29-生物反馈疗法

第二十九章生物反馈疗法内容第一节概述第二节生物反馈治疗技术和方法第三节生物反馈治疗技术和方法第四节生物反馈疗法的分类及其应用第五节生物反馈疗法的适应症和禁忌证第一节概述提高自身的调节、控制能力。操作性条件反射的研究证明，提高学习训练，内脏活动可以达到一定程度的随意控制，借助电子仪器将体内的肌电、皮温、心率、血压等信息转变为人体能意识到的视、听信息，再通过操作性训练，学会掌握控制自身不随意的功能，而用于防治疾病。一、基本概念1．反馈反馈（feedback）技术是指将控制系统的输出信号以某种方式返输回控制系统，以调节控制系统的方法。常用于工程和电子技术方面，用于生物和医学的反馈技术称为生物反馈。2.生物反馈生物反馈（biofeedback，BF）建立的两个必要条件：(1)要有将生物信息转换为声、光、图像等信号的电子仪器；(2)要有人的意识（意念）参与，才能构成完整的反馈环。学者们认为正是因为有了人的意识参与故称为生物反馈。生物反馈的形成不同于某些动物经训练而形成的条件反射，它需要发挥人的主观意识的作用，根据治疗要求而有意识地改变声、光等信号的强度。当患者掌握了用意念控制声、光信号时，就意味着他学会了控制和调节自身的某些生理活动。从这个意义上讲，生物反馈法属于一种借助于专门仪器的行为疗法。3．生物反馈疗法即应用电子技术和训练使人能对自己体内异常的不随意生理活动进行自我调节控制以治疗疾病的方法称为生物反馈疗法(biofeedbacktherapy，BFT)，又称电子生物反馈疗法。二、发展简况本世纪20年代，美国的Jacabson就使用了肌电仪监测患者的肌电活动，并对患者进行了放松训练。科学的发展、人类的进步对生物反馈疗法的发展起了积极的推动作用。尤其是本世纪40年代兴起的控制论，更加深了人们对自身调节的研究。本世纪60年代，世界上一些发达国家就开展了生物反馈治疗。目前我国不少地区及医院已应用了这项技术，生物反馈的开展极大丰富了传统治疗学的内容，成为防病、治病的有效手段之一。第二节生物反馈疗法的作用原理及方式一、理论基础（一）自我调节人体实现自我调节（Self-regulation）主要有三种方式，即神经调节、体液调节和器官组织的自我调节。1．神经调节神经调节是人体的主要调节方式。中枢神经系统通过传入神经纤维与外感受器连接，通过传出神经纤维与骨骼肌、内脏器官联接。例如，进食引起消化腺体分泌，疼痛导致局部肢体回缩，强光照射使瞳孔缩小，环境温度升高使皮肤血管扩张和出汗，运动后心率和呼吸频数加快等。这说明，在中枢神经参与下，机体对内、外环境刺激产生自我调节和适应性反应。我们称这种神经调节过程为反射（reflex）。神经反射有5个环节，即：感受器→传入神经纤维→中枢→传出神经纤维→效应器。这5个环节总起来称为反射弧（reflexarc）。在反射弧中任何一个环节被破坏，都将使这种反射不能出现或者发生紊乱，从而导致神经调节功能丧失。2．体液调节人体内分泌腺体有多种激素（hormone），通过血液循环输往全身，调节人体新陈代谢、生长、发育、生殖等重要功能。。神经体液调节，相辅相成，在整个机体的调节作用中，神经调节占主导地位。3.器官组织自我调节器官组织自我调节，是指身体内外环境发生变化时，这些器官和组织不依赖神经体液调节所产生的适应性反应。如心肌收缩产生的能与收缩前心肌长度变化成正比，收缩前心肌纤维越长，收缩时释放能越多；如脑血管的血流量，在很大程度上取决于动脉血压的变化，平均动脉压的升降，脑血管收缩或舒张，使脑血流量保持在恒定的水平。一般来说，人体内环境自身调节机制十分复杂，尽管调节范围有限，但对人体内环境平衡颇具实际意义。生物反馈作用原理，在于通过反馈仪的信息反馈，获得机体对自身内脏活动的信息感知，以自身的主观努力去改善内脏活动信息，提高反复学习与训练，学会有意识地控制、调整自身的生理、心理活动，改变不良的生理、心理、模式，起到调节机体功能，缓解紧张情绪，提高应激能力等，而达到防病治病的目的。