長庚大學復健科學所

Transcription

1 長 庚 大 學 復 健 科 學 研 究 所 長 庚 大 學 復 健 科 學 研 究 所 碩 士 論 文 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 疲 勞 的 影 響 Effect of 8-week neuromuscular electric stimulation training on fatigue in patients with multiple sclerosis 指 導 老 師 : 張 雅 如 助 理 教 授 研 究 生 : 陳 昕 蔓 中 華 民 國 九 十 五 年 七 月 碩 士 論 文 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 疲 勞 的 影 響 陳 昕 蔓 撰

2 中 文 摘 要 多 發 性 硬 化 症 是 一 種 中 樞 神 經 髓 鞘 脫 失 的 疾 病 疲 勞 是 多 發 性 硬 化 症 病 患 最 常 見 的 症 狀, 過 去 認 為 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 主 要 受 中 樞 疲 勞 的 影 響, 然 而, 病 患 長 期 肌 肉 無 力 也 會 使 病 患 周 邊 疲 勞 和 中 樞 疲 勞 更 嚴 重 本 研 究 目 的 是 探 討 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 是 否 能 改 善 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 無 力 和 疲 勞 症 狀 受 試 者 為 九 名 多 發 性 硬 化 症 病 患, 在 電 刺 激 右 腳 下 肢 肌 肉 訓 練 前 後, 評 估 病 患 最 大 自 主 用 力 肌 肉 自 主 活 化 程 度 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量, 以 及 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 中 樞 疲 勞 指 數 周 邊 疲 勞 指 數 和 主 觀 自 覺 疲 倦 感 結 果 發 現 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 可 改 善 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 中 樞 疲 勞 指 數 和 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表, 但 病 患 的 周 邊 肌 力 和 周 邊 疲 勞 無 顯 著 改 善 我 們 推 論 病 患 整 體 肌 肉 疲 勞 的 改 善 可 能 和 中 樞 疲 勞 的 改 善 有 關, 而 病 患 周 邊 肌 力 和 周 邊 疲 勞 的 改 善 可 能 需 要 更 長 的 訓 練 時 間 才 會 有 顯 著 改 善 關 鍵 字 : 多 發 性 硬 化 症 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 中 樞 疲 勞 周 邊 疲 勞 疲 勞 指 數 v

3 Abstract Multiple sclerosis(ms)is a chronic demyelinating disease of the central nervous system. A common symptom in individual with MS is fatigue. The source of fatigue in individuals with MS is reported to be central originated. In chronic patients with MS, peripheral weakness may result in more peripheral fatigue and worsen the central fatigue. The purpose of this study is to investigate the effect of using neuromuscular electrical stimulation (NMES) training on various components of fatigue in individuals with MS. Nine individuals with MS participated 8-week NMES training on quadriceps muscle. Maximal voluntary contraction (MVC), voluntary activation (VA), twitch force (TW), general fatigue index, central fatigue index, peripheral fatigue index and Modified Fatigue Impact Scale (MFIS) were tested before and after training. We found that VA, general fatigue index, central fatigue index and MFIS were improved, but muscle strength and peripheral fatigue index were not. We concluded that 8-week NMES training significantly reduce general and central fatigue in individuals with MS. Key words : Multiple sclerosis, neuromuscular electric stimulation, central fatigue, peripheral fatigue, fatigue index vi

4 目 錄 指 導 教 授 推 薦 書. 口 試 委 員 會 審 定 書. 授 權 書 誌 謝. 中 文 摘 要.... 英 文 摘 要.... 目 錄. 表 目 錄. 圖 目 錄. iii iv v vi vii x xi 第 一 章 緒 論 1.1 研 究 背 景 與 動 機 研 究 目 的 研 究 假 設 名 詞 解 釋 及 操 作 型 定 義 5 第 二 章 文 獻 探 討 多 發 性 硬 化 症 的 簡 介 盛 行 率 和 分 類 診 斷 和 症 狀 多 發 性 硬 化 症 髓 鞘 脫 失 的 機 轉 神 經 元 的 構 造 與 傳 導 中 樞 神 經 元 髓 鞘 損 傷 和 脫 失 的 過 程 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 多 發 性 硬 化 症 的 中 樞 疲 勞. 17 vii

5 2.3.2 長 期 患 病 產 生 廢 用 後, 周 邊 神 經 肌 肉 的 變 化 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 疲 勞 疲 勞 的 檢 測 中 樞 疲 勞 的 測 量 周 邊 疲 勞 的 測 量 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感 改 善 肌 肉 虛 弱 的 臨 床 治 療 重 量 訓 練 有 氧 運 動 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 第 三 章 研 究 方 法 與 步 驟 研 究 對 象 實 驗 儀 器 與 設 備 實 驗 步 驟 資 料 處 理 與 分 析 統 計 分 析 43 第 四 章 研 究 結 果 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 最 大 自 主 用 力 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 的 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 中 樞 疲 勞 指 數 的 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 周 邊 疲 勞 指 數 變 化 電 刺 激 訓 練 前 後 主 觀 自 覺 疲 勞 量 表 的 變 化 49 viii

6 4.8 總 結 49 第 五 章 討 論 與 結 論 結 果 與 假 設 之 支 持 與 反 對 電 刺 激 訓 練 後 最 大 自 主 用 力 不 變 電 刺 激 訓 練 後 整 體 肌 肉 疲 勞 顯 著 改 善 電 刺 激 訓 練 後 肌 肉 自 主 活 化 程 度 顯 著 增 加 電 刺 激 訓 練 後 中 樞 疲 勞 顯 著 改 善 電 刺 激 訓 練 後 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 和 周 邊 疲 勞 不 變 電 刺 激 訓 練 後 主 觀 疲 倦 感 顯 著 改 善 63 結 論 65 臨 床 建 議 66 未 來 研 究 66 參 考 文 獻 67 附 錄 73 附 錄 一 受 試 者 同 意 書. 74 附 錄 二 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 個 別 資 料. 77 附 錄 三 單 因 子 重 複 量 數 變 異 數 分 析 之 F 值. 78 附 錄 四 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 最 大 自 主 用 力 的 變 化. 80 附 錄 五 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 變 化. 81 附 錄 六 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化. 82 ix

7 表 目 錄 表 2-1 多 發 性 硬 化 症 失 能 指 數 量 表 1 30 表 2-2 多 發 性 硬 化 症 失 能 指 數 量 表 2 31 表 2-3 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 表 3-1 病 患 基 本 資 料 表 4-1 八 週 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 平 均 之 最 大 自 主 用 力 肌 肉 自 主 活 化 程 度 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化.. 50 表 4-2 八 週 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 疲 勞 指 數 變 化 表 4-3 八 週 電 刺 激 訓 練 後 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 的 變 化 x

8 圖 目 錄 圖 2-1 多 發 性 硬 化 症 的 四 種 病 程 圖 2-2 核 磁 共 振 檢 查 腦 部 斑 塊 的 顯 示 圖 圖 2-3 正 常 髓 鞘 的 神 經 傳 導 和 髓 鞘 損 傷 或 脫 失 時 的 神 經 傳 導 圖 2-4 多 發 性 硬 化 症 病 患 中 樞 神 經 髓 鞘 脫 失 過 程 和 疲 勞 的 生 成 圖 2-5 上 運 動 神 經 元 與 中 樞 周 邊 疲 勞 的 關 係 圖 2-6 中 樞 疲 勞 測 試 在 示 波 器 的 圖 形 圖 3-1 實 驗 器 材 配 置 圖 圖 3-2 最 大 自 主 用 力 基 準 值 的 擷 取 方 式 圖 3-3 肌 肉 自 主 活 化 程 度 基 準 值 的 擷 取 方 式 圖 3-4 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 基 準 值 的 擷 取 方 式 圖 4-1 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 最 大 自 主 用 力 變 化 圖 4-2 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 變 化 圖 4-3 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 變 化 xi

9 第 一 章 緒 論 1.1 研 究 背 景 與 動 機 多 發 性 硬 化 症 (Multiple Sclerosis, MS) 是 一 種 中 樞 神 經 系 統 的 免 疫 疾 病, 病 患 因 不 明 原 因 導 致 身 體 周 邊 T 細 胞 進 入 中 樞 神 經 系 統 並 引 發 一 連 串 的 反 應 傷 害 中 樞 神 經 系 統 的 髓 鞘, 而 使 髓 鞘 受 損 產 生 髓 鞘 脫 失 (Demyelination), 進 而 導 致 病 患 的 中 樞 神 經 傳 導 失 敗 和 造 成 局 部 或 多 處 的 神 經 功 能 異 常 多 發 性 硬 化 症 之 臨 床 病 程 以 復 發 緩 解 型 最 多, 好 發 在 年 齡 20 歲 到 45 歲 的 年 輕 人, 且 女 性 又 比 男 性 多 此 病 在 亞 洲 地 區 較 罕 見 且 多 半 會 伴 隨 著 視 力 的 問 題 ( 韓 德 生 等 人 楊 智 超 與 謝 松 蒼,2001;Sliwa, 2000) 疲 勞 是 多 發 性 硬 化 症 病 患 最 常 見 的 症 狀, 大 部 分 的 病 患 會 因 肌 肉 疲 勞 而 誘 發 其 他 症 狀 產 生 或 是 增 加 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感, 也 無 法 長 時 間 維 持 體 力 並 需 要 較 長 的 休 息 (Freal et al, 1984;Krupp et al, 1988;Comi et al, 2001;Mathiowetz et al, 2001) 一 般 來 說, 肌 肉 疲 勞 會 受 中 樞 疲 勞 (Central fatigue) 和 周 邊 疲 勞 (Peripheral fatigue) 的 影 響, 傳 統 上 認 為 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 主 要 受 中 樞 疲 勞 的 影 響 病 患 的 中 樞 神 經 系 統 髓 鞘 脫 失 後, 會 使 髓 鞘 和 髓 鞘 間 的 闌 氏 結 (Node of Ranvier) 功 能 受 損 而 逐 漸 造 成 病 患 的 神 經 傳 導 異 常, 這 可 能 會 產 生 更 多 的 中 樞 疲 勞, 在 先 前 的 研 究 中 亦 證 實 多 發 性 硬 化 症 病 患 會 比 一 般 人 有 更 多 的 1

10 中 樞 疲 勞, 且 在 運 動 後 病 患 也 會 比 一 般 人 有 更 多 的 中 樞 疲 勞 產 生 (Kent-Braun et al, 1994;Waxman, 2001;NG et al, 2004) 然 而 當 病 患 在 長 期 受 損 活 動 量 減 少 臥 床 或 坐 輪 椅 的 情 況 下, 會 開 始 產 生 廢 用 (Disuse) 的 情 況, 廢 用 會 造 成 病 患 肌 肉 無 力 (Weakness), 也 會 使 病 患 更 無 法 勝 任 需 要 體 力 的 運 動 或 是 肌 肉 過 多 用 力 而 增 加 周 邊 疲 勞 ; 另 一 方 面, 病 患 也 可 能 因 想 完 成 運 動 而 使 身 體 額 外 作 功, 這 也 可 能 會 間 接 誘 發 中 樞 疲 勞 因 此 當 病 患 長 期 肌 肉 虛 弱 後, 會 使 周 邊 疲 勞 增 加, 也 可 能 會 間 接 誘 發 中 樞 疲 勞 產 生 (Kent-Braun et al, 1994;McComas et al, 1995;Warmerdam, 1999;Ng et al, 2004) 測 量 肌 肉 疲 勞 常 利 用 疲 勞 運 動 後 的 最 大 自 主 用 力 (Maximal voluntary contraction) 下 降 程 度 來 評 估, 本 研 究 將 運 動 後 最 大 自 主 用 力 的 下 降 率 代 表 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 (Fatigue index), 當 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 增 加 表 示 肌 肉 疲 勞 程 度 越 少 (Kent-Braun, 1994;Miller et al, 1995) 病 患 的 中 樞 疲 勞 則 可 利 用 中 樞 疲 勞 測 試 (Interpolated Twitch Technique) 所 計 算 出 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 (Voluntary activation) 來 評 估 本 研 究 將 運 動 後 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 下 降 率 代 表 中 樞 疲 勞 指 數, 當 中 樞 疲 勞 指 數 增 加 時 表 示 中 樞 疲 勞 越 多 (Bülow et al, 1995; 陳 建 中, 2002) 病 患 的 周 邊 疲 勞 可 利 用 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 (Twitch force) 下 降 率 所 計 算 的 周 邊 疲 勞 指 數 來 評 估 (Schwid et al, 2

11 2002) 而 多 發 性 硬 化 症 病 患 之 主 觀 自 覺 疲 倦 感 則 可 用 美 國 國 家 多 發 性 硬 化 症 病 友 會 所 發 展 的 改 良 式 疲 勞 影 響 指 數 量 表 (Fatigue Impact Scale) 來 評 量 既 然 疲 勞 為 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 主 要 症 狀 之 一, 改 善 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 便 一 直 是 臨 床 治 療 的 重 要 課 題 而 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 長 期 患 病 造 成 肌 肉 無 力 後 會 產 生 更 多 的 周 邊 疲 勞, 這 會 使 病 患 活 動 力 更 形 下 降 並 陷 入 重 複 的 惡 性 循 環 因 此 如 果 能 改 善 病 患 的 肌 肉 無 力, 也 許 就 能 打 破 此 惡 性 循 環 並 降 低 病 患 的 周 邊 疲 勞 過 去 的 研 究 發 現, 常 見 的 重 量 訓 練 和 有 氧 運 動 等 復 健 運 動 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 無 力 和 心 肺 適 能 (Fitness) 改 善 有 限, 也 很 少 討 論 到 病 患 的 疲 勞 改 善, 其 失 敗 的 原 因 可 能 是 因 病 患 的 運 動 強 度 在 達 到 有 效 的 訓 練 強 度 前 可 能 就 因 中 樞 疲 勞 而 停 止 增 加, 因 而 無 法 達 到 訓 練 效 果 (Gehlsen et al,1984;svensson et al, 1994;DeBolt et al, 2004;Kileff and Ashburn, 2005) 所 以, 尋 找 一 種 可 行 的 訓 練 法, 且 其 訓 練 強 度 不 受 病 患 疲 勞 限 制, 應 該 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 有 更 好 的 改 善 效 果 神 經 肌 肉 電 刺 激 是 物 理 治 療 中 常 見 的 復 健 方 法, 它 是 利 用 電 流 產 生 肌 肉 強 力 收 縮 並 刺 激 受 抑 制 的 神 經 元, 以 增 加 肢 體 的 活 動 來 改 善 肌 肉 萎 縮 或 無 力 神 經 肌 肉 電 刺 激 強 度 夠 且 局 部, 不 受 病 患 主 觀 意 識 影 響, 也 不 會 影 響 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 中 樞 神 經 病 灶, 且 在 先 前 的 研 究 3

