腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征

王惠娟，何任紅，江志錦，石真潤，杜東，范建中

腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征

王惠娟，何任紅，江志錦，石真潤，杜東，范建中

目的 研究腦卒中患者在平衡儀上進行平衡測試時，豎脊肌、腹直肌肌電信號變化的特征，并觀察其平衡功能。方法 2015年4月至2016年12月，腦卒中患者17例(試驗組)和健康受試者13例(對照組)在平衡儀上坐位進行三種運動：睜眼/閉眼、平衡儀前后擺動10°、最大范圍前后屈伸軀干。利用表面肌電記錄運動時雙側豎脊肌和腹直肌肌電信號的均方根(RMS)，記錄受試者睜眼/閉眼坐位時質心擺動長度、質心擺動面積、X軸壓力中心和Y軸壓力中心。結果 試驗組在閉眼/睜眼坐位、最大范圍前后屈伸運動時，豎脊肌RMS健側與患側間有顯著性差異(t＞2.173,p＜0.05)。與對照組比較，試驗組睜眼/閉眼坐位下健側豎脊肌和腹直肌RMS增加(t＞2.175,p＜0.05)，質心擺動長度及面積均增加(t＞2.760,p＜0.05)。結論 腦卒中患者豎脊肌易出現兩側肌力不平衡，從而影響患者的平衡功能，康復訓練時要加以重視。

腦卒中；平衡；軀干；表面肌電

平衡功能障礙是腦卒中后主要功能障礙之一，主要表現為姿勢擺動不當、質心分布不對稱、質心轉移困難和站立穩定性降低等[1]。影響患者平衡功能的因素很多，軀干肌肉是其中一個重要因素。軀干肌的功能是保持身體直立，在質心轉移及運動時保持穩定。軀干近心端的穩定是下肢運動、平衡、步態和功能活動的前提[2]。但目前康復訓練較多關注肢體功能[3-4]。

平衡儀利用電腦反饋系統，可以給患者提供視覺反饋，讓患者在訓練中調整姿勢，是近幾年用于平衡訓練比較廣泛的方法之一。本研究將平衡儀和表面肌電圖相結合，探討腦卒中患者軀干屈伸肌群的特征及平衡功能，為患者的康復訓練提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年4月至2016年12月在本科住院的腦卒中患者17例為實驗組，均符合1995年中華醫學會第4次全國腦血管病學術會議修訂的“各類腦血管疾病診斷要點”[5]，并經CT或MRI證實為腦梗死或腦出血。其中腦出血8例，腦梗死9例；左側偏癱6例，右側偏癱11例。

納入標準：①單側肢體癱瘓；②坐位平衡Ⅱ級，能保持獨立坐位20 min以上；③病情穩定，無明顯認知障礙，可正確接受動作指令。

排除標準：①嚴重的單側忽略；②有腰疼病史、腰部手術史、急性腰損傷及周圍神經病變。

剔除標準：①測試過程出現病情變化；②不能堅持完成整個測試過程。

招募健康人13例為對照組，均為患者家屬。

納入標準：身體健康，無腰疼病史，否認有特殊病史，認知功能正常。

兩組性別、年齡無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究取得受試者知情同意，并獲得本院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 平衡儀測試

采用Pro245平衡儀(TECONBODY公司)對患者進行評估。將平衡儀調至坐位模式，測試前向受試者詳細解釋評估程序，讓其在平衡板上靜坐5 min以適應測試環境。受試者坐于平衡板上按以下順序測試，每組測試結束后休息5 min，進行下一組測試。

①睜眼/閉眼。受試者目視前方，睜眼30 s后閉眼30 s[6]。測試結束后記錄X軸壓力中心(X axis center of pressure,XCOP)、Y軸壓力中心(Y axis center of pressure,YCOP)、質心軌跡面積、質心軌跡長度。重復3次，取平均值。

②前后擺動10°。調節平衡儀顯示勻速前后擺動10°軌跡，受試者根據顯示的軌跡前后擺動身體，持續1 min，休息30 s，重復3次。

③最大范圍前后屈伸。受試者最大范圍勻速前屈和后屈，持續1 min，休息30 s，重復3次。

1.2.2 表面肌電圖

在受試者進行以上測試時，采用ME6000-T8肌電信號采集系統(MEGA ELECTRONIC公司)，電極片貼放于L3左右3 cm(豎脊肌)[7-8]和肚臍上3 cm左右各3 cm(腹直肌)[9-10]。對肌電信號取均方根(root mean square,RMS)進行分析。