（二）生物反馈与控制论20世纪40年代兴起控制论，对生物反馈疗法发展起了重要作用。从控制论的观点看，我们人体维持平衡调节机制，是靠反馈信息在起着调节作用的。中枢神经系统为控制部分，被调节器官可视为被控制部分。一方面是控制部分发往被控制部分的信息；另一方面是被控制部分发回到控制部分的反馈信息。控制部分则是根据反馈信息，来实现对控制部分的调节和控制作用的。图29-1反馈信息与控制作用这就是说，根据控制论观点，一个控制系统必须是一个闭合回路，控制部分与被控制部分之间存在着往返的双向联系。事实上，人体内所有的调节形式，都是双向联系的回路。控制部分和被控制部分之间，信息联系有多种形式，可以是电信号（神经活动），也可以是化学信号或机械信号。人体效应器官大都有多种神经感受器，如骨骼肌中有肌梭感知肌张力的变化，并将这种信息反馈到中枢神经系统，使中枢神经系统对肌肉活动控制更加精确。生物反馈疗法是控制论反馈原理在人体的应用，它是通过再学习或训练来调整人体的内环境、改善身体内部调节机制的一种治疗方法。（三）经典条件反射与操作条件反射：1．一种是巴甫洛夫研究的条件反射（conditionedreflex）,也称经典条件反射。其方法是在每次给狗喂食之前，先发出一次铃声，然后再给予食物。就这样，经过多次结合以后，当铃声一出现，狗就会产生唾液分泌。这种无关刺激（铃声）与非条件刺激（食物）再实践上多次结合（即强化），便形成一种不受意志控制简单的、低级水平的条件反射。2．另一种是操作时条件反射（operantconditioningreflex）。在这种条件反射中，要求动物完成一定的动作才给予强化。例如将大鼠放入实验箱内，大鼠在走动中，偶然踩在杠杆上时，就给大鼠喂食，以强化这一操作。如此重复多次，大鼠便学会自动踩杠杆而得食，在这个基础上，再进一步训练动物，只有当出现某一种特定信号（灯光）时，踩杠杆才能得到食物。通过反复训练，动物见到特定信号，就去踩杠杆而得食。这类条件反射的特点，就是动物必须通过完成某种操作之后，才能被强化。此种条件反射的建立，要通过一定的操作或使用工具，并通过尝试错误的过程。因此，操作条件反射受意志控制，是一种比较复杂和比较高级的学习。由此可知，生物反馈疗法多与内脏和自主神经的操作条件反射有关。条件反射的形成，需要以下几个基本条件：（1）靶反应（targetresponse,简称R）R是主体反应，即由被训练的病人体内引出来的一种自主而持续的信息。这种信息与治疗训练直接相关，是由病人体内某一器官或组织生理活动所产生的。如肌电(EMG)、脑电(EEG)、心电（ECG）、血压（BP）、心率、皮肤温度以及皮肤电位等。（2）强化刺激（reinforcingstimulus,简称S）强化刺激是由生物反馈仪在主体反应出现时立即显示出来的各种信号。这些信号作为一种刺激不断地通过病人的感觉器官反馈给病人，使其及时了解自身体内的功能活动状态。如声音、光线、曲线及仪表的读数等。（3）工具（instrument）工具是指各类型的生物反馈电子仪器。其功能是通过放置在病人体表或体内的各种功能的传感器，将接收的主体信号输入仪器中，经过仪器放大处理将其转换声、光等信号，通过显示系统反馈给病人，以便使其认识和控制自身的某些非随意功能。S最好只是在正确的R出现时才给予，通过多次结合，患者就能学会控制自身某种非随意化的功能。经过指导和反复训练，达到不使用仪器，也可以控制自身某些不随意活动的能力。生物反馈仪上显示的信号，作为强化刺激的条件与主体反应之间的联系本来没有为病人所认识，但是在医务人员或训练者指导下的治疗训练中，一经主体反应被显示出来，即给病人以强化刺激，逐渐使两者之间产生暂时性联系。经过多次反复自我训练后，上述联系即牢固地建立起来，从而使病人通过调节主体反应能随意控制某些体内的功能活动。最后病人可以脱离仪器，在不存在强化刺激的情况下，亦可进行自主地调节和控制，以达到恢复机能，治疗疾病的目的。