12 中 發 現, 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 可 改 善 上 運 動 神 經 元 損 傷 病 患 的 肌 肉 無 力 或 是 長 期 廢 用 所 造 成 的 肌 肉 萎 縮 (Abdel-Moty et al, 1999;Quittan et al, 1999), 因 此 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 可 能 是 一 較 適 合 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 肌 力 訓 練 方 式 另 一 方 面, 先 前 有 學 者 發 現 超 過 動 作 閾 值 (Motor threshold) 的 周 邊 電 刺 激 可 能 有 一 感 覺 回 饋 並 增 加 神 經 傳 導 的 興 奮 性 (Ridding et al, 2001), 這 也 是 電 刺 激 訓 練 的 好 處 本 研 究 探 討 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 是 否 能 改 善 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 肌 肉 無 力 和 疲 勞 症 狀, 也 希 望 將 來 能 發 展 出 一 套 適 合 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 復 建 方 式, 讓 病 患 的 生 活 品 質 更 好 1.2 研 究 目 的 一 評 估 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 後, 其 肌 肉 無 力 的 改 善 效 果 二 評 估 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 後, 其 整 體 肌 肉 疲 勞 中 樞 疲 勞 周 邊 疲 勞 和 主 觀 自 覺 疲 倦 感 的 改 善 效 果 1.3 研 究 假 設 一 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 最 大 自 主 用 力 肌 肉 活 化 程 度 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 比 訓 練 前 顯 著 增 加 4

13 二 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 中 樞 疲 勞 指 數 和 周 邊 疲 勞 指 數 比 訓 練 前 顯 著 增 加 三 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 的 分 數 下 降 1.4 名 詞 解 釋 及 操 作 型 定 義 一 多 發 性 硬 化 症 (Multiple Sclerosis): 是 一 種 中 樞 神 經 系 統 損 傷 的 免 疫 疾 病 中 樞 神 經 系 統 因 不 明 原 因 導 致 髓 鞘 脫 失, 進 而 造 成 病 患 的 中 樞 神 經 傳 導 失 敗 與 功 能 損 傷 ( 韓 德 生 等 人 楊 智 超 與 謝 松 蒼, 民 90 年 ) 二 髓 鞘 脫 失 (Demyelination): 中 樞 神 經 系 統 的 軸 突 外 面 包 覆 著 一 層 髓 鞘, 髓 鞘 和 髓 鞘 間 會 形 成 闌 氏 結 並 讓 神 經 衝 動 可 快 速 傳 導, 當 髓 鞘 損 傷 並 脫 落 時 便 稱 為 髓 鞘 脫 失 髓 鞘 脫 失 會 讓 中 樞 神 經 元 軸 突 無 法 做 快 速 跳 躍 式 傳 導 而 使 神 經 傳 導 異 常, 也 可 能 會 影 響 周 邊 運 動 神 經 元 的 活 性 (Petajan et al, 1999;Sliwa, 2000) 三 中 樞 疲 勞 (Central fatigue): 中 樞 神 經 系 統 到 脊 髓 運 動 神 經 元 池 間 稱 為 上 運 動 神 經 元 (Upper motoneuron), 當 上 運 動 神 經 元 的 神 經 衝 動 傳 導 變 慢 或 失 敗, 此 現 象 便 稱 為 中 樞 疲 勞 (Enoka et al, 1992;Muller et al, 1995;Comi et al, 2001) 5

14 四 周 邊 疲 勞 (Peripheral fatigue): 脊 髓 運 動 神 經 元 池 之 後 的 神 經 元 軸 突 (Axon) 神 經 肌 肉 接 合 點 (Neuromuscular junction) 興 奮 - 偶 合 收 縮 (E-C coupling) 和 橫 橋 作 用 的 神 經 傳 導 失 序 所 造 成 肌 肉 力 量 下 降 的 現 象, 稱 為 周 邊 疲 勞 (Enoka et al,1992;miller et al,1995;comi et al,2001) 五 最 大 自 主 用 力 (Maximal voluntary contraction, MVC): 受 試 者 盡 全 力 做 主 動 肌 的 等 長 收 縮 所 產 生 的 最 大 力 量 稱 之 最 大 自 主 用 力 也 可 以 用 來 評 估 肌 力 的 大 小 (Kent-Braun, 1994;Miller et al,1995) 六 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 : 本 研 究 將 疲 勞 運 動 後 的 最 大 自 主 用 力 的 下 降 率 代 表 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 並 評 估 並 患 運 動 後 的 肌 肉 疲 勞 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 最 大 自 主 用 力 定 為 基 準 值, 疲 勞 運 動 後 的 最 大 自 主 用 力 定 為 變 化 值, 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 =[ 最 大 自 主 用 力 ( 變 化 值 ) / 最 大 自 主 用 力 ( 基 準 值 )]*100 七 中 樞 疲 勞 測 試 (Interpolated Twitch Technique,ITT): 是 一 種 分 析 中 樞 神 經 對 肌 肉 收 縮 影 響 的 方 法, 可 用 此 方 法 計 算 出 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 (Voluntary activation) 來 評 估 中 樞 疲 勞 肌 肉 自 主 活 化 程 度 =1-(T2/T1),T2 為 在 最 大 自 主 用 力 中 超 強 電 刺 激 所 額 外 誘 發 之 剩 餘 力 量,T1 為 超 強 電 刺 激 所 誘 發 之 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量, 當 肌 肉 自 主 活 化 程 度 越 接 近 100%, 表 示 受 中 樞 影 響 小, 越 接 近 6

15 0 表 示 受 中 樞 影 響 大 (Bülow et al, 1995; 陳 建 中, 2002) 八 中 樞 疲 勞 指 數 : 本 研 究 將 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 下 降 率 代 表 中 樞 疲 勞 指 數 並 評 估 並 患 運 動 後 的 中 樞 疲 勞 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 定 為 基 準 值, 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 定 為 變 化 值, 中 樞 疲 勞 指 數 =[ 肌 肉 自 主 活 化 程 度 ( 變 化 值 ) / 肌 肉 自 主 活 化 程 度 ( 基 準 值 )]*100 九 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 (Twitch force): 給 予 周 邊 肌 肉 單 一 電 刺 激 誘 發 肌 肉 產 生 收 縮, 當 電 刺 激 強 度 增 加 到 徵 召 全 部 的 運 動 單 位 參 與 收 縮 後, 肌 肉 的 力 量 便 不 會 再 增 加, 我 們 便 將 此 時 的 力 量 稱 為 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 (Schwid et al, 2002) 十 周 邊 疲 勞 指 數 : 本 研 究 將 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 下 降 率 代 表 周 邊 疲 勞 指 數 並 評 估 並 患 運 動 後 的 周 邊 疲 勞 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 定 為 基 準 值, 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 定 為 變 化 值, 周 邊 疲 勞 指 數 =[ 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 ( 變 化 值 ) / 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 ( 基 準 值 )]*100 十 一 疲 勞 運 動 (Fatigue exercise): 本 研 究 採 用 20 分 鐘 間 歇 性 股 四 頭 肌 等 長 最 大 自 主 用 力 運 動 做 為 疲 勞 運 動 其 最 大 自 主 用 力 和 放 鬆 比 為 用 力 五 秒 後 放 鬆 休 息 五 秒, 共 持 續 20 分 鐘 疲 勞 運 動 期 間, 每 隔 固 定 時 間 會 測 量 各 項 實 驗 參 數 7

16 十 二 肌 肉 能 力 測 試 (Muscle test): 本 研 究 整 個 實 驗 流 程 合 稱 為 肌 肉 能 力 測 試, 包 含 最 大 自 主 用 力 測 試 中 樞 疲 勞 測 試 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 測 試, 以 及 疲 勞 運 動 十 三 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 (Neuromuscular Electrical Stimulation training): 利 用 電 流 引 起 肌 肉 收 縮 的 一 種 肌 力 訓 練 方 式 神 經 肌 肉 電 刺 激 可 誘 發 肌 肉 收 縮 和 受 抑 制 的 運 動 神 經 元 活 化, 達 到 肌 肉 再 教 育 的 功 能 ( 廖 文 炫 等, 民 90 年 ;Valli et al, 2002), 本 研 究 採 用 此 方 法 作 為 病 患 的 肌 力 訓 練 方 式 8

17 第 二 章 文 獻 探 討 2.1 多 發 性 硬 化 症 的 簡 介 多 發 性 硬 化 症 (Multiple Sclerosis, MS) 是 一 種 中 樞 神 經 系 統 髓 鞘 脫 失 (Demyelination) 的 免 疫 疾 病, 病 患 因 不 明 原 因 導 致 身 體 周 邊 T 細 胞 進 入 中 樞 神 經 系 統, 並 引 發 一 連 串 的 反 應 傷 害 中 樞 神 經 系 統 的 髓 鞘 而 使 髓 鞘 受 損 並 產 生 髓 鞘 脫 失 髓 鞘 脫 失 會 造 成 病 患 的 中 樞 神 經 傳 導 失 敗 和 神 經 功 能 異 常, 也 可 能 導 致 中 樞 神 經 元 的 破 壞 此 病 確 切 的 致 病 原 因 目 前 仍 屬 未 知, 但 可 能 與 遺 傳 病 毒 及 環 境 因 子 有 關 ( 韓 德 生 等 人 楊 智 超 與 謝 松 蒼,2001) 盛 行 率 和 分 類 多 發 性 硬 化 症 其 盛 行 率 會 隨 地 理 與 人 種 不 同 而 有 差 異 整 體 而 言, 中 高 緯 度 的 寒 溫 帶 地 區 為 高 盛 行 區, 熱 帶 亞 熱 帶 則 較 罕 見, 台 灣 地 區 之 盛 行 率 以 復 發 - 緩 解 型 的 病 患 最 多, 其 次 為 續 發 漸 進 型 韓 德 生 等 人 統 計 分 析 國 內 病 患 資 料 並 和 國 外 文 獻 比 較 後, 發 現 病 患 發 病 年 齡 多 在 20 歲 到 40 歲, 另 外 女 性 病 患 會 比 男 性 多, 且 有 較 佳 的 預 後 較 多 的 復 發 次 數 和 較 早 的 發 病 年 齡 ( 韓 德 生 等 人 楊 智 超 與 謝 松 蒼, 2001) 多 發 性 硬 化 症 依 其 臨 床 病 程, 可 分 為 以 下 四 型 ( 楊 智 超 等, 2001;Di Fabio et al, 1998;Sliwa, 2000): 1 復 發 - 緩 解 型 (Relapsing-remitting MS, RRMS) 9

18 是 最 常 見 的 疾 病 類 型, 其 病 程 主 要 以 反 覆 的 急 性 發 作 為 主, 發 作 後 會 慢 慢 回 復 並 維 持 一 段 平 穩 變 化 直 到 下 次 發 作, 這 類 型 患 者 約 佔 80-85%( 圖 2-1a) 2 續 發 漸 進 型 (Secondary-progressive MS, SPMS) 剛 發 病 時 為 復 發 緩 解 型, 但 隨 病 齡 延 長 而 轉 變 為 持 續 而 漸 進 的 神 經 症 狀 惡 化, 而 急 性 的 發 作 變 得 較 不 明 顯 ( 圖 2-1b) 3 首 發 漸 進 型 (Primary-progressive MS, PPMS) 第 一 次 發 病 開 始 就 持 續 神 經 症 狀 惡 化, 且 並 無 明 顯 的 急 性 發 作 ( 圖 2-1c) 4 漸 進 復 發 型 (Relapsing-progressive MS) 第 一 次 發 病 開 始 就 一 路 惡 化 並 有 明 顯 的 急 性 發 作, 但 此 型 罕 見 且 分 類 上 尚 有 爭 議 ( 圖 2-1d) 診 斷 和 症 狀 在 先 前 的 研 究 發 現, 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 腦 脊 髓 液 檢 查 (Cerebrospinal fluid evaluation) 會 有 免 疫 球 蛋 白 素 (Immunolobulin, IgG) 和 寡 株 帶 球 蛋 白 (Oligoclonal band) 異 常 增 加 的 狀 況, 因 此 這 兩 種 物 質 的 數 量 目 前 被 視 為 診 斷 是 否 為 多 發 性 硬 化 症 的 因 子 除 了 可 從 這 兩 種 物 質 數 量 來 判 斷 病 患 是 否 為 多 發 性 硬 化 症, 臨 床 上 也 會 利 用 電 腦 斷 層 掃 描 (Computed tomography, CT) 或 準 確 性 高 的 核 磁 共 振 檢 10

