張瀟雅，鄭海清，陳曦，馬可，張璇，陳彥，于松

疲勞是卒中患者常見的癥狀之一。卒中后疲勞是指卒中患者在體力或腦力活動(dòng)進(jìn)行過程中，出現(xiàn)的一種早期乏力倦怠、缺乏能量、厭惡繼續(xù)努力的感覺[1]。患者出現(xiàn)疲勞癥狀后會明顯減緩其康復(fù)進(jìn)程還會影響患者的生活質(zhì)量[2]。

近年來，已有很多學(xué)者提出卒中后疲勞發(fā)生的相關(guān)因素，包括去適應(yīng)作用、肢體癱瘓、習(xí)得性廢用、睡眠障礙、抑郁狀態(tài)、藥物不良反應(yīng)及認(rèn)知狀態(tài)等[3]，但針對患者卒中后用力疲勞的研究仍較少。本研究擬通過采用表面肌電圖技術(shù)對卒中后軀干肌群的疲勞程度進(jìn)行評估，并探討表面肌電技術(shù)用于評估卒中患者疲勞情況的可行性。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 前瞻性連續(xù)納入2019年4-9月于中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院的卒中患者作為卒中組，并招募年齡、性別匹配的健康志愿者作為對照組參與本研究，健康志愿者不存在雙上肢與軀干運(yùn)動(dòng)障礙，也無可能導(dǎo)致雙上肢運(yùn)動(dòng)障礙的相關(guān)疾病史。卒中組納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡20～80歲；②符合中華醫(yī)學(xué)會腦血管病學(xué)術(shù)會議制定的卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，并經(jīng)CT或MRI證實(shí)；③上肢Brunnstrom分期＞Ⅱ期；④坐位平衡≥Ⅱ級；⑤MMSE評分≥24分；⑥卒中病情基本情況穩(wěn)定。排除標(biāo)準(zhǔn)：①心血管系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)疾病導(dǎo)致的上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙；②患者有明顯焦慮、抑郁情緒；③有心臟起搏器；④患側(cè)上肢兩個(gè)及兩個(gè)以上部位肌張力＞2級（改良Ashworth痙攣量表）。

1.2 研究流程 本研究使用木插板分別讓卒中患者的健側(cè)上肢和患側(cè)上肢、健康志愿者利手側(cè)（健康人利手側(cè)和非利手側(cè)肌肉在疲勞性任務(wù)過程中所產(chǎn)生的疲勞性變化和力量變化差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[5]，故本研究健康志愿者只測量利手側(cè)的數(shù)據(jù)）上肢進(jìn)行反復(fù)前后向置物-返回運(yùn)動(dòng)。受試者在運(yùn)動(dòng)前后根據(jù)改良版Borg自覺用力程度量表對其自身疲勞程度進(jìn)行評價(jià)，對比每組受試者運(yùn)動(dòng)前后的量表評分結(jié)果。利用表面肌電圖采集前后向置物-返回運(yùn)動(dòng)時(shí)軀干肌（運(yùn)動(dòng)側(cè)斜方肌、雙側(cè)腹直肌、雙側(cè)腹外斜肌、雙側(cè)胸段及腰段豎脊肌）的肌電頻域指標(biāo)平均功率頻率（mean power frequency，MPF）平均值。分別比較卒中患者健側(cè)、患側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)與健康志愿者肌肉MPF的差異。

本研究采用盲法設(shè)置，試驗(yàn)?zāi)康氖且鹗茉囌呒∪馄冢茉囌邔Υ瞬恢?，即受試者不會因知曉任?wù)目的而引起肌肉緊張，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。研究者中，治療師不參與任何數(shù)據(jù)分析，而數(shù)據(jù)分析工程師也對數(shù)據(jù)進(jìn)行盲法分析。

1.3 前后向置物-返回運(yùn)動(dòng)流程

1.3.1 運(yùn)動(dòng)測試準(zhǔn)備 運(yùn)動(dòng)測試過程中配備1名有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的治療師負(fù)責(zé)向患者解釋運(yùn)動(dòng)過程并指導(dǎo)患者完成運(yùn)動(dòng)測試。受試者獨(dú)立坐在有靠背的椅子上，雙腳著地，雙側(cè)大腿完全放置在椅面上；在可調(diào)高度的桌子上放置6×6的木插板，確保木插板在受試者手肘高度；木插板放置在桌子邊，與受試者相距20 cm的位置，木插板的中點(diǎn)在受試者的中軸線上。

