俞 兵，周 濤，吳 健，汪紅亮，田 燕，張大炯，王 璐

脊髓損傷患者損傷平面以下功能常部分或完全喪失，嚴(yán)重影響生存質(zhì)量[1]。能否恢復(fù)正常的行走能力是患者最常關(guān)注的問題[2]，行走功能的預(yù)后常與肌肉力量、痙攣程度、下肢畸形類型及康復(fù)治療的有效性有關(guān)。肌電生物反饋療法通過將體內(nèi)意識(shí)不到的肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的肌電信號(hào)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出來，患者可結(jié)合其信號(hào)反饋功能積極主動(dòng)參與康復(fù)訓(xùn)練，醫(yī)師可以根據(jù)儀器反饋的多種肌電特征參數(shù)評(píng)估康復(fù)訓(xùn)練效果。研究顯示[3-4]肌電生物反饋療法對(duì)脊髓損傷的康復(fù)有很好的療效，但患者經(jīng)過治療后的步態(tài)改善情況鮮有報(bào)道。2017年7月～2019年4月，馬鞍山市人民醫(yī)院及馬鞍山市中醫(yī)院采用單純康復(fù)訓(xùn)練或聯(lián)合肌電生物反饋療法治療42例不完全性脊髓損傷患者，本研究探討其對(duì)下肢肌力及步態(tài)參數(shù)的影響，報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 病例選擇納入標(biāo)準(zhǔn)：① 符合骨科不完全性脊髓損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)；② 年齡 18～65 歲；③ 病程半年以內(nèi)；④ 下肢癥狀以膝、踝功能障礙為主，無基礎(chǔ)骨科疾病，股四頭肌、脛前肌肌肉力量2～3級(jí)；⑤ 脊髓損傷步行指數(shù)(WISCI)≥6級(jí)；⑥ 無認(rèn)知功能障礙，能夠與治療師正常交流并遵循康復(fù)鍛煉意見。 排除標(biāo)準(zhǔn)：① 有其他多器官多系統(tǒng)損傷基礎(chǔ)疾病者；② 患側(cè)膝、踝關(guān)節(jié)肌張力Ashworth分級(jí)≥2級(jí)。

1.2 病例資料本研究共納入42例，按患者康復(fù)訓(xùn)練時(shí)間順序分為治療組及對(duì)照組，每組21例。① 治療組：男 13例，女 8 例，年齡33～55(45.5±10.9)歲，脊髓損傷至康復(fù)訓(xùn)練開始時(shí)間為1.0～1.7(1.3±0.3) 個(gè)月，脊柱骨折節(jié)段C6～L2，損傷程度ASIA分級(jí)：C 級(jí)12例，D級(jí)9例。② 對(duì)照組：男 14 例，女 7 例，年齡35～57(47.3±9.7) 歲，脊髓損傷至康復(fù)訓(xùn)練開始時(shí)間為0.9～1.8(1.2±0.4) 個(gè)月，脊柱骨折節(jié)段C7～L2，損傷程度ASIA分級(jí)：C 級(jí)11例，D級(jí)10例。兩組性別、年齡、脊髓損傷至康復(fù)訓(xùn)練開始時(shí)間以及損傷程度比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.3 治療方法兩組患者自康復(fù)起3個(gè)月內(nèi)均在胸腰支具保護(hù)下接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，并根據(jù)康復(fù)階段及康復(fù)進(jìn)展針對(duì)性改進(jìn)康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容。常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容包括: 關(guān)節(jié)主、被動(dòng)屈伸練習(xí)，功能性電刺，減重步態(tài)訓(xùn)練，中醫(yī)針灸，作業(yè)治療，體位擺放及姿勢(shì)訓(xùn)練，關(guān)鍵肌肌力練習(xí)，軟組織牽拉練習(xí)等。對(duì)照組只進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，治療組除常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練外給予肌電生物反饋療法。兩組患者總體治療療程保持一致。

