功能性电刺激（functional electrical stimulation，FES）是利用一定强度的低频脉冲电流，
FES属于功能性的电刺激，其应用的前提条件之一是脊髓前角到目标肌肉神经肌肉接头之间的下运动神经元通路保持完整，即
20世纪60年代，美国医生Liberson利用FES刺激腓总神经以矫正偏瘫患者的足下垂，从此FES在脑卒中患者的运动和感觉功能恢复中得到广泛应用。现在FES的应用范围日益增大，其研究与应用不仅局限于肢体运动功能的替代与纠正，还广泛涉及临床各个领域。例如人工心脏起搏器已广泛应用于各类心脏病的心律失常；膈肌起搏器用于治疗呼吸中枢麻痹、调整呼吸等。
因为FES属于NMES，所以其基本作用原理和NMES相同。中枢神经系统具有可塑性，脑和脊髓损伤后，中枢神经系统功能重组是患者功能恢复的基础。FES在兴奋运动神经元轴突的同时，通过Ⅰa纤维产生传入冲动，在脊髓层面调节主动肌、协同肌和拮抗肌之间的活动，从而保持伸肌群与屈肌群之间张力的平衡；其在脑水平通过反复的传入刺激，可产生使用依赖性可塑性（use-dependent plasticity），诱导脑功能重组。
FES改善肢体活动能力的神经机制包括增强关节和肌肉本体感觉传入、提供更好的运动视觉反馈和对神经元直接刺激后肌肉收缩能力的提高。且FES能够更好地促进运动再学习，在刺激神经肌肉的同时，刺激传入神经，加上不断重复的运动模式信息传入中枢神经系统，在皮层形成兴奋痕迹，促进运动功能的代偿性“恢复”或功能重建。
FES的电流应用参数设置原则，包括波形、脉宽、频率、电流强度、电极片大小和放置方式、通断比基本同NMES。
（1）波形：
（2）脉宽：
脉宽太短需要较强的电流强度方能引起肌肉收缩，高强度的电流会兴奋细纤维神经，而脉宽太长也容易兴奋细纤维神经，引起疼痛。
（3）频率：
（4）电流强度：
（5）电极片的大小和放置方式：
应选择能适当覆盖所刺激肌肉的电极片。电极片过小会增加电流密度，引起疼痛，且无法募集靶肌肉内的所有肌纤维；电极片过大，容易造成短路或刺激到拮抗肌。
电极片应放置在神经或肌肉的运动点上，运动点是指刺激神经或肌肉时刺激阈值最低的一点。周围神经全长的兴奋性基本相同，所以各处的刺激阈值也基本相同，但是周围神经走行表浅处电流容易到达，因此周围神经可以有多个运动点，均在其走行最表浅处。对于梭形肌来说，运动点位于肌腹中央；但有些肌肉有多个肌腹，例如肱二头肌、肱三头肌、股四头肌、腘绳肌、腓肠肌等，则运动点有多个。失神经支配的肌肉是直接刺激肌肉产生肌肉收缩，而肌纤维全长的兴奋性相同，为了刺激更多的肌纤维，可将电极置于肌腹的两端，使电流更加集中，刺激效果更佳。
（6）通断比：
电流通电时间与断电时间的比值。电刺激肌肉产生收缩时，必须设定有电流输出的持续时间和无电流输出的休息时间。这是为了让肌肉在治疗期间得以有效地收缩和放松，避免肌肉疲劳。对电刺激治疗耐受力差、肌力较弱的患者，断电时间需相应延长。之后随着患者的肌力增强，可逐渐增加电流通电时间，缩短断电时间。
（7）治疗剂量：
15～30min/次，1～2次/d，20～30次为1个疗程。
在治疗前向患者解释治疗过程中可能出现的麻颤感和明显的肌肉收缩。打开治疗仪的电源，患者取舒适的体位，然后将电极固定于相应的部位上，选择适当的刺激参数（频率、脉宽、治疗时间等），调节电流强度。治疗结束后应先将输出强度调零，取下电极，然后再关闭电源。
（1）为避免电灼伤，电流密度不能过大，且治疗时应注意电极片和皮肤紧密接触。
（2）所选择的电极片应避免患者过敏。
（3）电刺激前应剃除治疗部位的毛发，以降低皮肤阻抗。
（4）
（5）使用中应避免引起患者的焦虑及恐惧。
1. 手部控制功能性电刺激
