Đại cương về điện trị liệu

1. Giới thiệu và lịch sử

Dòng điện và một dòng các phần tử tích điện. Các phần tử tích điện có thể là các electron hoặc ion. Dòng điện đã dược sử dụng với con người từ rất lâu (ít nhất năm 46 SCN, với văn bản ghi lại việc sử dụng cá điện torpedo để giảm đau).
Vào cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19, cùng với sự phát minh dòng điện, sự quan tâm đến sử dụng dòng điện trong y học gia tăng. Galvani đã sử dụng dòng điện từ pin để tạo co cơ và gọi đó là dòng Galvanic. Faraday phát hiện dòng điện hai chiều, gọi là dòng Faradic, gây co cơ. Năm 1905, Lapicque đưa ra “luật kích thích”, liên hệ cường độ và thời gian của một kích thích để nó tạo ra co cơ hay không và giới thiệu khái niệm đường cong cường độ- thời gian.

Sử dụng dòng điện để giảm đau xuất phát từ thuyết kiểm soát công về cảm nhận đau được Melzack và Wall  đề xuất vào những năm  1960. Ngày nay, kích thích điện đã được sử dụng rộng rãi trong PHCN với nhiều ứng dụng, bao gồm tạo có cơ, kiểm soát đau cấp, mạn và đau sau phẫu thuật, kích thích lành mô. Ngoài ra, kích thích điện còn được sử dụng để tăng sự xâm nhập của thuốc qua da.

2. Các thông số của dòng điện

Các đặc tính của dòng điện có thể được mô tả qua các thông số. Sau đây là mô tả các thông số có thể điều chỉnh được thường sử dụng trong kích thích điện.
2.1. Các dạng sóng
Các dạng sóng của dòng điện có thể chia làm ba loại: Dòng một chiều (DC), Dòng xoay chiều (AC) và dòng xung (PC). Dòng trực tiếp (một chiều) là dòng các vật tích điện một chiều liên tục. Dòng này thường được sử dụng để điện phân và kích thích co các cơ mất phân bố thần kinh. Dòng xoay chiều là dòng các vật tích điện hai chiều liên tục. Dòng AC có thể được sử dụng để kiểm soát đau (như dòng giao thoa) và kích thích co cơ (như dòng kiểu Nga). Dòng xung là dòng các vật tích điện ngắt quãng có những chuỗi xung xen kẽ với các khoảng thời gian không có dòng điện. Dòng xung được có nhiều ứng dụng, bao gồm kiểm soát đau, lành cơ, co cơ, và là dạng sóng thường được sử dụng nhất trong kích thích điện.
  
Hình: Dòng một chiều và dòng xoay chiều
– Dòng xoay chiều trung tần (giao thoa, dòng biến điệu trước, và dòng kiểu Nga)
Dòng giao thoa được tạo ra bởi sự giao thoa của hai dòng trung tần (1000-10000Hz) có tần số khác nhau nhỏ. Hai dòng xoay chiều trung tần này được phát qua hai cặp điện cực từ hai kênh khác nhau trong cùng một máy kích thích. Các điện cực được đặt lên da sao cho hai dòng giao chéo nhau, là do đó tạo sự giao thoa. Khi cả hai dòng cùng pha, chúng tạo cường độ cao hơn và khi hai dòng nghịch pha, chúng tạo cường độ thấp hơn. Điều này tạo nên vỏ các xung được gọi là các nhịp. Tần số nhịp bằng với chênh lệch tần số của hai dòng xoay chiều ban đầu. Tần số dòng xoay chiều ban đầu được gội là tần số mang. Ví dụ khi một tần số mang 5000 Hz giao thoa với một dòng có tần số mang 5100 Hz,  tần số nhịp 100 Hz sẽ được tạo ra trong mô. Ưu điểm của dòng giao thoa là phân bố đến da với cường độ thấp hơn và kích thích vùng rộng hơn.


Hình: Dòng giao thoa
Dòng biến điệu trước (premodulated current) là dòng trung tần xoay chiều, được tạo ra bởi một kênh và hai điện cực, có hình dạng sóng tương tự như dòng giao thoa. Tuy nhiên dòng biến điệu trước không có những ưu điểm của dòng giao thoa.

