許晶莉，范艷萍，代早榮

表面肌電圖在腦性癱瘓康復(fù)中的應(yīng)用①

許晶莉1，范艷萍1，代早榮2

目的 探討表面肌電圖(sEMG)在腦癱患兒康復(fù)訓(xùn)練中的意義。方法痙攣型雙癱腦癱患兒60例分為治療組(n=30)與對(duì)照組(n=30)。對(duì)照組采用常規(guī)綜合康復(fù)，治療組于康復(fù)前進(jìn)行sEMG檢查，在sEMG結(jié)果指導(dǎo)下制定康復(fù)方案?？祻?fù)前后進(jìn)行粗大運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試量表(GMFM)檢測(cè)。結(jié)果兩組患兒康復(fù)治療前后GMFM量表A、B、C區(qū)評(píng)分均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，D、E區(qū)評(píng)分及總分有顯著改善(P＜0.001)。治療后治療組與對(duì)照組A、B、C區(qū)無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，D、E區(qū)及總分有非常顯著性差異(P＜0.01)。結(jié)論表面肌電圖可用于指導(dǎo)腦癱患兒康復(fù)訓(xùn)練。

腦性癱瘓；康復(fù)；表面肌電圖Application of Surface Electromyography in Rehabilitation for Children with Cerebral Palsy

[本文著錄格式]許晶莉，范艷萍，代早榮.表面肌電圖在腦性癱瘓康復(fù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,2013,19(3): 257-260.

小兒腦癱康復(fù)要根據(jù)患兒的個(gè)體情況選擇和制定綜合性的康復(fù)治療方案。Bobath技術(shù)作為經(jīng)典的神經(jīng)發(fā)育療法，是目前最常用的治療方法和技術(shù)。但該方法也存在著一些問(wèn)題：訓(xùn)練效率和訓(xùn)練強(qiáng)度難以保證，訓(xùn)練效果受到治療師水平的影響，缺乏評(píng)價(jià)訓(xùn)練參數(shù)和康復(fù)效果之間關(guān)系的客觀數(shù)據(jù)，難以對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得最佳治療方案，訓(xùn)練的針對(duì)性較差等。表面肌電圖(surface electromyography,sEMG)是神經(jīng)肌肉系統(tǒng)在進(jìn)行隨意性和非隨意性活動(dòng)時(shí)的生物電變化，經(jīng)表面電極引導(dǎo)、放大、顯示和記錄所獲得的一組電壓時(shí)間序列信號(hào)。基礎(chǔ)研究表明，在控制良好的條件下，sEMG的變化在很大程度上能夠定量反映肌肉的局部疲勞程度、肌力水平、肌肉激活模式、運(yùn)動(dòng)單位興奮傳導(dǎo)速度、多肌群協(xié)調(diào)性等肌肉活動(dòng)和中樞控制特征的變化規(guī)律。本研究利用sEMG指導(dǎo)腦癱患兒康復(fù)訓(xùn)練。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2010年6月～2010年10月在廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬祈福醫(yī)院進(jìn)行康復(fù)的痙攣型雙癱型腦癱患兒60例，診斷及臨床分型均符合2006年8月第九屆全國(guó)小兒腦癱康復(fù)學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病情穩(wěn)定，無(wú)明顯認(rèn)知障礙，可正確接受動(dòng)作指令；②在最近6個(gè)月里，上、下肢沒(méi)有出現(xiàn)扭傷、斷裂等影響運(yùn)動(dòng)功能的傷病；③最近2 d內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)達(dá)到疲勞的運(yùn)動(dòng)，未服用任何藥物，目前沒(méi)有肌肉酸痛及不適，不是敏感皮膚。所有受試者家長(zhǎng)入組前均簽署知情同意書。

其中男性33例，女性27例；年齡6～9歲，平均(7.50±1.04)歲；身高68～127 cm，平均(106.60±13.36) cm；體重15～39 kg，平均(26.98±4.97)kg。將患兒分為治療組與對(duì)照組，每組各30例。兩組在性別、年齡、身高、體重及治療前肌力、肌張力方面無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般情況比較

1.2 方法

兩組患兒均每周連續(xù)治療5 d，休息2 d，共治療3個(gè)月。

1.2.1 對(duì)照組 采用常規(guī)綜合康復(fù)治療，包括以Bobath療法為主的運(yùn)動(dòng)療法(反射性抑制模式，控制關(guān)鍵點(diǎn)，刺激本體感受器和體表感受器技術(shù)，關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練，坐位、爬行、站立、步行、體位轉(zhuǎn)換、上下樓梯等訓(xùn)練。)、推拿、針灸、物理因子療法、輔助器具、游戲及文體治療、音樂(lè)治療等。

