Estimulación eléctrica y espasticidad: una revisión

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REVISIÓN
Estimulación eléctrica y espasticidad: una revisión
E. G. SPAICH y C. B. TABERNIG
Laboratorio de Ingeniería de Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales (LIRINS). Facultad de Ingeniería.
Bioingeniería. Universidad Nacional de Entre Ríos. Argentina.
Resumen.—La espasticidad puede describirse como
una condición que asocia parálisis o paresia con hiperreflexia. Sus síntomas incluyen un aumento de la resistencia a la
manipulación, exageración de los reflejos profundos y clonus. Entre los procedimientos útiles para su tratamiento se
encuentra la aplicación de estimulación eléctrica cutánea. Se
ha realizado una extensa investigación bibliográfica acerca
del estado del conocimiento sobre los efectos de la estimulación eléctrica de superficie en los músculos con hipertonía espástica y se presentan los resultados obtenidos por
numerosos investigadores. En estos estudios se han aplicado gran diversidad de protocolos, por lo que para realizar
un análisis global de los resultados obtenidos por los distintos autores se han escogido los artículos que reportan
trabajos con pacientes evaluados antes y al menos una vez
después de la sesión de estimulación, y en los que el resultado de la evaluación se presentó en forma individual para
cada paciente. A partir de los trabajos revisados se ha logrado contabilizar un total de 86 pacientes. Se encontró que
el 80,2% de ellos disminuyó su grado de espasticidad y que
sólo el 4,6% la aumentó posteriormente a la aplicación de
estimulación eléctrica. Se concluye que existe evidencia suficiente para afirmar que la estimulación eléctrica de superficie representa una importante herramienta para el tratamiento de la hipertonía espástica en pacientes con lesiones
en el sistema nervioso central.
Palabras clave: Espasticidad. Estimulación eléctrica.
Hipertonía espástica.
ELECTRICAL STIMULATION AND SPASTICITY
Summary.—Spasticity can be described as a condition
that associates paralysis or paresis with hyperreflexia. Its
symptoms include an increase in resistance to manipulation,
exaggeration of the deep reflexes and clonus. Among the useful procedures for its treatment, the application of cutaneous
electrical stimulation is found. An extensive bibliographical investigation has been performed on the state of knowledge on
Trabajo recibido el 23-VIII-99. Aceptado el 12-XII-01.
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the effects of electrical stimulation of the surface in the muscles with spastic hypertonia and the results obtained by many
investigators are presented. In these studies, a large diversity
of protocols has been applied, so that the articles that report
on works with patients evaluated before and at least once
after the stimulation session and in which the result of the
evaluation was presented individually for each patient were
chosen in order to perform a global analysis of the results obtained by the different authors. Based on the works reviewed,
it was possible to count a total of 86 patients. It was found
that 80.2% of them decreased their spasticity degree and that
only 4.6% increased it after the application of electrical stimulation. It is concluded that there is sufficient evidence to
state that electrical stimulation of the surface represents an
important tool in the treatment of spastic hypertonia in patients with lesions in the central nervous system.
Key words: Spasticity. Electrical stimulation. Spastic
hypertonia.
INTRODUCCIÓN
La hipertonía espástica es un desorden del control
motor común en las personas que sufren lesiones en
el Sistema Nervioso Central (SNC). Esta condición
suele producir dificultad para concretar movimientos,
aunque en algunos casos el aumento del tono muscular puede resultar beneficioso.
Nuestro grupo trabaja desde hace varios años en la
aplicación de estimulación eléctrica (EE) para restaurar la movilidad de los miembros de pacientes con lesiones en el SNC. Si bien durante la práctica clínica se
ha observado una reducción del grado de espasticidad
de los pacientes que utilizan dispositivos ortésicos o
tratamientos terapéuticos basados en EE, hemos detectado una tendencia de algunos profesionales de la
salud a suponer que el efecto de la estimulación eléctrica es perjudicial. En consecuencia a muchos pacientes no se les ofrece la electroestimulación como una
herramienta para su rehabilitación. Decidimos realizar
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una investigación bibliográfica para averiguar cuál es el
estado del conocimiento de este tema. Se efectuó una
búsqueda en la base de datos Medline usando las palabras claves incluidas en este artículo y una búsqueda manual en distintas publicaciones relacionadas. En
este trabajo presentamos el resultado de dicha revisión bibliográfica. Primero introducimos algunos conceptos como el reflejo miotático, diversas definiciones
de espasticidad y modos de evaluarla, y los posibles
mecanismos de acción de la estimulación eléctrica
sobre los músculos espásticos. Luego presentamos las
experiencias realizadas por distintos grupos de trabajo, haciendo especial énfasis en la diversidad de protocolos empleados y en los resultados obtenidos en
estas condiciones. Finalmente, discutimos los resultados y presentamos nuestras conclusiones.
