表面肌電對卒中后患者上肢肌張力障礙的定量評價*

姜 帆 杜 煜 唐潞皎 何 鑫 李興貴 展群嶺

重慶市第五人民醫院神經內科 400062

我國每年新發腦卒中患者約250萬，其中75%遺留不同程度的殘疾, 給國家和社會帶來了沉重的經濟負擔。卒中后肌張力障礙在卒中后2周～6個月發病率20%左右[1]，其中主要表現為卒中后痙攣，甚至是痙攣性疼痛，影響患者的步態和日常生活功能，嚴重制約著患者的功能康復[2]。

目前臨床上主要通過改良的Ashworth量表(Modified Ashworth scale,MAS)評定肌張力，但帶有主觀性，缺乏嚴謹、科學的統一標準。本課題通過表面肌電對偏癱患者肌張力障礙進行評估，以期找到表面肌電參數的變化與肢體肌張力之間的關系，希望能為臨床應用提供客觀的依據，明確表面肌電圖可以作為一種即刻、量化、精確和客觀評價卒中后偏癱患者肌張力障礙的方法,探索其臨床應用價值。

1 對象與方法

1.1 研究類型與對象 研究對象為2018年6月—2019年5月重慶市第五人民醫院神經內科收治腦卒中診斷明確患者。共納入42例患者，平均年齡為(63.21±10.39)歲，其中男24例，女18例，腦梗死28例，腦出血14例，右側偏癱25例，左側偏癱19例。

1.2 納入標準 經計算機斷層掃描(CT)或磁共振成像(MRI)證實，符合1995年中華醫學會第4次全國腦病學術會議修訂的《各類腦血管疾病的診斷要點》的診斷標準；年齡18～80歲；腦卒中后患者痙攣上肢改良Ashworth評分≤Ⅲ級；意識清楚，無認知障礙，生命體征平穩，能理解治療訓練要求并能遵照執行；患者及家屬知情同意，并簽署知情同意書。

1.3 排除標準 合并有嚴重心、肝、腎、造血系統和內分泌系統等嚴重原發性疾病、精神病患者；智力障礙，或伴有失語癥、失認癥、失用癥、視野缺損和智能障礙者；使用肌松劑治療者。

1.4 觀察指標

1.4.1 表面肌電測量準備：室溫18～25℃，在同一神經功能檢查室，由工作經驗2年以上的同一專業神經功能檢查人員對患者進行測量，每一結果重復測量3次。表面肌電圖(surface electrom yography，sEMG)測定采用十通道生物機能實驗系統采集，使用Flex CompInfiniti軟件對采集圖像進行分析，電極片采用一次性電極片(德國Hertbeat)，專用砂皮及皮膚耦合膏采用Greentek GT5醫用導電膏(武漢格林泰克)。

1.4.2 表面肌電測定方法：暴露受試者肢體待測肌群部位，用專用砂皮及皮膚耦合膏處理皮膚后，將表面電極貼于受試者肱二頭肌肌腹最隆起處，兩電極中心距離2cm。測試中患者坐于有扶手的椅子上，待測上肢放在等速肌力訓練系統上完成角速度120°/s的肘關節被動運動，記錄關節伸展最初4次活動時的表面肌電活動；測試時，用鼓勵性語言引導患者放松切勿主觀用力。

1.4.3 改良的Ashworth量表評估：0級：無肌張力的增加，計0分。Ⅰ級：肌張力輕度增加，受累部分被動屈伸時，活動范圍之末出現突然的卡住然后釋放或出現最小的阻力，計1分。Ⅰ+級：肌張力輕度增加，被動屈伸時，活動范圍之末后50%范圍內突然出現卡住，當繼續把ROM檢查進行到底時，始終有小的阻力計2分。Ⅱ級：肌張力較明顯增加，通過活動范圍的大部分時，阻力均較明顯地增加，但受累部分仍能較容易地移動，計3分。Ⅲ級：肌張力嚴重增高，進行被動活動檢查有困難，計4分。Ⅳ級：僵直，受累部分不能屈伸，計5分。