19 查 (Magnetic resonance imaging, MRI) 來 診 斷 病 患 的 嚴 重 程 度 核 磁 共 振 檢 查 可 看 到 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 腦 和 脊 髓 處 在 髓 鞘 脫 失 處 所 產 生 的 白 色 斑 塊 (Scar)( 圖 2-2), 此 斑 塊 會 與 病 患 的 嚴 重 程 度 有 關, 越 嚴 重 的 病 患 其 斑 塊 會 越 分 散 也 比 較 大, 因 此 從 斑 塊 的 分 布 和 大 小 便 可 診 斷 和 評 估 中 樞 損 傷 的 嚴 重 程 度 另 外, 多 發 性 硬 化 症 病 患 會 因 中 樞 神 經 髓 鞘 脫 失 並 導 致 神 經 傳 導 失 敗, 因 此 利 用 電 生 理 檢 查 (Electrophysiologic testing) 也 能 協 助 診 斷 是 否 為 多 發 性 硬 化 症 ( 楊 智 超 等, 2001;Miller, 2001;Bakshi, 2004) 當 確 定 為 多 發 性 硬 化 症 病 患 後, 臨 床 上 會 再 使 用 多 發 性 硬 化 症 失 能 指 數 量 表 (Expanded Disability Status Scale,EDSS) 來 評 估 病 患 神 經 功 能 損 傷 (Neurologic deficit) 後 所 能 達 到 的 最 大 功 能 程 度 失 能 指 數 量 表 是 1983 年 由 Kurtzke 所 發 展 出, 此 量 表 包 含 中 樞 神 經 各 領 域 表 現 的 評 量 並 根 據 病 患 的 症 狀 及 表 現 給 分, 當 病 患 神 經 受 損 的 部 位 越 多, 失 能 情 況 越 嚴 重, 量 表 的 分 數 也 會 越 高, 其 分 數 等 級 從 0( 正 常 ) 到 10( 死 亡 ) 此 失 能 指 數 量 表 目 前 廣 被 神 經 學 界 所 接 受 使 用, 在 台 灣 也 利 用 此 量 表 做 為 評 估 病 患 機 能 障 礙 的 方 法 及 健 保 上 的 分 類 ( 韓 德 生 等, 民 90 年 )( 表 ) 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 症 狀 會 因 中 樞 髓 鞘 脫 失 的 區 域 不 同 而 有 多 樣 的 症 狀 表 現 症 狀 的 嚴 重 度 發 作 持 續 時 間 可 由 數 分 鐘 到 數 小 時, 11

20 症 狀 也 可 能 會 持 續 數 週 或 數 月, 並 慢 慢 減 少 發 作 次 數 (O Sullivan, 1994) 在 先 前 的 研 究 發 現, 疲 勞 是 多 發 性 硬 化 症 病 患 最 主 要 的 症 狀, 且 大 部 分 的 病 患 會 因 疲 勞 而 誘 發 其 他 症 狀 產 生 或 是 產 生 心 理 上 的 疲 倦 感, 病 患 也 無 法 長 時 間 維 持 需 要 體 力 的 活 動 並 需 要 較 長 較 久 的 休 息 才 能 解 除 疲 勞 (Krupp et al, 1988;Mathiowetz et al, 2001) 先 前 學 者 將 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 症 狀 分 成 三 類 : 主 要 症 狀 次 要 症 狀 和 其 他 症 狀 (Schapiro, 1994;Di Fabio et al, 1998;Schwid et al, 2002) 主 要 症 狀 為 因 中 樞 神 經 髓 鞘 脫 失 直 接 造 成 的 症 狀, 包 括 : 疲 勞 (Fatigue) 運 動 功 能 失 調 (Ataxia) 感 覺 損 傷 (Sensory deficit) 痙 攣 (Spasticity) 顫 抖 (Tremor) 視 力 障 礙 (Visual defect) 泌 尿 系 統 機 能 失 調 (Bladder and bowel disturbance) 情 緒 認 知 問 題 (Cognitive problem) 和 平 衡 問 題 (Balance problem) 等 ; 次 要 症 狀 為 因 主 要 症 狀 所 誘 發, 或 是 因 長 期 患 病 坐 輪 椅 或 臥 床 而 造 成 的 症 狀 包 括 : 容 易 疲 倦 (Tiredness) 肌 肉 無 力 (Weakness) 肌 肉 萎 縮 (Atrophy) 和 急 性 或 慢 性 疼 痛 (Pain) 等 ; 其 他 症 狀 為 因 患 病 而 導 致 的 心 理 和 社 會 層 面 症 狀 如 : 情 感 疏 離 (Detachment) 焦 慮 (Anxiety) 和 智 能 問 題 (Intellectual deficit) 等 12

21 2.2 多 發 性 硬 化 症 髓 鞘 脫 失 的 機 轉 神 經 元 的 構 造 與 傳 導 神 經 元 主 要 包 含 細 胞 本 體 細 胞 質 樹 突 (Dendrite) 和 軸 突 (Axon), 樹 突 負 責 接 收 其 他 神 經 元 所 傳 來 的 神 經 衝 動, 軸 突 則 將 神 經 衝 動 傳 離 本 體 神 經 元 表 面 包 負 著 一 層 由 兩 層 磷 脂 分 子 所 構 成 的 外 胞 漿 模 (Plasmalemma), 該 磷 脂 層 會 有 鈉 鉀 等 離 子 通 道, 當 靜 止 狀 況 下, 神 經 細 胞 膜 外 為 正 電 荷, 而 膜 內 電 荷 為 負 電 荷, 兩 者 會 維 持 一 電 位 差 稱 為 靜 止 膜 電 位 (Resting membrane potential); 當 神 經 元 受 到 刺 激 時, 鈉 離 子 會 大 量 流 入 神 經 細 胞 內 造 成 靜 止 膜 電 位 減 少 的 去 極 化 (Depolarization) 反 應, 細 胞 的 去 極 化 越 大, 鈉 離 子 通 道 會 打 開 越 多 並 更 增 強 細 胞 膜 的 去 極 化 反 應, 但 此 去 極 化 反 應 到 一 定 值 時 便 會 開 始 誘 發 鉀 離 子 通 道 打 開 鉀 離 子 通 道 開 啟 使 鉀 離 子 流 出 細 胞 後, 鈉 離 子 通 道 的 活 動 就 會 漸 漸 減 緩, 這 過 程 會 使 膜 電 位 慢 慢 回 復 至 原 先 的 靜 止 穩 定 狀 態, 上 述 鈉 鉀 離 子 流 動 的 過 程 便 產 生 一 個 動 作 電 位 動 作 電 位 一 但 產 生, 就 會 延 著 軸 突 作 固 定 波 形 和 傳 導 速 度 傳 出, 這 便 是 神 經 衝 動 ( 盧 榮 昌, 民 89 年 ) 神 經 元 的 軸 突 負 責 將 神 經 衝 動 傳 遞 出 去 中 樞 神 經 元 的 軸 突 會 被 髓 鞘 (Myelin) 所 覆 蓋, 髓 鞘 是 由 寡 樹 突 神 經 膠 細 胞 (Oligodendrocytes) 所 製 造 和 維 持 的, 在 腦 脊 髓 部 的 神 經 元 細 胞 體 會 集 合 成 灰 質 (Gray 13

22 matter), 而 包 覆 髓 鞘 的 神 經 纖 維 ( 軸 突 ) 部 份 則 形 成 白 質 (White matter) 中 樞 神 經 元 的 髓 鞘 功 能 與 周 邊 運 動 神 經 元 的 許 旺 氏 細 胞 (Shwann cell) 相 同, 髓 鞘 的 功 能 類 似 絕 緣 體, 正 常 情 況 下, 中 樞 神 經 元 的 髓 鞘 與 髓 鞘 間 會 形 成 闌 氏 結 (Node of Ranvier), 闌 氏 結 處 的 軸 突 是 裸 露 的 並 含 有 大 量 的 鈉 鉀 離 子 通 道, 而 髓 鞘 包 覆 下 的 軸 突 則 只 含 很 少 量 的 鈉 離 子 通 道, 且 此 少 量 的 離 子 通 道 在 大 部 分 的 情 況 下 都 對 傳 導 無 作 用 在 靜 止 時, 闌 氏 結 處 也 會 維 持 膜 電 位 外 正 內 負 的 穩 定 狀 態, 而 當 一 個 神 經 衝 動 傳 到 某 個 闌 氏 結 時, 大 量 的 納 離 子 會 流 入 此 闌 氏 結 的 膜 內 並 造 成 去 極 化, 去 極 化 會 使 此 闌 氏 結 處 的 膜 電 位 改 變 並 造 成 短 暫 的 外 負 內 正 狀 態, 然 後 此 闌 氏 結 內 的 短 暫 正 電 就 被 下 一 個 闌 氏 結 內 的 負 電 吸 引 而 快 速 的 傳 遞 過 去 ; 另 一 方 面, 此 闌 氏 結 膜 外 的 短 暫 負 電 狀 態 會 讓 下 一 個 闌 氏 結 膜 外 的 正 電 離 子 被 吸 引 並 流 動 過 去, 這 又 會 使 下 一 個 闌 氏 結 內 的 負 電 增 加 並 加 速 前 一 個 闌 氏 結 內 的 短 暫 正 電 流 過 來, 而 膜 外 流 動 的 正 電 最 後 會 慢 慢 回 復 至 原 來 的 穩 定 靜 止 膜 電 位 ( 外 正 內 負 ) 的 狀 態, 中 樞 神 經 衝 動 便 是 藉 由 髓 鞘 所 形 成 的 闌 氏 結 特 性 產 生 快 速 的 跳 躍 式 傳 導 (Saltatory conduction)( 圖 2-3) 髓 鞘 的 厚 度 和 闌 氏 結 的 距 離 與 軸 突 的 直 徑 和 長 度 成 正 比, 神 經 纖 維 的 直 徑 越 大, 髓 鞘 的 厚 度 越 大, 闌 氏 結 間 的 距 離 也 較 長, 這 會 使 神 經 衝 動 的 傳 導 速 度 越 快, 也 越 利 於 我 們 日 常 生 活 中 能 快 速 反 應 並 產 生 動 作 ( 圖 14

23 2-3)( 盧 榮 昌, 民 89 年 ;Waxman, 2001) 中 樞 神 經 元 髓 鞘 損 傷 和 脫 失 的 過 程 中 樞 神 經 元 的 髓 鞘 與 髓 鞘 間 會 形 成 闌 氏 結 並 使 神 經 做 快 速 的 跳 躍 式 傳 導, 因 此 當 髓 鞘 損 傷 或 脫 失 後, 會 使 闌 氏 結 功 能 受 損 而 逐 漸 造 成 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 神 經 傳 導 異 常 目 前 髓 鞘 脫 失 的 可 能 機 轉 為 : 因 不 明 原 因 活 化 的 T 淋 巴 細 胞 (T-lymphocyte) 從 周 邊 組 織 移 動 至 中 樞 神 經 系 統 的 血 腦 障 壁 (Blood-brain barrier), 在 此 處 T 淋 巴 細 胞 會 與 髓 鞘 表 面 的 抗 原 (Antigen) 或 抗 原 接 受 體 (Antigen-presenting) 寡 株 帶 球 蛋 白 (Oligodendroglial cell) 結 合, 這 過 程 會 損 害 髓 鞘 並 促 進 附 近 組 織 釋 放 細 胞 素 (Cytokines) 而 增 加 發 炎 反 應 ; 另 一 方 面, 產 生 的 發 炎 反 應 也 會 使 多 發 性 硬 化 症 病 患 中 樞 神 經 系 統 內 的 小 神 經 膠 質 (Microglia) 和 巨 噬 細 胞 (Macropage) 增 生, 它 們 會 吞 噬 清 理 受 損 的 組 織, 因 此 受 損 的 髓 鞘 就 被 吞 噬 掉 而 導 致 髓 鞘 脫 失 ( 圖 2-4) 髓 鞘 脫 失 到 最 後, 可 能 連 原 本 所 包 覆 的 神 經 元 軸 突 也 跟 著 一 起 損 傷 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 中 樞 神 經 髓 鞘 損 傷 的 部 位 因 人 而 異, 當 髓 鞘 損 傷 或 脫 失 後, 就 會 造 成 周 遭 的 闌 氏 結 功 能 異 常 而 使 神 經 傳 導 變 慢 或 失 敗 損 傷 的 髓 鞘 會 慢 慢 自 行 修 補, 但 又 會 因 上 述 機 轉 而 再 次 脫 失, 髓 鞘 反 覆 復 原 又 脫 失 的 情 形 便 造 成 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 多 類 症 狀 和 反 覆 急 性 發 作 的 病 程 (Petajan et al, 1999;Bjartmar and Trapp, 2001;Prineas, 15

24 2001;Sliwa, 2000) 另 外, 多 發 性 硬 化 症 病 患 也 可 能 會 因 核 心 體 溫 升 高 而 增 加 髓 鞘 脫 失 的 情 況, 因 此 多 發 性 硬 化 症 病 患 應 盡 量 避 免 會 增 加 體 溫 的 環 境 和 過 度 活 動 (Krupp et al,1988;comi et al,2001) 2.3 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 1984 年, 加 拿 大 多 發 性 硬 化 症 學 術 團 體 (Canadian MS Research Group) 為 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 下 了 定 義 : 多 發 性 硬 化 症 的 疲 勞 是 一 種 不 知 原 因 而 覺 得 疲 累 或 運 動 能 力 減 退 的 狀 態, 且 此 疲 勞 症 狀 會 影 響 病 患 日 常 的 活 動 能 力, 也 可 能 會 減 低 他 們 的 記 憶 力 (Lappin et al, 2003) 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 症 狀 包 含 運 動 後 的 肌 肉 疲 勞 和 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感 (Comi et al, 2001;Chipchase et al, 2003) 運 動 後 的 肌 肉 疲 勞 定 義 為 : 當 活 動 一 段 時 間 後, 身 體 各 肌 群 無 法 再 維 持 原 運 動 強 度 或 無 法 再 產 生 最 大 自 主 用 力, 即 使 休 息 也 無 法 解 除 的 狀 態 整 體 肌 肉 疲 勞 會 同 時 受 中 樞 疲 勞 (Central fatigue) 和 周 邊 疲 勞 (Peripheral fatigue) 的 影 響, 中 樞 疲 勞 是 指 中 樞 神 經 系 統 到 脊 髓 運 動 神 經 元 池 的 上 運 動 神 經 元 (Upper motoneuron) 神 經 衝 動 傳 導 變 慢 或 失 敗 的 現 象 ; 周 邊 疲 勞 則 是 指 脊 髓 運 動 神 經 元 池 之 後 的 運 動 神 經 元 軸 突 (Axon) 16