1.3 統計學分析

采用SPSS 21.0軟件進行統計分析。計量資料以(xˉ±s)表示。組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 平衡功能

睜眼/閉眼測試時，腦卒中患者質心軌跡面積和長度均大于對照組(p＜0.05)，XCOP和YCOP無顯著性差異(P＞0.05)。見表2、表3。

2.2 表面肌電圖

在各項平衡測試中，對照組豎脊肌和腹直肌RMS左右側之間均無顯著性差異性(P＞0.05)。見表4、表5。在與實驗組比較時作為單一數據處理。

在睜眼/閉眼測試和最大范圍前、后屈伸時，實驗組豎脊肌RMS兩側有顯著性差異(p＜0.05)；在睜眼/閉眼和最大范圍前屈時，實驗組健側豎脊肌RMS大于對照組(p＜0.05)。見表6。

在睜眼/閉眼測試時，實驗組健側腹直肌RMS大于對照組(p＜0.05)。見表7。

表2 睜眼坐位時兩組平衡功能比較

表3 閉眼坐位時兩組平衡功能比較

表4 對照組兩側豎脊肌RMS比較(μV)

表5 對照組兩側腹直肌RMS比較(μV)

表6 兩組豎脊肌RMS比較(μV)

表7 兩組腹直肌RMS比較(μV)

3 討論

腦卒中患者康復主要目標之一是重新獲得步行能力。獨立步行需負重、邁步及平衡三要素有機結合[11]，良好的平衡功能是恢復步行能力的前提之一。

人體平衡功能受中樞神經系統支配，是一個復雜的過程。腦卒中患者除了肢體功能損害，軀干肌群也會有一定程度損害，從而對患者的平衡功能產生一定影響[12-13]。劉世文等[14]發現，早期重度坐位及步行功能低下的腦卒中患者，雙側豎脊肌前傾功能減退，雙側腹直肌后伸功能減退；而輕度坐位及步行能力低下者與健康人無顯著性差異。Pereira等[15]發現，腦卒中患者患側腹直肌肌電信號比對照組激活更多，而雙側豎脊肌肌電信號沒有區別。Dickstein等[16]研究發現，腦卒中患者兩側軀干肌肌電信號不平衡明顯，特別在屈曲患側下肢時，患側肌電信號減弱更明顯，而健側肌肉信號與對照組沒有區別。

人體平衡的維持主要依靠感覺輸入、中樞整合和運動控制三個環節[17]。平衡儀通過測試質心的軌跡變化，定量評估受試者的平衡功能[18]，臨床主要觀察軌跡長度和軌跡面積[19]。質心軌跡長度越長、面積越大，說明質心擺動程度越大，穩定性越差[20]。本研究顯示，在腦卒中患者無論睜眼還是閉眼，質心軌跡長度和面積均比對照組大。有研究顯示[21-22]，人體站立時，質心軌跡長度與平衡密切相關；質心擺動訓練可提高腦卒中患者的平衡功能[23]。質心軌跡面積還反映姿勢的細微調節及脊髓對姿勢的固有反射性調節[24]，即踝關節模式的姿勢調節和全身姿勢張力的調節。因此，腦卒中患者站立穩定性降低，平衡調節模式障礙，在平衡康復訓練中需關注患者姿勢調節訓練。

XCOP是一位置參數，表示受試者在左右方向上的位移是否對稱，數值越接近于0表示越對稱；YCOP則指受試者前后方向上位移是否對稱。本研究顯示，腦卒中患者與健康人移動分布雖無顯著性差異，但平均值和標準差均大于對照組，提示個體間存在前后左右姿勢不平衡。臨床上常見坐姿、站姿歪斜的腦卒中患者，可以作為支持。

本研究顯示，在維持軀干穩定性時，豎脊肌的最大肌電活動出現在前屈位，而腹直肌出現在后屈位，其變化與健康人基本一致。這有助于臨床設計有針對性的訓練方案。

本研究顯示，腦卒中患者在閉眼坐位、睜眼坐位、前后最大范圍運動時，健側豎脊肌肌電活動大于患側；而腹直肌沒有這一表現。兩側肌肉激活不對稱，表明腦卒中患者軀干功能也有一定損害。Dickstein等[25]沒有發現腦卒中患者豎脊肌和腹直肌兩側肌電激活水平有差別；而有些研究發現腦卒中患者患側豎脊肌激活水平高于健側[26]。與本文研究不一致。可能的原因是，測試豎脊肌時患者所做的動作不同，而測試腹直肌的動作相同。Dickstein等[25]測試豎脊肌的運動是讓患者從后屈位運動到直立位，測試腹直肌的運動是從直立位后屈。入選患者的功能情況差異也會對結果有一定影響。后期研究需要加大樣本量，對入選患者進一步分類進行研究。

