張梅瑩，毛世剛，于洋，王穎穎，陳偉

肌電觸發(fā)電刺激對腦卒中后痙攣性足下垂的影響①

張梅瑩1，毛世剛1，于洋1，王穎穎1，陳偉2

目的探討肌電觸發(fā)電刺激對腦卒中偏癱患者痙攣性足下垂的影響。方法36例腦卒中偏癱患者隨機分為常規(guī)組和肌電觸發(fā)電刺激組(觸發(fā)組)，并于治療前后分別采用常規(guī)臨床評價方法和表面肌電儀進行評估。結(jié)果治療后兩組Fugl-Meyer評分、關(guān)節(jié)活動度、最大用力背伸iEMG(integrated electromyography)和協(xié)同收縮率較治療前均有所改善(P＜0.05)，且觸發(fā)組優(yōu)于常規(guī)組(P＜0.05)。結(jié)論肌電觸發(fā)電刺激可增強腦卒中患者肌力，改善協(xié)同收縮率，糾正足下垂。

腦卒中；肌電觸發(fā)電刺激；表面肌電；積分肌電值

[本文著錄格式]張梅瑩，毛世剛，于洋，等.肌電觸發(fā)電刺激對腦卒中后痙攣性足下垂的影響[J].中國康復(fù)理論與實踐, 2015,21(3):256-259.

CITED AS:Zhang MY,Mao SG,Yu Y,et al.Effect of EMG-Triggered Stimulation on Drop Foot after Hemiplegia[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):256-259.

隨著社會老齡化的加劇，腦卒中的發(fā)病率呈上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，存活患者中約70%～80%留有不同程度的功能障礙，其中以肢體癱瘓為主的運動障礙最為常見，尤其是痙攣性足下垂難以糾治。

近年來，有研究表明肌電觸發(fā)電刺激對改善癱瘓肢體肌無力，降低肌痙攣，提高主動/拮抗肌群的協(xié)調(diào)、平衡能力有一定效果[1]。本研究用肌電觸發(fā)電刺激治療痙攣性足下垂，探討對腦卒中偏癱下肢表面肌電(surface electromyography,sEMG)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2009年9月～2010年9月在徐州市中心醫(yī)院康復(fù)科進行康復(fù)的36例腦卒中偏癱患者。入選患者均符合第四屆全國腦血管疾病學(xué)術(shù)會議制定的診斷標準[2]。

入選標準為：①頸內(nèi)動脈系統(tǒng)腦梗死或腦出血后，經(jīng)頭顱CT或MRI證實；②初次發(fā)病或雖既往有發(fā)病，但未遺留神經(jīng)功能障礙；③年齡在30～75歲；④生命體征穩(wěn)定，意識清楚，可服從指導(dǎo)；⑤有肢體功能障礙，病情穩(wěn)定在偏癱下肢Brunnstrom分級達Ⅲ級以上時；⑥血壓控制在＜140/90 mmHg，無心肌梗死、心絞痛發(fā)作，心功能良好；⑦無其他限制活動的合并癥。

排除標準：①蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)、短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic

attack,TIA)及可逆性缺血性神經(jīng)功能缺失(reversible ischemic neurological defect,RIND)；②病情惡化，出現(xiàn)新的腦梗死或腦出血；③近期有癲癇發(fā)作且未經(jīng)有效控制；④心、肺、肝、腎等重要臟器功能減退或衰竭；⑤嚴重認知及交流障礙而不能進行訓(xùn)練；⑥下肢有骨關(guān)節(jié)疾病而不能進行訓(xùn)練。

根據(jù)患者入院的先后順序編號，采用隨機數(shù)字表的方法，以及隨機數(shù)余數(shù)分組法分成2個組：常規(guī)組和肌電觸發(fā)電刺激組(觸發(fā)組)。