2 結果

2.1 肘關節改良Ashworth量表MAS分級與肱二頭肌表面肌電圖指標均方根值(Rootmeansquare,RMS)和積分肌電值(integrate electromyography, iEMG)的相關性 各MAS分級與其相對應的肱二頭肌iEMG及RMS分值量化區間詳見表 1。Pearson相關分析P值均<0.01，表明肱二頭肌在被動運動時，各iEMG及RMS分值與其改良Ashworth分級相關。

表1 不同MAS分級的肱二頭肌iEMG及RMS相關性

2.2 不同MAS分級肘關節被動活動時肱二頭肌iEMG及RMS比較 肘關節被動活動時，對不同MAS分級的肱二頭肌iEMG值及RMS均值分別進行比較，除0級與Ⅰ級外，其余各級均值相比較P均<0.05，有統計學意義(表2、表3)。但iEMG各級均值之間無重合，而RMS值在各級中存在相互重合。

表2 不同MAS分級肱二頭肌iEMG均值比較

表3 不同MAS分級肱二頭肌RMS均值比較

3 討論

表面肌電圖又稱為動態肌電圖，是神經肌肉系統在進行隨意性和非隨意性活動時的生物電變化經表面電極引導、放大、顯示和記錄所獲得的一組電壓時間序列信號，它與肌肉的活動狀態和功能狀態之間存在著不同程度的關聯性，因而能在一定的程度上反映神經肌肉的活動，并對其進行定量觀察分析的檢查方法。表面肌電圖在醫療、體育、人機工程學、工傷評定等領域都得到了廣泛的應用[3-5]。

表面肌電圖的分析方法中常用的主要為時域分析、頻域分析以及時頻域分析等。而時域分析中常用的參數為平均肌電值(Average electromyography,AEMG)、RMS和iEMG。RMS是一段時間內瞬間肌電圖振幅的均方根值，可記錄肌電信號的平均變化，從而被用來作為反映肌肉收縮性能，AEMG和RMS的意義基本相同[6]。而iEMG信號記錄的是一段時間內肌肉的放電總量大小，反應肌肉的總體性能，能更好地反映肌張力障礙的程度[7]。據報道，RMS和iEMG均可以用來評估肌張力障礙的康復程度[6，8]。

目前，較多的研究使用表面肌電圖來評估卒中后痙攣患者康復治療后的痙攣狀態、肌肉活動和功能，如評估機器人輔助治療[9]、肉毒桿菌的注射[8]、體外沖擊治療[10]，還有祖國傳統醫學中的中醫藥[11]等治療對卒中后肌痙攣的治療效果，但進行量化研究的較少。本研究發現，卒中后上肢痙攣的患者在肘關節被動活動時肱二頭肌RMS和iEMG分值與MAS分級相關，除0級與Ⅰ級之間無統計學差異以外(P>0.05)，其余各級之間均有顯著差異(P<0.05)。說明卒中后痙攣的患者的肱二頭肌隨著肌張力的增高，在被動活動中阻力增高，肌肉放電增強，并在除0級與Ⅰ級外，各級間可以進行區間量化。

但本研究存在不足之處，MAS分級為Ⅳ級的患者因肢體僵直不能屈伸，因而不能對其進行被動活動，也不能檢測其RMS和iEMG分值，不能對該級患者進行量化分級。另外，本研究中納入的肘關節MAS分級為0級、Ⅰ級的兩組患者的肱二頭肌RMS和iEMG分值無統計學差異，考慮MAS分級為Ⅰ級的患者只在關節活動度終末端時才會出現肌張力增高，因而總體的活動中肌張力的改變較小，肌電信號振幅較低。而MAS分級0級的患者存在精神不夠放松，或是體位擺放欠佳導致肌肉小幅度的緊張而出現肌電信號的振幅，從而導致這兩級患者的表面肌電圖參數無法量化。

當然，表面肌電圖技術也在不斷進步，目前新的表面肌電的參數的開發，如多個肌肉的時頻相干性[12]、基于表面肌電的新參數A-ApA(通過RMS進行計算)[13]等，或者使用更好的表面肌電的技術協議，如變換邊緣譜熵(Hilbert-Huang transform marginal spectrum entropy，HMSEN)測量動態拉伸反射閾值[14]、雙閾值協議等[15]，有望能夠更進一步完善表面肌電測量的精度，從而進一步推廣其臨床應用。