1.2.2 治療組 于康復(fù)治療前及治療1個(gè)月、2個(gè)月后進(jìn)行sEMG檢查，根據(jù)sEMG結(jié)果制定康復(fù)治療方案。sEMG檢查在防電磁干擾肌電圖室內(nèi)進(jìn)行，室溫22℃～25℃。測(cè)試肌肉：腓腸肌、脛骨前肌、內(nèi)收肌、股四頭肌、腘繩肌。應(yīng)用FexComp型表面肌電儀及Ag/Agcl表面電極(加拿大Thought Technology公司)，采用肌電圖的前置放大，增益1000，輸入阻抗＞100 MΩ，通道采樣頻寬10～500 Hz，靈敏度0.1 μV，肌電信號(hào)數(shù)據(jù)采集頻率為2048/s。

受試者局部備皮，75%酒精脫脂后安置電極。表面電極置于所測(cè)肌肉肌腹最隆起處，兩電極連線與肌纖維走行一致，電極間中心間距2 cm。股四頭肌、腘繩肌測(cè)試取坐位：受試者端坐在測(cè)試椅上，暴露下肢，雙腿自然分開與肩同寬，上臂與軀干平行，前臂與上臂、軀干與大腿、大腿與小腿分別保持90°；用寬尼龍帶將受試者大腿及軀干固定于坐椅上，避免測(cè)量時(shí)大腿離開椅面及軀干前后晃動(dòng)。腓腸肌、脛骨前肌、內(nèi)收肌測(cè)試取仰臥位。

測(cè)試前向受試者介紹測(cè)試過(guò)程，并練習(xí)如何進(jìn)行踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)屈伸及髖關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，練習(xí)2～3次。正式測(cè)試前讓受試者盡量放松，以示波器上肌電信號(hào)平穩(wěn)為標(biāo)準(zhǔn)。①功能位：囑受試者全身放松，仰臥于測(cè)試床上(膝關(guān)節(jié)測(cè)試取坐位)，由測(cè)試人員被動(dòng)外展雙側(cè)髖關(guān)節(jié)(膝、踝關(guān)節(jié)測(cè)試時(shí)伸展膝、踝關(guān)節(jié))至最大限度，保持20 s，再被動(dòng)內(nèi)收髖關(guān)節(jié)(膝、踝關(guān)節(jié)測(cè)試時(shí)屈曲膝、踝關(guān)節(jié))至最大限度，保持20 s，重復(fù)進(jìn)行3次，取平均值，每次測(cè)試間隔5 min；②最大等長(zhǎng)收縮(MIVC)狀態(tài)：囑受試者盡快達(dá)到最大力內(nèi)收髖關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié)測(cè)試時(shí)伸展、屈曲膝關(guān)節(jié)；踝關(guān)節(jié)測(cè)試時(shí)伸展、屈曲踝關(guān)節(jié))并保持30 s。雙側(cè)關(guān)節(jié)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，每次測(cè)試間隔5 min。

