Bài viết trình bày các dặc điểm sinh lý của dòng điện gây co cơ và ứng dụng trong điều trị, phục hồi chức năng.
Khi dây thần kinh vận động bị kích thích, xung thần kinh truyền qua tất cả những cơ do dây thần kinh chi phối và làm cơ co. Đáp ứng tối đa khi kích thích đặt ở điểm vận động. Điểm vận động là điểm trên da hoặc cơ, tại đó cường độ dòng cần thiết để hoạt hóa cơ là nhỏ nhất, thường nằm ngay tại hoặc gần điểm dây thần kinh đi vào cơ.
Khi có một kích thích đơn độc, xung thần kinh lan truyền đồng thời qua một số đơn vị vận động làm cơ co đột ngột rồi thư giãn ngay (twitch). Nếu kích thích liên tiếp với khoảng cách rời rạc, cứ mỗi kích thích điện sẽ tạo một co cơ đơn độc và có thời gian thư giãn hoàn toàn giữa hai xung. Nếu gia tăng tần số kích thích, thời gian thư giãn sẽ ngắn dần và đến một lúc, khi tần số tăng cao, cơ co rút dạng uốn ván (tetanizing) (hình).
Co cơ tạo ra do kích thích điện ở cơ còn phân bố thần kinh (kích thích điện thần kinh cơ, NMES) cũng tương tự như co cơ sinh lý và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng lâm sàng, tuy vậy có một số điểm khác biệt.
Khác biệt chính giữa hai loại co cơ là trình tự huy động các đơn vị vận động. Trong co cơ sinh lý, các sợi thần kinh nhỏ hơn, và do đó các sợi cơ nhỏ hơn (sợi co chậm type I) được hoạt hóa trước sợi thần sinh và sợi cơ lớn hơn. Ngược lại, trong co cơ được kích thích bằng điện, các sợi thần kinh đường kính lớn nhất, phân bố cho các sợi cơ co nhanh type II, được hoạt hóa đầu tiên, và các sợi đường kính nhỏ hơn được hoạt hóa sau. Những sợi cơ lớn, co nhanh này tạo nên co cơ mạnh và nhanh nhất, nhưng chóng mệt và mau bị teo do bất động. Các sợi cơ nhỏ hơn co chậm với lực tạo ra nhỏ hơn, nhưng kháng mệt và ít teo. Như vậy, co cơ kích thích bằng điện có thể rất hiệu quả để làm mạnh những cơ bị yếu do không sử dụng. Tuy nhiên, bệnh nhân nên thực hiện co cơ cả bằng điện và co cơ sinh lý (chủ động) nếu được, để tối ưu sức mạnh có được vào chức năng. Ngoài ra, co cơ kích thích bằng điện nên có thời gian nghỉ dài hơn giữa các co cơ vì mau mệt hơn.
Một khác biệt nữa là co cơ sinh lý thường có khởi đầu tạo lực tăng dần một cách trơn tru do có sự kiểm soát sinh lý sự huy động các đơn vị vận động và tốc độ hoạt hóa đơn vị vận động. Ngược lại, co cơ bằng điện thường khởi phát nhanh, giật cục bởi vì tất cả các đơn vị vận động cùng kích thước hoạt hóa đồng thời khi kích thích đạt đến ngưỡng vận động.
Kích thích điện làm mạnh cơ qua hai cơ chế, quá tải và chuyên biệt. Quá tải (Overload) nghĩa là lực tải lên cơ càng lớn và co cơ càng tạo nhiều lực thì cơ sẽ càng tăng sức mạnh. Chuyên biệt (Specificity) là co cơ sẽ làm mạnh các sợi cơ co (trong trường hợp kích thích điện sẽ tác động lên các sợi cơ lớn type II nhiều hơn). Để tăng sức mạnh, kích thích cần tạo co cơ với lực lớn (ít nhất trên 50% lực co cơ đẳng trường tối đa với người bình thường). để gia tăng sức bền, nên sử dụng kích thích tạo lực co thấp hơn với thời gian dài hơn.
Khi một cơ bị mất phân bố do bệnh hoặc tổn thương dây thần kinh, nó không còn co sinh lý và cũng không co khi sử dụng NMES. Tuy nhiên, nếu dòng điện dài hơn 10 ms, cơ mất phân bố sẽ co, và gọi là kích thích cơ bằng điện (electrical muscle stimulation EMS). Thường thì dòng điện một chiều (DC) liên tục được đặt lên cơ một vài giây để tạo co cơ. Thời gian kích thích được điều khiển trực tiếp bằng dùng tay ấn một công tắc của máy kích thích một chiều.
Cơ bị mất phân bố teo và xơ hóa. Toàn bộ cơ và từng sợi cơ trở nên nhỏ hơn, và mô xơ hình thành giữa các sợi cơ. Kích thích cơ bằng điện lên các cơ bị mất phân bố có thể làm chậm hoặc thậm chí đảo nghịch quá trình teo và xơ hóa này. Các nghiên cứu hiện tại sử dụng dòng xung dạng hai pha với thời gian xung 120-150 mili giây để gây co cơ mất phân bố với kết quả khả quan.
