郭明遠(yuǎn)，張建宏，王惠娟，范建中

表面肌電在評估偏癱患者肘關(guān)節(jié)肌張力中的應(yīng)用①

郭明遠(yuǎn)，張建宏，王惠娟，范建中

目的探索肱二頭肌、肱三頭肌表面肌電(sEMG)特征與偏癱患者肘關(guān)節(jié)肌張力的關(guān)系。方法同一治療師對37例腦損傷后偏癱患者的患側(cè)肘關(guān)節(jié)進(jìn)行改良Ashworth量表(MAS)評估，同時(shí)用sEMG記錄被動活動時(shí)肱二頭肌和肱三頭肌的表面肌電信號。結(jié)果經(jīng)Spearman相關(guān)分析，被動屈肘時(shí)，肱二頭肌(r=0.651)、肱三頭肌(r=0.912)、肱三頭肌+肱二頭肌(r=0.905)、肱三頭肌-肱二頭肌(r=0.903)的均方根值(RMS)與MAS相關(guān)(P＜0.001)；被動伸肘時(shí)，肱二頭肌(r=0.848)、肱三頭肌(r=0.518)、肱三頭肌+肱二頭肌(r=0.850)、肱二頭肌-肱三頭肌(r=0.711)的RMS與MAS相關(guān)(P＜0.001)。結(jié)論sEMG能檢測主動肌和拮抗肌的肌電活動，對臨床肌張力評估和痙攣的治療提供量化的參考。

表面肌電；肌張力；肘關(guān)節(jié)；改良Ashworth量表；被動運(yùn)動

[本文著錄格式]郭明遠(yuǎn)，張建宏，王惠娟，等.表面肌電在評估偏癱患者肘關(guān)節(jié)肌張力中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐, 2012,18(5):448-450.

痙攣性肌張力增高通常被認(rèn)為是一種由牽張反射高興奮性所致的、速度依賴的緊張性牽張反射增強(qiáng)伴腱反射異常為特征的運(yùn)動障礙[1]。肌張力的評估方法很多，如擺動試驗(yàn)、臨床痙攣指數(shù)、Oswestry、改良Tardieu量表、改良Ashworth量表(M odified Ashworth Scale,MAS)等，但這些均不能客觀量化評估肌張力。本研究探討通過觀察被動運(yùn)動中主動肌、拮抗肌表面肌電(surface electromyography,sEMG)的變化，為臨床評估肌張力提供量化指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2011年2～10月在廣州南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院康復(fù)科住院的腦外傷和腦卒中后偏癱患者37例，其中男性25例，女性12例；年齡30～74歲，平均(50.54±13.351)歲；腦出血16例，腦梗死12例，腦外傷3例，腦血管畸形6例；簡易精神狀態(tài)測量(MMSE)評分22～28分，平均(25.38+2.681)分；病程25～365 d；右側(cè)偏癱19例，左側(cè)偏癱18例。

入選標(biāo)準(zhǔn)：①頭顱CT、MRI提示一側(cè)腦組織損傷，臨床表現(xiàn)為單側(cè)肢體癱瘓；②患側(cè)肘關(guān)節(jié)可被動全關(guān)節(jié)范圍活動(120°)；③可獨(dú)立保持坐位(坐位平衡Ⅱ～Ⅲ級)，病情穩(wěn)定；④MMSE測試評分20分以上，可配合完成試驗(yàn)；⑤愿意參與試驗(yàn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①意識不清、認(rèn)知功能嚴(yán)重障礙；②上肢體存在周圍神經(jīng)損傷；③因外傷、骨折、組織損傷、攣縮等導(dǎo)致患側(cè)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)活動受限；④完全性和感覺性失語。

1.2 sEMG描記 芬蘭ME-6000-T8表面肌電測試儀，分析軟件Megaw in 2.4，表面電極片(Ag/AgCl)。測試參數(shù)：共模抑制比110 dB，最大漂移噪聲絕對值1.6μV，采樣頻率1000 Hz，有效測量范圍±8000μV，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換14位，濾波器范圍8～500 Hz，輸入阻抗20GΩ，噪聲＜1μV，增益305，可用通道數(shù)8。

