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最近自己在玩这个新玩具（neuromuscular electrical stimulation training），也有很多人好奇这东西的功效，我一时之间根本无法肯定的回答大家，因为医学或者运动科学，绝对不能像0800第四台卖中药的那位先生信口胡说宣称疗效，因此，正确的方式就是读书啦，刚好找到以下这篇paper非常贴近这个主题，我简单翻译整理一下跟大家分享。如有错误请不吝指教。
“The application of neuromuscular electrical stimulation training in various non-neurologic patient populations: a narrative review”
肌肉神经电刺激(NMES)自从1990年代开始越来越广泛的被使用，尤其是用于因为长时间无法正常活动(deconditioning)而造成肌肉萎缩，例如，加护病房中的病人，运动量很少的老人或者是骨科术后的人，不过以往的研究多著重于如何使用NMES去增加肌肉的耐力(fatigue resistence)，比较少探讨如何增加肌肉量(muscle hypertrophy)和肌肉力量(muscle strengthening)，大多的研究中通常不会清楚说明NMES使用时的详细刺激参数，然而，不同的刺激参数对于不同的族群和不同的训练目的影响非常大，因此这篇叙述性的论文就是要厘清这些问题，但此文章排除了神经损伤的病人，主要是著重在NMES对于非神经损伤者的作用效果．治疗参数以及治疗目标。
＠NMES的作用机制
#NMES的短期效应
- Force production:
“NMES"与"肌肉收缩产出力量"之间的关系是呈现S形曲线的(sigmoidal manner)，一般来说，电刺激的频率必须接近70-80Hz时，产生力量的效果才会比较明显，而且，这个效果也还要考虑肌肉纤维组成型态(Type I, IIa, IIb)，因为不同型态的肌肉有不同的特性，所以适合的刺激频率也会不一样。此外，刺激频率必须高于physiological firing frequency，才可以达到synchronous motor unit firing pattern，才能有更理想的力量输出。
（此图为参考图：force与frequency之间的关系，非此paper引用的图表）
2.Metabolic stress:
即使是在极低的负重状况下运动，使用NMES刺激肌肉，也能够提高耗氧量。实验分成两组，一组使用NMES诱发股四头肌收缩，另一组令受试者自主收缩股四头肌，控制条件是两组产生出的膝伸直力量是相同的，在这样的情况之下，研究发现NMES诱发组的耗氧量比自主收缩组还要大，而且，如果用PET(positron emission tomography)去测量局部肌肉的耗氧情况，也可以发现局部肌肉的氧气消耗量也是NMES组较大。
除此之外，NMES组的serum lactate浓度比自主收缩组来的高，可推论NMES诱发的肌肉收缩比较偏向无氧代谢。
NMES诱发肌肉收缩所造成的代谢需求比较高，可能是因为NMES对于肌肉动作单位的刺激是属于continuous, synchronous and exhausting contractile activity。原因是使用NMES需要较高的刺激频率，必须叫出更多的动作单元才能产生相同的力量，而且NMES的特性就是会持续刺激到肌肉完全疲劳，结论是叫出的动作单位较多．肌肉收缩的时间较长，因此会消耗较多能量。
3.Muscle damage
NMES的确比较容易引起muscle damage，其程度大概跟肌肉做离心收缩差不多，尤其初次使用NMES的人，更容易出现muscle damage的现象。研究发现使用NMES，即使是很小量的肌肉收缩(5.4%MVC)也能引起creatine kinase增加和产生迟发性肌肉酸痛。而且，组织学上也可以发现使用NMES后，肌纤维出现一些微小的变化，产生remodeling的现象。
然而，使用NMES第二次之后会比较适应，出现肉酸痛的情况就会大大的减少，因此设计NMES训练课程的时候必须要注意这个现象。
=>初次使用NMES训练的人，最好不要练太久、练得太剧烈或者电量调太强。