記錄肌電積分值(iEMG)、均方根值(RMS)、平均肌電值(AEMG)、協(xié)同收縮率(CR)。在sEMG評(píng)估結(jié)果指導(dǎo)下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練：①降低肌緊張：在被動(dòng)活動(dòng)過(guò)程中，如患兒內(nèi)收肌時(shí)域指標(biāo)iEMG增高，則治療重點(diǎn)為緩解內(nèi)收肌痙攣，抑制下肢內(nèi)收、膝外翻及剪刀步態(tài)，促進(jìn)下肢外展；如患兒腓腸肌iEMG增高，則治療重點(diǎn)為緩解腓腸肌痙攣，抑制尖足，促進(jìn)足背屈；如股四頭肌iEMG增高，則治療重點(diǎn)為被動(dòng)牽拉股四頭肌，抑制膝過(guò)伸，促進(jìn)膝屈曲；如腘繩肌iEMG增高，則治療重點(diǎn)為抑制膝關(guān)節(jié)屈曲，促進(jìn)膝關(guān)節(jié)伸展；②增強(qiáng)肌力訓(xùn)練：如測(cè)試肌肉在MIVC狀態(tài)下時(shí)域指標(biāo)降低，則進(jìn)行有針對(duì)性的肌力訓(xùn)練：對(duì)于肌力只有0級(jí)、Ⅰ級(jí)的肌肉組織，采用電刺激法、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)或者輕微的輔助運(yùn)動(dòng)等方法進(jìn)行肌力訓(xùn)練；對(duì)于肌力Ⅱ級(jí)的肌肉組織，除采用電刺激外，還可采用輔助運(yùn)動(dòng)或懸吊運(yùn)動(dòng)；對(duì)于肌力Ⅲ級(jí)以上的肌肉，主要采用抗阻訓(xùn)練；③協(xié)調(diào)性訓(xùn)練：在抑制足跖屈的訓(xùn)練中，不僅要抑制腓腸肌痙攣，而且要增強(qiáng)脛骨前肌的收縮；在抑制膝過(guò)伸的訓(xùn)練中，不僅要抑制股四頭肌痙攣，還要進(jìn)行腘繩肌肌力訓(xùn)練；在抑制膝屈曲的訓(xùn)練中，不僅要抑制腘繩肌痙攣，還要進(jìn)行股四頭肌肌力訓(xùn)練；④平衡功能訓(xùn)練：在MIVC運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，如果患兒雙側(cè)肢體sEMG時(shí)域參數(shù)差異顯著，則對(duì)其時(shí)域值較低的一側(cè)進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練；在康復(fù)訓(xùn)練中鼓勵(lì)患兒多使用力量較差的一側(cè)肢體，注意患兒重心的轉(zhuǎn)移，盡可能使其重心落于中線上。

1.3 評(píng)定方法

于治療前使用修訂的Ashworth量表及手法肌力檢查行肌張力及肌力評(píng)定。在治療前及治療后均進(jìn)行粗大運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試量表(Gross Motor Function Measure, GMFM)評(píng)定。評(píng)定由同一名康復(fù)醫(yī)師進(jìn)行，該醫(yī)師對(duì)分組不知情。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

兩組患兒治療后GMFM量表A、B、C區(qū)評(píng)分的無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，D、E區(qū)評(píng)分及總分顯著提高(P＜0.001)。治療后治療組D、E區(qū)評(píng)分及總分明顯優(yōu)于對(duì)照組(P＜0.01)。見(jiàn)表2～表7。

表2 兩組治療前后GMFM量表A區(qū)比較

表3 兩組治療前后GMFM量表B區(qū)比較

表4 兩組治療前后GMFM量表C區(qū)比較

表5 兩組治療前后GMFM量表D區(qū)比較

表6 兩組治療前后GMFM量表E區(qū)比較

表7 兩組治療前后GMFM量表總分比較

3 討論

目前在腦癱功能訓(xùn)練方面強(qiáng)調(diào)以下原則：①運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練具有較強(qiáng)的特異性[2]，功能性治療應(yīng)采用任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練；②在抑制異常運(yùn)動(dòng)模式的同時(shí)，促進(jìn)正常運(yùn)動(dòng)模式；③肌張力調(diào)整的同時(shí)注意必要的肌力訓(xùn)練；④針對(duì)異常表現(xiàn)進(jìn)行個(gè)體化訓(xùn)練；⑤對(duì)于肌肉骨骼系統(tǒng)的管理。

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于個(gè)體所表現(xiàn)的異常運(yùn)動(dòng)模式及肌肉系統(tǒng)的上述問(wèn)題，在康復(fù)治療過(guò)程中康復(fù)醫(yī)師及治療師往往僅僅憑借主觀判斷，缺乏指導(dǎo)訓(xùn)練參數(shù)的客觀數(shù)據(jù)，難以對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以取得最佳治療方案，訓(xùn)練的針對(duì)性較差，訓(xùn)練效果受到治療師水平的影響，訓(xùn)練效率及康復(fù)效果難以保證。因此，迫切需要一種對(duì)臨床康復(fù)訓(xùn)練具有指導(dǎo)意義的客觀指標(biāo)。

sEMG是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、可行的康復(fù)評(píng)定方法，能定量反映肌肉功能狀態(tài)、肌力水平、多肌群協(xié)調(diào)性等肌肉和中樞控制特征的變化規(guī)律?？衫闷涮峁┑目陀^數(shù)據(jù)，分析異常的運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)動(dòng)成分，針對(duì)功能障礙制定相應(yīng)的治療方案。