1.3.2 運(yùn)動(dòng)過程 每位受試者安靜休息1 h后開始進(jìn)行試驗(yàn)，每位受試者需要做前后向置物-放回運(yùn)動(dòng)15次，分3組完成，每組連續(xù)做5次，組間間隔30 s。試驗(yàn)開始前，治療師向受試者講解動(dòng)作流程，受試者手握小木棒（對抓握能力差的受試者，使用繃帶將小木棒固定于手掌內(nèi)，如圖1所示），將木棒從起始位置（圖2A）凹槽取出，放置在指定終末位置（圖2B），再原路返回，記為完成一次動(dòng)作。若受試者無法平穩(wěn)準(zhǔn)確地將木棒一次性插入凹槽內(nèi)，治療師和數(shù)據(jù)觀察員不會對受試者提供任何言語或肢體上的輔助，直至受試者最后將小木棒成功放進(jìn)凹槽內(nèi)。過程開始時(shí)，必須在數(shù)據(jù)觀察員確認(rèn)數(shù)據(jù)可用，并發(fā)出“開始”口令后再開始做出動(dòng)作，每個(gè)來回完成后，馬上開始下一個(gè)來回，中間間隔不得超過1 s，直至5個(gè)來回結(jié)束。健康志愿者使用利手側(cè)上肢進(jìn)行一次試驗(yàn)，卒中患者試驗(yàn)分兩天進(jìn)行，第一天進(jìn)行患側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，第二天進(jìn)行健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)。

圖1 使用紗布將木棒固定于手掌內(nèi)的方法

圖2 受試者運(yùn)動(dòng)過程

1.4 表面肌電圖測量方法 本研究設(shè)置1名工程師負(fù)責(zé)表面肌電圖采集系統(tǒng)的操作和軟件數(shù)據(jù)有效性觀察。采用美國Noraxon公司的Ultium-EMG傳感器系統(tǒng)對受試者軀干肌群表面肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

1.4.1 電極片貼附位置與方法 本研究按照表面肌電圖采集推薦標(biāo)準(zhǔn)[6]，共采集軀干9塊肌肉的肌電信號，分別是：運(yùn)動(dòng)側(cè)斜方肌、雙側(cè)胸段豎脊肌、雙側(cè)腰段豎脊肌、雙側(cè)腹外斜肌、雙側(cè)腹直肌。電極表面材料為氯化銀，采樣電極與感應(yīng)電極間距為2 cm，電極方向與肌肉纖維平行。采樣電極放置位置如下：①左側(cè)和右側(cè)胸部豎脊肌的表面電極放置在第10胸椎棘突左右旁開3 cm；②左側(cè)和右側(cè)腰部豎脊肌的表面電極放置在第3腰椎棘突左右旁開3 cm；③左側(cè)和右側(cè)腹直肌的表面電極放置在肚臍左右旁開2 cm；④左側(cè)和右側(cè)腹外斜肌的表面電極放置在肚臍左右旁開15 cm；⑤斜方肌的表面電極放置在斜方肌降部肌腹（圖3）。使用酒精擦拭電極貼附處的皮膚以降低皮膚阻抗。

1.4.2 表面肌電圖平均功率頻率值測定和數(shù)據(jù)處理 受試者進(jìn)行15次上肢前后向木插板運(yùn)動(dòng)過程中，測量其肌肉的MPF。每塊肌肉的MPF取15次運(yùn)動(dòng)的平均值。采用16通道的Ultium-EMG感應(yīng)器系統(tǒng)對患者的上肢和軀干肌肉電信號原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，分辨率24 bit，采樣頻率為2000 Hz，振幅范圍100～5000 μV，頻帶10～500 Hz，共模抑制比＜-100 dB，使用matlab軟件處理器3處理數(shù)據(jù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0版統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)）表示，組內(nèi)比較采用Wilcoxon檢驗(yàn)，組間比較采用Mann-Whitney-U檢驗(yàn)。兩組間年齡采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間統(tǒng)計(jì)；兩組間性別采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本情況 最終納入受試者34例，其中卒中組17例，平均年齡55.1±12.9歲，男性13例（76.5%）；對照組17例，平均年齡54.4±11.2歲，男性12例（70.6%）。二組間年齡（t=0.170，P=0.866）、性別（χ2=0.311，P=0.577）等基線資料對比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 前后向置物-返回運(yùn)動(dòng)前后Borg自覺用力程度量表評分比較 對照組健康志愿者運(yùn)動(dòng)前后改良版Borg自覺用力程度量表評分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05)，卒中組患側(cè)和健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)后改良版Borg自覺用力程度量表評分均較運(yùn)動(dòng)前升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