手部控制FES也称为上肢“神经假体”，其本身是一种手腕-前臂矫形器，将手腕固定在功能位，可以将腕的稳定性与电刺激相结合。设备内的表面电极可以对伸指肌群、屈指肌群和鱼际肌进行模式化刺激，产生手伸展、抓握、侧捏等动作，以帮助完成功能性活动。手部运动相对较复杂，很难完全实现自动化的程序控制，在某些情况下需要患者或治疗师自己触发控制器的开关，发出刺激指令。
手部控制FES适用于脑卒中后偏瘫和C5以下脊髓损伤患者，辅助患者完成上肢及手部功能性任务，如抓握、进食和饮水等。
2. 对侧控制型功能性电刺激
对侧控制型功能性电刺激（contralateral controlled functional electrical stimulation，CCFES）最早是由Knutson等于2007年提出的，它是在患手完成功能性任务的过程中，通过健侧肢体的运动触发连接于患侧肢体的电刺激装置，诱发患手完成伸展、抓握等动作。如果单纯用健侧肢体的运动触发电刺激装置，引起患侧肢体被动收缩，不完成功能性任务，则称为对侧控制型神经肌肉电刺激（contralateral controlled neuromuscular electrical stimulation，CCNMES）。相比传统NMES，CCNMES调动了训练的主动性，而且强调了双侧运动。
CCFES的控制器里有角度传感器或肌电传感器。角度传感器可以装在手套里，用来感应健侧手活动时的角度。肌电传感器使用表面电极来感应健侧运动时肌肉的收缩信号。治疗时，在双侧肢体相同部位贴上表面电极，贴于健侧肢体的表面电极用来感应健侧肌肉收缩时的肌电信号，贴于患侧的表面电极为刺激电极。当健侧肢体运动时，传感器将接收到健侧肌电变化信号，调节模拟电压输入刺激器，通过置于患侧的表面电极，刺激患侧肌肉收缩，其电流刺激强度与健侧肢体活动强度成正比，即健侧肢体的活动会反馈性地引导电刺激装置刺激患侧肢体做相似动作。
CCFES适用于脑卒中后偏瘫和C5以下脊髓损伤患者，辅助患者完成上肢和手部功能性任务，如抓握、进食和饮水等。
1. 足下垂功能性电刺激
早期临床上使用较多的FES就是足下垂FES，用于改善中枢神经系统损伤引起的足下垂。许多脑卒中患者都有踝关节背屈、膝关节屈曲、髋关节弯曲不足问题，使得他们在步行时无法将脚趾提离地面。足下垂FES的原理是在患侧摆动相开始时，触发电刺激开关，刺激患侧腓总神经，使患者在迈步期产生踝背屈。进入患侧站立相后，患侧足跟着地，电刺激停止。刺激电极放置在腓骨小头下方的腓总神经上。8项荟萃分析结果表明，使用足下垂FES后，患者的步行速度提高，且步态改善。但足下垂FES对腓总神经的刺激只能提供有限的膝关节控制，因此，需要用踝-足矫形器来阻止膝关节屈曲不足或者有严重膝过伸的患者，都不适合使用。
传统的单通道或双通道FES只能刺激一组或两组肌群收缩，产生单方向、单关节的活动，所以其应用大多局限于在手部运动时刺激指伸肌、指屈肌及在步行中刺激腓总神经。但是人体的多数运动都是极其复杂的协调运动，需要多肌群、多关节的协调参与，多通道FES的出现将FES的应用范围进一步扩大，其可以刺激多组肌群、产生多关节的活动。多通道FES更加符合功能性活动的要求，能更好地诱导脑功能重组，有利于恢复肌群之间的运动协调性及运动控制能力。
多通道FES通过预先设置的程序实现对各输出通道的控制，在运动过程中，对各输出通道独立控制，各通道的刺激参数（频率、强度、时间等）各自可调，通道之间相互独立，可以根据具体刺激肌肉的肌力和肌张力情况设置电流的大小。治疗时，各通道按照功能性活动中肌群收缩时序刺激肌肉收缩，肢体产生正常的运动，达到功能性活动的目的。更智能的FES设备还能根据患者运动输出情况动态调整刺激参数，以达到最佳治疗效果。
