能

電気刺激療法

  電流刺激療法

電流刺激に対する生理的反応

要素ー1.

2.与える電流の性質(直流•交流、強さ、接続時間、電圧、電流密度)

各組織の電気的なエネルギーに対する反応は、作用させる電流の強さが一定の範囲に保たれた時に発現するもので、その強さがそうしたレベルを超えた時には、逆に生体組織の凝固と破壊が起こる。

電気刺激の目的

1. 筋や神経を刺激し、筋収縮を起こす。

2. 感覚神経を刺激して痛みの治療に用いる

3.組織に電場を生じさせ、損傷部位の損傷機転を促進する

4. 皮膚に電場を生じさせ、皮膚からのイオンの泳動を行い損傷部位の治癒機転を促進する

電流刺激に対する筋と神経の反応

筋•神経組織は興奮性が高い組織

細胞膜の選択的透過性：膜の透過性が異なるイオンの、膜の内側(-)と外側(+)で分布の違いから、電位差が生じる(静止膜電位)

※膜の能動輸送によってNaイオンは内側から外側へ、Kイオンは外側から内側へ内側が外側に対して負電位

電位差の要素

1. 選択的透過性(膜はあるイオンを通しやすく、あるイオンを通しづらくする)を持つ事

2. イオンの分布濃度が膜を隔てて違いがある。

静止膜電位を生じこれを維持すること＝細胞の興奮を引き起こす源

(脱分極)

刺激電極の陽極と陰極の真下にある神経線維の膜では、イオンは反対側の極に移動し、膜の分極状態が

変化し陰極側では分極が起こる。

⇒膜の外側のマイナスイオン濃度が上昇

⇒膜電位が低くなる

⇒脱分極を起こす閾値が低下する

⇒陰極側では膜の外側にプラスイオンが集まる

⇒脱分極を起こす閾値が上昇する

この事から、陰極側が刺激電極、陽極側が関係電極になる：恒常的なものではなく、特定の条件下で反転する場合もある

神経線維の興奮は両側性に伝導する際、最初の刺激と次の刺激の間には適当な休止時間が必要(絶対不応期)神経線維が再分極し、その興奮性が回復するまで一定の時間が必要＜1000Hz

興奮部分と接近部分に電位差が生じる＝膜の内側では興奮部分から静止部分から静止部分へ電流がながれ、膜の外側では静止部分から興奮部へ電流の流れが生じる(局所的なものが神経線維に沿って順次起こることによって興奮はが

伝導される)

興奮の伝導は受動的に起こるのではなく、自らエネルギーを消費しながら受動的に成される(図4-3)

(脱分極の効果)

神経線維の興奮伝達

⇒神経の効果器や終末部

⇒運動終末やシナプスを伝える：神経末端から化学物質の遊離によって末端の興奮性君

⇒運動終末やシナプスを伝わる：神経末端から化学物質の遊離によって末端の興奮性組織が活動する(図4-4)

筋の興奮＝筋収縮

随意的収縮＝運動神経の電気的な興奮：

随意収縮程度＝筋線維の発射活動頻度の違いによって決定

(強さー時間曲線)筋収縮の閾値と興奮性を示す

筋や神経に対して最小の興奮引き起こす場合、刺激の持続時間が短いときには強い刺激強度、持続時間が長い時には弱い刺激強度になる。

膜の閾値は筋と神経で異なり、神経線維自体も種類や直径によって異なる。必要な電流の強さはそれぞれ組織によって異なってくる。

重要な生理学的意味

1. 曲線の形は組織が脱分極を起こすのに必要な刺激の強さと持続時間の関係を示す

2. 基電流は最も持続時間の長い刺激を与えたとき興奮を引き起こす最小の電流の強さをいう(図4-6)

3. クロナキシー(時値)は基電流の2倍の強さを与えたときの刺激の持続時間をいう(図4-7) 

電気の基本原理

電気の基本原理  

イオン：

プラスまたはマイナスに帯電した全ての原子

帯電した原子が電気的なエネルギーを持つ＝それ自体が移動する力をもつ。

イオンの移動＝高い濃度から低い濃度へ

電位差＝エネルギーレベルが高いところから低いところへ移動しようとする電気的な力、プラスに帯電したイオンはマイナスに帯電したイオンの方へ移動しようとする。

電子＝マイナスに帯電している。電子の動きが電気の流れになって高い電位から低い電位に向かって動く

1アンペア(A)＝1秒間に1クローンの電気が動いたとき/6.25X１０18の電子が動いたとき

アンペア＝電子の流れ、クローン＝電子の数

※電子の動きは2点間に存在する電気的な力が不均衡にならない限り起こらない。

電圧(V)＝2点間の電子量の違い

電圧がある＝電気的回路において、一方の点では電子が余分にある状態、もう一方の点では電子が不足している状態、この状態を伝導体で結ぶと電子が電子量の多いほうから少ないほうへ移動する

コンダクタンス＝導体中をどれだけの電子が流れるかを示す単位

電流を通しやすい＝良導体(金属等)、通しにくい＝絶縁体(空気、木材)

オームの法則：流れる電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する。

電流(A)=電圧(V)/抵抗(R)

電気的エネルギー

電力(W)=電圧(V)x電流(A)

電気療法の出力電流

交流(AC)電子の流れが陰極と陽極の間を交互に往復することによってその極性が反転する 図3-2

直流(DC,またはガルバニック)電子の流れる方向は常に陽極にむかうので極性は単一

波形

※波形の高さ〈電圧値または電流値〉流れる電流の強さ：波形の頂点あるいはピークがその最高出力になる。波高が高くなる＝電圧が高くなる＝結果的に流れる電流が大きくなる

※波形の立ち上がり時間、速度：電流ピーク時まで達する時間を反映する。

波形の減衰時間：ピーク時から０Vに戻るまで

波形の周波数と変調

変調＝パルスの強さが途中で変化したり、何種類かの幅のパルスが混在する時の事が：持続、断続、サージ(揺らぎ)

持続的変調＝電流の波高値が数秒あるいは数分にわたって一定であるもの：直流波形(電流の強さが筋収縮を起こすのに十分であっても、電流の流れを断続されない限り筋肉で収縮は起こらない。したがって直流の持続的変調では電流を流す時と遮断する時のみ筋収縮がおきる)