所有受試者均在測評室內(nèi)由同一有經(jīng)驗(yàn)的治療師完成，室溫22℃～26℃。治療師向受試者說明試驗(yàn)的目的、方法，告知測試過程不會對其產(chǎn)生任何不利，囑其試驗(yàn)過程放松，患側(cè)肢體勿主動用力；受試者理解并能配合。

患者取坐位，患肢肩關(guān)節(jié)前屈60°置于作業(yè)治療桌上，肘關(guān)節(jié)被動伸直，完全放松。剃去肱二頭肌和肱三頭肌皮膚表面體毛，專用砂片打磨皮膚表面，酒精除去皮脂、角質(zhì)層；在肱二頭肌、肱三頭肌縱軸中點(diǎn)上下各1 cm肌腹處各粘貼一個(gè)測試電極，參考電極貼于測試電極橈側(cè)，與測試電極中心間的距離20 mm，電極之間的距離固定不變。

治療師徒手進(jìn)行MAS評定：一手固定肘關(guān)節(jié)，一手握其腕關(guān)節(jié)，先做3次被動屈肘，再做3次被動伸肘。每次被動活動盡快完成，最多不超過2 s，兩次間隔至少10 s。同時(shí)記錄肱二頭肌、肱三頭肌肌電信號，用M egaW in 2.4軟件分析，取3次完整的原始信號，以0.1 s為周期進(jìn)行均方根值(RMS)轉(zhuǎn)換，取3次的平均值。

以4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析[2]：①拮抗?。罕粍由熘鈺r(shí)的肱二頭肌、被動屈肘時(shí)的肱三頭肌RMS；②主動肌：被動伸肘時(shí)的肱三頭肌、被動屈肘時(shí)的肱二頭肌RMS；③主動肌與拮抗肌RMS之和：相當(dāng)于被動運(yùn)動過程中主動肌和拮抗肌出現(xiàn)協(xié)同收縮；④凈拮抗力：用肱三頭肌-肱二頭肌的絕對值表示。

2 結(jié)果

不同MAS分級下各肌肉RMS見表1。Spearman相關(guān)分析顯示，4項(xiàng)RMS指標(biāo)均與MAS分級相關(guān)(P＜0.001)。見表2。

3 討論

當(dāng)上運(yùn)動神經(jīng)元損傷后，上肢抗重力肌在緩慢而持續(xù)的重力牽拉作用下產(chǎn)生緊張性牽張反射，表現(xiàn)為屈肌共同運(yùn)動模式“挎籃狀”[3]。但MAS顯示伸肌張力偏高，而屈肌張力正常，這可能與病程長短、姿勢擺放、康復(fù)訓(xùn)練有關(guān)。

表1 不同MAS分級下各項(xiàng)指標(biāo)RMS測量值(μV)

表2 4種形式的RMS與MAS相關(guān)性分析

痙攣具有速度依賴性。Biering-S?rensen等總結(jié)多數(shù)文獻(xiàn)在采用MAS評定時(shí)用“1 s”的時(shí)間活動肢體，而有的文獻(xiàn)用“較快的速度”，測量時(shí)的速度不明確[4]，本研究根據(jù)Biering-S?rensen等的研究采用2 s內(nèi)盡快完成肘關(guān)節(jié)的全關(guān)節(jié)范圍被動活動。肌張力較低時(shí)，可在1 s內(nèi)完成；肌張力3級或以上時(shí)，可能需要1～2 s。Gorassini等的研究表明，肌電信號募集的閾值為6 s[5]，所以本研究設(shè)定兩次被動活動之間間隔10 s，使肌纖維得到充分的休息，肌纖維的興奮不受前一次的影響。

對于正常人，協(xié)同收縮是一種生理現(xiàn)象[6]。但痙攣性偏癱患者出現(xiàn)的過度協(xié)同收縮源于皮質(zhì)脊髓束下行抑制作用減弱，外周反射興奮性增強(qiáng)，尤其在過度活躍的肌肉，牽張反射更明顯[7]。過度協(xié)同收縮不僅在主動運(yùn)動中存在[8]，在被動運(yùn)動中也存在，而且影響肌張力的評估[9-10]。對腦癱兒童膝關(guān)節(jié)痙攣的研究發(fā)現(xiàn)，不管被動運(yùn)動的方向、速度如何，股外側(cè)肌和腘繩肌內(nèi)側(cè)協(xié)同收縮的現(xiàn)象在膝關(guān)節(jié)被動活動中普遍存在，這可能會使以被動活動中的阻力來分級的痙攣評估受到影響。進(jìn)一步研究顯示，協(xié)同收縮顯著頻繁的出現(xiàn)和腘繩肌內(nèi)側(cè)肌電活動增強(qiáng)一致，他們認(rèn)為協(xié)同收縮與痙攣相關(guān)。