CONCEPTOS BÁSICOS
El mecanismo básico de control del tono muscular es
el reflejo miotático que es originado por la activación de
las terminaciones aferentes primarias del huso neuromuscular y mediado por la médula espinal. La descarga
de las terminaciones primarias posee tanto componentes estáticas como dinámicas que originan las componentes tónicas y fásicas del reflejo de estiramiento 1.
La espasticidad se desarrolla cuando debido a una
lesión, el arco reflejo de estiramiento es aislado de su
sistema modulador supraespinal produciendo una excitación anormal de las motoneuronas alfa y gamma.
Este desorden del control motor ha suscitado numerosas definiciones. En el artículo de Levine et al2 se transcribe la definición de espasticidad dada por Pollock como
una condición demostrable por un incremento sostenido de la tensión cuando el músculo es estirado pasivamente; el incremento se siente desde el principio del movimiento y es proporcional al grado de estiramiento. Los
autores están en desacuerdo con parte de esta definición
puesto que observaron que la espasticidad puede manifestarse en una porción limitada del rango de movimiento y la describen como una condición de parálisis o paresia muscular asociada con hiperreflexia, cuyos síntomas
incluyen un aumento de la resistencia a la manipulación,
exageración de los reflejos profundos y clonus.
Stefanovska et al 3 introducen una nueva variable: la
velocidad de estiramiento del músculo. Al analizar los
registros de actividad eléctrica muscular (EMG) y de
momento torsor (MT) efectuados a más de 100 pacientes hemipléjicos mientras se les movilizaba pasivamente el tobillo en el plano sagital, pudieron distinguir
dos patrones de espasticidad. Uno con actividad refleja tónica aumentada y el otro con hiperactividad refleja fásica. En la espasticidad fásica los valores pico a
pico del EMG y del MT tuvieron un incremento lineal47
mente dependiente de la velocidad del estiramiento,
cosa que no sucedió en la espasticidad tónica, que se
mantuvo durante todo el tiempo que el músculo permaneció estirado. Estos autores sugieren definir la espasticidad como una actividad exagerada del arco reflejo de estiramiento con un aumento de los reflejos
tónicos dependiente de la longitud y de los reflejos fásicos dependiente de la velocidad del estiramiento.
Debido a la complejidad y diversidad de los fenómenos mediante los cuales se manifiesta la espasticidad
es imposible obtener un índice que la describa totalmente. Los diferentes métodos de evaluación abordan
distintos aspectos de esta patología por lo que para
caracterizarla totalmente habría que utilizar diversos
exámenes, lo que a su vez sería de poca aplicación en
la práctica clínica.
Los métodos de evaluación más usados pueden clasificarse en clínicos, neurofisiológicos y biomecánicos 4.
Los primeros se basan en la observación cualitativa del
estado del paciente y su clasificación según distintas escalas, tales como las de Ashworth, Penn, etc. Los principales inconvenientes son que, debido a su naturaleza
subjetiva, la clasificación puede variar según el evaluador y que, al no ser muy precisas, no son de utilidad
para reflejar pequeños cambios en la espasticidad. La
principal ventaja es que no requieren ningún tipo de
equipamiento, sólo una persona entrenada. Los métodos neurofisiológicos, por ejemplo la evaluación del reflejo de Hoffman, están bien estandarizados pero tienen una correlación pobre con el estado clínico de la
espasticidad. Las evaluaciones biomecánicas están basadas en la aplicación de un desplazamiento o fuerza a
una articulación y el registro de las fuerzas de reacción,
momentos y desplazamientos que se correlacionan
con la actividad refleja del músculo 3, 5-14.
