表面肌電結合等速測試儀評價功能性電刺激對腦卒中患者下肢痙攣及其功能影響的臨床研究

腦卒中恢復期患者中，痙攣是引起功能障礙的主要原因之一

。發病3周后，約有90%的患者會出現肌張力增高

，其中下肢常表現為伸肌肌群的肌張力增高，導致患者出現異常的姿勢和運動模式，嚴重影響了患者步行能力的恢復。因此，改善下肢痙攣狀態是促進腦卒中患者下肢功能恢復的關鍵因素。近年來，隨著功能性電刺激(functional electrical stimulation，FES)技術的成熟，與功能性活動結合的設計日益受到關注

。基于正常行走模式的FES采用多通道、非同步刺激多組肌肉的方式模擬正常步行模式，在臨床上運用越來越廣

。國內外研究證明基于正常行走模式的FES治療腦卒中后下肢運動功能具有良好的效果

，但目前在等速下結合表面肌電圖(surface electromyography，sEMG)測試，評價FES治療腦卒中患者下肢伸肌痙攣的療效研究鮮有報告。

試驗材料為3 a生樟樹實生苗，來自樟樹主要分布區，分別為江蘇2個種源7個家系、湖南1個種源4個家系、廣東2個種源2個家系、福建2個種源8個家系、四川1個種源4個家系、日本1個種源1個家系、湖北1個種源2個家系、江西8個種源24個家系，共18個種源52個家系(表1)。

表面肌電圖是通過表面電極采集肌肉收縮時的肌電信號，能直觀地反映神經肌肉的活動

。多項研究表明，表面肌電與Ashworth痙攣量表具有顯著相關性

。表面肌電圖結合等速測試儀測試是在相同速度下對相應肢體進行表面肌電測試，具有良好的信度

。本研究首次采用表面肌電圖結合等速測試的評估方法應用于腦卒中下肢運動功能障礙患者中，旨在客觀評估基于正常行走模式的FES對腦卒中患者下肢痙攣及其功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2019年10月～2020年2月在無錫市同仁康復醫院康復科住院的患者，符合2019年中華醫學會神經病學分會通過的腦血管病診斷標準

。納入標準：年齡45～75歲；病程3個月內；病情穩定，認知良好，能配合治療；下肢Brunnstrom分期III～IV期，下肢肌張力改良Ashworth評分為1級～2級；可獨立或監護下步行10m以上。排除標準：生命體征不穩定或伴有嚴重內科疾病；近半年內服用或注射過降低肌張力的臨床藥物；意識不清或伴有重度認知障礙；裝有心臟起搏器；電刺激局部皮膚破潰、濕疹及瘢痕；不能或不愿意配合治療。本研究通過倫理委員會審批(審批號：WXMHCIRB2019ML123)。將患者隨機分為2組，即FES組和安慰刺激組。實驗期間，2組共有9例脫落(FES組5例，安慰刺激組4例)，最終FES組23例，安慰刺激組22例。經統計，2組患者的一般資料比較差異均無統計學意義，具有可比性，見表1。

物理試卷講評課的創意設計不足，導致教學缺失表現為“五缺”：一是講評目標缺失，評講沒有方向性；二是教學補償缺乏，導致錯誤的鞏固糾正不足；三是自主糾錯缺位，學生自我反思不夠；四是缺少方法提煉，沒有形成方法體系；五是缺少自我反思，對錯題缺乏深層次的認知歸因。