25 神 經 肌 肉 接 合 點 (Neuromuscular junction) 興 奮 - 偶 合 收 縮 (E-C coupling) 和 橫 橋 作 用 的 神 經 傳 導 失 序 所 造 成 肌 肉 力 量 下 降 的 現 象 (Enoka et al,1992;miller et al,1995;comi et al, 2001) 另 一 方 面, 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 產 生 肌 肉 疲 勞 後, 也 會 使 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感 增 加 雖 然 病 患 的 肌 肉 疲 勞 需 要 長 時 間 才 能 回 復, 但 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感 在 短 暫 休 息 後 便 會 解 除 (Comi et al, 2001) 多 發 性 硬 化 症 的 中 樞 疲 勞 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 髓 鞘 損 傷 和 脫 失 發 生 在 中 樞 神 經 系 統, 也 就 是 上 運 動 神 經 元 的 部 分 在 正 常 的 情 況 下, 有 髓 鞘 的 軸 突 會 有 安 全 要 素 (Safety factor) 來 確 保 神 經 傳 導 可 正 常 傳 遞, 安 全 要 素 指 的 是 傳 遞 到 闌 氏 結 的 神 經 衝 動 電 流 和 興 奮 整 段 闌 氏 結 本 身 所 需 的 電 流 閾 值 之 比 率, 也 就 是 說 神 經 衝 動 要 夠 大 才 能 正 常 傳 遞, 正 常 有 髓 鞘 軸 突 其 安 全 要 素 比 大 約 為 5 到 7 當 髓 鞘 受 損 或 脫 失 後, 原 本 包 覆 髓 鞘 之 軸 突 內 的 少 量 鈉 離 子 通 道 在 動 作 電 位 發 生 時 會 開 始 出 現 分 流 並 干 擾 傳 遞 的 神 經 衝 動, 因 此 某 一 個 闌 氏 結 的 神 經 衝 動 在 遇 到 髓 鞘 損 傷 的 區 域 時, 就 會 因 前 面 損 傷 髓 鞘 的 分 流 而 使 神 經 衝 動 變 小, 這 也 會 使 安 全 要 素 比 下 降 當 安 全 要 素 比 大 於 1 都 還 能 使 神 經 衝 動 傳 遞 下 去, 但 因 神 經 衝 動 變 小, 所 以 要 達 到 興 奮 整 段 闌 氏 結 的 閾 值 就 需 要 較 長 的 時 間, 且 神 經 傳 導 速 度 也 會 變 慢 如 果 損 傷 更 嚴 重 而 使 安 全 要 素 比 不 足 17

26 1 時, 表 示 神 經 衝 動 已 無 法 使 整 段 闌 氏 結 被 興 奮, 這 時 就 會 造 成 神 經 傳 導 失 敗 (Fail)( 圖 2-3)( 盧 榮 昌, 民 89 年 ;Waxman, 2001) 當 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 運 動 時, 就 會 因 髓 鞘 損 傷 或 脫 失 所 造 成 神 經 衝 動 傳 導 變 慢 或 失 敗 而 增 加 中 樞 疲 勞, 這 結 果 也 會 使 病 患 無 法 完 成 原 來 的 活 動 先 前 的 研 究 中, 亦 證 實 多 發 性 硬 化 症 病 患 會 比 一 般 人 有 更 多 的 中 樞 疲 勞, 且 在 運 動 後 病 患 也 會 比 一 般 人 產 生 更 多 額 外 的 中 樞 疲 勞, 因 此 大 部 分 研 究 多 認 為 中 樞 疲 勞 應 是 多 發 性 硬 化 症 病 患 整 體 肌 肉 疲 勞 的 主 要 原 因 (Kent-Braun et al, 1994;Svensson et al, 1994;Waxman, 2001;NG et al, 2004) 另 一 方 面, 當 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 長 期 受 損 活 動 量 減 少 臥 床 或 坐 輪 椅 的 情 況 下, 會 開 始 產 生 廢 用 (Disuse), 廢 用 的 情 況 可 能 更 誘 發 病 患 的 中 樞 疲 勞 增 加 並 造 成 周 邊 無 力 (McComas et al, 1995;NG et al, 2004)( 圖 2-5) 長 期 患 病 產 生 廢 用 後, 周 邊 神 經 肌 肉 的 變 化 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 長 期 患 病 後 會 有 廢 用 的 情 況, 受 損 的 中 樞 神 經 元 神 經 衝 動 會 變 小, 也 使 之 後 的 神 經 元 軸 突 更 難 達 到 所 需 的 興 奮 閾 值 (Waxman, 2001) 當 長 期 的 神 經 傳 導 失 序 後, 會 漸 漸 使 受 損 神 經 元 以 下 的 軸 突 變 得 不 容 易 興 奮, 神 經 衝 動 也 會 較 難 傳 遞 至 之 後 所 支 配 的 周 邊 運 動 神 經 元, 一 段 時 間 後, 受 此 中 樞 神 經 元 所 調 控 周 邊 運 動 神 18

27 經 元 的 興 奮 性 就 會 漸 漸 被 抑 制, 而 受 此 周 邊 神 經 元 所 支 配 的 肌 纖 維 也 可 能 開 始 變 性 和 變 得 無 力 在 先 前 的 研 究, 也 發 現 多 發 性 硬 化 症 病 患 會 有 耐 疲 勞 能 力 差 的 快 肌 纖 維 (typeⅡ) 比 率 增 多 的 傾 向, 且 病 患 的 肌 力 表 現 也 會 比 一 般 健 康 成 人 差 (Garner et al, 2003;Ng et al, 2000, 2004) 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 疲 勞 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 肌 肉 無 力 會 使 病 患 在 運 動 時 的 周 邊 疲 勞 增 加 ; 另 外, 當 病 患 長 期 肌 肉 無 力 時, 會 使 病 患 更 無 法 勝 任 需 要 體 力 的 運 動 或 是 肌 肉 過 多 用 力 而 更 增 加 周 邊 疲 勞, 病 患 也 可 能 因 想 完 成 運 動 而 更 費 力 執 行, 額 外 的 作 功 也 可 能 會 間 接 誘 發 中 樞 疲 勞 產 生 (Kent-Braun et al, 1994;McComas et al, 1995;Warmerdam, 1999; Ng et al, 2004) 一 篇 早 期 的 研 究 分 析 脊 髓 損 傷 患 者 多 發 性 硬 化 症 病 患 和 一 般 健 康 人 的 三 分 鐘 電 誘 發 肌 肉 疲 勞 指 數 (Fatigue index), 他 們 發 現 脊 髓 損 傷 患 者 的 疲 勞 指 數 最 多, 其 次 是 多 發 性 硬 化 症 病 患, 最 少 的 是 一 般 健 康 人, 這 表 示 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 周 邊 疲 勞 確 實 會 比 一 般 健 康 人 多 (Lenman et al, 1989) 另 外, 一 些 研 究 利 用 電 刺 激 誘 發 肌 肉 收 縮 至 疲 勞 的 活 動 後 發 現, 病 患 在 活 動 後 的 電 誘 發 肌 肉 收 縮 力 量 下 降 率 的 會 比 一 般 健 康 成 人 多 (Sharma et al, 1995;de Haan et al, 2000;de Ruiter et 19

28 al, 2001) 因 電 刺 激 作 用 在 周 邊 肌 肉, 較 不 會 刺 激 中 樞 神 經 元 也 較 不 受 中 樞 的 影 響, 因 此 這 些 結 果 可 說 明 病 患 可 能 會 比 一 般 健 康 人 有 較 多 的 周 邊 疲 勞, 且 運 動 後 也 會 比 一 般 健 康 人 產 生 更 多 的 周 邊 疲 勞 總 結 上 述, 我 們 可 以 推 論 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 疲 勞 主 要 受 中 樞 疲 勞 的 影 響, 但 當 病 患 在 長 期 受 損 活 動 力 下 降 後, 會 開 始 產 生 廢 用 的 情 況 並 導 致 病 患 周 邊 肌 肉 無 力, 而 肌 肉 無 力 又 會 使 病 患 活 動 力 更 形 下 降 並 增 加 病 患 的 周 邊 疲 勞 和 中 樞 疲 勞, 重 複 的 惡 性 循 環 就 造 成 病 患 長 期 的 疲 勞 症 狀 並 影 響 其 日 常 生 活 2.4 疲 勞 的 檢 測 臨 床 上, 測 量 肌 肉 疲 勞 最 常 用 的 方 法 是 以 疲 勞 運 動 後 的 最 大 自 主 用 力 (Maximal voluntary contraction) 下 降 率 來 評 估 肌 肉 疲 勞 在 疲 勞 運 動 後, 最 大 自 主 用 力 會 下 降, 本 研 究 將 疲 勞 運 動 後 的 最 大 自 主 用 力 變 化 值 與 疲 勞 運 動 前 的 最 大 自 主 用 力 基 準 值 作 標 準 化, 就 可 得 到 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數, 當 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 增 加, 表 示 病 患 肌 肉 疲 勞 改 善 (Kent-Braun, 1994;Miller et al, 1995) 另 外, 病 患 的 整 體 疲 勞 會 同 時 受 中 樞 和 周 邊 疲 勞 的 影 響, 因 此 臨 床 上 也 需 檢 測 病 患 的 中 樞 和 周 邊 疲 勞 中 樞 疲 勞 指 數 可 利 用 肌 肉 自 主 活 化 程 度 疲 勞 指 數 (Voluntary activation) 下 降 率 來 評 估, 周 邊 疲 勞 指 20

29 數 可 利 用 運 動 後 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 (Twitch force) 下 降 率 來 評 估 中 樞 疲 勞 的 測 量 目 前 用 於 測 量 中 樞 疲 勞 的 方 法 為 1954 年 Merton 學 者 首 先 提 出 的 中 樞 疲 勞 測 試 (Interpolated Twitch Technique, ITT) 理 論 上, 肌 肉 做 最 大 自 主 用 力 時 會 徵 召 全 部 的 運 動 單 位 參 與 收 縮, 因 此 應 該 無 法 再 產 生 額 外 的 力 量 ; 但 當 肌 肉 做 最 大 自 主 用 力 時, 加 入 一 超 強 電 刺 激 卻 還 能 再 誘 發 額 外 的 力 量, 表 示 此 主 動 肌 可 能 有 受 中 樞 影 響 而 使 部 份 運 動 單 位 未 參 與 收 縮, 因 此 超 強 電 刺 激 誘 發 了 這 些 未 參 與 收 縮 的 運 動 單 位 而 產 生 額 外 力 量 此 額 外 力 量 可 稱 為 剩 餘 力 量, 當 剩 餘 力 量 越 大, 代 表 受 中 樞 的 影 響 越 大 中 樞 疲 勞 測 試 的 做 法 為 : 先 找 出 超 強 電 刺 激 的 強 度 給 予 肌 肉 單 一 強 大 的 電 刺 激 並 逐 漸 增 加 強 度, 電 刺 激 強 度 越 大 會 徵 召 越 多 的 運 動 單 位 參 與, 也 會 產 生 更 大 的 肌 肉 收 縮 力 量 當 此 單 一 電 刺 激 強 度 增 加 到 徵 召 全 部 的 運 動 單 位 參 與 收 縮 後, 肌 肉 收 縮 力 量 便 不 會 再 增 加, 我 們 便 將 此 時 的 力 量 稱 為 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量, 此 時 的 電 刺 激 強 度 再 加 上 10 到 30% 的 額 外 電 刺 激 便 稱 為 超 強 電 刺 激 (Supra-maximal) 找 出 超 強 電 刺 激 後, 在 作 用 肌 放 鬆 及 做 最 大 肌 肉 自 主 用 力 時, 各 加 入 一 超 強 電 刺 激 來 誘 發 肌 肉 產 生 最 大 電 抽 搐 力 量 和 剩 餘 力 量 將 中 樞 疲 勞 測 試 中 所 測 得 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 和 剩 餘 力 量 帶 入 公 式 便 21

30 可 求 出 肌 肉 自 主 活 化 程 度 (Voluntary activation, VA) 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 公 式 為 :VA= 1-( T2 / T1 ) T1 代 表 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量,T2 代 表 剩 餘 力 量 此 公 式 算 出 來 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 越 接 近 100%, 表 示 在 肌 肉 收 縮 時 受 中 樞 的 影 響 較 大, 反 之 則 表 示 受 中 樞 影 響 小 ( 圖 2-6) 在 疲 勞 運 動 後, 此 肌 肉 自 主 活 化 程 度 會 下 降, 本 研 究 將 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 變 化 值 與 疲 勞 運 動 前 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 基 準 值 作 標 準 化, 就 可 得 到 中 樞 疲 勞 指 數, 當 中 樞 疲 勞 指 數 增 加, 表 示 病 患 中 樞 疲 勞 指 數 改 善 (Bülow et al, 1995; 陳 建 中, 民 91) 周 邊 疲 勞 的 測 量 周 邊 疲 勞 的 測 量 目 前 常 利 用 運 動 後 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 下 降 率 來 評 估, 其 原 理 是 利 用 周 邊 肌 肉 電 刺 激 較 不 受 中 樞 神 經 系 統 影 響 的 特 性 用 來 評 估 運 動 後 周 邊 疲 勞 的 程 度 它 的 作 法 為 : 先 利 用 超 強 電 刺 激 找 出 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量, 在 疲 勞 運 動 後, 運 動 單 位 的 徵 召 變 少 或 是 產 生 的 力 量 變 小, 因 此 誘 發 出 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 也 會 下 降, 將 疲 勞 運 動 後 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 變 化 值 與 運 動 前 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 基 準 值 作 標 準 化, 就 可 得 到 周 邊 疲 勞 指 數, 當 周 邊 疲 勞 指 數 增 加, 表 示 病 患 周 邊 疲 勞 指 數 改 善 ( 陳 建 中, 民 91) 22

