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ころ、こんな疑問を持ったことはありませんか?FES・NMES・TENSといった略語が多く、それぞれの違いや使い分けがよくわからないまま業務をこなしている新人PTの方も多いと思います。

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)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
FESFunctional Electrical Stimulation(機能的電気刺激)筋収縮・運動補助
NMESNeuromuscular Electrical Stimulation(神経筋電気刺激)筋収縮・筋力強化
TENSTranscutaneous 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。

💡 TENSの疼痛管理応用や、干渉波療法との違いについては、別記事「低周波療法・干渉波療法とは?脳卒中リハビリでの疼痛管理と筋機能への応用」で詳しく解説しています。

3つの電気刺激療法の使い分けまとめ

FESNMESTENS
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。

ほーりーの臨床メモ

電気刺激は「患者さんに何かしてあげている」感覚になりがちだが、能動的な運動と組み合わせることも重要です。FESで刺激しながら患者さん自身が「動かそう」とする意図が重要だと気付かされることは臨床場面でも経験します。

FESを装具的に使う(歩行中の尖足予防など)場合は、長期使用が必要になるとされています。患者さん・家族への正確な説明と使い方の指導が不十分だと、自宅で効果的に使えないまま終わってしまうことがあるので注意が必要です。

TENSは疼痛管理で活用することが多いが、「痛みが楽になった→動ける」という良い循環を作るためのサポート役として活用するのが私のスタンスです。痛みの軽減を手段として介入の選択肢の一つにしてもいいのではないでしょうか。


よくある質問(FAQ)

Q1. FESとNMESの違いは何ですか?

FESは「機能的動作(歩行・把持など)と同期させて電気刺激を行う」のが特徴で、運動再学習を促す目的があります。NMESは「筋収縮そのもの」を目的に電気刺激を行い、筋力増強・廃用予防に使われます。同じ電気刺激でも「動作との連動の有無」で位置付けが異なります。

Q2. TENSと低周波・干渉波の関係は?

TENSは「経皮的電気神経刺激」の概念名で、低周波TENS(1-10Hz)と高周波TENS(50-100Hz)に分かれます。日本の「低周波治療器」は概ねTENSに該当します。干渉波はTENSとは仕組みが異なり、2つの異なる周波数を干渉させて深部刺激を行う方式です。詳しくは低周波・干渉波の記事へ。

Q3. ペースメーカーがある患者さんに使えますか?

FES・NMES・TENSとも電流が体内を流れるため、ペースメーカー・植込み型除細動器(ICD)・人工内耳などの電子医療機器装着者は禁忌です。実施前には必ず確認し、不明な場合は主治医に相談してください。

Q4. 電気刺激療法は保険診療で算定できますか?

「脳血管疾患等リハビリテーション料」の実施時間内で運動療法と組み合わせて実施した場合は算定可能です。物理療法単独実施の場合は「消炎鎮痛等処置(35点)」での算定となります。詳細は施設の請求担当者・施設基準を確認してください。


まとめ

  • 電気刺激療法は3種類:FES(動作連動)/NMES(筋収縮目的)/TENS(疼痛管理)を目的別に使い分ける
  • FESは「随意運動と同期した電気刺激」で運動再学習を促す。歩行のWalkAideやH200などが代表的
  • NMESは「筋力増強・廃用予防」に強く、急性期の早期離床や回復期の筋力低下対策で活用される
  • TENSは「疼痛のゲートコントロール」で肩の痛み・神経障害性疼痛の緩和に使う。詳細は低周波・干渉波の記事へ
  • 共通禁忌はペースメーカー・植込み機器・皮膚障害・感覚障害が高度な部位。実施前のリスクチェックを徹底する

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免責事項

本記事の内容は、筆者個人の経験・見解および執筆時点での情報をもとにしたものであり、医療アドバイスではありません。電気刺激療法の実施にあたっては、使用機器のマニュアルや最新のエビデンスを確認し、担当医・専門家の指示に従ってください。患者さんへの適応・禁忌の確認は必ず個別に行ってください。

参考文献

  1. 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.
  2. de Kroon JR, et al. (2002). Therapeutic electrical stimulation to improve motor control and functional abilities of the upper extremity after stroke: a systematic review. Clin Rehabil, 16(4), 350–360. PMID: 12061468
  3. Price CI, Pandyan AD. (2001). Electrical stimulation for preventing and treating post-stroke shoulder pain. Cochrane Database of Systematic Reviews, (4).
  4. Dewald JP, et al. (2020). Electrophysiological and clinical evidence for functional electrical stimulation in stroke rehabilitation. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation.
  5. 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.
  6. 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.
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ほーりー
脳卒中認定理学療法士/臨床13年目/総合病院勤務(回復期・地域包括・緩和ケア病棟)で累計500例以上の脳卒中患者のリハビリを担当。院内では新人PT教育・勉強会講師を継続。日本神経理学療法学会所属。新人PT・若手PTと患者様・ご家族に「現場の知見」をわかりやすく発信しています。