Hình: Dòng biến điệu trước
Dòng kích thích kiểu Nga là dòng kích thích điện với một dạng sóng và các thông số nhằm làm mạnh cơ tứ đầu, được phát triển trong rèn luyện các vận động viên Olympic của Nga. Đây là dòng xoay chiều trung tần với tần số mang 2500 Hz, tạo các đợt xung (bursts) dài 10 ms, khoảng gian đợt xung 10 ms, 50 burst mỗi giây.

Hình: Kích thích kiểu Nga
– Dòng xung:
Dòng xung là dòng các vật thể tích điện di chuyển theo các chuỗi xung cách nhau bởi thời gian không có dòng điện. Trong một xung dòng điện có thể di chuyển theo một hướng (đơn pha) hoặc cả hai hướng (hai pha).
Các dòng xung đơn pha có thể được sử dụng với bất kỳ ứng dụng lâm sàng nào nhưng thường nhất là để kích thích lành mô và giảm phù nề cấp tính. Dòng xung đơn pha thường đường sử dụng nhất  là dòng hiệu thế cao (high-volt pulsed current, HVPC), còn được gọi là dòng galvanic xung, với các xung gồm một cặp pha ngắn cùng hướng, giảm nhanh. Dòng xung hai pha có thể đối xứng hoặc không, và khi không đối xứng có thể cân bằng hoặc không cân bằng. Mặc dù ít có sự khác biệt lâm sàng giữa dòng xung đối xứng và không đối xứng, dòng xung hai pha không đối xứng có thể dễ chịu hơn với người nhận khi được dùng để gây co các cơ nhỏ, còn dòng xung hai pha đối xứng có thể dễ chịu hơn khi sử dụng để gây co các cơ lớn, như cơ tứ đầu.

Hình:Dòng xung đơn pha và hai pha

Hình: Dòng xung hiệu thế cao HVPC

Hình: Dòng xung hai pha đối xứng, không đối xứng cân bằng, và không đối xứng không cân bằng
2.2. Các thông số phụ thuộc thời gian
Thời gian xung chỉ độ dài của một xung, thường được đo bằng micro giây. Thời gian xung ngắn thường được dùng để giảm đau và thời gian xung dài cần đẻ tạo co cơ.
Thời gian pha là thời gian một pha của xung.
Khoảng gian xung là thời gian giữa các xung.

Hình: Thời gian xung, thời gian pha, và khoảng giữa xung
2.3. Các thông số dòng điện khác
Cường độ: là độ lớn của dòng hoặc hiệu thế và thường được điều chỉnh bởi bệnh nhân hoặc kỹ thuật viên, ảnh hưởng cảm giác về độ mạnh của kích thích cũng như loại dâ thần kinh bị hoạt hóa.

Hình: Cường độ dòng
Tần số là số chu kỳ hoặc xung mỗi giây, tính bằng Hz hoặc nhịp mỗi giây (pps).

Hình: Dòng xung đơn pha với tần số 3 Hz và 9 Hz
Thời gian bật/tắt (on:off) là thời gian có dòng xung/không có dòng xung. Có thể ghi lại mối liên hệ on/off bằng tỷ lệ , ví dụ dòng kích thích cơ bật 10 giây, theo sau là tắt 50 giây có thể được viết là thời gian on:off là 10:50 giây, hay tỉ lệ on:off là 1:5.

Hình: Thời gian On:off của một dòng xung hai pha
Thời gian dốc lên (ramp up) là thời gian để cường độ dòng tăng từ zero trong thời gian off đến tối đa trong thời gian on. Thời gian dốc xuống là thời gian để cường độ dòng giảm từ tối đa trong thời gian on xuống zero trong thời gian off. Các dốc thường được dùng để cải thiện sự thoải mái của người bệnh khi dòng điện được sử dụng để co cơ. Thời gian dốc lên thường được tính trong thời gian on, còn thời gian dốc xuống thường tính trong thời gian off.

HÌnh: Thời gian dốc lên và dốc xuống

3. Các tác dụng của dòng điện

3.1. Kích thích điện thế hoạt động ở các dây thần kinh
Phần lớn tác dụng lâm sàng của kích thích điện là do kết quả của dòng kích thích tạo ra điện thế hoạt động ở các sợi thần kinh cảm giác và/hoặc vận động.
Mức độ điện cần thiết để tạo nên một điện thế hoạt động phụ thuộc vào loại dây thần kinh và có thể được biểu diện bằng đường cong cường độ- thời gian. Đường cong cường độ- thời gian biểu diễn kết hợp giữa cường độ dòng và thời gian xung tối thiểu để khử cực sợi thần kinh đó. Đây là cơ sở của chọn lựa tác dụng của kích thích điện. Nói chung, cường độ dòng thấp và thời gian xung ngắn (thường <80 micro giây) có thể khử cực các dây thần kinh cảm giác, trong khi để khử cực các dây thần kinh vận động cần cường độ cao hơn hoặc thời gian xung dài hơn (150-300 micro giây). Bằng cách giữ thời gian xung nhỏ hơn 1 ms, các sợi C không bị khử cực nên đau được giảm thiểu.