兩組性別、年齡、病程、偏癱側(cè)別等比較均無顯著性差異(P＞0.05)，具有可比性。見表1。

表1 兩組患者治療前一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 治療方法

1.2.1.1 常規(guī)組

常規(guī)康復(fù)療法。

初期或軟癱期康復(fù)：患者肢位擺放、各關(guān)節(jié)被動活動、翻身練習(xí)、床上坐位平衡訓(xùn)練、起坐訓(xùn)練、呼吸訓(xùn)練、直立床站立訓(xùn)練、患肢低頻電刺激、神經(jīng)促進技術(shù)(興奮性)等。

中期或痙攣期康復(fù)：患肢的分離運動、膝手爬行訓(xùn)練、神經(jīng)促進技術(shù)(抑制性)降低肌張力、患肢單腿搭橋練習(xí)、體位轉(zhuǎn)換、坐和立位平衡、軀干控制、患側(cè)肢體負重等訓(xùn)練、獨立完成坐位至站立的轉(zhuǎn)換、站位重心轉(zhuǎn)移、步態(tài)及作業(yè)練習(xí)等。

恢復(fù)期康復(fù)：四肢精細協(xié)調(diào)訓(xùn)練、實用步行訓(xùn)練、上下樓梯訓(xùn)練以及騎固定自行車訓(xùn)練等。

1.2.1.2 觸發(fā)組

在常規(guī)組治療基礎(chǔ)上，采用EMG分析及生物刺激反饋系統(tǒng)(MyoTrac Infiniti)進行肌電觸發(fā)電刺激。

患者仰臥位，髖、膝伸展，將正極置于脛骨前肌肌腹，負極置于遠端肌腱處，均遠離脛骨，地極置于小腿任一位置，但不能接觸其他電極[3]。

按機器要求操作：要求患者集中注意力看清反饋儀顯示器上的肌電值，且能聽到揚聲器發(fā)出的提示聲音信號，囑盡量做踝背伸動作，并將此時顯示器上記錄到的曲線強度作為基線。囑患者再次做踝背伸動作，努力超過基線水平，此時儀器會自動給予一次電刺激幫助患者達到基線，記錄最高點，并作為下一次治療的基線，隨后刺激電流停止，患者放松休息。如此反復(fù)進行訓(xùn)練。

治療約每次20 min，每天1次，每周治療5 d。

1.2.2 評定方法

由同一測評者在治療前及治療后6周立即進行測評。

1.2.2.1 下肢運動功能評價

采用瑞典學(xué)者設(shè)計的Fugl-Meyer評定法(Fugl-MeyerAssessment,FMA)[4]評測。

1.2.2.2 踝關(guān)節(jié)主動背伸活動度

患者仰臥位，測量患者主動背伸的關(guān)節(jié)活動范圍，記錄治療前后的關(guān)節(jié)活動度變化值。

1.2.2.3 sEMG檢測

患者均采用表面肌電分析及生物刺激反饋系統(tǒng)(MyoTrac Infiniti)進行檢測。

測定患者用最大的力背伸踝關(guān)節(jié)(最大等長收縮)時脛前肌的積分肌電值(integrated electromyography, iEMG)，并計算踝背伸的EMG協(xié)同收縮率。

協(xié)同收縮率計算公式如下[5]：

患者取仰臥位，髖、膝伸展，測試時用細砂紙祛除皮屑，再用酒精祛除油脂。A通道電極：將正極置于脛骨前肌肌腹，負極置于遠端肌腱處，均遠離脛骨，地極置于正負極之間，但不能接觸其他電極。根據(jù)系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，兩種狀態(tài)均保持5 s左右，分析時統(tǒng)一取中間3 s[6]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

兩組治療前比較無顯著性差異(P＞0.05)。治療后，兩組FMA評分、關(guān)節(jié)活動度、最大用力背伸iEMG、協(xié)同收縮率較治療前均有所改善(P＜0.05)，但觸發(fā)組優(yōu)于常規(guī)組(P＜0.05)。見表2～表5。

表2 治療前后兩組FMA評分比較

表3 治療前后兩組踝背伸關(guān)節(jié)活動度比較(°)

表4 治療前后兩組脛前肌主動iEMG比較(mVs)

表5 治療前后兩組踝背伸協(xié)同收縮率比較(%)

