生長痛患兒小腿肌肉表面肌電圖研究①

李范玲，張惠佳，李欣，王跑球，方科，劉宏，文捷，曾鳴，唐仲文

生長痛患兒小腿肌肉表面肌電圖研究①

李范玲1，張惠佳2，李欣1，王跑球2，方科1，劉宏1，文捷1，曾鳴1，唐仲文1

目的采用表面肌電技術比較生長痛患兒與正常兒童站立、提踵時小腿肌肉肌電活動的差異。方法32例伴有旋前足的生長痛患兒作為生長痛組，32名正常兒童作為對照組。所有受試者均測試站立與提踵時脛前肌、腓骨長肌、腓腸肌內側頭、脛骨后肌表面肌電信號。結果站立時，生長痛組腓骨長肌均方根值(RMS)較對照組明顯增加(P＜0.01)；提踵時，生長痛組腓腸肌RMS值較對照組降低(P＜0.05)，脛骨后肌RMS較對照組明顯增加(P＜0.01)。結論伴有旋前足的生長痛患兒在站立和提踵時小腿肌肉肌電活動會發生相應改變。

生長痛；立姿跟骨休息位；旋前足；表面肌電圖；均方根值

[本文著錄格式]李范玲，張惠佳，李欣，等.生長痛患兒小腿肌肉表面肌電圖研究[J].中國康復理論與實踐,2015,21(3): 311-314.

CITEDAS:Li FL,Zhang HJ,Li X,et al.Surface electromyography of calf muscle in children with growing pains[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):311-314.

生長痛是兒童骨科門診常見病，發生機制不十分明確。我們臨床檢查發現，大部分生長痛患兒存在下肢力線異常，尤其是足部力線異常[1]。我們隨機選取伴有旋前足的生長痛患兒與正常足非生長痛兒童進行表面肌電(surface electromyography,sEMG)測試，分析站立和提踵(踮足)時兩組兒童小腿肌肉的肌電活動差異，探討生長痛患兒足部力線與肌體表面肌電之間的關系，以期為臨床治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2012年9月～2013年10月在本院小兒骨科門診確診為生長痛且伴有旋前足的患兒179例(3～7歲)進行編號，采用單純隨機抽樣法選取隨機數字對應編號的32例作為生長痛組。將同期在本院小兒骨科門診就診的3～7歲非生長痛且足部力線正常的兒童58例進行編號，采用單純隨機抽樣法選取隨機數字對應編號的32例作為對照組。兩組兒童年齡、性別、身高、體重無

顯著性差異(P＞0.05)，后距跟角有顯著性差異(P＜0.05)。見表1。

1.2 診斷標準

生長痛：①發作年齡3～12歲；②疼痛發生于白天晚些時候或晚間，能自行緩解；③可能幾天、幾周或幾個月不發生疼痛；④疼痛3個月以上；⑤疼痛部位為雙側大腿、小腿和膝關節處，活動不受限，不伴跛行；⑥體格檢查無骨科異常、紅腫、壓痛、局部外傷、感染或關節活動度減少；⑦實驗室檢查結果均在正常參考值以內[2-4]。

旋前足：圍繞足的長軸旋轉的足部運動，腳底平面朝向外側時稱為旋前[5]。立姿跟骨休息位(relaxed calcaneal stance position,RCSP)跟腱軸線與足跟部中軸線向外側所形成的夾角增大，即后脛距跟角＞8°時診斷為旋前足。

1.3 測試方法

采用Flexcomp表面肌電測試系統(加拿大THOUGHT TECHNOLOGY公司)，測試電極為一次性Triodes干電極，圓形，總直徑約5.6 cm，電極直徑約1.0 cm，記錄電極與參考電極的中心距離2.0 cm。

測試在表面肌電圖室進行，室溫25℃。受試者暴露雙側小腿，75%醫用酒精局部擦拭皮膚充分脫脂。電極放置于6個待測肌肉(左右側脛前肌、腓骨長肌、腓腸肌內側頭)肌腹最豐滿處，并與肌纖維長軸方向平行，另2個電極置于雙側內踝上方脛骨后肌體表投影處。

站立位測試要求：受試者雙腳開立，與肩同寬，腳尖朝前平行站立，身體正直，全身放松，持續時間30 s，取信號最平穩波段20 s分析。

提踵測試要求：初始體位站立位，雙腳開立與肩同寬，身體正直，雙足腳后跟同時踮起至最高處，維持時間＞5 s，再恢復站立位。采集從初始體位回到初始體位整個過程sEMG，對執行提踵動作至維持提踵姿勢共5 s的信號進行分析。

