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为解决传统水凝胶电极在神经肌肉电刺激(NMES)中的局限,法国里昂大学等机构研究人员对比纺织与水凝胶电极,发现二者在舒适度、一致性和效率上无显著差异,为 NMES 应用提供新选择。
在医疗康复领域,神经肌肉电刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)就像是一位神奇的 “肌肉激活师”,通过电流刺激肌肉收缩,帮助许多因神经系统疾病而行动不便的患者重新找回运动的能力。然而,这位 “激活师” 的效果很大程度上取决于它手中的 “工具”—— 电极。传统的自粘性水凝胶电极虽然在 NMES 中广泛应用,但它就像一个有脾气的伙伴,存在不少让人头疼的问题。它难以嵌入衣物,储存和使用时需要小心翼翼,稍不注意就会干燥、失去导电性,还容易在运动时从皮肤上脱落、起皱,不仅降低了刺激效果和患者的舒适度,频繁更换还增加了成本和环保压力,而且卫生方面也存在隐患。
面对这些难题,科研人员就像一群执着的工匠,决心打造出更好的 “工具”。来自法国里昂大学(Université de Lyon)等机构的研究人员展开了一场探索之旅,他们将目光投向了纺织电极。这些纺织电极被巧妙地集成到衣物中,有望克服水凝胶电极的缺点。他们进行了一项随机交叉试验,旨在深入比较纺织电极和水凝胶电极在 NMES 中的表现,研究成果对于推动 NMES 在康复领域的应用具有重要意义。
为了开展这项研究,研究人员进行了精心准备。他们招募了 10 名健康志愿者,这些志愿者的基本信息被详细记录。研究采用随机交叉试验设计,让志愿者随机使用纺织电极和水凝胶电极进行等长膝关节伸展运动。在试验过程中,研究人员使用了多种先进的设备和技术。比如,利用 8 通道可编程电流控制的 MotiMove 刺激器施加电脉冲,通过定制的 LabVIEW 程序精确控制刺激脉冲的频率、脉冲宽度(PW)和脉冲幅度(PA) ;使用通用膜力传感器和 Chronojump 力传感器套件测量肌肉收缩产生的力量;运用阻抗光谱技术评估电极的导电性等。
研究结果令人惊喜。在舒适度方面,通过对比平均灼烧感强度(BSI)和最大耐受强度(
)发现,水凝胶电极和使用润肤露的纺织电极之间没有显著差异。这意味着患者在使用这两种电极时,感受到的不适程度相近。在时间一致性上,分析 BSI 值随时间变化的线性回归模型斜率,结果显示两种电极也不存在显著差异,说明它们在不同时间点的刺激效果稳定性相似。刺激效率方面,平均最小诱发扭矩强度(
)以及通过线性混合效应模型(LMM)分析电极类型和刺激强度对平均主动扭矩的影响,均表明两种电极的刺激效率相当。此外,阻抗光谱测试表明,使用润肤露的纺织电极和水凝胶电极在阻抗特性上表现相似,且优于未使用润肤露的纺织电极。
综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义重大。它首次详细比较了集成到衣物中的纺织电极和传统水凝胶电极在多个关键指标上的差异,发现使用润肤露的纺织电极在舒适度、一致性和效率方面与水凝胶电极相似,同时还具备可清洗、可重复使用的优势,这为 NMES 在康复领域的应用提供了更优的选择。不过,研究也存在一些局限性,比如仅以健康人为研究对象,未涉及神经系统疾病患者;使用润肤露的操作存在一定的人为差异;实验环境较为理想,未考虑实际使用中的多种复杂因素等。但这些不足也为后续研究指明了方向,未来研究可以进一步拓展研究对象,优化润肤露使用方法,探索不同环境下纺织电极的性能,让纺织电极在康复领域发挥更大的作用。