31 2.4.3 主 觀 自 覺 的 疲 倦 感 美 國 國 家 多 發 性 硬 化 症 病 友 會 (National Multiple Sclerosis Society) 在 1997 年 發 展 了 一 套 多 發 性 硬 化 症 生 活 品 質 指 數 量 表 (Multiple sclerosis quality of life, MSQLI) 這 套 量 表 結 合 並 改 良 先 前 已 被 廣 泛 使 用 的 數 種 問 卷 量 表, 包 括 生 活 品 質 量 表 (Quality of life) 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 數 量 表 (Modified Fatigue Impact Scale,MFIS) 等 等, 專 門 用 於 評 估 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 日 常 生 活 品 質 MSQLI 中 的 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 參 考 1991 年 Fisk 等 人 所 設 計 的 量 表, 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 為 簡 化 原 有 的 量 表 並 再 配 合 疲 勞 嚴 重 指 數 量 表 (Fatigue Severity Scale) 所 設 計 出, 共 包 含 21 個 問 題 ( 原 40 個 ), 評 量 主 觀 疲 勞 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 生 理 的 (Physical) 認 知 上 的 (Cognitive) 與 心 理 社 會 (Psychsocial) 等 方 面 的 影 響, 此 量 表 亦 有 相 當 的 信 度 (Ritvo et al,1997;schwid et al, 2002)( 表 2-1) 2.5 改 善 肌 肉 無 力 的 臨 床 治 療 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 長 期 受 損 後 會 造 成 肌 肉 無 力, 而 肌 肉 無 力 會 使 病 患 無 法 勝 任 需 要 體 力 的 活 動 並 增 加 周 邊 疲 勞, 也 會 使 病 患 的 活 動 力 更 形 下 降 而 陷 入 重 複 的 惡 性 循 環, 因 此 如 果 能 改 善 病 患 的 周 邊 無 力, 也 許 就 能 打 破 此 惡 性 循 環 並 降 低 病 患 的 周 邊 疲 勞 目 前 臨 床 上 常 23

32 用 來 改 善 肌 肉 無 力 和 肌 力 耐 力 的 方 法 主 要 有 三 種 : 重 量 訓 練 (Strength training) 有 氧 運 動 (Aerobic exercise) 和 神 經 肌 肉 電 刺 激 (Neuromuscular or Functional Electrical Stimulation, NMES / FES) 重 量 訓 練 臨 床 復 健 上 對 於 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 重 量 訓 練 主 要 是 為 了 維 持 並 延 緩 他 們 的 肌 力 或 耐 力 下 降 大 部 分 的 重 量 訓 練 會 以 病 患 本 身 的 重 量 輕 重 量 的 沙 包 或 背 心 做 為 訓 練 強 度, 並 採 用 低 反 覆 次 數 的 方 式 來 改 善 病 患 的 肌 力 或 耐 力, 常 用 的 重 量 訓 練 有 負 重 站 立 走 路 登 階 等 (DeBolt et al, 2004) Svensson 等 學 者 讓 5 位 多 發 性 硬 化 症 病 患 從 事 四 到 六 週 的 下 肢 耐 力 重 量 訓 練 訓 練, 並 比 較 訓 練 前 後 病 患 從 事 50 次 最 大 膝 關 節 屈 曲 耐 力 測 試 的 肌 肉 活 性 他 們 發 現 病 患 在 主 觀 疲 勞 指 數 量 表 上 雖 然 有 顯 著 改 善, 但 耐 力 改 善 不 顯 著 (Svensson et al, 1994); 另 一 篇 研 究 中,DeBolt 等 學 者 將 病 患 分 成 兩 組, 實 驗 組 從 事 八 週 居 家 重 量 訓 練, 重 量 訓 練 的 內 容 包 含 登 階 (Step-ups) 蹲 舉 (Leg curls) 等 下 肢 重 量 訓 練 課 程, 此 重 量 訓 練 一 天 約 35 到 50 分 鐘 ( 含 熱 身 主 活 動 和 冷 身 ) 每 週 三 天 共 八 週, 重 量 訓 練 的 負 重 為 0.5% 的 身 體 重 量, 並 每 兩 週 增 加 0.5% 到 1.5% 身 體 重 量 的 重 物, 對 照 組 也 做 相 同 的 訓 練 內 容 但 不 加 任 何 重 物 他 們 的 結 果 發 現 實 驗 組 病 患 其 下 肢 膝 伸 直 肌 力 增 加 的 幅 度 比 控 制 24

33 組 多, 但 本 篇 實 驗 組 在 訓 練 前 的 平 均 肌 力 為 227.7±83.3 瓦 特 (W), 對 照 組 為 272.5±11.02 瓦 特 (W), 實 驗 組 的 起 始 肌 力 明 顯 比 對 照 組 小, 因 此 本 篇 重 量 訓 練 有 顯 著 改 善 可 能 是 受 實 驗 組 起 始 肌 力 較 差 的 影 響 (DeBolt et al, 2004) 總 結 上 述, 重 量 訓 練 能 改 善 病 患 的 肌 力, 但 可 能 增 加 幅 度 不 大, 可 能 原 因 在 於 大 多 數 的 重 量 訓 練 很 難 挑 戰 到 病 患 的 極 限, 但 不 夠 強 的 重 量 訓 練 強 度 又 無 法 增 加 病 患 的 肌 力, 以 致 於 訓 練 效 果 不 大 有 氧 運 動 Gehlsen 等 學 者 讓 多 發 性 硬 化 症 病 患 從 事 10 週 每 週 3 次 每 次 1 小 時 的 游 泳 或 體 操 等 有 氧 運 動, 其 運 動 強 度 為 60-75% 的 最 大 心 跳 率 他 們 發 現 雖 然 病 患 在 膝 伸 直 的 等 速 力 量 (Isokinetic peak torque) 有 顯 著 增 加, 但 對 於 膝 關 節 伸 直 或 屈 曲 的 等 張 力 量 卻 無 改 善 (Gehlsen et al, 1984);Kileff 和 Ashburn 探 討 多 發 性 硬 化 症 病 患 從 事 一 週 兩 次 共 24 次 每 次 30 分 鐘 60-80% 最 大 心 跳 率 的 有 氧 運 動 後, 他 們 發 現 病 患 雖 然 在 有 氧 運 動 訓 練 後 的 六 分 鐘 行 走 測 驗 距 離 有 顯 著 增 加, 但 在 10 公 尺 步 行 時 間 主 觀 疲 勞 指 數 量 表 等 其 他 測 驗 則 無 顯 著 改 善 (Kileff and Ashburn, 2005); 而 Rodgers 等 學 者 分 析 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 24 週 每 週 三 次 每 次 30 分 鐘 60-75% 最 大 心 跳 率 的 手 / 腳 踏 車 (Arm/Leg cycling) 運 動 訓 練 後 的 步 態 和 最 大 耗 氧 量 (VO 2 max), 他 們 也 發 現 病 25

34 患 的 步 態 和 最 大 耗 氧 量 並 未 有 顯 著 改 善 (Rodgers et al, 1999) 總 結 以 上 研 究 結 果 發 現, 有 氧 運 動 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 肌 力 耐 力 和 心 肺 適 能 的 改 善 效 果 有 限 這 可 能 是 因 有 氧 運 動 會 提 高 病 患 的 體 溫 和 誘 發 疲 勞, 在 安 全 不 增 加 體 溫 和 疲 勞 的 情 況 下, 多 數 研 究 仍 採 較 保 守 的 訓 練 強 度 而 無 法 使 病 患 達 到 足 夠 的 訓 練 強 度, 以 致 於 訓 練 效 果 不 顯 著 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 神 經 肌 肉 或 功 能 性 電 刺 激 在 臨 床 上 常 用 來 做 神 經 運 動 損 傷 後 的 復 健 治 療 方 法 (Marqueste et al, 2003), 其 原 理 是 用 電 刺 激 誘 發 周 邊 神 經 或 受 抑 制 的 運 動 神 經 元 和 其 所 支 配 的 肌 纖 維 引 起 肌 肉 收 縮 並 增 加 肢 體 活 動, 因 此 可 用 來 改 善 肌 肉 萎 縮 或 虛 弱 的 情 形 ( 廖 文 炫 等, 2001; Valli et al, 2002), 整 理 先 前 的 研 究 發 現, 健 康 成 人 的 肌 力 在 電 刺 激 訓 練 一 天 15 分 鐘 到 1 小 時 一 星 期 三 到 五 天, 約 四 到 六 週 後 便 有 顯 著 增 加 (Kramer et al, 1982;Selkowitz, 1985;Marqueste et al, 2003) 關 於 訓 練 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 電 刺 激 訓 練 的 研 究 並 不 多 Vahtera 等 學 者 利 用 電 刺 激 訓 練 並 配 合 肌 力 訓 練 來 改 善 病 患 的 泌 尿 失 調 他 們 先 用 兩 週 共 六 次, 每 次 10 分 鐘, 頻 率 和 50 赫 茲, 收 縮 7 秒 放 鬆 25 秒 的 電 刺 激 訓 練 刺 激 病 患 的 骨 盆 肌, 之 後 再 讓 病 患 做 一 週 3 到 5 次 共 6 個 月 的 骨 盆 肌 肌 力 訓 練 他 們 發 現 在 六 次 電 刺 激 訓 練 後 26

35 病 患 骨 盆 肌 做 最 大 自 主 用 力 時 的 肌 電 訊 號 振 幅 有 顯 著 增 加 (Vahtera et al, 1997) 其 他 相 關 的 研 究 中,Abdel-Moty 等 學 者 利 用 功 能 性 電 刺 激 訓 練 來 改 善 上 運 動 元 損 傷 的 慢 性 疼 痛 症 候 群 病 患 (Chronic pain patient, CPP) 的 肌 肉 無 力 他 們 將 病 患 兩 腳 分 成 實 驗 腳 ( 組 ) 和 控 制 腳 ( 組 ) 他 們 發 現 有 電 刺 激 訓 練 的 實 驗 腳 肌 力 比 未 訓 練 的 控 制 組 有 明 顯 改 善 (Abdel-Moty et al, 1999), 顯 示 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 對 上 運 動 神 經 元 損 傷 的 病 患 的 肌 肉 無 力 是 有 改 善 效 果 的 ;Quittan 等 學 者 探 討 慢 性 心 臟 失 調 (Chronic heart failure) 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 是 否 能 改 善 其 膝 伸 直 肌 群 的 肌 力 和 耐 力 他 們 的 結 果 發 現 在 電 刺 激 訓 練 後, 病 患 的 肌 力 和 耐 力 時 間 (Endurance) 都 有 顯 著 增 加, 顯 示 病 患 的 肌 肉 疲 勞 有 改 善 (Quittan et al, 1999), 這 表 示 神 經 肌 肉 電 刺 激 對 於 耐 力 的 改 善 可 能 也 是 有 效 果 的 總 結 以 上 研 究 結 果 發 現, 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 應 能 提 供 足 夠 的 刺 激 強 度, 且 長 期 電 刺 激 訓 練 對 上 運 動 神 經 元 損 傷 病 患 的 肌 肉 無 力 肌 力 和 耐 力 的 增 加 也 有 很 好 的 效 果 另 外, 周 邊 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 應 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 中 樞 神 經 病 灶 影 響 較 小, 所 以 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 應 是 一 較 安 全 的 肌 力 訓 練 方 式, 因 此 本 研 究 便 選 擇 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 做 為 此 次 的 肌 力 訓 練 方 法 27

36 神 經 肌 肉 電 刺 激 依 各 種 訓 練 參 數 的 不 同 會 有 不 同 的 訓 練 效 果, 可 改 變 的 參 數 有 : 波 長 頻 率 電 流 強 度 收 縮 放 鬆 時 間 比 (On/Off time) 和 每 週 訓 練 次 數 等 參 考 先 前 相 關 的 研 究,Caggiano 等 人 訓 練 高 齡 (72±4 歲 ) 的 健 康 人 的 股 四 頭 肌, 他 們 採 用 25 到 50 赫 茲 收 縮 15 秒 放 鬆 50 秒, 強 度 40% 最 大 自 主 用 力, 每 週 3 次 共 四 週, 他 們 發 現 訓 練 後 受 試 者 的 最 大 自 主 用 力 有 顯 著 增 加 (Caggiano et al, 1994); Lieber 等 人 訓 練 膝 關 節 前 十 字 韌 帶 開 刀 手 術 病 人 的 膝 伸 直 肌 群, 他 們 採 用 50 赫 茲 波 長 250 微 秒 收 縮 10 秒 放 鬆 20 秒, 每 周 5 次 每 次 30 分 鐘 共 四 週 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練, 他 們 發 現 在 訓 練 後 病 人 的 最 大 自 主 用 力 也 有 顯 著 增 加 (Lieber et al, 1996) 而 廖 文 炫 等 人 整 理 先 前 的 研 究 發 現, 改 善 肌 力 的 建 議 參 數 數 值 為 波 長 20 到 1000 微 秒, 頻 率 25 到 100 赫 茲, 電 流 強 度 為 可 忍 受 之 最 大 等 常 收 縮 強 度 ( 約 40 到 60% 最 大 自 主 用 力 ), 收 縮 放 鬆 時 間 比 為 1:2 或 1:3, 每 週 訓 練 次 數 為 3 到 5 次 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 是 較 有 效 的 訓 練 模 式 ( 廖 文 炫 等 人, 民 90 年 ) 另 外, 我 們 也 發 現 大 部 份 的 研 究 使 用 的 模 式 都 類 似, 可 忍 受 之 最 大 電 流 強 度 約 為 40 到 60% 最 大 自 主 用 力, 收 縮 放 鬆 時 間 比 約 為 1:2 或 1:3 和 每 週 訓 練 次 數 3 到 5 次, 改 變 較 多 的 參 數 則 是 在 波 長 和 頻 率, 於 下 面 探 討 之 波 長 在 能 否 引 起 肌 肉 收 縮 和 病 患 出 幅 度 的 影 響 很 大, 波 長 較 長 時 28