Tác dụng của kích thích điện lên sự tái tạo dây thần kinh vận động vẫn còn đang được nghiên cứu với các kết quả trái ngược nhau. Sử dụng kích thích điện bằng dòng một chiều trước đây thường được sử dụng trong điều trị liệt mặt Bell hiện có bằng chứng cho thấy không hiệu quả hơn nhóm chứng.
Kích thích điện được chứng tỏ đẩy nhanh quá trình phục hồi ở các bệnh nhân sau phẫu thuật chỉnh hình cần phải nghỉ ngơi và bất động (ví dụ sau mổ tái tạo dây chằng chéo trước hoặc phẫu thuật thay khớp gối toàn phần), và hỗ trợ trong điều trị các bệnh cơ xương khớp khác (như thoái hóa khớp, viêm khớp) thông qua giảm đau, làm mạnh cơ quanh khớp, cải thiện chức năng.
Kích thích điện có thể gia tăng sức mạnh và cải thiện kiểm soát vận động ở những bệnh nhân tổn thương thần kinh trung ương, như đột quỵ, tổn thương tủy sống, chấn thương sọ não, bại não và những bệnh lý thần kinh khác miễn là dây thần kinh ngoại biên còn nguyên vẹn. Các hiệu quả này có thể là kết quả trực tiếp của làm mạnh cơ nhưng cũng có thể một phần do gia tăng tính kích thích chung của neurron vận động do kích thích cảm giác hướng lên làm tăng kiểm soát vận động truyền xuống. Kích thích cảm giác dưới mức kích thích vận động cũng có thể gia tăng tính mềm dẻo của não và xung động vận động ở vỏ não. Kích thích điện thần kinh cơ (NMES) có thể được tích hợp với các hoạt động chức năng bằng cách kích thích co cơ vào thời điểm cơ đó cần co trong một hoạt động. Phương pháp này được gọi là kích thích điện chức năng (functional electrical stimulation, FES), ví dụ kích thích cơ chày trước gây gập mu bàn chân trong thì đu đưa của dáng đi, kích thích hỗ trợ cầm nắm bàn ngón tay.
Kích thích điện có thể hỗ trợ làm tăng cường sức mạnh, nhưng không thể thay thế được chương trình tập luyện đầy đủ (đòi hỏi sự điều hợp các nhóm cơ chủ vận/đối vận, tốc độ, mềm dẻo, kiểm soát vận động và thăng bằng).
Bảng: Các thiết lập thông số khuyến cáo cho kích thích co cơ bằng điện
| Tần số xung (Hz) | Thời gian xung | Cường độ | Thời gian on:off | Thời gian dốc | Thời gian điều trị | Số lần mỗi ngày | |
| Làm mạnh cơ | 35-80 | 150-200 micro giây với cơ nhỏ, 200-350 micro giây với cơ lớn | Đến >10% lực tối đa ở bệnh nhân, >50% lực tối đa ở người không tổn thương | Ban đầu 6-10 giây on, 50-120 giây off, tỷ lệ 1:5. Với những lần sau có thể giảm thời gian off. | Ít nhất 2 giây | 10-20 phút | Mỗi 2-3 giờ khi tỉnh |
| Tái giáo dục cơ | 35-50 | 150-200 micro giây với cơ nhỏ, 200-350 micro giây với cơ lớn | Đủ cho hoạt động chức năng | Phụ thuộc vào hoạt động chức năng | Ít nhất 2 giây | Phụ thuộc vào chức năng | |
| Giảm co thắt cơ | 35-50 | 150-200 micro giây với cơ nhỏ, 200-350 micro giây với cơ lớn | Co cơ thấy được | 2-5 giây on, 2-5 giây off. Tỷ lệ on: off = 1:1 | Ít nhất 1 giây | 10-30 phút | Mỗi 2-3 giờ khi giảm co thắt cơ |
| Giảm phù nề sử dụng bơm cơ | 35-50 | 150-200 micro giây với cơ nhỏ, 200-350 micro giây với cơ lớn | Co cơ thấy được | 2-5 giây on, 2-5 giây off. Tỷ lệ on: off = 1:1 | Ít nhất 1 giây | 30 phút | 2 lần mỗi ngày |
Hình: Kích thích điện nhằm gia tăng cơ lực cơ hamstring (A) và cơ tứ đầu đùi (B)
Bài viết này sẽ trình bày những điểm cơ bản của thấu nhiệt (sóng ngắn,…
Kính gửi Quý Bệnh Nhân, Phẫu thuật thay khớp háng là một phương pháp điều…
Bài viết trình bày tổng quan về Phương Pháp Phân Tích Hành Vi Ứng Dụng…
Bài viết trình bày các thay đổi sinh lý của mảnh ghép sau phẫu thuật,…
Thành tựu này đặc biệt có ý nghĩa đối với những bệnh nhân bị liệt…