脳卒中リハビリにおける電気刺激療法の基礎【FES・NMES・TENSの違いと臨床での使い方】｜脳卒中リハの情報を新人PTや患者様に発信

はじめに

「電気刺激って、どういうときに使えばいいんだろう？」

臨床に出たばかりの頃、こんな疑問を持ったことはありませんか？

電気刺激療法は、脳卒中リハビリテーションの現場でよく使われるアプローチのひとつです。しかし、FES・NMES・TENSといった略語が多く、それぞれの違いや適切な使い方がわかりにくいと感じる新人PTの方も多いのではないかと思います。

この記事では、脳卒中患者さんへの電気刺激療法の基礎として、FES・NMES・TENSの違いと、臨床での使い方のポイントをわかりやすく整理します。

なお、当ブログでは以前に非侵襲的脳刺激として tDCS（経頭蓋直流電気刺激）や rTMS（反復経頭蓋磁気刺激）を取り上げました。今回ご紹介する電気刺激療法は、これらとは異なり「末梢神経・筋肉」に直接アプローチするものです。混同しやすいポイントなので、ぜひ一緒に整理してみてください。

電気刺激療法とは？

電気刺激療法とは、体の表面に電極を貼り、そこから電気刺激を流すことで神経や筋肉に作用する治療法です。

脳卒中後の片麻痺では、脳からの指令がうまく伝わらないことで筋肉が動きにくくなったり、感覚が鈍くなったりします。電気刺激療法は、この問題に対して外部から補助的に刺激を与えることで、運動機能の改善や神経可塑性（脳や神経が変化・適応する能力）の促進を狙います。

大きく分けると以下の3種類があります。

略称	正式名称	主なターゲット
FES	Functional Electrical Stimulation（機能的電気刺激）	筋収縮・運動補助
NMES	Neuromuscular Electrical Stimulation（神経筋電気刺激）	筋収縮・筋力強化
TENS	Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation（経皮的電気神経刺激）	感覚神経・疼痛

FES（機能的電気刺激）とは

FESの概要

FES（Functional Electrical Stimulation：機能的電気刺激）は、麻痺した筋肉に電気刺激を与えて収縮を引き起こし、実際の動作（機能）に合わせてリアルタイムに使うことが最大の特徴です。

たとえば、歩行中に足が上がらない「下垂足（drop foot）」に対して、歩行のタイミングに合わせて前脛骨筋を刺激し、足関節の背屈を補助する、といった使い方が代表的です。

FESの臨床での使い方

主な適応場面

歩行時の下垂足（drop foot）への対応
上肢の把持（物をつかむ動作）動作の練習
歩行訓練中の補助的な筋収縮の促通（神経の働きを促すこと）

臨床でのポイント

電気刺激のタイミングを動作と同期させることが重要です。センサーやスイッチで刺激のON/OFFをコントロールするタイプの機器を使うと、より実用的な練習ができます。
刺激強度は筋収縮が視認できる程度（運動閾値）を目安にします。痛みが強い場合は強度を下げましょう。
随意収縮（自分の意思で筋肉を動かすこと）と組み合わせることで、運動学習の効果が高まるとされています。患者さんに「一緒に動かす意識を持って」と声掛けするのが有効です。

代表的な機器例

WalkAide（ウォークエイド）：下垂足に使用
Bioness L300シリーズ

NMES（神経筋電気刺激）とは

NMESの概要

NMES（Neuromuscular Electrical Stimulation：神経筋電気刺激）は、電気刺激で筋収縮を引き起こすという点ではFESと似ていますが、必ずしも動作と同期させない点が異なります。

筋力増強・廃用性筋萎縮（使わないことで筋肉が痩せること）の予防・筋の再教育といった目的で、安静時や非動作時にも使用されます。

FESが「動作の補助」を目的とするのに対し、NMESは「筋肉を鍛える・維持する」ことに主眼を置くイメージと理解するとわかりやすいかもしれません。

NMESの臨床での使い方

主な適応場面

急性期・回復期の廃用性筋萎縮の予防
麻痺側上肢の肩関節亜脱臼（関節が少しずれた状態）に対するアプローチ
随意収縮が弱い筋肉の再教育

臨床でのポイント

周波数・パルス幅・強度の設定が重要です。一般的に筋力強化を目的とする場合は35〜50Hzの設定が多く用いられますが、機器や文献によって推奨値が異なるため、使用する機器のマニュアルや最新のエビデンスを確認してください。
電極の貼付位置は、ターゲットとする筋の運動点（最も筋収縮を引き出しやすいポイント）に近い場所を選びます。触診と解剖学的知識を活かしましょう。
患者さんへの説明として「筋肉がビクッと動きますが、痛みはほとんどありません」と伝えると安心してもらえることが多いです。