3 討論

腦卒中患者在神經(jīng)功能受損后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上具有重組性和可塑性，這是康復(fù)訓(xùn)練治療有效地理論基礎(chǔ)[7]。

本研究中，常規(guī)組治療后較治療前各項評分明顯改善，這與文獻報道一致，且已被諸多臨床研究所證實。

肌電觸發(fā)電刺激是一種將功能性電刺激與sEMG相結(jié)合促進肢體功能恢復(fù)的療法，近年來逐漸應(yīng)用于踝背伸訓(xùn)練。sEMG是從皮膚表面通過電極引導(dǎo)、放大、顯示和記錄下來的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動時的生物電信號。當(dāng)患者專心嘗試去做一個動作，它就會發(fā)出自發(fā)EMG訊號，當(dāng)該訊號能達到或超過所設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)就會發(fā)出電刺激去幫助他完成這動作，形成肌電觸發(fā)電刺激。

該療法不同于一般的神經(jīng)肌肉電刺激，它是將患者主動有意識的肌肉收縮產(chǎn)生的微弱EMG放大后再輸出，刺激相應(yīng)肌肉引起明顯肌肉收縮運動，從而完成閉環(huán)刺激模式和反復(fù)主動運動訓(xùn)練[8]。而這樣一個反復(fù)的治療過程，最終不僅會不斷激發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，促使其重新建立新的大腦指揮功能，還會幫助患者增強肌肉訓(xùn)練[9]。

肌電觸發(fā)電刺激對于改善偏癱患者下肢功能障礙的研究國外較早，但目前國內(nèi)相關(guān)報道相對較少。與單純神經(jīng)肌肉電刺激相比，國內(nèi)有研究已證實肌電觸發(fā)電刺激能更有效改善偏癱患者的踝運動功能[10]。也有研究認為，對于偏癱患者的治療來說，早期可以提高肌肉的興奮性；后期可降低痙攣肢體的肌張力，增強患肢肌力以及肌肉運動的靈活性、協(xié)調(diào)性，改善垂足等癥狀，提高髖、膝關(guān)節(jié)的控制能力[11]。

本研究亦顯示，觸發(fā)組治療后下肢運動功能、關(guān)節(jié)活動度及iEMG明顯高于治療前，表明肌電觸發(fā)電刺激對于足下垂的改善，關(guān)節(jié)活動度的提高，肌力的恢復(fù)有治療效果。

本研究結(jié)果表明，肌電觸發(fā)電刺激治療能夠改善偏癱患者下肢運動功能，提高日常生活能力，是一種有效、具有臨床推廣價值的康復(fù)治療措施。

也有研究證明，肌電觸發(fā)式電刺激聯(lián)合運動想象、步態(tài)訓(xùn)練對改善下肢運動功能療效明顯[12]。張華等的研究得出，肌電觸發(fā)電刺激結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練能顯著促進腦梗死患者運動功能恢復(fù)[1]。

另外，sEMG分析及生物刺激反饋系統(tǒng)(MyoTrac Infiniti)既可以做治療，又可以做評估。本研究對兩組患者在治療前后均采用該系統(tǒng)進行肌肉狀態(tài)的評估。

對腦卒中患者的肌肉狀態(tài)進行客觀評價，進而有針對性地進行治療也是康復(fù)醫(yī)學(xué)一直研究的課題。長期以來一直使用肌力分級評價(如徒手肌力法)、肌肉痙攣度檢測(Ashworth評價)等來評定腦卒中患者肌肉功能狀態(tài)。由于檢測效度的主觀性和檢測結(jié)果難以精確定量而受到一定的質(zhì)疑和限制。

sEMG源自大腦皮層運動區(qū)，為眾多外周肌肉運動單位電位的總和，信號的振幅、頻率等特征的特異性變化取決于運動單位募集和同步化程度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。

Onishi等報道[13]，iEMG與肌力呈一定的正相關(guān)性，它反映的是EMG隨時間進行的強弱變化，主要用于分析肌肉在單位時間內(nèi)的收縮特性。肌肉隨靜力收縮時用表面電極測定的iEMG與肌力強弱之間呈正相關(guān)，因此動態(tài)觀察患者肌肉的sEMG波譜信號，在一定程度上可反映患肢的肌肉肌力恢復(fù)情況以及治療前后的療效。