腦卒中患者在睜眼坐位、閉眼坐位、前后最大范圍運動的測試中，豎脊肌健側肌電活動大于對照組；腹直肌僅在睜眼、閉眼坐位時，健側肌電活動大于對照組。由于前后最大屈伸運動的活動范圍比前后擺動10°范圍大，需要募集更多的運動單位，當肌肉不能很好協調激活時，有可能出現代償模式完成動作。Winzeler-Mer?ay等[26]在5種條件下對腦卒中患者豎脊肌和腹直肌進行表面肌電測試，發現在所有動作及姿勢中，腦卒中患者豎脊肌激活比對照組高，腹直肌沒有變化。Liao等[27]對腦卒中患者軀干肌雙側激活對稱性進行研究，發現腹直肌的對稱性與健康人沒有區別，豎脊肌的對稱性比健康人低。Dickstein等[28]研究發現，腦卒中患者在軀干屈伸運動中，只有豎脊肌肌電信號與健康人有區別，腹直肌與健康人沒有區別。這與本文結果一致。

健側肌電活動增加可能的原因是，軀干肌受雙側大腦支配[29]，當大腦對患側軀干肌控制加強時，也在一定程度上增強了對健側軀干肌的控制，因此健側軀干肌激活增加。

綜上所述，腦卒中患者容易出現平衡功能障礙，坐位穩定性降低，質心分布不均勻；軀干肌損害是引起平衡功能障礙的因素之一，主要表現為左右豎脊肌肌力不平衡，腹直肌損害不明顯。腦卒中患者在康復訓練時，應強調軀干肌的訓練，同時要注意解決兩側肌肉不平衡的問題。

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Characteristics of Balance and Surface Electromyography of Trunk Flexor and Extensor for Stroke Patients

WANG Hui-juan,HE Ren-hong,JIANG Zhi-jin,SHI Zhen-run,DU Dong,FAN Jian-zhong
Rehabilitation Department of Nanfang Hospital,Guangzhou,Guangdong 510515,China

FAN Jian-zhong.E-mail:fjz@smu.edu.cn

Objective To study balance function and surface electromyography(sEMG)activity of erector spinae(ES)and rectus abdominis(RA)in stroke patients.Methods From April,2015 to December,2016,17 stroke patients(test group)and 13 healthy subjects(control group)were tested with balance platform:sitting with eyes open/close,with the platform swing of 10°,with trunk flexion and extension in maximum.The root mean square(RMS)of sEMG was recorded on both sides of ES and RA synchronously.The swing length and area of center of mass,the center of pressure on X and Y axes were also recorded as sitting with eyes open/close.Results For the test group,RMS of bilateral ES was significantly different as sitting with eyes open/close and with trunk flexion and extension in maximum(t＞2.173,p＜0.05).Compared with the control group,RMS of ES and RA in unaffected side increased as sitting with eyes open/close(t＞2.175,p＜0.05),as well as the swing length and area of center of mass(t＞2.760,p＜0.05).Conclusion The strength imbalance is found in ES in stroke patients,which may associate with the balance function impairment,and need to be improved in rehabilitation.

stroke;balance;trunk;surface electromyography

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.11.002

R743.3

A

1006-9771(2017)11-1245-05

[本文著錄格式] 王惠娟，何任紅，江志錦，等.腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征[J].中國康復理論與實踐,2017,23(11):1245-1249.

CITED AS:Wang HJ,He RH,Jiang ZJ,et al.Characteristics of balance and surface electromyography of trunk flexor and extensor for stroke patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(11):1245-1249.

南方醫科大學南方醫院康復科，廣東廣州市510515。作者簡介：王惠娟(1986-)，女，漢族，廣東廣州市人，碩士研究生，主管技師，主要研究方向：神經康復。通訊作者：范建中(1961-)，男，漢族，博士，碩士生導師，主任醫師，主要研究方向：神經康復。E-mail:fjz@smu.edu.cn。

2017-06-10

2017-08-14)