所有測試均由同一人操作。測試前讓受試者盡量放松，講解和示范要完成的動作。測試時，受試者聽口令執行動作，每個動作執行3次并記錄保存，每次動作完成后休息2 min。

采用儀器自帶的信號處理軟件BioNeuro Infiniti系統對所采集的sEMG進行均方根(root mean square, RMS)處理，得到站立、提踵時所測肌肉的平均RMS。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 站立

與對照組相比，生長痛組腓骨長肌RMS明顯增大(P＜0.01)。見表2。

對照組腓腸肌內側頭RMS較腓骨長肌增大(t=-3.17,P=0.002)，而生長痛組腓骨長肌、腓腸肌內側頭之間RMS無顯著性差異(t=-1.55,P=0.13)。

2.2 提踵

與對照組相比，生長痛組腓腸肌內側頭肌電活動減少(P＜0.05)，脛骨后肌電活動明顯增加(P＜0.01)。見表3。

表1 兩組兒童一般資料比較

表2 站立時兩組各肌肉RMS比較

表3 提踵時兩組各肌肉RMS比較

3 討論

生長痛是指反復發作的雙下肢間歇性疼痛，尤其以小腿、膝關節及其周邊部位為重。人們最初認為生長痛是由于生長速度過快導致。但研究發現，生長痛患兒大部分處于青春期前，2～12歲兒童發病率為6%～49%[6]，學齡前兒童發病率可達36.9%[7]，而青春期才是生長速度最快的階段。Morandi等研究發現，生長痛患兒的生長速度與堿性磷酸酶值均處于正常范圍，與非生長痛兒童并無明顯差異[8]。我們研究也顯示，生長痛患兒與正常兒童身高并無明顯差別。因此，“生長痛”這一術語似乎不妥，應該有其他因素導致生長痛的發生。

當前生長痛存在3種病因學理論，分別為疲勞、解剖學和情感因素[3]。疲勞理論最早由Bennie提出，其認為“小腿白天需要完成不同尋常的工作量”，由于疲勞而誘發肌痛，是“對肌肉過度活動提出的本能抵抗”[2]。解剖學理論由Hawksley提出，認為腿痛是由于與扁平足、膝外翻或內翻、股骨前傾、脛骨過度扭轉或肢體不等長等有關的姿勢缺陷造成的[2-3]。情感因素由Naish和Apley提出，認為情緒困擾常見于生長痛患兒，是對家庭情緒困擾反應模式的一種表達[9]。這3種理論都未經研究證實。

根據跟骨相對于小腿在冠狀面的姿勢，足姿勢可分為旋前、旋后和中立位[10]。旋前包括足的外展、背屈和外翻3個動作[5]。RCSP和立姿跟骨中立位(neutral calcaneal stance position,NCSP)是足靜態評估的核心要素，并直接影響矯形處方的制定[10]。旋前足表明更大的后足外翻和中足矢狀面運動[11]，具體表現為承重位時跟骨外翻，內側縱弓降低，冠狀面前足外展，跟腱縮緊；非承重位時，足弓看似正常；步行時，旋前足患兒被認為缺乏推進力及低效步態[12]。生物力學觀點認為，異常的足姿勢或足功能會改變下肢功能力線和肌肉激活模式，并推測足過度旋前導致小腿過度內扭轉和骨盆過度前傾，同時改變膝關節活動，導致關節應力過度，對髖、膝關節產生影響[13-14]。后足過度外翻被認為是膝關節周圍疼痛的一個危險因素[15]。

足異常旋前是扁平足、外翻足、柔韌性扁平足和外翻畸形足生物力線/病理學最重要的發現[16]。盡管人們認為旋前足(柔韌性扁平足)屬于異常，并可能導致相關的下肢問題，但僅有少數學者對此進行研究。Chen等調查發現，27%的5～13歲兒童存在扁平足[17]。Benedetti等研究顯示，柔韌性扁平足兒童后足外翻發生率為83%，前足外展發生率為22%[18]。

劉宏等對1789例生長痛患兒臨床檢查發現，所有患兒均存在下肢肢體和/或足部力線的改變，其中54.7%存在雙旋前足伴不對稱，28.7%存在單足旋前，22.8%存在雙旋前足[1]。國外學者調查發現，90%的生長痛兒童存在下肢癥狀，部分兒童存在足過度旋前，推測承重期足的機械不穩定可能是引起兒童生長痛的一個重要因素，而對生長痛患兒采用鞋墊或矯形器治療可以糾正這種不良姿勢，減少疼痛發生[19]。通過臨床實踐，我們也認為生長痛可能與足的不良姿勢有密切聯系，或在迅速發育時步態不穩，足部力線異常使關節面受力不均勻，從而導致踝關節、膝關節不穩定而引起疼痛[20]。