本研究測定主動收縮狀態(tài)小腿肌肉的iEMG，得出主動收縮時常規(guī)組、觸發(fā)組均可提高脛前肌的肌力，但觸發(fā)組效果更好。

有關(guān)偏癱患者靜態(tài)或動態(tài)運動條件下下肢肌群的sEMG研究，大多認為偏癱側(cè)下肢拮抗肌群的協(xié)同收縮運動失調(diào)[14-16]。

所謂協(xié)同收縮是指在同一平面上作用于同一關(guān)節(jié)的主動肌和拮抗肌的同時收縮，當(dāng)主動肌收縮產(chǎn)生動作時，拮抗肌的生物電活動水平較靜息狀態(tài)有所增高[17][18]。協(xié)同收縮被認為是一種生理現(xiàn)象，對于正常人，主動肌與拮抗肌之間的相互作用并非只是簡單的交互抑制/興奮機制，當(dāng)功能需要時，主動肌與拮抗肌之間的協(xié)同收縮有助于協(xié)同運動、穩(wěn)定關(guān)節(jié)；當(dāng)某些原因使得高級中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損害時，則可能出現(xiàn)作用于某一關(guān)節(jié)協(xié)同收縮的異常變化。

協(xié)同收縮率反映的是拮抗肌在主動肌的收縮過程中所占的比例，EMG被認為是評定協(xié)同收縮率較為理想和可信的方法[15]。

已有研究證實，腦卒中患者的協(xié)同收縮異常，表現(xiàn)為拮抗肌的協(xié)同收縮率增高。本研究對脛前后肌群進行iEMG和協(xié)同收縮率的檢測，結(jié)果與FMA評分、踝背伸關(guān)節(jié)活動度一致，不僅可以說sEMG在腦卒中運動功能評價中具有潛在的應(yīng)用價值，也證實隨著治療的進展，拮抗肌的協(xié)同收縮率是降低的，也就是脛前肌肌力增加，脛后肌痙攣減輕。

綜上所述，本研究通過sEMG檢測肌電觸發(fā)電刺激治療手段下脛前后肌群的iEMG和協(xié)同收縮率，結(jié)果表明肌電觸發(fā)電刺激治療可使偏癱患者踝背伸主動肌的收縮功能，以及對拮抗肌協(xié)同收縮的控制能力明顯好轉(zhuǎn)，改善垂足。

此外，sEMG通過定量方法評估神經(jīng)肌肉功能狀況，不僅可以評估治療前患側(cè)與健側(cè)的差別，而且可以對治療前后的效果進行評價。它作為一種簡便、非創(chuàng)性檢查方法，與傳統(tǒng)療效評價方法一致，在腦卒中偏癱運動功能評價中具有潛在的臨床應(yīng)用價值。

[1]張華,王宏娟,李娜,等.肌電觸發(fā)電刺激對腦梗死患者運動功能恢復(fù)的療效及相關(guān)問題研究[J].中國康復(fù),2008,23(5): 305-307.

[2]全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會議.各類腦血管病診斷要點[J].中華神經(jīng)科雜志,1996,29(6):379-380.

[3]翟宏偉,鞏尊科,陳偉,等.肌電生物反饋訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者上肢運動功能的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2010, 32(7):535-536.

[4]王玉龍.康復(fù)功能評定學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:466.

[5]Schneider R,Gautier JC.Leg weakness due to stroke.Site of lesions,weakness patterns and causes[J].Brain,1994,117(2): 347-354.

[6]李雪萍,陳安亮,程凱,等.腦卒中患者前臂表面肌電變化與手功能評定相關(guān)性的研究[J].神經(jīng)損傷與功能重建,2008,3 (6):401-403.

[7]Barbeau H,Fung J.The role of rehabilitation in the recovery of walking in the neurological population[J].Curr Opin Neurol, 2001,14(6):735-740.