Hình: Đường cong cường độ- thời gian
Gia tăng cường độ hoặc thời gian xung quá giá trị đủ để kích thích một điện thế hoạt động không thay đổi điện thế hoạt động (đáp ứng tất cả hoặc không).
Một khi điện thế hoạt động được tạo ra, nó khởi phát một điện thế hoạt động màng tế bào thần kinh ở vùng kế cận. Điều này được gọi là sự lan truyền hoặc dẫn truyền điện thế hoạt động dọc tế bào thần kinh. Với kích thích bằng điện, sự lan truyền xảy ra theo cả hai hướng từ vị trí kích thích.
Tốc độ lan truyền phụ thuộc vào loại dây thần kinh kích thích (phụ thuộc vào đường kính dây và bao myelin hay không). Ví dụ dây thần kinh vận động A anpha kích thước lớn dẫn truyền 60-120 m/s, các sợi kích thước nhỏ hơn như A gamma và A delta (có myelin) dẫn truyền 12-30 m/s, trong khi C không myelin dẫn truyền cảm giác nhiệt và đau chậm thì dẫn truyền với tốc độ chậm hơn nhiều, từ 0,5-2 m/s.
3.2. Khử cực trực tiếp cơ
Các cơ còn phân bố thần kinh đáp ứng co với kích thích điện khi một điện thế hoạt động lan đến cơ qua dây thần kinh vận động phân bố cơ đó. Đây gọi là kích thích điện thần kinh cơ (NMES).
Các cơ mất phân bố co khi dòng điện trực tiếp tạo sự khử cực ở tế bào cơ. Đây được gọi là kích thích cơ bằng điện (EMS) và đòi hỏi các xung có độ dài hơn 10 ms, do đó cần phải có máy kích thích điện được thiết kế cho mục đích này.
3.3. Các tác dụng ion của dòng điện
Phần lớn dòng điện sử dụng trong điều trị là dạng sóng hai pha cân bằng, không có tác dụng ion. Ngược lại, dòng một chiều, dòng xung một pha hoặc hai pha không cân bằng tạo nên một tích điện ở mô và tạo nên các tác dụng ion. Điện cực âm (cathode) thu hút các ion tích điện dương và đẩy các ion tích điện âm, trong khi điện cực dương (anode) thu hút các ion tích điện âm và đẩy các ion tích điện dương.
Các tác dụng ion này có thể sử dụng trong điều trị để tăng sự xâm nhập của thuốc có bản chất là ion qua da (điện dẫn thuốc) hoặc điều trị các tình trạng viêm để gia tăng sự lành của mô và giảm phù nề.

4. Các chỉ định và cẩn trọng

4.1. Chống chỉ định sử dụng dòng điện

• người mang máy tạo nhịp tim hoặc có bệnh lý tim mạch/rối loạn nhịp không ổn định.
• Đặt điện cực ở vùng ngực gần tim, xoang cảnh, não, mắt, hầu họng,
• Vùng bị tắtc nghẽn động hoặc tĩnh mạch, viêm tĩnh mạch huyết khối (nguy cơ thuyên tắc mạch)
• Vùng bụng hoặc lưng, hông ở phụ nữ có thai (kích thích điện có thể được sử dụng để giảm đau khi đẻ).

4.2. Các cẩn trọng sử dụng dòng điện

• Bệnh tim mạch
• Bệnh nhân rối loạn tâm thần hoặc giảm cảm giác
• Khối u ác tính
• Các vùng da kích thích hoặc vết thương hở

5. Các tác dụng phụ của dòng điện

Nói chung, kích thích điện có rất ít tác dụng phụ. Một số tai biến có thể là:

• Điện giật thường do máy có sự cố, dây dẫn điện vào máy không bảo đảm.
• Bỏng tại vùng điều trị, thường xảy ra với dòng một chiều hoặc xoay chiều hơn là dòng xung. Nguy cơ bỏng tăng lên khi không đủ môi trường truyền dẫn dưới điện cự sử dụng điện cực dán hoặc cố định điện cực không tốt kích thước điện cực nhỏ. Nên dùng điện cực kích thước lớn 5x 5 cm hoặc tốt hơn là 5×10 cm với dòng giao thoa.
• Rát da hoặc đỏ da do bệnh nhân dị ứng với bề mặt của điện cực. Cần thay loại điện cực khác.
• Một số bệnh nhân thấy dòng kích thích điện gây đau. Trong trường hợp này cần tăng cường độ dòng dần dần và/hoặc sử dụng các điện cực kích thước lớn hơn. Nếu bệnh nhân vẫn không chịu được, có thể chuyển sang sử dụng các phương thức điều trị khác.

6. Kỹ thuật áp dụng

6.1. Tư thế bệnh nhân
Tư thế bệnh nhân phụ thuôc vào vùng điều trị, mục đích điều trị và dụng cụ sử dụng. Ưu tiên hàng đầu là sự thoải mái của người bệnh.
6.2. Loại điện cực và đặt điện cực
Có nhiều loại điện cực để lực chọn tùy theo loại vật liệu sử dụng, kích thước và hình dạng, sự cần thiết của gel dẫn truyền, và mô điều trị.
Loại điện cực phổ biến nhất hiện nay là loại mềm dẻo và có lót lớp gel tự dính có vai trò như là môi trường truyền dẫn. điện cực tự dính có thể sử dụng một lần hoặc nhiều lần cho đến khi lớp gel bắt đầu khô (khoảng 1 tháng).
Một loại khác là điện cực tạo bởi cao su silicone tẩm carbon, thường có kích thước lớn hơn và cần có vật liệu truyền dẫn, như gel hoặc bọt biển nhúng nước sạch, và cần phải cố định lên người bệnh bằng băng dán, đai đàn hồi… vì chúng không tự dính.
Hình: Các loại điện cực khác nhau
Điện cực cần được đặt phẳng lên mặt da không tạo nếp gấp hoặc khoảng hở. Nên tránh đặt trực tiếp lên vùng lồi xương. Khoảng cách giữa các điện cực ảnh hưởng đến độ sâu và đường đi của dòng. Điện cực càng đặt gần nhau thì dòng đi nông hơn và ngược lại.

Hình: Tác dụng của khoảng cách giữa các điện cực (càng xa nhau dòng càng sâu).

6.3. Các hướng dẫn chung cho kích thích điện
– Đánh giá bệnh nhân và đặt mục tiêu điều trị
– Xác định KTĐ có phải là can thiệp phù hợp hay không
– Xác định KTĐ không là chống chỉ định với bệnh nhân này và với chẩn đoán của người bệnh.
– Chọn máy KTĐ phù hợp với can thiệp.
– Giải thích phương thức cho bệnh nhân
– Đặt bệnh nhân tư thế phù hợp và thoải mái
– Xem xét da vùng đặt điện cực đẻ loại trừ chà xát hoặc kích thích, lau sạch da bằng nước (không sử dụng cồn vì làm da khô quá mức).
– Kiểm tra điện cực và dây dẫn xem có hở, đứt.
– Đặt điện cực lên cùng điều trị, sử dụng môi trường truyền dẫn và cố định bổ sung bằng băng dán, đai nếu cần thiết.
– Gắn dây dẫn vào điện cực và máy kích thích
– Đặt các thông số tối ưu cho điều trị, bao gồm dạng sóng, phân cực, tần số, thời gian xung, thời gian on:off, dốc lên/dốc xuống, thời gian điều trị.
– Từ từ tăng cường độ dòng đến khi đạt mục đích mong muốn (kích thích cảm giác, co cơ) và trong phạm vi dung nạp của người bệnh.
– Quan sát phản ứng của người bệnh với kích thích trong vài phút đầu. Nếu mục đích là co cơ quan sát cường độ, hướng và tính chất cơ cơ để điều chỉnh phù hợp.
– Khi kết thúc điều trị, tháo điện cực và xem xét da của bệnh nhân các dấu hiệu phản ứng phụ.
– Ghi lại thông số và đáp ứng của người bệnh.

7. Ghi chỉ định.

Bao gồm các thông tin sau:

• Vùng cơ thể được điều trị
• Tư thế bệnh nhân
• Các thông số kích thích
• Đặt điện cực
• Thời gian điều trị
• Đáp ứng của bệnh nhân với điều trị