2.3 上肢進(jìn)行前后向置物-返回動(dòng)作過程中軀干肌表面肌電分析 卒中組在使用患側(cè)上肢進(jìn)行前后向置物-返回動(dòng)作中，與對照組相應(yīng)肌肉MPF相比，健側(cè)腹直肌、患側(cè)腹直肌、健側(cè)腹外斜肌、患側(cè)胸段豎脊肌的MPF均較低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），而患側(cè)斜方肌、患側(cè)腹外斜肌、健側(cè)胸段豎脊肌、健側(cè)腰段豎脊肌和患側(cè)腰段豎脊肌MPF與對照組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05)（表2）。

卒中組在使用健側(cè)上肢進(jìn)行前后向置物-返回動(dòng)作中，與對照組相應(yīng)肌肉MPF相比，健側(cè)腹直肌、患側(cè)腹直肌、健側(cè)腹外斜肌、患側(cè)胸段豎脊肌的MPF均較低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），而健側(cè)斜方肌、患側(cè)腹外斜肌、健側(cè)胸段豎脊肌、健側(cè)腰段豎脊肌和患側(cè)腰段豎脊肌MPF與對照組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05)（表3）。

3 討論

本次試驗(yàn)結(jié)果顯示卒中患者進(jìn)行前后向置物-返回運(yùn)動(dòng)前后自覺疲勞程度有明顯變化：與對照組相比，卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，無論健側(cè)還是患側(cè)，均存在軀干雙側(cè)腹直肌、健側(cè)腹外斜肌和患側(cè)胸段豎脊肌肌肉疲勞情況。

圖3 軀干肌表面電極片放置位置

表1 Borg自覺用力程度量表評分比較結(jié)果（單位：分）

表2 卒中組患側(cè)上肢進(jìn)行前后向置物-返回動(dòng)作過程中平均功率頻率與對照組比較結(jié)果（單位：Hz）

表3 卒中組健側(cè)上肢進(jìn)行前后向置物-返回動(dòng)作過程中平均功率頻率與對照組比較結(jié)果（單位：Hz）

既往人體運(yùn)動(dòng)學(xué)[7]、軀干動(dòng)力學(xué)和軀干運(yùn)動(dòng)肌電模型的研究表明，雙側(cè)腹直肌負(fù)責(zé)軀干腰段前屈動(dòng)作，一側(cè)腹外斜肌負(fù)責(zé)向?qū)?cè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，胸段及腰段豎脊肌分別負(fù)責(zé)胸段及腰段伸直動(dòng)作[8-9]。有研究使用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法對卒中患者患側(cè)上肢取杯飲水動(dòng)作進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)患者軀干出現(xiàn)過度前屈和軸向旋轉(zhuǎn)[10]，而本文中雙側(cè)腹直肌和健側(cè)腹外斜肌疲勞的研究結(jié)果也印證了該文獻(xiàn)的研究結(jié)果，其可能的原因是受試患者上肢仍未能完全發(fā)展出分離運(yùn)動(dòng)。健康人在向前置物時(shí)，使用肩前屈-肘伸直的運(yùn)動(dòng)策略向前運(yùn)送物體，而向后原路返回時(shí)，使用肩后伸-肘屈曲動(dòng)作向后運(yùn)送物體，然而，卒中患者存在上肢屈曲共同運(yùn)動(dòng)模式，無法或只能部分完成肩前屈-肘部伸直、肩關(guān)節(jié)后伸-肘關(guān)節(jié)屈曲的分離動(dòng)作，導(dǎo)致軀干多次使用前屈、向患側(cè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作進(jìn)行代償，多次的代償動(dòng)作導(dǎo)致軀干相應(yīng)肌肉疲勞程度增加。這提示在今后的臨床實(shí)踐中，為避免加重卒中患者用力疲勞度，應(yīng)使用正確的上肢運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練減少軀干代償。