Entre los procedimientos terapéuticos para tratar
la espasticidad pueden mencionarse ejercitación activa, estiramiento pasivo, agentes farmacológicos y físicos. Los agentes farmacológicos más utilizados son el
Baclofen, el Diazepam, el Dantraleno, la Tizanidina y
la Clonidina 15. Entre los agentes físicos se encuentran
el frío, el calor y las corrientes eléctricas 16.
ESTIMULACIÓN ELÉCTRICA
Y ESPASTICIDAD
Mecanismos de acción
Se han desarrollado diversas hipótesis para tratar de
explicar los mecanismos mediante los cuales la electroestimulación afecta el grado de hipertonía espástica.
Larsson 17 propone una influencia en la inhibición
presináptica. La espasticidad se debería, en cierto
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grado, a una reducción de dicha inhibición, por lo que
el efecto de la estimulación eléctrica podría deberse a
una restauración parcial de la misma. La inhibición presináptica es mediada por una interneurona que es activada tanto por vías descendentes como por fuentes
segmentales. La influencia periférica proviene de diferentes fuentes tales como aferentes propioceptivos,
cutáneos y de los reflejos flexores. De acuerdo a esta
hipótesis un fuerte incremento de los impulsos aferentes a la interneurona común, podría compensar
parcialmente la pérdida sufrida desde la fuente central.
Según Dewald et al 13 con la estimulación eléctrica podría también producirse un efecto sobre la excitabilidad
de las motoneuronas puesto que se ha demostrado que
el sistema propioespinal deprime la excitabilidad de las
motoneuronas después de aplicar estimulación cutánea.
Rebersek et al 18 proponen considerar una «hipótesis de balance». En el sistema neuromuscular sano las
sinapsis excitatorias e inhibitorias están en equilibrio y
operando cerca de su nivel de máxima actividad. En la
espasticidad espinal, y tal vez en otras patologías, la actividad de las sinapsis inhibitorias se reduce mientras
que las otras permanecen iguales. Al aplicar estímulos
eléctricos la información aferente activaría ambas sinapsis, pero puesto que las excitatorias están cerca de
su nivel de saturación casi no modificarían su actividad,
en cambio las sinapsis inhibitorias serían activadas produciendo un estado tendente al balance original.
Dentro de la hipótesis de inhibición recíproca, que es
uno de los principios básicos de la organización medular, Apkarian y Naumann 11 demostraron experimentalmente que la estimulación eléctrica del músculo tibial
anterior puede inhibir el reflejo miotático del músculo
antagónico en individuos sanos y el clonus en sujetos
con espasticidad. Pero Hines et al 19 encontraron que la
estimulación de los músculos extensores de los dedos
no produjo una inhibición recíproca significativa en los
flexores de los dedos de pacientes hemipléjicos.
Protocolos de investigación
En los estudios acerca de los efectos de la estimulación eléctrica en la espasticidad se han aplicado gran diversidad de protocolos. Entre las variables que difieren
entre uno y otro protocolo se encuentran el ancho, la
amplitud y la frecuencia de los pulsos de estimulación,
la ubicación de los electrodos, la duración de la sesión
y el método de medición de la espasticidad.
Respecto al sitio de estimulación algunos autores
aplicaron estimulación eléctrica a los músculos espásticos 13, 14, 20, otros estimularon los antagonistas 11, 12,
mientras que otros lo hicieron con ambos grupos musculares 2, 8, 9, 21.
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La frecuencia, la amplitud y el ancho de los pulsos de
estimulación determinan el tipo de actividad muscular
evocada. En los distintos estudios se han utilizado diversas combinaciones de estos tres parámetros. Por
ejemplo, Vodovnik et al 8, 9 emplearon un estimulador
superficial con pulsos de estimulación de 0,3 ms, 30 Hz
y 100 mA de amplitud; Levine et al 2 usaron corrientes
farádicas de 100 Hz de frecuencia; Solomonow et al 21
utilizaron pulsos rectangulares de 0,5 ms y 20 Hz y Dewald et al 13 emplearon pulsos de 0,1 ms y 20 Hz. En un
estudio realizado por Vodovnik et al 20 se aplicaron trenes de pulsos rectangulares monofásicos cuya frecuencia y ancho de pulso fueron adoptados a partir de la mayoría de los parámetros presentados por otros autores.