综上所述，完成生物反馈治疗，建立技术性条件反射必须经过三个阶段：①运用生物反馈治疗仪引出主体反应的某种特殊信息，并及时地给予强化刺激；②反复洗训练病人，建立技术性条件反射，使其能自主地控制主体反应；③病人在脱离仪器的条件下自行训练，以期能随意控制上述主体反应。（四）生物反馈作用原理图29-2生物反馈作用原理图的上半部分，是受大脑皮层与脊髓控制的随意活动领域，称为意识上水平；图的下半部分，是受皮质下和自主神经系统控制的不随意活动领域，称为意识下水平。人对外界刺激的感知，通过①→②→③→④，引起应激生理反应。再通过反馈仪⑤，使人间接感知体内信息变化，经有意识学习或训练⑥，形成⑦→③→④的新变化，达到应激反应的修正。这个控制环路，在随意控制下，维持着机体内环境的平衡。另外机体内还可通过⑨→⑩→⑦的内部信息反馈环路，调节机体的生理反应。生物反馈训练能加强机体对体内信息的直接感知，提高敏感度，使间接感知转化为直接感知。例如，用肌电生物反馈治疗头痛，可以测得额部肌电信号。肌电幅值降低，反映肌肉紧张度减低，因此头痛减轻。肌电信号经过处理后，可以变换为声音，肌电信号弱则声音低，肌电信号强则声音高，患者由感知声音高低，得知肌肉紧张度的变化。这样，患者便可通过意识，导致肌电反馈信号声音的改变，使肌肉放松。因此，患者在肌电信号的引导下，通过学习和训练，逐步掌握控制主管意识，达到放松和缓解头痛的治疗目的。当患者经过反复训练，通过⑧的联系，改变对内部信息的感知，因而在放弃使用生物反馈仪的情况下，亦能保持对生理过程的调节和控制。此点说明，生物反馈仪是学习和训练工具。利用生物反馈仪进行训练的目的，即在增强患者对机体内部自我感知能力，到达由意识控制内环境、调节机体和治疗疾病的目的。二、作用方式1．直接作用即利用反馈仪发出的信号来补充、完善体内反馈联系通路，以达到加强对骨骼肌运动的调节能力和内脏器官活动的随意性调节。如通过生物反馈训练，可直接降低或提高骨骼肌的肌张力，对急性腰扭伤、落枕、肌痉挛等的治疗是直接通过肌张力的下降而达到治疗目的。2．间接作用通过反复训练，改变行为模式，达到抗应激的作用。如生物反馈放松训练，对身心疾病起良好的治疗作用。以上两种作用方式都是从行为疗法基础上发展起来的，经训练后，建立操作性条件反射。第三节生物反馈治疗技术和方法一、仪器及电极（一）生物反馈仪生物反馈仪性能和质量优劣，直接关系到治疗的成败。生物反馈工作者要力求选择一台精密度高、性能可靠、直观清晰、操作简便的好仪器。、1．工作范围仪器的工作范围，是指输入信号的幅度和频率范围。不同生物反馈仪，有不同工作范围。对肌电生物反馈仪来说，其信号幅度约为1～250uV。2．灵敏度生物反馈仪的灵敏度，是指该仪器所能测得的最小信号变化。一般仪器均具有可调灵敏度和放大增益控制。灵敏度直接决定仪器的分辨率。灵敏度越高，分辨率就好，能测得的最小信号变化值就越精确。但太高的灵敏度，又可导致系统的非线性和不稳定性。一般生物反馈仪的灵敏度，根据要求的不同通常在0～1000uV。3．线性度仪器的线性度，是指仪器输出随输入成正比例变化的一个技术指标。这个指标，用非线性百分数表示。线性系统的灵敏度都是相同的。即非线性灵敏度为零。一般来说，仪器总会存在非线性情况，只要是仪器主要的工作范围，非线性比较小，就可称是线性的。4．频响与带宽频响即频率响应，它是描述仪器对被测信号的各个频率成分，具有不同灵敏度响应的一个参数。实际上，生物信号总是多种频率组合的复杂形式，希望通过仪器输出，真实地复现生物波形，必然要求仪器对生物信号所有频率成分的灵敏度都一样。带宽是表示频率响应的一个重要参数。仪器带宽应该覆盖被测信号的主要频率成分。实验证明肌肉活动所形成的电势，有效频率在20～8000Hz之间。但从多数受试部位的肌电信号来分析，影响肌电大小的频率成分，主要在30～100Hz的低频段。而2000Hz以上的频率，对总电压大小的影响已经不大；决定肌电信号波形的频率成分，主要在100～1000Hz之间。因而，从