本研究結(jié)果還顯示卒中患者健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，也存在部分軀干肌疲勞狀況，這可能與人體軀干肌神經(jīng)支配相關(guān)。一方面，人體的一側(cè)軀干肌受到來自端腦的雙側(cè)皮質(zhì)脊髓束支配，即當(dāng)患者健側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軀干肌肉也受到患側(cè)病灶影響而出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙；另一方面，有研究表明，患者卒中后用力疲勞癥狀的發(fā)生與基底節(jié)和內(nèi)囊梗死[25]或后循環(huán)損傷（腦干或丘腦損傷）有關(guān)[11]，而皮質(zhì)脊髓束則正是經(jīng)內(nèi)囊后肢、大腦腳底中間部、橋底傳導(dǎo)至延髓錐體，和上述文獻(xiàn)描述位置高度重合，且本次受試的卒中患者均存在皮質(zhì)脊髓束傳導(dǎo)通路受損情況，由此可推測本試驗(yàn)之所以出現(xiàn)軀干肌肉疲勞的結(jié)果可能是因?yàn)榛颊呋紓?cè)皮質(zhì)脊髓束受損也增加了患者雙側(cè)軀干肌出現(xiàn)用力疲勞的風(fēng)險(xiǎn)。此外，F(xiàn)odor等[12]研究顯示，小鼠在衰老過程中，肌肉量減少和體力活動(dòng)的減少會導(dǎo)致肌肉力量的部分喪失和疲勞性的增加，Derksen等[13]研究也表明，肌肉流失對研究對象疲勞程度有明顯的影響，而卒中患者普遍存在的肌肉骨骼流失現(xiàn)象[14]。本研究中，卒中患者無論健側(cè)還是患側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，均出現(xiàn)部分軀干肌用力疲勞癥狀，其原因之一可能是卒中患者普遍存在的肌肉骨骼流失現(xiàn)象。

對于卒中患者來說，疲勞癥狀定義并不統(tǒng)一，且沒有專門針對卒中后疲勞情況的評估量表[15]。目前，常用于評價(jià)卒中患者疲勞癥狀的量表，例如疲勞嚴(yán)重程度量表（fatigue severity scale，F(xiàn)SS）等均為對患者癥狀的主觀性評分，缺乏客觀評估手段。肌肉表面肌電信號頻率代表了動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度，而動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度則與局部肌肉的疲勞程度直接相關(guān)[16]。已有研究者使用表面肌電圖對患有神經(jīng)性疾病的患者疲勞程度進(jìn)行客觀評價(jià)，Marusiak等[17]的研究結(jié)果顯示，和正常人相比，帕金森患者在其癥狀發(fā)作階段表面肌電MPF更低。然而，將表面肌電圖技術(shù)應(yīng)用于卒中患者肌肉用力疲勞評價(jià)的研究較少，Shahar等[18]在2019年發(fā)表的文章中，使用表面肌電圖技術(shù)對卒中患者進(jìn)行任務(wù)特異性活動(dòng)和機(jī)器輔助性活動(dòng)時(shí)上肢肌肉活動(dòng)與疲勞問題進(jìn)行研究，結(jié)果顯示任務(wù)特異性活動(dòng)中肱三頭肌等肌肉出現(xiàn)肌電頻率左移，代表肌肉出現(xiàn)疲勞，這與本文用于評判肌肉疲勞的標(biāo)準(zhǔn)一致。使用表面肌電圖對卒中患者疲勞程度進(jìn)行評估不僅可以對患者動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中肌電變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，且可以定量化評估肌肉的疲勞程度，為患者進(jìn)一步訓(xùn)練計(jì)劃制訂和再評估提供客觀標(biāo)準(zhǔn)。

良好的軀干控制是四肢運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。Shin等[19]于2016年發(fā)表的一篇研究站立位下雙上肢運(yùn)動(dòng)對軀干的影響研究顯示，雙上肢運(yùn)動(dòng)可以改善軀干控制功能。然而Alhwoaimel等[20]的文章指出，仍沒有證據(jù)可證實(shí)卒中患者軀干訓(xùn)練是否影響上肢功能。本文結(jié)果顯示，卒中患者軀干肌會隨著雙側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)疲勞情況，這為臨床工作中，將耐力訓(xùn)練納入卒中患者軀干運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供了理論依據(jù)，也為進(jìn)一步研究卒中患者軀干運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)對上肢運(yùn)動(dòng)功能影響提供試驗(yàn)依據(jù)。

本次試驗(yàn)的不足之處：①納入樣本量較小，應(yīng)開展大樣本、多中心的隨機(jī)對照試驗(yàn)；②未對入組患者的睡眠和抑郁情緒等可能對患者主觀疲勞感覺和肌肉疲勞狀態(tài)造成影響的因素進(jìn)行系統(tǒng)評估；③未對入組患者病程加以限定，未來可對處于急性期、亞急性期和慢性期的患者分別進(jìn)行研究。

綜上所述，使用表面肌電圖技術(shù)可客觀有效評價(jià)卒中患者用力疲勞，卒中患者雙上肢活動(dòng)中均存在軀干肌疲勞情況，患者上肢前后向置物-返回動(dòng)作過程中，雙側(cè)腹直肌、健側(cè)腹外斜肌和患側(cè)胸段豎脊肌更易疲勞。

【點(diǎn)睛】本文使用表面肌電圖技術(shù)定量測量卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)的軀干肌肉疲勞情況，為臨床訓(xùn)練方案設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。