Se realizaron combinaciones en las que la frecuencia
tomó un valor entre 10, 100 y 1.000 Hz y el ancho de
los pulsos entre 0,01, 0,1 y 1 ms. La amplitud se ajustó
para que la contracción producida no fuera dolorosa. El
resultado obtenido fue que la frecuencia de 100 Hz pareció ser óptima para disminuir la espasticidad para anchos de pulsos que variaban entre 0,01 y 1 ms, siendo
la combinación 100 Hz/0,1 ms la más efectiva.
La amplitud de los pulsos de estimulación generalmente se fijó por debajo del umbral motor si se estimuló el músculo espástico 13, 14, 20 y por encima del
mismo si se actuó sobre su antagonista 8, 12, 21. En el
primer caso, por ejemplo en la estimulación del cuádriceps espástico, no se buscó sobre-estimular un
músculo de por sí hiperactivo sino enviar información
sensitiva a la médula espinal. En el segundo caso, por
ejemplo en la estimulación del músculo tibial anterior
para obtener la dorsiflexión del pie, la amplitud de los
pulsos produjo una contracción que contrarrestó el
efecto mecánico de la espasticidad del antagonista.
Para aplicar las corrientes eléctricas se han empleado estimuladores superficiales 8, 9, 11-14, 20-22, transcutáneos 23 e implantados. Entre los últimos se pueden
diferenciar dos categorías. Los dispositivos intramedulares 24 y los utilizados para la corrección de la marcha 10, 18 y movilización de los dedos de la mano 19.
Las características de los programas de estimulación
en general dependen de si el paciente participaba de
un programa de rehabilitación funcional y en forma paralela se evaluó la espasticidad o si fue incorporado a
un estudio exclusivamente para investigar los efectos
de la estimulación eléctrica en la espasticidad.
Vodovnik et al 9 estimularon en una única sesión durante 30 minutos el músculo isquiotibial y en los 30
minutos siguientes el mismo músculo más el cuádriceps. En otro trabajo estimularon los cuádriceps e isquiotibiales de ambas piernas, en forma cíclica, a lo
largo de cinco días 8. Mientras que en otro estimularon cíclicamente sólo los cuádriceps de ambas piernas, durante cuatro segundos cada uno 20. Seib et al 12
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aplicaron una sesión de estimulación cíclica durante
20 minutos, con un período de 35 segundos, en el tibial anterior. Solomonow et al 21 estudiaron pacientes
que usan, un mínimo de 1 hora por día, tres días a la
semana, un promedio de 16 semanas, una ortesis eléctrica para asistir la marcha. Rebersek et al 6 trabajaron
con pacientes que usaron estimuladores peroneales
implantados diariamente durante un año.
Para estimar la espasticidad la mayoría de los autores emplearon métodos biomecánicos. Algunos emplearon el test del péndulo, combinado con el registro del electrogoniograma y electromiogramas 8, 9, 20.
Otros aplicaron desplazamientos controlados a los
miembros afectados y registraron el momento torsor
y electromiogramas 11, 13, 14, mientras que otros autores eligieron las evaluaciones clínicas cualitativas 2, 21.
Resultados de los tratamientos basados en
estimulación eléctrica
Para realizar un análisis global de los resultados obtenidos por distintos autores empleando diversos protocolos hemos escogido un grupo de artículos que tienen las
siguientes características comunes: a los pacientes se les
aplicó estimulación eléctrica superficial; todos los pacientes fueron evaluados antes y al menos una vez después
de la sesión de estimulación; y el resultado de la evaluación se presentó en forma individual para cada paciente,
lo que nos permitió analizar cada caso en particular.
A partir de los trabajos revisados hemos logrado
contabilizar un total de 86 pacientes con lesiones cerebrales o medulares a los que se les aplicó estimulación
superficial y se les evaluó la espasticidad 2, 8, 9, 11-13, 20, 21.
Aproximadamente el 23% de ellos recibió estimulación en el músculo espástico (cuádriceps, bíceps) y el
25% fue estimulado en el músculo antagonista al espástico (tibial anterior, extensores de la muñeca). El
resto de los pacientes fue estimulado cíclicamente en
ambos grupos musculares.