37 可 以 用 比 較 小 的 電 流 強 度 就 能 引 起 肌 肉 收 縮, 一 般 來 說 引 起 肌 肉 收 縮 較 理 想 的 波 長 為 200 至 400 微 秒 ; 而 頻 率 則 與 肌 肉 收 縮 的 大 小 還 有 肌 肉 疲 勞 的 快 慢 有 關, 理 論 上 頻 率 越 高, 能 產 生 較 大 的 肌 肉 收 縮 力 量, 但 也 容 易 造 成 神 經 肌 肉 接 合 點 處 的 神 經 傳 導 物 質 越 快 用 完 而 產 生 疲 勞, 因 此 一 般 來 說 25 赫 茲 是 最 低 能 有 效 產 生 肌 肉 收 縮 並 增 加 肌 力 的 頻 率 ( 廖 文 炫 等 人, 民 90 年 ) 本 研 究 受 試 族 群 為 容 易 疲 勞 的 多 發 性 硬 化 症 病 患, 因 此 在 盡 量 不 誘 發 多 發 性 硬 化 症 病 患 過 多 的 肌 肉 疲 勞 下, 本 研 究 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 模 式 採 用 波 長 200 微 秒 頻 率 25 赫 茲 電 刺 激 強 度 40% 最 大 自 主 用 力 收 縮 0.5 秒 放 鬆 1 秒, 和 每 週 訓 練 訓 練 3 次 每 次 30 分 鐘, 總 共 八 週 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 模 式 來 改 善 病 患 的 肌 肉 無 力 和 探 討 對 病 患 疲 勞 的 影 響 29

38 表 2-1 多 發 性 硬 化 症 失 能 指 數 量 表 1(EDSS-1) 0 正 常 4 嚴 重 半 身 癱 瘓 ; 中 度 四 肢 或 單 肢 全 癱 錐 體 1 異 常, 無 運 動 失 常 5 下 半 身 完 全 癱 瘓 ; 嚴 重 四 肢 癱 瘓 功 能 2 輕 微 運 動 失 常 6 四 肢 完 全 癱 瘓 3 輕 中 度 半 身 癱 瘓 ; 嚴 重 單 肢 癱 瘓 0 正 常 3 中 度 軀 幹 或 肢 體 運 動 失 調 小 腦 1 異 常, 無 運 動 失 常 4 嚴 重 四 肢 運 動 失 調 功 能 2 輕 微 運 動 失 常 5 無 法 執 行 協 調 性 運 動 0 正 常 3 嚴 重 眼 球 震 顫 或 中 度 顱 神 經 功 能 失 調 腦 幹 1 只 出 現 徵 象 4 明 顯 發 音 困 難 或 明 顯 的 神 經 功 能 失 調 功 能 中 度 眼 球 震 顫 或 輕 微 神 經 功 能 2 失 調 5 無 法 吞 嚥 或 說 話 0 正 常 4 肢 體 有 明 顯 感 覺 衰 退 或 本 體 感 覺 喪 失 單 或 雙 肢 體 的 振 動 或 認 字 功 能 喪 失 肢 體 感 覺 ; 或 頭 部 以 下 中 度 感 覺 1 5 感 覺 衰 退 衰 退 或 本 體 感 覺 喪 失 功 能 2 輕 微 感 覺 或 中 度 肢 體 振 動 衰 退 6 頭 部 以 下 所 有 感 覺 喪 失 中 度 感 覺 或 肢 體 振 動 衰 退, 中 度 3 肢 體 本 體 感 覺 測 驗 衰 退 0 正 常 4 必 須 經 常 使 用 導 尿 管 大 小 1 輕 微 排 尿 困 難, 急 迫 或 解 不 乾 淨 5 排 尿 功 能 喪 失 便 2 中 度 大 小 便 困 難, 偶 而 尿 失 禁 6 大 小 便 功 能 喪 失 功 能 3 尿 失 禁 頻 繁 0 正 常 4 較 差 的 眼 視 野 縮 小, 視 力 為 0.2~0.1 較 差 的 眼 矯 正 後 視 力 小 於 0.2, 好 的 為 1 視 覺 有 盲 點, 矯 正 後 大 於 視 覺 0.3 或 更 差 功 能 2 較 差 的 眼 矯 正 後 視 力 為 0.6~0.3 6 分 數 為 5 的 情 況 加 較 好 的 眼 視 力 <0.3 較 差 的 眼 視 野 縮 小, 矯 正 後 為 3 0.3~0.2 0 正 常 3 精 神 功 能 中 度 衰 退 大 腦 精 神 功 能 嚴 重 衰 退 ( 慢 性 中 度 大 腦 症 1 只 有 情 緒 變 化 4 功 能 狀 出 現 ) 2 精 神 功 能 輕 微 衰 退 5 痴 呆 或 嚴 重 慢 性 大 腦 症 狀 出 現 其 他 0 無 1 其 他 可 歸 咎 多 發 性 硬 化 症 的 神 經 學 症 狀 30

39 表 2-2 多 發 性 硬 化 症 失 能 指 數 量 表 2(EDSS-2) 神 經 功 能 檢 查 正 常 ( 所 有 系 統 評 分 均 無 輔 助 器 下 能 連 續 行 走 200 公 尺 0 為 0; 只 有 大 腦 功 能 評 分 為 1 也 可 以 ) 失 能 已 嚴 重 到 影 響 日 常 生 活 通 常 5.0 無 失 能 狀 態, 一 個 系 統 有 徵 象 ( 一 個 一 個 系 統 評 分 為 5 分, 其 他 系 統 為 系 統 評 分 為 1; 大 腦 功 能 評 分 1 除 外 ) 或 1 分 或 其 他 超 過 4.0 的 組 合 無 失 能 狀 態, 一 個 以 上 系 統 有 徵 象 ( 有 在 無 輔 助 器 下 能 連 續 行 走 100 公 1.5 一 個 以 上 系 統 評 分 為 1; 大 腦 功 能 評 1 尺 失 能 已 嚴 重 到 影 響 日 常 生 活 分 除 外 ) 5.5 通 常 一 個 系 統 評 分 為 5 分, 其 他 系 有 一 個 系 統 有 輕 微 失 能 ( 即 一 個 系 統 統 為 0 或 1 分 或 其 他 超 過 4.0 的 組 2.0 評 分 為 2; 其 他 系 統 評 分 為 0 或 1 分 ) 合 間 歇 性 或 單 邊 經 常 性 需 有 輔 助 工 具 有 兩 個 系 統 有 輕 微 失 能 ( 即 兩 個 系 統 2.5 評 分 為 2; 其 他 系 統 評 分 為 0 或 1 分 ) 6.0 下 才 能 行 走 100 公 尺 通 常 有 兩 個 以 上 系 統 評 分 為 3 分 以 上 仍 可 自 由 活 動 雙 邊 均 需 有 輔 助 工 具 才 能 走 20 公 有 一 個 系 統 有 中 度 失 能 ( 即 一 個 系 統 6.5 尺 通 常 有 兩 個 以 上 系 統 評 分 為 3 評 分 為 3; 其 他 系 統 評 分 為 0 或 1 分 ), 分 以 上 3.0 或 三 到 四 個 系 統 輕 微 失 能 ( 及 三 到 四 在 有 輔 助 工 具 下 也 無 法 行 走 5 公 尺 個 系 統 評 分 為 2; 其 他 系 統 評 分 為 0 或 7.0 以 上 需 倚 靠 輪 椅, 但 可 自 行 操 作 1 分 每 天 待 在 輪 椅 12 小 時 以 上 在 有 輔 助 工 具 下 只 能 走 幾 步 需 倚 仍 可 自 由 活 動 靠 輪 椅 及 有 人 運 送, 無 法 全 天 自 行 7.5 有 一 個 系 統 有 中 度 失 能 ( 即 一 個 系 統 操 作 一 般 輪 椅 一 個 以 上 系 統 評 分 3.5 評 分 為 3) 且 一 到 兩 個 其 他 系 統 評 分 為 為 4 分 以 上 2; 或 兩 個 功 能 系 統 評 分 為 3; 或 五 個 需 臥 床 或 使 用 輪 椅, 仍 維 持 許 多 自 系 統 評 分 為 2( 其 他 為 0 或 1 分 ) 8.0 我 照 顧 能 力, 手 的 功 能 還 不 錯 有 數 個 系 統 評 分 為 4 分 以 上 一 個 系 統 有 嚴 重 失 能, 但 不 需 輔 助 而 大 部 分 時 間 需 臥 床, 可 做 部 分 自 我 能 自 由 行 動 且 能 連 續 行 走 500 公 尺, 8.5 照 顧, 手 尚 有 部 分 的 功 能 通 常 有 4.0 而 一 天 中 至 少 有 12 小 時 以 上 可 活 動 數 個 系 統 評 分 為 4 分 以 上 一 個 系 統 評 分 為 4, 其 他 系 統 為 0 或 1 終 日 臥 床, 但 可 與 人 溝 通 進 食 9.0 分 或 其 他 超 過 之 前 級 別 的 組 合 通 常 大 部 分 系 統 評 分 為 4 分 以 上 一 個 系 統 有 嚴 重 失 能, 一 天 中 有 部 分 終 日 臥 床, 無 法 與 人 溝 通 進 食 活 動 受 限 或 需 輔 助 但 大 部 分 時 間 仍 能 9.5 吞 嚥 通 常 幾 乎 所 有 系 統 評 分 為 自 由 行 動 且 能 連 續 行 走 300 公 尺 一 分 以 上 個 系 統 評 分 為 4 分, 其 他 系 統 為 0 或 1 10 死 亡 分 或 其 他 超 過 之 前 級 別 的 組 合 31

40 表 2-3 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 姓 名 : 紀 錄 時 間 : / / 改 良 式 疲 勞 指 數 量 表 (MFIS) 請 跟 著 表 格 項 目 的 說 明, 描 述 疲 勞 對 您 的 影 響 疲 勞 是 指 生 理 上 的 疲 勞 感 和 從 事 活 動 時 的 各 項 身 體 功 能 下 降 請 回 答 以 下 問 題, 並 於 四 週 後 再 進 行 一 次 相 同 問 卷, 這 可 以 讓 我 們 知 道 疲 勞 對 你 的 影 響 請 選 擇 最 接 近 您 的 回 答 的 數 字 在 過 去 四 週 因 為 我 的 疲 勞 狀 況, 讓 我 從 不 稍 微 有 時 常 常 幾 乎 1 我 曾 經 有 腦 袋 較 不 清 醒 的 情 況 我 很 難 長 時 間 的 集 中 注 意 力 我 很 容 易 思 緒 不 清 我 的 手 腳 不 靈 活 我 很 健 忘 我 必 須 放 慢 我 的 日 常 生 活 步 調 我 對 於 較 費 體 力 的 活 動 缺 乏 動 機 我 較 不 想 參 與 社 交 活 動 我 限 制 自 己 從 事 離 開 家 的 事 情 我 對 長 時 間 維 持 體 力 有 困 難 我 很 難 對 一 件 事 下 決 定 我 對 於 要 思 考 的 事 情 較 缺 乏 動 機 我 覺 得 肌 肉 虛 弱 我 覺 得 身 體 上 不 舒 服 我 對 於 需 要 思 考 完 成 的 任 務 覺 得 困 難 當 在 做 家 事 或 工 作 時, 我 的 組 織 思 考 能 力 不 好 17 我 較 無 法 完 成 需 要 體 力 的 活 動 我 的 思 考 變 遲 鈍 了 我 不 太 能 集 中 精 神 我 會 限 制 自 己 的 身 體 做 活 動 我 需 要 較 長 或 較 久 時 間 的 休 息

41 a. b. 復 發 - 緩 解 型 續 發 漸 進 型 c. d. 首 發 漸 進 型 漸 進 復 發 型 病 程 圖 2-1 多 發 性 硬 化 症 的 四 種 病 程 a. 復 發 - 緩 解 型 b. 續 發 漸 進 型 c. 首 發 漸 進 型 d. 漸 進 復 發 型 初 期 六 個 月 後 一 年 後 圖 2-2 核 磁 共 振 檢 查 腦 部 斑 塊 的 顯 示 圖 ( 圓 圈 處 ) 33

42 正 常 人 的 髓 鞘 神 經 傳 導 神 經 傳 導 病 患 的 髓 鞘 神 經 傳 導 神 經 傳 導 圖 2-3 a. 正 常 髓 鞘 的 神 經 傳 導 b. 髓 鞘 損 傷 或 脫 失 時 的 神 經 傳 導 周 邊 組 織 T 淋 巴 細 胞 移 動 至 髓 鞘 表 面 抗 原 中 樞 神 經 血 腦 障 壁 T 淋 巴 細 胞 結 合 髓 鞘 表 面 抗 原 接 受 體 促 使 細 胞 素 釋 放 寡 株 帶 球 蛋 白 發 炎 反 應 增 加 小 神 經 膠 質 損 害 巨 噬 細 胞 髓 鞘 脫 失 髓 鞘 中 樞 神 經 傳 導 變 慢 失 敗 長 期 受 損 後 的 廢 用 肌 肉 無 力 中 樞 疲 勞 間 接 誘 發 周 邊 疲 勞 圖 2-4 多 發 性 硬 化 症 病 患 中 樞 神 經 髓 鞘 脫 失 的 過 程 和 疲 勞 的 生 成 34