4.Evidence of acute cellular response to hypertrophy stimuli
我们都知道肌肉会因为物理性刺激(ex.重量训练)，而增加蛋白质合成，增加肌肉的体积，也就是肌肥大的意思，而NMES的训练也有使肌肉肥大的效果。
针对老年糖尿病患者的研究证实使用NMES(60Hz, 3sec on /3sec off)刺激60分钟，可以增加肌肉蛋白的合成。另一个研究是测量生长因子的浓度，分成自主肌肉收缩组与NMES刺激收缩组，控制两组在产生的力量相同的情况之下，研究结果发现NMES刺激收缩组受试者血浆内生长因子的浓度比自主收缩组高。
此外，在使用者可以忍受的范围内，将NMES的参数，也就是"时间"与"强度" (force-time integral)调得越大，越可以达到肌肥大效果。
接下来是讨论神经肌肉店刺激对肌肉的长期效应：
Chronic effect of NMES training
- Effects on muscle force and muscle mass
研究指出NMES可以使最大肌力(MVC)增加，增加幅度从7%到62%都有被报导过，而且，除了健康人之外，NMES对某些严重疾病患者的肌力也有效果，例如心脏衰竭患者或者慢性阻塞性肺病。然而，力量增加的幅度跟训练的方式和刺激的强度有很大的关系，但是，无论如何，NMES增加肌力的效果还是比自主肌肉收缩训练来的差。
=>以运动训练的角度来看，NMES对力量训练可以提供一点点帮助，可以当作一个辅助的工具，但基本的重量训量才是最重要且最有效的，千万不可以本末倒置。
NMES对肌肉造成的生理适应现象与自主肌肉收缩训练类似，在训练四周之后，就可以发现肌力增加了，但是肌肉却只有变大一点点而已，跟力量的增加不成正比，因此学者推论NMES提升肌力的效果，其作用机制应该是先使神经肌肉连结效率提升的成分较大，也就是神经肌肉系统的适应现象出现的比肌肉结构的改变还要更早；而另一个研究结果也支持这样的推论，那就是NMES的cross-education效果比自主肌肉收缩更强，cross-education效果简单来说就是训练一侧的脚而对侧脚的力量也会增加，这个效果也是属于神经肌肉系统的一种表现。
NMES除了增加神经肌肉系统连结效率，也可以产生“肌肥大效果”，而肌肥大其实在训练6至8周后才会发生，因此，NMES不是只有让神经系统产生适应反应，也能让肌肉结构产生变化，这两种效果都能够让肌力提升。
2.Effects on muscle fiber type composition
关于NMES会使哪一种肌纤维类型长大，目前还是很有争议的，有研究发现Type I和Type II纤维都会变大，适合的刺激频率各为45Hz和75Hz；但是，有研究发现NMES能增加Type I肌纤维面积，却减少Type II的肌纤维面积。
然而，大多数的研究发现在NMES之后，肌肉会倾向从fast fatigable type IIx变成oxidative type IIa。因此，虽然目前仍然没有一致性的结果，但是大多数研究倾向支持NMES会增加肌肉的氧化能力，也就是转成偏向耐力型肌肉。
=>以运动训练来说，选手使用NMES也较注意自己的运动类型，需要练出哪一种型态的肌肉。
3.Effects on exercise capacity
对于很虚弱的人来说，例如：心衰竭患者，NMES可以提高最大摄氧量，因此可以明显提升运动能力。但是对于一般人来说，想要利用NMES来提高最大摄氧量，就会相对比较难一点，可能需要比较强的电刺激参数和比较激烈的训练内容，如果用到正确的电刺激参数，还是有可能可以提升运动能力。
参考文献：2015 American Academy of Physical Medicine and Rehabilitation
“The application of neuromuscular electrical stimulation training in various non-neurologic patient populations: a narrative review”
图片来源：https://www.compexstore.com/en/videos
(来源：体能网)
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