我們通過臨床檢查發現，生長痛患兒下肢力線異常主要表現為旋前足，而提踵時RCSP通常能恢復正常。由于人體站立和提踵時主動肌均為小腿三頭肌，腓骨長肌作為次動肌參與這些姿勢維持；足外翻、內翻主動肌分別為腓骨長肌、脛骨后肌。基于以上研究，我們假設伴有旋前足的生長痛患兒在活動時，這些肌肉的肌拉力線方向會發生改變，從而導致肌電活動發生相應變化。因此，我們研究旋前足生長痛患兒在站立、提踵時這些肌肉的肌電活動，探討其與生長痛之間的關系。

sEMG與肌肉的活動狀態和功能狀態之間存在不同程度的關聯性，能在一定程度上反映神經肌肉的活動。RMS作為sEMG的時域指標，用于描述一段時間內肌電的平均變化特征，一般認為與運動單位募集程度和興奮節律的同步化有關，間接反映肌肉收縮力大小[21]。

本組研究顯示，旋前足生長痛患兒站立時腓骨長肌肌電活動水平增加，推測為適應后足外翻這種異常足部力線，腓骨長肌作為外翻主動肌，肌拉力線方向

發生相應改變，同時肌電活動增加。生長痛組腓骨長肌與腓腸肌內側頭RMS值相仿，而對照組腓骨長肌RMS則小于腓腸肌內側頭。參考楊唐柱等研究結果[22]，我們推測生長痛組站立時腓骨長肌可能存在肌電活動過度情況。

提踵時，生長痛組患兒腓腸肌內側頭肌電活動偏少，而脛骨后肌肌電活動過度。推測提踵時，在后脛距跟骨之間的解剖力線恢復過程中，為糾正后足外翻，作為完成提踵動作的次動肌和內翻主動肌的脛骨后肌肌拉力線方向發生相應改變，肌電活動代償性增加，同時對腓骨肌和小腿三頭肌產生有利影響，因而腓腸肌內側頭肌電活動減少。Evans等假設，旋前足類型需要脛骨后肌更多的收縮活動，同時對腓骨肌和小腿三頭肌產生影響；進一步推測這些小腿肌肉由于附加的額外負荷而過度使用，從而導致腿痛[19]。這一假設也符合生長痛現有的兩個理論——疲勞和解剖力線因素。

綜上所述，對伴有旋前足的生長痛患兒與正常兒童進行表面肌電測試對比分析顯示：站立時，旋前足生長痛患兒腓骨長肌肌電活動水平提高；提踵時，腓腸肌肌電活動減少，脛骨后肌肌電活動增加。推測足部力線異常時，肌肉活動的改變可能是導致出現生長痛的原因之一。

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Surface Electromyography of Calf Muscle in Children with Growing Pains

LI Fan-ling1,ZHANG Hui-jia2,LI Xin1,WANG Pao-qiu2,FANG Ke1,LIU Hong1,WEN Jie1,ZENG Ming1,TANG Zhong-wen1
1.Department of Pediatric Orthopedics,Hunan Province People's Hospital,Changsha,Hunan 410005,China;2. Department of Rehabilitation,Children's Hospital of Hunan Province,Changsha,Hunan 410007,China

Objective To compare the differences of electrical activity in calf muscle of children with growing pains from normal children when standing and heel raising.Methods 32 children with growing pains and foot pronation were as growing pains group,and 32 normal children as control group.All the children were measure with surface electromyography(sEMG)of tibialis anterior,peroneus longus, medial gastrocnemius and tibialis posterior when standing and heel raising.Results The root mean square(RMS)of peroneus longus increased significantly in growing pains group when standing(P＜0.01).The RMS decreased significantly in medial gastrocnemius(P＜0.05) and increased significantly in tibialis posterior(P＜0.01)when heel raising.Conclusion The characteristics of electrical activity in calf muscle is difference from the normal in the growing pains children with foot pronation during standing and heel raising.

growing pains;relaxed calcaneal stance position;foot pronation;surface electromyography;root mean square

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.016

R681.8

A

1006-9771(2015)03-0311-04

2014-10-31

2015-01-04)

1.湖南省教育廳課題(No.10C0969)；2.湖南省衛生廳課題(No.B2010-066)。

1.湖南省人民醫院小兒骨科，湖南長沙市410005；2.湖南省兒童醫院康復科，湖南長沙市410007。作者簡介：李范玲(1986-)，女，漢族，湖南長沙市人，碩士，技術員，主要研究方向：表面肌電技術在兒童骨科疾病中的應用。通訊作者：劉宏(1957-)，男，漢族，江西南昌市人，教授，主任醫師，主要研究方向：兒童骨科疾病。E-mail:liuhong35@sina.com。