痙攣型雙癱占腦癱患兒60%～70%，是大腦皮質(zhì)損害的結(jié)果[3]。上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷的陽(yáng)性表現(xiàn)之一為痙攣，主要發(fā)生于髖的內(nèi)收肌群、小腿三頭肌群、股四頭肌群等；其陰性表現(xiàn)為肌無(wú)力[4]，主要發(fā)生于骨盆及下肢肌群。由于內(nèi)收肌痙攣，表現(xiàn)為下肢內(nèi)收；由于腓腸肌痙攣、脛骨前肌肌力不足，表現(xiàn)為尖足；由于骨盆及下肢肌群肌力不足，導(dǎo)致站立、行走功能障礙[5]。

我們對(duì)痙攣型雙癱患兒腓腸肌、脛骨前肌、內(nèi)收肌、股四頭肌、腘繩肌進(jìn)行sEMG檢查，旨在通過(guò)量化肌肉的功能活動(dòng)，指導(dǎo)康復(fù)治療。發(fā)現(xiàn)主要的異常征象包括：①肌緊張：主要表現(xiàn)為在被動(dòng)活動(dòng)過(guò)程中，sEMG時(shí)域指標(biāo)iEMG顯著增高。肌肉用同樣速度伸長(zhǎng)或縮短時(shí)，iEMG與肌肉張力正相關(guān)[6]。我們根據(jù)不同肌群的iEMG值，采用不同的治療方法：對(duì)iEMG增高最為顯著的肌群，重點(diǎn)進(jìn)行緩解肌緊張的功能訓(xùn)練；對(duì)iEMG輕度增高的肌群則只進(jìn)行常規(guī)的肌肉放松訓(xùn)練。②肌力下降：主要表現(xiàn)為在MIVC狀態(tài)下，sEMG時(shí)域指標(biāo)iEMG、RMS、AEMG降低。在肌肉非疲勞狀態(tài)下，MIVC運(yùn)動(dòng)過(guò)程中sEMG的時(shí)域分析參數(shù)可間接反映肌力大小[7]，這是由于肌肉輸出力量的大小由募集參與放電的肌纖維數(shù)量決定，在sEMG上表現(xiàn)為振幅的變化[8]。sEMG能夠指導(dǎo)腦癱患兒進(jìn)行肌力強(qiáng)化訓(xùn)練。③協(xié)調(diào)性：協(xié)同收縮率反映拮抗肌在主動(dòng)肌收縮過(guò)程中所占比例的多少，腦癱患兒協(xié)同收縮率普遍增加。因此，在康復(fù)訓(xùn)練中應(yīng)強(qiáng)化主動(dòng)肌的收縮功能，控制拮抗肌的協(xié)同收縮，使這兩種肌群在運(yùn)動(dòng)中協(xié)調(diào)作用，才能產(chǎn)生正常的姿勢(shì)運(yùn)動(dòng)模式。④平衡功能：痙攣型雙癱患兒左右兩側(cè)肢體通常有很明顯的差異，由此會(huì)導(dǎo)致姿勢(shì)與運(yùn)動(dòng)的不對(duì)稱，從而導(dǎo)致平衡功能障礙。通過(guò)坐位或站立時(shí)下肢諸肌群sEMG信號(hào)的檢查，可建立促進(jìn)和抑制特定肌群以加強(qiáng)平衡反應(yīng)和重心轉(zhuǎn)移的能力。

本研究顯示，在sEMG指導(dǎo)下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的效果優(yōu)于常規(guī)綜合康復(fù)，主要體現(xiàn)在站立、行走及跑跳方面。

站立、行走功能的實(shí)現(xiàn)是患兒和家長(zhǎng)的迫切康復(fù)目標(biāo)，而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，關(guān)鍵在于消除肌肉痙攣狀態(tài)，降低肌張力，增強(qiáng)肌力，重建動(dòng)力平衡。痙攣型腦癱肌張力增高主要表現(xiàn)在髖的內(nèi)收肌群、股四頭肌群、小腿三頭肌群、前臂肌群等；肌力降低表現(xiàn)在軀干及上肢伸肌、下肢部分屈肌以及部分伸肌。肌張力、肌力評(píng)定指標(biāo)量化比較困難，受到許多主觀因素的影響，評(píng)價(jià)缺乏客觀性；臨床治療時(shí)，對(duì)這些肌群常同等對(duì)待，未分清主次，針對(duì)性較差，不但直接影響訓(xùn)練效果，而且會(huì)對(duì)兒童產(chǎn)生不良的影響[9]。