[8]Ferrarin M,Pedotti A.The relationship between electrical stimulus and joint torque:a dynamic model[J].IEEE Trans Rehabil Eng,2000,8(3):342-352.

[9]Lin VW,Nino-Murcia M,Frost F,et al.Functional magnetic stimulation of the colon in persons with spinal cord injury[J]. Arch Phys Med Rehabil,2001,82(2):167-173.

[10]吳玉玲,林建強,吳立紅.肌電生物反饋電刺激對偏癱踝背屈障礙的康復(fù)效果[J].中國康復(fù)理論與實踐,2012,18(5): 451-452.

[11]鄭萍.肌電誘發(fā)的神經(jīng)肌肉電刺激在偏癱康復(fù)治療中的作用[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006,21(9):854-857.

[12]朱紅軍,何懷,劉傳道,等.運動想象與肌電觸發(fā)電刺激聯(lián)合對偏癱患者下肢功能的作用[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2011,26 (10):972-974.

[13]Onishi H,Yagi R,AkasaKa K,et al.Relationship between EMG signals and force in human vastus lateralis muscle using multiple bipolar wire electrodes[J].J Electromyogr Kinesiol, 2000,10(1):59-67.

[14]戴慧寒.腦卒中患者四肢肌肉的表面肌電信號特征研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2004,19(8):581-587.

[15]燕鐵斌,Hui-Chan WYC.踝背伸和跖屈肌群的最大等長收縮：腦卒中急性期患者與同齡健康老年人表面肌電圖對照研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2003,25(4):212-215.

[16]惲?xí)云?劉永斌.股四頭肌與腘繩肌在痙攣性偏癱步態(tài)中拮抗收縮的動態(tài)肌電圖研究[J].中國康復(fù)理論與實踐,1996,2 (2):70-75.

[17]Ikeda AJ,Abel MF,Granata KP,et al.Quantification of cocontraction in spastic cerebral palsy[J].Electromyogr Clin Neurophysiol,1998,38(8):497-504.

[18]燕鐵斌,Hui-Chan WYC.經(jīng)皮穴位電神經(jīng)刺激對急性腦卒中偏癱患者踝關(guān)節(jié)肌張力及協(xié)同收縮率的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2007,29(1):25-28.

Effect of EMG-Triggered Stimulation on Drop Foot after Hemiplegia

ZHANG Mei-ying1,MAO Shi-gang1,YU Yang1,WANG Ying-ying1,CHEN Wei2
1.Sports Medicine Rehabilitation Centre of Qingdao Municipal Hospital,Qingdao,Shandong 266000,China;2. Department of Rehabilitation,Xuzhu Central Hospital,Xuzhu,Jiangsu 221009,China

Objective To investigate the effect of EMG-triggered stimulation on drop foot for poststroke hemiplegia.Methods 36 hemiplegic patients were randomized into routine group(n=18)and EMG-triggered stimulation group(triggered group,n=18).2 groups were assessed by Fugl-Meyer Assessment(FMA),range of motion(ROM)of ankle dorsiflexion and iEMG values before and after treatment.Results The scores of FMA,degrees of ROM,iEMG values of the tibialis anterior,and co-contraction ratio improved in 2 groups after treatment(P＜0.05),and the triggered group had better effect than the routine group(P＜0.05).Conclusion EMG-triggered stimulation can improve muscle strength,and decrease co-contraction ratio.

stroke;electromyography-triggered stimulation;surface electromyography;integrated electromyography

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.003

R743.3

A

1006-9771(2015)03-0256-04

2014-09-15

2014-11-01)

1.青島市立醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)康復(fù)中心，山東青島市266000；2.徐州市中心醫(yī)院康復(fù)科，江蘇徐州市221009。作者簡介：張梅瑩(1982-)，女，漢族，山東萊蕪市人，碩士，住院醫(yī)師，主要研究方向：骨關(guān)節(jié)疾病與腦血管病的康復(fù)。通訊作者：陳偉(1962-)，女，漢族，江蘇徐州市人，碩士，主任醫(yī)師，主要研究方向：腦血管病與內(nèi)臟病的康復(fù)。E-mail:chenwei2339@163.com。