43 上 運 動 神 經 元 中 樞 疲 勞 廢 用 營 養 改 變 (Trophic changes) 增 加 額 外 做 功 (Increased effort) 周 邊 肌 肉 無 力 下 運 動 神 經 元 周 邊 疲 勞 圖 2-5 上 運 動 神 經 元 與 中 樞 周 邊 疲 勞 的 關 係 剩 餘 力 量,T2 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量,T1 圖 2-5 中 樞 疲 勞 測 試 在 示 波 器 的 圖 形 ( 最 大 自 主 用 力 時 ) 35

44 第 三 章 研 究 方 法 與 步 驟 3.1 研 究 對 象 本 實 驗 受 試 者 包 含 九 名 多 發 性 硬 化 症 病 患 所 有 受 試 者 皆 接 受 肌 肉 能 力 測 試 (Muscle test) 和 主 觀 疲 勞 指 數 問 卷 量 表 評 量, 之 後 所 有 受 試 者 接 受 八 週 電 刺 激 訓 練, 並 於 電 刺 激 訓 練 後 再 接 受 相 同 的 肌 肉 能 力 測 試 和 問 卷 量 表 評 量 電 刺 激 訓 練 期 間, 病 患 應 避 免 影 響 實 驗 的 其 他 物 理 治 療 及 藥 物 改 變 兩 位 受 試 者 因 急 性 再 發 和 身 體 不 適, 未 完 成 訓 練 故 排 除 其 訓 練 結 果 的 資 料, 另 七 位 受 試 者 則 完 成 全 部 的 訓 練 受 試 者 詳 細 資 料 列 於 表 3-1 所 有 多 發 性 硬 化 症 病 患 均 須 符 合 以 下 收 案 條 件 : 經 診 斷 為 多 發 性 硬 化 症 的 病 患 且 四 個 月 病 情 穩 定 無 變 化, 年 齡 20 歲 至 55 歲, 下 肢 仍 能 做 主 動 肌 肉 收 縮 者 而 有 骨 質 疏 鬆 (Osteoporosis) 其 他 神 經 肌 肉 損 傷 心 血 管 疾 病 周 邊 循 環 疾 病 最 近 六 個 月 內 有 下 肢 骨 折 不 能 忍 受 超 強 電 刺 激 或 對 電 刺 激 不 適 應 的 病 患 均 會 予 以 排 除 3.2 實 驗 儀 器 與 設 備 本 實 驗 以 一 套 自 製 力 矩 量 測 系 統 來 收 集 受 試 者 股 四 頭 肌 各 參 數 的 力 矩 訊 號 與 圖 形 並 配 合 一 可 調 電 流 強 度 頻 率 波 長 等 參 數 的 電 刺 激 器, 誘 發 肌 肉 產 生 最 大 收 縮 ; 訊 號 經 由 力 矩 訊 號 放 大 器 處 理, 並 連 36

45 結 示 波 器 即 時 監 控 和 訊 號 擷 取 系 統 收 集 於 電 腦 中, 再 做 事 後 分 析 儀 器 使 用 配 置 及 說 明 如 下 ( 圖 3-1): 1 力 矩 訊 號 放 大 器 (Gould transducer amplifier, Gould Instrument System Inc., USA) 此 放 大 器 之 放 大 倍 率 為 可 調 式 0.5 倍 到 250 倍 共 模 拒 斥 比 (Common mode rejection ratio, CMRR) 值 在 60 赫 茲 時 為 -80 分 貝, 本 研 究 採 用 的 放 大 倍 率 為 50 或 100 倍 2 示 波 器 (TDS 220 digital real time oscilloscope, Tektronix Inc., USA) 本 實 驗 以 每 方 格 速 度 500 毫 秒 大 小 500 毫 伏 特 至 1 伏 特 提 供 受 試 者 視 覺 回 饋 並 做 為 施 測 者 即 時 監 測 肌 肉 力 量 的 完 整 性 與 變 化 3 周 邊 電 刺 激 器 (Digitimer constant current stimulator model DS7A, Digitimer Ltd., England) 可 提 供 之 電 流 波 寬 範 圍 為 50 微 秒 至 2000 微 秒, 最 大 強 度 為 1 安 培, 最 大 電 壓 範 圍 為 100 至 400 伏 特 本 研 究 採 用 波 寬 200 微 秒, 電 壓 400 伏 特 之 單 一 脈 衝 (Pulse) 來 刺 激 股 四 頭 肌 產 生 肌 肉 電 抽 搐 力 量 4 自 製 力 矩 量 測 系 統 (Torque measurement system) 此 系 統 主 要 以 力 量 轉 換 器 (Force transducer) 組 成, 力 量 轉 換 器 的 測 量 範 圍 從 0 至 100 公 斤 將 力 量 轉 換 器 用 可 旋 轉 的 樞 紐 固 定 在 木 板 上, 且 力 量 轉 換 器 可 依 需 要 調 整 角 度 力 量 轉 換 器 可 將 力 矩 值 (Torque) 37

46 轉 換 成 電 壓 (Voltage), 方 便 我 們 計 算 5 訊 號 擷 取 系 統 將 放 大 器 放 大 的 訊 號 擷 取 並 儲 存 至 電 腦 以 便 事 後 分 析 系 統 包 括 訊 號 轉 接 盒 類 比 數 位 轉 換 器 (InstruNet Model 200PCI controller, USA) 以 及 資 料 擷 取 系 統 (InstruNet world, intrunet software, inet32.dll, Version 2.0, USA) 本 實 驗 以 擷 取 頻 率 100 赫 茲 紀 錄 力 矩 訊 號 6 攜 帶 式 電 刺 激 器 (Trio 300, ITO Ltd., Germany) 本 研 究 採 用 此 周 邊 電 刺 激 器 的 神 經 肌 肉 模 式 做 為 訓 練 方 式 此 神 經 肌 肉 模 式 可 調 整 之 電 流 波 長 範 圍 為 100 到 300 微 秒, 頻 率 範 圍 為 25 到 100 赫 茲, 收 縮 和 放 鬆 時 間 範 圍 為 0.5 到 30 秒 和 1 到 60 秒, 電 流 強 度 範 圍 為 0 到 80 毫 安 培, 可 調 整 訓 練 時 間 為 1 到 30 分 鐘 7 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 (National Multiple Sclerosis Society, 1997) 本 研 究 採 用 美 國 國 家 多 發 性 硬 化 症 病 友 會 所 使 用 的 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表, 專 門 用 於 評 估 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 主 觀 疲 勞 對 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 生 理 的 (Physical) 認 知 上 的 (Cognitive) 與 心 理 社 會 (Psychsocial) 等 方 面 的 影 響 ( 表 2-3) 3.3 實 驗 步 驟 在 施 測 者 告 知 實 驗 內 容 後, 請 參 與 實 驗 的 受 試 者 詳 閱 受 試 者 同 意 38

47 書 並 簽 名 填 完 同 意 書 後, 將 受 試 者 採 坐 姿, 用 護 具 固 定 受 試 者 身 體 避 免 移 動 維 持 膝 關 節 屈 曲 60 度, 並 將 小 腿 遠 端 固 定 於 自 製 力 矩 量 測 系 統, 以 便 受 試 者 能 做 股 四 頭 肌 (Quadriceps) 的 等 長 收 縮 固 定 好 用 力 位 置 後, 將 表 面 電 極 片 (9*12 公 分 ) 貼 在 髕 骨 上 端 約 3 到 5 公 分 處 的 股 四 頭 肌 上, 另 一 片 貼 於 靠 近 髖 關 節 處 的 股 四 頭 肌 肌 腹 處, 以 便 讓 周 邊 電 刺 激 器 給 予 一 連 串 的 誘 發 肌 肉 收 縮 的 電 刺 激 使 受 試 者 產 生 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 持 續 增 加 電 刺 激 強 度 直 到 產 生 最 大 的 肌 肉 電 抽 搐 力 量, 紀 錄 此 時 的 電 刺 激 大 小 此 電 刺 激 大 小 會 再 加 上 10% 的 電 流 強 度 便 是 本 實 驗 肌 肉 能 力 測 試 所 採 用 之 超 強 電 刺 激 測 試 開 始 前 請 受 試 者 練 習 做 五 次 最 大 自 主 用 力 並 當 作 熱 身, 每 次 練 習 間 需 相 隔 一 分 鐘 當 受 試 者 熟 悉 如 何 用 力 後, 就 正 式 開 始 肌 肉 能 力 測 試 及 紀 錄 先 測 試 受 試 者 的 最 大 自 主 用 力, 請 受 試 者 聽 施 測 者 的 指 示 做 三 次 股 四 頭 肌 的 最 大 自 主 用 力, 每 次 最 大 自 主 用 力 需 維 持 三 到 五 秒, 每 次 測 試 間 隔 30 秒 當 最 大 自 主 用 力 測 試 完 後, 請 受 試 者 休 息 一 分 鐘, 之 後 進 行 中 樞 疲 勞 測 試 請 受 試 者 完 全 放 鬆, 然 後 用 超 強 電 刺 激 誘 發 一 次 受 試 者 股 四 頭 肌 的 最 大 肌 肉 電 抽 搐 力 量, 之 後 停 三 秒, 請 受 試 者 做 最 大 自 主 用 力 並 在 用 力 第 二 秒 時 加 入 超 強 電 刺 激 誘 發 受 試 者 的 剩 餘 力 量, 之 後 請 39

48 受 試 者 完 全 放 鬆, 並 在 放 鬆 三 秒 時 再 用 超 強 電 刺 激 誘 發 第 二 次 股 四 頭 肌 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 我 們 將 兩 次 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 平 均 峰 值 定 為 T1, 剩 餘 力 量 稱 為 T2, 帶 入 公 式 可 算 出 肌 肉 自 主 活 化 程 度 當 中 樞 疲 勞 測 試 完 後, 請 受 試 者 休 息 一 分 鐘 後 進 行 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 測 試 請 受 試 者 完 全 放 鬆, 然 後 用 超 強 電 刺 激 誘 發 兩 次 股 四 頭 肌 的 最 大 肌 肉 電 抽 搐 力 量, 每 次 刺 激 相 隔 約 五 秒 在 測 試 時 要 注 意 受 試 者 是 否 有 完 全 放 鬆, 可 由 示 波 器 的 基 準 線 來 判 斷 之 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 測 試 完 後, 便 進 行 疲 勞 運 動 本 實 驗 的 疲 勞 運 動 為 固 定 時 間 20 分 鐘 內 做 間 歇 性 的 最 大 自 主 用 力 (MVC) 運 動 先 在 示 波 器 上 定 出 100% 90% 80% 70% 最 大 自 主 用 力 之 目 標 線 (Target line) 以 提 供 受 試 者 視 覺 回 饋, 之 後 施 測 者 依 時 間 喊 口 令 讓 受 試 者 能 依 口 令 做 最 大 自 主 用 力 5 秒 後 放 鬆 5 秒 的 間 歇 性 疲 勞 運 動 在 疲 勞 運 動 期 間, 每 隔 4 分 鐘 需 監 測 兩 次 中 樞 疲 勞 測 試 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 最 大 自 主 用 力 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 取 兩 次 的 平 均 值, 中 樞 疲 勞 測 試 則 取 較 好 的 一 次 計 算 肌 肉 自 主 活 化 程 度 整 個 實 驗 流 程 結 束 後, 將 周 邊 電 刺 激 器 換 成 攜 帶 式 電 刺 激 器, 紀 錄 兩 腳 在 產 生 40% 最 大 自 主 用 力 時 所 需 的 電 流 強 度 最 後 請 受 試 者 填 寫 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 實 驗 結 束 後 一 週, 開 始 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 訓 練 地 點 為 病 40

49 患 家 中, 每 週 三 次 並 隔 天 訓 練, 每 次 30 分 鐘 本 實 驗 選 擇 攜 帶 式 電 刺 激 器 作 為 訓 練 工 具, 前 兩 週 的 電 刺 激 強 度 從 能 誘 發 病 患 20% 最 大 自 主 用 力 開 始, 之 後 每 次 訓 練 增 加 5 到 10 毫 安 培, 第 三 週 開 始 電 刺 激 強 度 則 調 整 固 定 為 受 試 者 40% 最 大 自 主 用 力 神 經 肌 肉 電 刺 激 頻 率 定 為 25 赫 茲, 波 長 為 200 毫 秒, 肌 肉 收 縮 和 放 鬆 時 間 比 設 定 為 收 縮 0.5 秒 和 放 鬆 1 秒 訓 練 時, 病 患 坐 在 穩 定 的 椅 子 上, 高 度 要 讓 腳 底 貼 地 膝 關 節 能 屈 曲 90 度, 並 使 股 四 頭 肌 能 做 等 長 收 縮 (Isometric contraction) 電 極 片 正 極 貼 在 靠 髖 關 節 的 股 四 頭 肌 肌 腹, 負 極 貼 在 髕 骨 上 端 3 到 5 公 分 處 監 測 人 員 每 週 一 次 前 往 病 患 家 中 監 控 及 調 整, 另 兩 次 訓 練 請 病 患 或 其 家 屬 操 作 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 結 束 後 一 週, 再 重 複 一 次 相 同 的 肌 肉 能 力 測 試 和 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 便 完 成 全 部 的 實 驗 流 程 3.4 資 料 處 理 與 分 析 本 實 驗 以 Acknowledge3.7.3 套 裝 軟 體 進 行 訊 號 事 後 分 析 本 實 驗 參 數 為 最 大 自 主 用 力 (MVC) 肌 肉 自 主 活 化 程 度 (VA) 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 (Twitch), 和 疲 勞 活 動 後 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 中 樞 疲 勞 指 數 和 周 邊 疲 勞 指 數 在 擷 取 資 料 中 取 受 試 者 在 疲 勞 運 動 前 的 最 大 自 主 用 力, 從 此 最 大 41

