《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Efficacy of high- versus moderate-intensity spatially distributed sequential stimulation in subjects with spinal cord injury: an isometric study
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为探究刺激强度对空间分布顺序刺激（SDSS）效果的影响，研究人员对比高低强度 SDSS，发现高强度下 SDSS 优势减弱，为其应用提供依据。
在神经康复领域，功能性电刺激（FES）是帮助脊髓损伤（SCI）患者恢复功能的重要手段。传统的单电极刺激（SES）虽能引发肌肉收缩，但存在明显缺陷。它按照与刺激位点的接近程度募集运动单位，与人体自然的募集模式相反，总是先激活大轴突，导致肌肉疲劳过早出现。而且，SES 使用较大的经皮电极，多个运动单位同时被高频刺激，与人体自主收缩时运动单位异步、低频激活的模式不同，使得肌肉得不到充分休息。
为了改善这一现状，空间分布顺序刺激（SDSS）应运而生。SDSS 通过多个小电极覆盖不同运动点，模拟自主收缩模式，每个电极以较低频率刺激不同的运动单位池，能有效减少肌肉疲劳。然而，刺激强度这一关键参数对 SDSS 效果的影响却尚不明确。
法国里昂大学等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们招募了 7 名下肢运动完全性脊髓损伤的成年男性患者，进行了两项实验。实验 1 聚焦于股四头肌群的等长收缩，实验 2 则针对股外侧肌。研究人员将高强度 SDSS 与中等强度 SDSS 进行对比，以 SES 作为参照，分析疲劳和力量指标，包括疲劳时间（TTF）和力 - 时间积分（FTI）等。
在实验过程中，研究人员精心设计实验方案。首先对受试者进行筛选，确保符合条件且无近期下肢骨折、皮肤损伤等问题。实验时，受试者坐在可调节高度的平台上，固定好身体姿势和关节角度，使用 8 通道 MotiMove 刺激器和定制的 LabVIEW 程序产生电脉冲，通过特定的电极配置进行刺激。电极分为两种配置，分别用于不同实验，且在 SDSS 和 SES 模式下保证电极位置和覆盖面积相同。刺激强度根据肌肉的运动阈值强度和力平台强度确定，每个实验分为高强度和中等强度刺激两个 sessions ，且 session 之间间隔至少 48 小时以消除残留疲劳。
研究结果令人瞩目。在实验 1 中，针对股四头肌群，中等强度刺激下，SDSS 相比 SES 在 TTF、最大产生力（MPF）和平均产生力（APF）方面优势显著。例如，在一名受试者中，中等强度时，SDSS 的 TTF 为 20.00 秒，SES 为 11.47 秒，%TTFDifference?=74.37%；而高强度时，SDSS 的 TTF 为 13.18 秒，SES 为 10.34 秒，%TTFDifference?=27.47%。整体统计分析表明，中等强度刺激下的%TTFDifference?、%MPFDifference?和%APFDifference?均显著高于高强度刺激。
实验 2 针对股外侧肌，结果却有所不同。中等强度和高强度刺激下，%TTFDifference?、%MPFDifference?和%APFDifference?均无显著差异。这可能是因为中等强度相对较高，导致类似实验中未出现的溢出效应发生，且股外侧肌输出力较低，为保证有效刺激不得不选择较高强度，同时部分受试者还出现了股直肌的共同收缩现象。
综合来看，该研究明确了刺激强度对 SDSS 效果有显著影响。在股四头肌群中，高强度刺激会削弱 SDSS 相比 SES 在减少肌肉疲劳和增强力量方面的优势；而在股外侧肌中，中等强度和高强度刺激下 SDSS 与 SES 效果差异不明显。这一研究成果为 SDSS 在神经康复领域的应用提供了重要参考。临床医生在为脊髓损伤患者制定康复方案时，可以根据不同肌肉群和康复目标，更科学地选择刺激强度，优化 SDSS 的应用，提高康复效果。同时，研究也为后续进一步探索 SDSS 在其他刺激范式下的表现，如功能性电刺激骑行等，奠定了基础。
该研究主要采用了以下关键技术方法：一是实验对象选取技术，严格筛选符合条件的脊髓损伤患者作为样本队列；二是电刺激技术，运用 8 通道 MotiMove 刺激器结合定制 LabVIEW 程序产生特定频率和脉宽的电脉冲，实现不同模式的刺激；三是数据采集与分析技术，使用力测量仪以 80Hz 频率采集力数据，并通过 MS Excel 和 MATLAB 软件进行分析，计算 TTF、MPF、APF 等关键指标并进行统计分析。
研究结论和讨论部分再次强调，刺激强度是影响 SDSS 效果的关键因素。高刺激强度会因运动单位的重叠激活而降低 SDSS 的优势，这一发现对确定功能性任务目标至关重要。在实际应用中，若追求更高功率输出，可采用高强度刺激，但要考虑疲劳快速出现的问题；若希望延长任务执行时间，则需权衡功率输出和疲劳抵抗，选择中等强度刺激。该研究丰富了分布式刺激方法的理论知识，为其在神经肌肉康复中的应用提供了更坚实的基础，有望推动相关康复技术的进一步发展和完善。