肌電生物反饋療法：與安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)人員共同完成，設(shè)備采用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的16通道表面肌電采集分析系統(tǒng)。sEMG信號(hào)進(jìn)行帶通過濾過器(10～200 Hz)濾過，全波整流，采樣頻率1 000 Hz，共模抑制比>130 dB，增益1 000，A/D轉(zhuǎn)換12 Bit。每個(gè)通道附有3個(gè)表面電極，表面電極為 Ag-AgCl心電監(jiān)護(hù)電極，其中2個(gè)是肌電記錄電極，1個(gè)是接地電極。用乙醇清潔皮膚后，將2個(gè)肌電記錄電極放置于肌腹處且電極連線與肌纖維走向平行，2個(gè)記錄電極之間放置接地電極。在安靜的治療室內(nèi)，讓患者平臥或坐在顯示器前，治療前由治療師詳細(xì)講解治療方法、治療要求、注意事項(xiàng)以及治療的安全性。通過前幾次肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的sEMG波形反饋信號(hào)，由治療師設(shè)定患者適宜的電刺激輸出電壓，使治療部位肌肉交替性緊張或放松。開始治療時(shí)囑患者努力收縮治療部位肌肉，觀察屏幕上sEMG信號(hào)振幅，并且在進(jìn)行下一次肌肉收縮活動(dòng)時(shí)觀察sEMG信號(hào)振幅使之努力超過上次肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的最高峰值，如此反復(fù)直至sEMG信號(hào)無法超過提示患者肌肉疲勞時(shí)停止，反復(fù)訓(xùn)練5次為1次治療，每日治療1次，4周為1個(gè)療程，連續(xù)3個(gè)療程治療后記錄最高sEMG信號(hào)數(shù)據(jù)。

1.4 觀察指標(biāo)① 肌力:按 Lovett 0～5級(jí)肌力測(cè)定法分別測(cè)定治療前及經(jīng)過3個(gè)療程治療后股四頭肌、脛前肌肌力。② sEMG 信號(hào)數(shù)據(jù):收集治療前及經(jīng)過3個(gè)療程治療后股四頭肌、脛前肌最高 sEMG 信號(hào)。③ 步態(tài)參數(shù)：患者穿帶有墨跡的鞋在一條10 m長(zhǎng)的紙人行道上行走，留下腳印。為了使測(cè)量結(jié)果更加穩(wěn)定精確，前2 m和后2 m的步行沒有被使用，因?yàn)楫?dāng)一個(gè)人開始和停止步行時(shí)，速度會(huì)發(fā)生變化。行走時(shí)間用數(shù)字秒表記錄。步長(zhǎng)為步態(tài)過程中左右足跟先后著地時(shí)兩點(diǎn)間的縱向直線距離，即測(cè)量中間6 m行走的平均步長(zhǎng)，以cm為單位。步速為總路程(中間6 m)/行走時(shí)間。步頻為受試者在1 min內(nèi)走的步數(shù)。收集兩組患者治療前以及經(jīng)過3個(gè)療程治療后的步長(zhǎng)、步速、步頻。

2 結(jié)果

經(jīng)過3個(gè)療程的治療，兩組患者股四頭肌、脛前肌肌力及sEMG信號(hào)均較治療前明顯改善(P<0.01)，且治療組明顯優(yōu)于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表1。兩組步長(zhǎng)、步速、步頻治療3個(gè)療程后明顯高于治療前，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01) 。治療3個(gè)療程后兩組間步速、步頻比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而步長(zhǎng)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表1 兩組治療前后股四頭肌、脛前肌肌力及sEMG信號(hào)比較

表2 兩組治療前后步態(tài)參數(shù)比較

3 討論

目前臨床上脊髓損傷治療的主要方法包括：早期的大劑量激素沖擊，營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)藥物治療，解除脊髓壓迫恢復(fù)脊柱結(jié)構(gòu)手術(shù)治療以及干細(xì)胞移植等。這些治療方法的目的在于減輕脊髓損傷后的二次損傷和促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的再生和修復(fù)，但是經(jīng)過治療后只要?dú)埓嬷w功能障礙能及時(shí)地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練就對(duì)功能恢復(fù)具有極重要的意義。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，在人的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，人類中樞神經(jīng)細(xì)胞間的連接是在不斷變化和完善的[5]。根據(jù) Raineteau(2001年)描述，脊髓損傷后的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的再生修復(fù)，可能通過突觸連接的改變發(fā)生在已存在的環(huán)路中(突觸的可塑性)，也可能通過神經(jīng)芽生或解剖學(xué)重建產(chǎn)生在新的環(huán)路中，不完全性脊髓損傷可能產(chǎn)生更為顯著的軸突芽生和生長(zhǎng)現(xiàn)象。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體研究已表明[6-7]，在康復(fù)治療中，盡早利用這種可塑性可以顯著促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的再生和恢復(fù)。因此積極的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)促進(jìn)和增強(qiáng)功能恢復(fù)至關(guān)重要。脊髓損傷后一旦生命體征和脊柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定下來，就需做早期針對(duì)性的康復(fù)治療，這對(duì)患者生活質(zhì)量的提高以及更早地融入社會(huì)具有極重要的意義。