50 自 主 用 力 的 峰 值 往 後 取 0.5 秒 平 均 時 間 的 力 矩 值 (Mean) 並 紀 錄, 然 後 再 取 兩 次 最 大 自 主 用 力 力 矩 值 的 平 均 數 便 是 本 研 究 採 用 之 最 大 自 主 用 力 基 準 值 ( 圖 3-2) 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 最 大 自 主 用 力 基 準 值 定 為 100%, 並 將 疲 勞 運 動 後 測 得 的 最 大 自 主 用 力 變 化 值 與 運 動 前 的 基 準 值 進 行 標 準 化, 即 可 得 出 疲 勞 運 動 後 最 大 自 主 用 力 的 下 降 率, 疲 勞 運 動 後 此 時 間 點 的 下 降 率 便 定 義 為 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數, 當 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 增 加 時, 即 表 示 病 患 整 體 疲 勞 改 善 在 疲 勞 運 動 前 的 中 樞 疲 勞 測 試 中, 我 們 取 最 大 自 主 用 力 前 後 兩 次 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 峰 值 再 取 平 均 值, 此 平 均 值 本 研 究 定 為 T1, 而 較 好 一 次 的 的 剩 餘 力 量 峰 值 稱 為 T2, 帶 入 公 式 1- T2 / T1 可 算 出 肌 肉 自 主 活 化 程 度 基 準 值 ( 圖 3-3) 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 基 準 值 定 為 100%, 並 將 疲 勞 運 動 後 測 得 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 變 化 值 與 運 動 前 的 基 準 值 進 行 標 準 化, 即 可 得 出 疲 勞 運 動 後 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 下 降 率, 疲 勞 運 動 後 此 時 間 點 的 下 降 率 便 定 義 為 中 樞 疲 勞 指 數, 當 中 樞 疲 勞 指 數 增 加 時, 即 表 示 病 患 中 樞 疲 勞 改 善 在 擷 取 資 料 中 取 受 試 者 在 疲 勞 運 動 前 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 峰 值, 取 兩 次 最 大 電 抽 搐 力 量 峰 值 的 平 均 數 便 是 本 研 究 採 用 之 肌 肉 最 大 42

51 電 抽 搐 力 量 基 準 值 ( 圖 3-4) 本 研 究 將 疲 勞 運 動 前 的 最 大 電 抽 搐 力 量 基 準 值 定 為 100%, 並 將 疲 勞 運 動 後 測 得 的 最 大 電 抽 搐 力 量 變 化 值 與 運 動 前 的 基 準 值 進 行 標 準 化, 即 可 得 出 疲 勞 運 動 後 最 大 電 抽 搐 力 量 的 下 降 率, 疲 勞 運 動 後 此 時 間 點 的 下 降 率 便 定 義 為 周 邊 疲 勞 指 數, 當 周 邊 疲 勞 指 數 增 加 時, 即 表 示 病 患 周 邊 疲 勞 改 善 3.5 統 計 分 析 本 實 驗 以 統 計 軟 體 SAS(The SAS system for Windows V8), 進 行 單 因 子 重 複 量 數 變 異 數 分 析 (Two-way repeated measures of ANOVA) 來 分 析 病 患 在 疲 勞 運 動 後 各 參 數 疲 勞 指 數 的 變 化 自 變 數 分 別 為 電 刺 激 訓 練 ( 訓 練 前 後 ) 和 疲 勞 運 動 ( 運 動 前 後 ), 依 變 數 為 標 準 化 的 最 大 自 主 用 力 肌 肉 活 化 程 度 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量, 以 及 標 準 化 的 整 體 疲 勞 指 數 中 樞 疲 勞 指 數 和 周 邊 疲 勞 指 數, 以 Tukey 法 作 事 後 分 析 (Post hoc), 顯 著 水 準 α 為 0.05 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 使 用 描 述 性 統 計 分 析 43

52 表 3-1 病 患 基 本 資 料 編 號 性 別 年 齡 ( 歲 ) EDSS( 分 ) S1 M S2 F S3 M S4 F S5 F S6 F S7 a F S8 a F S9 F a 表 示 未 完 成 訓 練 並 排 除 其 訓 練 結 果 之 病 患 44

53 圖 3-1 實 驗 器 材 配 置 圖 最 大 值 力 矩 值 0.5 秒 圖 3-2 最 大 自 主 用 力 基 準 值 的 擷 取 方 式 ( 黑 色 範 圍 為 0.5 秒 力 矩 值 ) 45

54 剩 餘 力 量,T2 峰 值 最 大 自 主 用 力 第 一 個 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 平 均 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量,T1 第 二 個 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 圖 3-3 肌 肉 自 主 活 化 程 度 基 準 值 的 擷 取 方 式 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 峰 值 圖 3-4 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 基 準 值 的 擷 取 方 式 46

55 第 四 章 實 驗 結 果 兩 位 病 患 在 電 刺 激 訓 練 期 間 身 體 不 適, 未 完 成 訓 練 故 排 除 其 訓 練 結 果, 以 下 均 為 七 位 病 患 的 實 驗 結 果 分 成 以 下 部 分 : 一 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 最 大 自 主 用 力 的 變 化 ; 二 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 變 化 ; 三 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化 ; 四 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 的 變 化 ; 五 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 中 樞 疲 勞 指 數 的 變 化 ; 六 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 周 邊 疲 勞 指 數 的 變 化 ; 七 電 刺 激 訓 練 前 後 病 患 主 觀 自 覺 疲 勞 指 數 量 表 的 變 化 八 總 結 4.1 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 最 大 自 主 用 力 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 有 六 位 病 患 的 最 大 自 主 用 力 增 加, 一 位 病 患 下 降 ( 附 錄 4-1) 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 的 平 均 股 四 頭 肌 最 大 自 主 用 力 為 32.4±8.9 公 斤 重, 電 刺 激 訓 練 後 為 32.9±12.4 公 斤 重, 無 顯 著 增 加 (p=0.1077)( 表 4-1) 4.2 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 肌 肉 自 主 活 化 程 度 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 有 六 位 病 患 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 比 值 增 加, 一 位 病 患 下 降 ( 附 錄 4-1) 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 為 68±15%, 電 刺 激 訓 練 後 增 加 為 71±15%, 有 顯 著 增 加 (p=0.0127)( 表 47

56 4-1) 4.3 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 有 四 位 病 患 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 增 加, 一 位 無 改 變, 另 兩 位 則 是 減 少 ( 附 錄 4-1) 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 的 股 四 頭 肌 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 為 13.4±4.4 公 斤 重, 電 刺 激 訓 練 後 為 14.5±6.3 公 斤 重, 無 顯 著 增 加 (p=0.2470)( 表 4-1) 4.4 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 有 六 位 病 患 的 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 增 加, 僅 一 位 病 患 下 降 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 的 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 為 66.6 ± 13.0%; 訓 練 後 疲 勞 指 數 增 加 為 74.9 ± 11.0%, 達 顯 著 差 異 (df=5, F=15.00 P=0.0181), 顯 示 病 患 肌 肉 疲 勞 比 訓 練 前 改 善 ( 表 4-2, 圖 4-1) 4.5 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 中 樞 疲 勞 指 數 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 有 六 位 病 患 的 中 樞 疲 勞 指 數 增 加, 僅 一 位 病 患 下 降 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 之 中 樞 疲 勞 指 數 為 73.2 ± 18.1%; 訓 練 後 疲 勞 指 數 增 加 為 84.5 ± 11.9%, 達 顯 著 差 異 (df=5, F=19.41, P=0.0044), 顯 示 病 患 中 樞 疲 勞 比 訓 練 前 改 善 ( 表 4-2, 圖 4-2) 4.6 八 週 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 周 邊 疲 勞 指 數 的 變 化 48

57 電 刺 激 訓 練 後, 有 五 位 病 患 的 周 邊 疲 勞 指 數 增 加, 兩 位 病 患 下 降 電 刺 激 訓 練 前, 病 患 之 周 邊 疲 勞 指 數 為 93.8 ± 7.4%, 訓 練 後 疲 勞 指 數 增 加 為 ± 9.2%, 無 顯 著 差 異 (df=5, F=0.48, P=0.1451), 顯 示 病 患 周 邊 疲 勞 與 訓 練 前 無 異 ( 表 4-2, 圖 4-3) 4.7 電 刺 激 訓 練 前 後 主 觀 自 覺 疲 勞 量 表 的 變 化 電 刺 激 訓 練 後, 所 有 病 患 的 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 分 數 都 下 降 病 患 在 電 刺 激 訓 練 前 的 平 均 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 分 數 為 40.3±11.1 分, 在 電 刺 激 訓 練 後 下 降 為 34.6±14.4 分, 顯 示 病 患 之 主 觀 自 覺 疲 倦 感 比 訓 練 前 改 善 ( 表 4-3) 4.8 總 結 一 病 患 在 電 刺 激 訓 練 後, 最 大 自 主 用 力 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 無 顯 著 增 加, 但 肌 肉 自 主 活 化 程 度 有 顯 著 增 加, 表 示 病 患 的 周 邊 無 力 無 顯 著 改 善 二 病 患 在 電 刺 激 訓 練 後, 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 和 中 樞 疲 勞 指 數 有 顯 著 增 加, 但 周 邊 疲 勞 指 數 無 顯 著, 表 示 訓 練 後 病 患 的 整 體 肌 肉 疲 勞 和 中 樞 疲 勞 改 善, 但 周 邊 疲 勞 則 無 改 變 三 病 患 在 電 刺 激 訓 練 後, 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 分 數 增 加, 顯 示 病 患 的 主 觀 自 覺 疲 倦 感 比 訓 練 前 改 善 49

58 表 4-1 八 週 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 平 均 之 最 大 自 主 用 力 肌 肉 自 主 活 化 程 度 比 值 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 的 變 化 ( 平 均 數 ± 標 準 差 ) 訓 練 前 訓 練 前 最 大 自 主 用 力 ( 公 斤 重 ) 32.4± ±12.4 肌 肉 自 主 活 化 程 度 (%) 68±15% 71±15%* 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 ( 公 斤 重 ) 13.4± ±6.3 * 表 示 p<0.05, 訓 練 前 後 有 達 統 計 顯 著 差 異 表 4-2 八 週 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 疲 勞 指 數 變 化 ( 平 均 數 ± 標 準 差 ) ( 將 疲 勞 運 動 前 定 為 100%) 疲 勞 指 數 (%) 訓 練 前 訓 練 後 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 66.6±13.0% 74.9±11.1%* 中 樞 疲 勞 指 數 73.2±18.1% 84.5±11.9%* 周 邊 疲 勞 指 數 93.8±7.4% 104.8±9.2% * 表 示 p<0.05, 訓 練 前 後 有 達 統 計 顯 著 差 異 50

59 表 4-3 八 週 電 刺 激 訓 練 後 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 的 變 化 ( 平 均 數 ± 標 準 差 ) 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 訓 練 前 訓 練 後 S S S S S S S 平 均 40.3± ±

60 % * 60 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 訓 練 訓 練 前 後 運 動 前 運 動 後 圖 4-1 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 最 大 自 主 用 力 變 化, 運 動 後 此 點 代 表 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 (* 表 示 訓 練 後 有 達 統 計 顯 著 差 異 ) % 100 * 中 樞 疲 勞 指 數 訓 練 訓 練 前 後 運 動 前 運 動 後 圖 4-2 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 肌 肉 自 主 活 化 程 度 變 化, 運 動 後 此 點 代 表 中 樞 疲 勞 指 數 * 表 示 訓 練 後 有 達 統 計 顯 著 差 異 ) 52

61 % 周 邊 疲 勞 指 數 訓 練 訓 練 前 後 運 動 前 運 動 後 圖 4-3 電 刺 激 訓 練 前 後, 病 患 的 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 變 化, 運 動 後 此 點 代 表 周 邊 疲 勞 指 數 53

62 第 五 章 討 論 本 研 究 結 果 得 之, 多 發 性 硬 化 症 病 患 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 雖 然 病 患 肌 力 未 達 顯 著 改 善, 但 改 良 式 疲 勞 能 力 指 數 量 表 分 數 下 降, 且 病 患 的 整 體 和 中 樞 疲 勞 指 數 達 顯 著 增 加, 顯 示 本 研 究 的 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 是 有 降 低 病 患 疲 勞 的 效 果 5.1 結 果 與 假 設 之 支 持 與 反 對 一 本 研 究 結 果 反 對 第 一 個 假 設, 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 最 大 自 主 用 力 和 肌 肉 最 大 電 抽 搐 力 量 無 顯 著 增 加 而 電 刺 激 訓 練 後, 肌 肉 活 化 程 度 有 顯 著 增 加, 顯 示 電 刺 激 訓 練 後 病 患 的 中 樞 疲 勞 改 善, 這 亦 表 示 周 邊 電 刺 激 訓 練 可 能 有 影 響 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 中 樞 神 經 傳 導 二 本 研 究 結 果 支 持 第 二 個 假 設, 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 多 發 性 硬 化 症 病 患 的 整 體 肌 肉 疲 勞 指 數 和 中 樞 疲 勞 指 數 有 顯 著 增 加, 這 顯 示 病 患 在 從 事 疲 勞 運 動 時 的 肌 肉 疲 勞 和 中 樞 疲 勞 減 少 了 而 周 邊 疲 勞 指 數 無 顯 著 增 加, 這 顯 示 病 患 在 從 事 疲 勞 運 動 時 的 周 邊 疲 勞 並 無 預 期 的 減 少 三 本 研 究 結 果 支 持 第 三 個 假 設, 在 八 週 神 經 肌 肉 電 刺 激 訓 練 後, 多 54