sEMG可用于客觀評(píng)價(jià)特定肌肉在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和功能活動(dòng)狀態(tài))下的神經(jīng)肌肉活動(dòng)情況。燕鐵斌[10]與李青青[11]等分別肯定了sEMG測(cè)試的信度。sEMG可對(duì)神經(jīng)肌肉功能作出定性和定量分析，并推測(cè)出神經(jīng)肌肉的病變特性[12]。將sEMG評(píng)估與臨床評(píng)估手段相結(jié)合，能夠更加準(zhǔn)確地分析腦癱患兒運(yùn)動(dòng)功能障礙的原因，進(jìn)而優(yōu)化訓(xùn)練處方，提高康復(fù)訓(xùn)練效率，增進(jìn)康復(fù)效果。

sEMG指導(dǎo)下腦癱康復(fù)效果優(yōu)于常規(guī)綜合康復(fù)，sEMG評(píng)估結(jié)果能夠用于指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練。

[1]陳秀潔，李樹春.小兒腦性癱瘓的定義、分型和診斷條件[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2007,29(5):309.

[2]黃真.腦性癱瘓的康復(fù)治療[J].中華兒科雜志,2005,43(4): 263-265.

[3]李曉捷,陳秀潔,姜志梅.實(shí)用小兒腦性癱瘓康復(fù)治療技術(shù)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2009:160.

[4]王敏,曹潔,余靜,等.急性播散性腦脊髓炎臨床特征及實(shí)驗(yàn)室檢查[J].實(shí)用兒科臨床雜志,2006,21(24):1717-1719.

[5]蘇珍輝,丁玉蓮,張惠佳,等.自動(dòng)肌力訓(xùn)練已在腦癱康復(fù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2009,17(5):121-122.

[6]楊靜宜,王瑞元,熊開宇,等.股四頭肌等速向心性收縮肌電圖測(cè)定與分析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),1995,18(4):28-34.

[7]鄭榮強(qiáng),王予彬,王惠芳.表面肌電圖在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷康復(fù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2008,23(1):81-83.

[8]Wang DM,Wang J,Ge LZ.SEMG time-frequency analysis techniques for evaluation of muscle fatigue and it's application in ergonomic studies[J].Space Med Med Engin,2003,16(5): 387-390.

[9]Peach PE.Overwork weakness with evidence of muscle damage in patients with residual paralysis from polio[J].Arch Phys Med Rehabil,1990,71:248-250.

[10]燕鐵斌,Hui-chan CWY.踝背伸及跖屈肌群的最大等長(zhǎng)收縮的信度研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2006,28:212-215.

[11]李青青,吳宗耀,羅利平.表面肌電圖的信度研究[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006,21:224-227.

[12]Ashby P,Nailis A,Hunter J.The evaluatiom of"spasticity"[J].Can J Neurol Sci,1987,14(3 Suppl):497-500.

ObjectiveTo explore the surface electromyography(sEMG)assist for the rehabilitation training for children with cerebral palsy.Methods60 children with spastic diplegia were divided into treatment group(n=30)and control group(n=30).All the children received comprehensive rehabilitation,while the rehabilitation program were designed with the assist of sEMG in the treatment group.They were assessed with Gross Motor Function Measure(GMFM)before and 3 months after rehabilitation.ResultsThere was no statistically improvement in dimension A,B,and C of GMFM(P＞0.05),but was in the total score and the dimension D and E(P＜0.0001).There was no statistical difference in dimension A,B,and C between 2 groups(P＞0.05),but was in the total score and the dimension D and E(P＜0.01)after rehabilitation.ConclusionThe sEMG might be helpful for the rehabilitation for children with cerebral palsy.

cerebral palsy;rehabilitation;surface electromyography

R742.3

A

1006-9771(2013)03-0257-04

2012-09-18

2012-10-15)

1.佳木斯大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，佳木斯大學(xué)附屬第三醫(yī)院，黑龍江佳木斯市154002；2.廣州康復(fù)實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東廣州市510630。作者簡(jiǎn)介：許晶莉(1977-)，女，黑龍江哈爾濱市人，博士研究生，主治醫(yī)師，主要研究方向：腦性癱瘓的神經(jīng)電生理研究。通訊作者：范艷萍。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.03.015

XU Jing-li,FAN Yan-ping,DAI Zao-rong.Rehabilitaion Medicine College,Jiamusi University,Jiamusi 154002,Heilongjiang,China