本研究通過表面電極安全、無創(chuàng)地檢測(cè)外周功能障礙的目標(biāo)肌肉的肌電信號(hào)，從而在一定程度上定量、定性、客觀反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)的恢復(fù)狀態(tài)，由此可見，表面肌電采集系統(tǒng)可作為康復(fù)評(píng)估手段。另外,傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練主要由醫(yī)務(wù)人員幫助完成，患者的訓(xùn)練行為主要是被動(dòng)接受，缺乏互動(dòng)；而肌電生物反饋可以將患者自身的身體信息以圖形化的界面形式直觀展現(xiàn)出來并可進(jìn)行控制操縱，治療師可通過設(shè)置閾值督促患者完成訓(xùn)練，患者可結(jié)合其信號(hào)反饋功能主動(dòng)參與康復(fù)訓(xùn)練。指導(dǎo)醫(yī)師可根據(jù)儀器反饋的多種肌電特征參數(shù)評(píng)估訓(xùn)練效果，為脊髓損傷患者制訂出更有效的康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃。

雖然將肌電生物反饋技術(shù)運(yùn)用于脊髓損傷的康復(fù)治療有不少報(bào)道，但是，基于特定肌群和步態(tài)參數(shù)的改善程度的相關(guān)研究報(bào)道尚未檢索到。本研究將步態(tài)參數(shù)納入到患者治療前、后的下肢功能康復(fù)的評(píng)價(jià)當(dāng)中，這樣不僅在靜態(tài)檢測(cè)數(shù)值上反映了康復(fù)療效，同樣通過檢測(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的步態(tài)參數(shù)進(jìn)一步證明了肌電生物反饋療法對(duì)患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的療效。

本研究結(jié)果顯示，兩組在經(jīng)過3個(gè)療程的康復(fù)治療后，股四頭肌、脛前肌的sEMG信號(hào)數(shù)據(jù)、肌力及步態(tài)參數(shù)比治療前均有明顯改善，與其他研究結(jié)果相似[8-9]。相關(guān)研究也表明[10]，特定肌力與行走能力之間存在一定的關(guān)系，不完全性脊髓損傷后肌肉力量的早期恢復(fù)已被確定為水平行走預(yù)后的一個(gè)有效預(yù)測(cè)因子。在本研究中，治療3個(gè)療程后治療組較對(duì)照組步速有所增加，提示應(yīng)用肌電生物反饋技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的康復(fù)和步態(tài)訓(xùn)練，可以提高股四頭肌及脛前肌的力量，從而提高行走速度。生物反饋訓(xùn)練也有助于提高肌肉收縮的意識(shí)和肌肉活動(dòng)的維持，膝關(guān)節(jié)與踝關(guān)節(jié)伸肌力量被發(fā)現(xiàn)與步態(tài)模式和速度相關(guān)，主要負(fù)責(zé)軀干的推進(jìn)和向前加速，從而在提高行走速度方面起著重要作用。除行走速度增加外，本研究中，治療組的步頻較對(duì)照組有明顯增加，說明股四頭肌及脛前肌肌力不僅是步長(zhǎng)和步速的預(yù)測(cè)指標(biāo)，而且也是步頻的預(yù)測(cè)指標(biāo)。雖然治療后步長(zhǎng)的組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但較治療前有明顯改善。我們分析肌力在3級(jí)以上水平時(shí)，下肢可自覺抬起抵抗重力行進(jìn)，并且部分患者可借助助步器行走，此時(shí)對(duì)步長(zhǎng)影響甚微。

綜上所述，對(duì)于伴有下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的不完全性脊髓損傷患者，肌電生物反饋療法聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練可以使患者更大程度上取得肌力、行走能力的恢復(fù)，是一種有效的治療方法。