Después de estudiar cada caso en particular hemos
clasificado a los pacientes de acuerdo a si tuvieron
mejoría, permanecieron igual o empeoraron tras la
aplicación de estimulación superficial. El 80,23% de los
pacientes, obtuvo una mejoría de duración temporal
variable. El 15,12% de ellos no modificó su grado de
espasticidad y sólo el 4,65% lo aumentó.
La duración de los efectos producidos por la estimulación eléctrica fue muy variable. Vodovnik et al 8, 20
reportaron que dichos efectos no permanecieron más
de 24 horas. Seib et al 12 encontraron decrementos de
la espasticidad estadísticamente significativos aún después de 24 horas, aunque subjetivamente los pacientes percibieron la reducción no más de seis horas des49
pués de finalizada la sesión de estimulación. Dewald et
al 13 documentaron una disminución que duró al menos
30 minutos; mientras que el 61% de los 33 pacientes
que participaron en el estudio de Solomonow et al 21
reportaron una reducción de los espasmos que duró
entre uno y tres días.
De los pacientes que mejoraron, aproximadamente el
56% recibió estimulación tanto en los músculos agonistas
como en los antagonistas, mientras que el resto fue estimulado en forma casi equitativa en un grupo o en el otro.
La mejoría consistió en una reducción de los espasmos8, 21, incremento de la relajación muscular2, 20 y del
rango de movimiento de la articulación afectada2, 8, 9, 20.
Según los estudios realizados por Rebersek et al 18
sobre el EMG de pacientes antes y después de ser estimulados, la estimulación eléctrica disminuyó sólo la
actividad tónica, mientras que la fásica no se modificó
o incluso aumentó. El momento torsor producido por
la espasticidad fásica fue mucho menor que el producido por la tónica por lo que es probable que la idea
generalizada de que la estimulación eléctrica produzca un aumento de la espasticidad resulte del hecho de
que algunos pacientes sufren un incremento en la espasticidad fásica, que posee una importancia clínica
menor que la espasticidad tónica 10.
DISCUSIÓN
Existe evidencia suficiente como para afirmar que
la estimulación eléctrica de superficie representa
una importante herramienta para la rehabilitación de
pacientes con lesiones en el SNC. Además, se ha observado que produce un efecto inicialmente inesperado en la regulación de la hiperexcitabilidad del reflejo miotático. El estado actual del conocimiento en
neurofisiología no permite explicar con certeza el
proceso mediante el cual se produjo este efecto, lo
cual no invalida los resultados obtenidos por los diversos autores.
Se ha evidenciado una gran diversidad de protocolos empleados para estudiar los efectos de la estimulación eléctrica cutánea sobre los músculos con hipertonía espástica. Ello dificulta la comparación estricta
entre uno y otro estudio. No obstante, si se consideran los resultados de las evaluaciones de los pacientes
sometidos a estos distintos tratamientos, y no los protocolos usados, se puede observar que un gran porcentaje logró mejorar su condición. Esto indicaría que
independientemente del protocolo empleado, la aplicación de estimulación eléctrica cutánea produjo una
mejoría en la espasticidad. Teniendo en cuenta este
porcentaje mayoritario de pacientes (80,23%) reportados con mejorías después de la aplicación de electro-
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estimulación y que sólo el 4,65% del total aumentó su
grado de espasticidad, podemos concluir que la estimulación eléctrica superficial es un procedimiento terapéutico cuya aplicación es de utilidad para disminuir
la espasticidad muscular y que resulta necesaria la realización de un estudio multicéntrico a los efectos de
estandarizar los protocolos de investigación utilizados
en esta línea temática y de generalizar un tratamiento.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos especialmente la colaboración del Dr.
Fernando Sotelano quien revisó este trabajo en primera instancia.
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Correspondencia:
Carolina Tabernig
Facultad de Ingeniería
Bioingeniería
Universidad Nacional de Entre Ríos
cc 47 suc. 3 (3100) Paraná
Entre Ríos. Argentina
E-mail: [email protected]
Rehabilitación (Madr) 2002;36(3):162-166
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