TENS（経皮的電気神経刺激）とは

TENSの概要

TENS（Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation：経皮的電気神経刺激）は、主に感覚神経に作用し、疼痛の緩和や感覚入力の促通を目的とした電気刺激療法です。

ゲートコントロール理論（皮膚への刺激が脊髄レベルで痛みの伝達を抑制するという考え方）や内因性オピオイドの放出などのメカニズムが関与しているとされています。

FES・NMESと比較すると刺激強度は弱く設定することが多く、筋収縮を目的とはしません（ただし強度によって筋収縮が生じる場合もあります）。

TENSの臨床での使い方

脳卒中リハビリにおける主な適応場面

麻痺側の感覚障害に対する感覚入力の促通
肩関節周囲の痛み（肩手症候群や亜脱臼に伴う疼痛）への対応
痙縮（筋肉が過剰に緊張している状態）の一時的な軽減

臨床でのポイント

高頻度TENS（80〜150Hz）はゲートコントロール機序を利用し、急性・亜急性の痛みに使いやすいとされます。
低頻度TENS（1〜10Hz）は内因性オピオイドの放出を利用するとされ、慢性痛や痙縮軽減を目的に使われることがあります。
感覚入力の促通目的で使う場合は、患者さんに「しびれる・チリチリする感覚がある部位を意識してください」と説明し、意識的な感覚注意を促すと効果的なことがあります。
TENSは安全性が比較的高い一方、長期的な運動機能回復への効果については、現時点でのエビデンスには限界があることも理解しておきましょう。

3つの電気刺激療法の使い分けまとめ

	FES	NMES	TENS
主な目的	動作補助・機能改善	筋力強化・筋萎縮予防	疼痛緩和・感覚促通
動作との同期	必要（リアルタイム）	不要（安静時も可）	不要
筋収縮	引き起こす	引き起こす	原則引き起こさない
使用タイミング	歩行・動作練習中	安静時・筋力訓練時	疼痛時・感覚訓練時
代表的な適応	下垂足・上肢麻痺	廃用予防・肩亜脱臼	肩の痛み・感覚障害

共通の禁忌・注意事項

電気刺激療法を使用する際は、以下の禁忌・注意点を必ず確認してください。

禁忌（使用してはいけない場合）

心臓ペースメーカーや体内植込み型電気刺激装置を使用している患者さん
電極貼付部位に皮膚損傷・炎症・感染がある場合
深部静脈血栓症（DVT）が疑われる部位への使用
刺激部位にがんがある場合
てんかんの既往がある場合（特に頭部・頸部への使用）

注意が必要な場合

感覚障害が著しい患者さんは、過剰刺激による皮膚損傷に気づきにくいことがあります。使用前後に皮膚の状態を確認しましょう。
認知機能低下がある患者さんには、刺激の感覚について丁寧に説明し、反応をこまめに確認しましょう。
使用機器によって設定の推奨範囲が異なります。必ず機器ごとのマニュアルを確認してください。

まとめ

今回は、脳卒中リハビリにおける電気刺激療法の基礎として、FES・NMES・TENSの違いと臨床での使い方を整理しました。

FES：動作に同期して筋収縮を引き起こし、機能的な動作を補助する
NMES：動作と切り離して筋収縮を促し、筋力強化や廃用予防を図る
TENS：主に感覚神経に作用し、疼痛緩和や感覚入力の促通を目的とする

3つの電気刺激療法はそれぞれ目的が異なりますが、患者さんの状態や治療の目標に合わせて組み合わせて使うことも少なくありません。まずは各療法の基本的な考え方をしっかり押さえた上で、臨床での経験を積み重ねていきましょう。

なお、当ブログでは非侵襲的脳刺激についても解説しています。脳へのアプローチと末梢へのアプローチを組み合わせた理解を深めたい方は、ぜひあわせてご覧ください。

参考文献

Howlett OA, et al. (2015). Functional Electrical Stimulation Improves Activity After Stroke: A Systematic Review With Meta-Analysis. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 96(5), 934–943.
Meijer JW, et al. (2003). Neuromuscular electrical stimulation in the rehabilitation of stroke patients. Disability and Rehabilitation, 25(8), 408–416.
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Dewald JP, et al. (2020). Electrophysiological and clinical evidence for functional electrical stimulation in stroke rehabilitation. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation.
奥埜博之ほか（2020）「電気刺激療法の理論と臨床応用」『理学療法学』47(5), 393–400.
日本脳卒中学会脳卒中ガイドライン委員会（2022）『脳卒中治療ガイドライン2021〔改訂2022〕』協和企画.