本研究顯示，隨著肌張力增高，拮抗肌、主動肌的肌電值逐漸增高；4項(xiàng)肌電RMS評定指標(biāo)均與MAS顯著相關(guān)。

表面肌電信號在一定程度上反映運(yùn)動單位募集和同步化等中樞控制因素，以及肌肉興奮傳導(dǎo)速度等外周因素的共同作用，可以用來評價(jià)上運(yùn)動神經(jīng)元損傷患者神經(jīng)肌肉系統(tǒng)功能狀態(tài)[11]。RMS是一段時(shí)間內(nèi)瞬間肌電圖振幅平方平均的平方根，是放電有效值，取決于肌肉負(fù)荷性因素和肌肉本身的生理生化過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，主要反映肌肉活動時(shí)運(yùn)動單位激活的數(shù)量、參與活動的運(yùn)動單位的類型以及同步化程度，與中樞控制功能有關(guān)[12-13]。Kim等的研究表明，RMS可以作為評估肌張力的指標(biāo)[14]。

電極片會受其他肌肉串?dāng)_影響，因此檢測電極應(yīng)置于肌腹中間，離其他肌肉足夠遠(yuǎn)，電極片的貼放順序應(yīng)與肌梭方向平行[15]。并在貼放電極前，對皮膚表面進(jìn)行剃毛、打磨、祛脂處理，以減小電極與皮膚之間的電阻。

sEMG可以區(qū)分出痙攣和攣縮，從而指導(dǎo)痙攣評估和治療。當(dāng)關(guān)節(jié)被動活動阻力增大，但拮抗肌sEMG信號靜息，則可認(rèn)為是攣縮；如果sEMG信號活躍，則為痙攣的表現(xiàn)[16]。

本研究收集的MAS 3級以上的病例較少，多數(shù)為0～2級，且未收集到2級以及以上屈肌痙攣程度較高的病例，這可能因?yàn)槭茉囌呓邮湛祻?fù)訓(xùn)練時(shí)間較早，導(dǎo)致屈肌痙攣程度低。

sEMG能檢測偏癱側(cè)肘關(guān)節(jié)被動屈伸活動時(shí)肌電變化，用于分析主動肌和拮抗肌的肌電活動，對臨床肌張力評估和痙攣的治療提供量化的參考。

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App lication of Surface Electrom yography in Elbow Spasticity Assessem ent for Hem ip legics

GUO M ing-yuan,ZHANG Jian-hong, WANG Hui-juan,et al.Rehabilitation Department of Nanfang Hospital Affiliated to Southern Medcal University,Guangzhou 510515, Guangdong,China

Ob jectiveTo explore the correlation between characteristics of surface electromyography(sEMG)from biceps brachii(BB) and triceps brachii(TB)and the M odified Ashworth Scale(MAS)during a passivemovementof the spastic elbow in patientswith hem iplegia after brain lesion.M ethods37 hem iplegicswere assessed the elbow spasticity with MAS by a same therapist.Their sEMG of BB and TB were recorded synchronously.Resu ltsThe Spearman analysis showed that the rootmean square(RMS)of sEMG from BB(r=0.651), TB(r=0.912),TB+BB(r=0.905),TB-BB(r=0.903)correlated with MAS(P＜0.001)when elbow swere flexed,asw ell as elbow swere extended(r=0.848,r=0.518,r=0.850,r=0.711,P＜0.001).ConclusionsEMG can present the electrical activities of agonistand antagonist during passivemovementsof both elbow flexion and extension,whichmay help for the spasticity assessment.

surface electromyography;spasticity;elbow;M odified Ashworth Scale;passivemovement

R743.3

A

1006-9771(2012)05-0448-03

2011-11-17

2012-03-01)

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，廣東廣州市510515。作者簡介：郭明遠(yuǎn)(1984-)，女，河南許昌市人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)，表面肌電在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。通訊作者：范建中。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.015