功 能 性 電 刺 激 在 臨 床 復 健 上 已 有 許 多 相 關 的 應 用 與 研 究
[13-14]，故在學理上，等速肌力訓練與功能性電刺激可有效的整合，
而本研究之特點是利用功能性電刺激觸發膕肌適度的收縮以便補償 前十字韌帶所可能產生的過度拉扯情形。初步成果顯示可藉由此特定 的回授控制方式讓伸展以及屈曲運動穩定且有效率的完成。以下將針 對力矩、肌電圖、標記影像分析、以及功能性電刺激所可能遭遇之設 定問題，分別進行討論。
5-1 依據力矩資訊解釋相關表現
由於相關文獻[15]顯示在等速肌力訓練下，比較未配戴任何防脛 骨前移裝置與配戴制式防脛骨前移裝置之相對應力矩值缺乏實質比 較意義，因此表 4-1~4-4 另外提供了變異係數，即標準差除以平均值，
用以顯示每組數據相對應的穩定性。
很明顯的，所有受試者在配戴制式防脛骨前移裝置時，其最大伸 展力矩值及最大伸展力矩總功之變異係數皆大於配戴本研究之電刺 激器。這代表在配戴制式防脛骨前移裝置時，可能無法在等速肌力訓 練下，以伸展運動的方式產生穩定之最大力矩值。因此，一般十字韌 帶損傷之患者在配戴制式防脛骨前移裝置時，股四頭肌的伸展訓練可
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根據目前的數據可觀察到不論是未配戴任何防脛骨前移裝置、配 戴制式防脛骨前移裝置、或是配戴本研究之功能性電刺激器，其膕肌
/股四頭肌強度比值都接近文獻所表示的數值(約 0.6)[12]。因此，本研 究之既定三種模式對膕肌/股四頭肌強度比值並無明顯影響。
5-2 依據肌電圖資訊解釋相關表現
受限於數據量，表 4-5 無法顯示任何統計上的意義。因此，期待 未來有更多受試者或甚至是十字韌帶損傷患者，能夠進行更深入的測 試以了解在各模式之等速肌力訓練下，肌電圖是否能夠提供任何實質 有效之訊息做為比較與研究之用。
5-3 依據標記影像資訊解釋相關表現
膝關節角度對應之十字韌帶張力值[11] (圖 5-1)與本研究自行開 發之標記攝影系統所取得之股骨與脛骨內踝之相對距離似乎有著相 對應的關係。
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圖 5-1、前十字韌帶於膝關節各角度所承受之張力值(圖式依 Beynnon, B., et al., The measurement of anterior cruciate ligament strain in vivo. International orthopaedics, 1992. 16(1): p. 1-12., Fig.2-7 [11]轉製)與圖 4-9 攝錄而得之脛骨前移 量極為相似
雖然標記影像之數據分析過程仍在做修正與測試，但由圖 4-9 可 知，利用脛骨位移畫素值(股骨與脛骨內踝之相對距離)可大致推測前 十字韌帶之張力值。於圖 4-9 當中，膝關節自 40 度伸展至約 10 度時，
其脛骨位移畫素值的改變與圖 5-1 前十字韌帶張力值自 40 度伸展至 約 10 度極為相似。此外，圖 4-9 亦顯示在使用制式之防脛骨前移裝 置時，脛骨位移畫素值於特定範圍內(約 0 至 20 度間)會達到一相對 固定值，若同樣將脛骨位移畫素值對應於前十字韌帶之張力值，則代 表在此特定範圍內前十字韌帶之張力值為一相對固定值，意即制式之 防脛骨前移裝置可協助減少前十字韌帶之張力。此結果將有助於證實 本研究所開發之標記攝影系統能夠有效的以非侵入的方式估測前十 字韌帶之張力值。
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5-4 功能性電刺激所可能引發之交互抑制作用與韌帶肌肉保護性反
射
利用功能性電刺激以補償前十字韌帶功能時，必須著重於膝關節 在伸展運動以及屈曲運動當中主動肌(agonist)以及拮抗肌(antagonist) 的協調訓練。如圖 5-2 所示，在伸展動作時，股四頭肌扮演著主動肌 的角色，膕肌則扮演著拮抗肌的角色。相反的，在屈曲動作時，膕肌 變成主動肌，而股四頭肌則是拮抗肌[16]。
圖 5-2、圖示伸展屈曲動作主動肌與拮抗肌之相互關係
於文獻中指出[17]，主動肌與擷抗肌透過 Ia 感覺神經元(Ia sensory
neurons)與 Ia 抑制性中間神經元(Ia inhibitory interneurons)，產生交互 抑制作用(reciprocal inhibition)(圖 5-3)。因此，為避免所誘發之膕肌收 縮產生交互抑制作用而影響股四頭肌之等速肌力伸展運動(力矩表 現)，本研究之功能性電刺激器盡可能使用低頻(20Hz)與低脈波寬度 (雙相 0.3ms)以減少交互抑制作用產生的機會，因為根據相關文獻表
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示[18]，高頻或較大脈波寬度之電刺激相較於低頻或較小脈波寬度之 電刺激容易誘發 Ia 感覺神經元產生反射作用。
圖 5-3、膝關節相關肌群拮抗作用示意圖[17]
除上述交互抑制作用外，另外需注意的是一般體關節所存在的一 種 韌 帶 肌 肉 保 護 性 反 射 (ligamento-muscular protective reflex) 機 制
[19]。此作用存在於前十字韌帶與膕肌之間，於動態運動時膕肌之反 射性收縮可保護前十字韌帶的過度拉扯。然而，當前十字韌帶發生過 斷裂或損傷後，原先的保護機制將無法正常運作[19]。因此，本研究 之功能性電刺激器必須模擬此保護機制，以取代受損之前十字韌帶。
然而，雖然必須以足夠的電刺激能量使膕肌產生足夠的收縮力量以模 擬受損之韌帶肌肉保護性反射，但仍須避免產生前述之交互抑制作用 (膕肌作用抑制股四頭肌)，以獲得最佳之訓練效果。
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