2.2 表面肌電測試結果比較 治療前2組患者各評定指標差異均無統計學意義。治療4周后，2組患者股四頭肌、小腿三頭肌的RMS值及iEMG值均較治療前降低(

<0.05)。治療后第4周組間比較，FES組RMS值及iEMG值的降低幅度大于安慰刺激組(

<0.05)。見表3。

⑤個別地區地下水、湖泊中的OCPs濃度相對于其他水體表現出了較高的污染水平，但沒有超過地表水環境質量標準限值。對于這一類水體，應引起人們一定程度的重視。

1.3 評定標準 治療前及治療4周后采用改良Ashworth痙攣量表、Fugl-Meyer運動功能量表(下肢部分)、10m步行速度測試評估2組患者的下肢功能。采用表面肌電結合等速測試儀測試股四頭肌及小腿三頭肌，分析均方根值(root mean square，RMS)和積分肌電值(integral electromyography，iEMG)值。①改良Ashworth痙攣量表：評定2組患者患側股四頭肌及小腿三頭肌的痙攣程度，量表結果分為0、1、1

、2、3、4級，級數越高表示痙攣程度越嚴重。②Fugl-Meyer運動功能評估(下肢部分)：評估患者下肢運動功能，包括17個小項，每項分值0～2分，滿分為34分，得分越高表示患者下肢運動功能越好。③10m步行測試：準備15m長的步行通道，記錄患者走過3～13m(10m距離)所需時間，測量3次，取平均值作為最終結果。④等速下表面肌電測試：采用sEMG信號采集系統(芬蘭Mega Electronics公司，Megawin WBA表面肌電)、一次性心電電極(上海申風公司制造)及等速測試儀(德國D&R公司，ISOMED2000等速肌力測試訓練系統)等儀器。測試時囑患者坐于等速測試椅上，暴露患側下肢，酒精擦拭皮膚后，將表面電極片貼在患者股直肌及腓腸肌肌腹處，肌肉定位和表面電極具體放置參考《運動肌電圖實用介紹》

。先將測試角速度設置為 90°/s，測試3次，每次測試間隔1min。完畢后再囑患者半臥位，屈髖120°，屈膝60°，膝關節固定于等速托架上，再將等速測試儀角速度調至45°/s，活動范圍跖屈30°至背伸15°之間，其余操作同前。測試結束后，由另一研究者使用MegaWin V3.0軟件分析肌電信號，采集各肌肉RMS值及iEMG值。

3.1 模擬正常行走的FES提供了“無錯法”行走訓練 基于正常行走模式的FES治療儀由我國學者自主研發，它采用多通道刺激多組肌肉的方式，工作時按照正常行走的時序刺激相應肌群，以誘發患側下肢產生類似于正常模式的步行動作

。本研究中，FES組的下肢FMA評分及10m步行速度均高于安慰刺激組，說明基于正常行走模式的FES可以改善腦卒中患者的運動功能及步行能力。分析其原理是由于患者的主動參與，以及重復性、任務導向性強的功能性活動促進了大腦的神經重塑和運動功能的恢復

。近年來，國內學者提出腦卒中后行走能力的恢復是以正常行走模式獲得的認知過程為基礎

，基于正常行走模式的FES能讓中樞在外周正常行走模式信息反復輸入的基礎上加以整合，并向外周靶器官輸出正常的行走模式；再根據外周正常行走模式的反饋，周而復始地強化訓練，最終達到改善行走能力的目的

。

2 結果

2.1 改良Ashworth痙攣量表測試結果比較 治療前2組患者股四頭肌及小腿三頭肌的Ashworth評分比較，差異無統計學意義。治療4周后與治療前比較，2組患者各肌肉的Ashworth評分差異有統計學意義(

<0.05)。治療后第4周組間比較，FES組患者的下Ashworth評分差異有統計學意義(

<0.05)。見表2。

1.2 方法 2組在治療期間均接受常規臨床及康復治療。采用基于正常行走模式的FES治療儀(型號P2-9632)。治療前先使用電刺激定位筆標記脛前肌、股四頭肌、腓腸肌、腘繩肌的運動點，貼好電極片后將治療儀輸出通道Ⅰ～Ⅳ分別連接相應的肌群。頻率調至30Hz，脈寬200μs，步行周期為5s，波形為雙向對稱方波，電流強度以患者的耐受度為準，時間設為20min。安慰刺激組選用文獻報告中的方法

，電刺激位置及行走時間與FES組相同，但行走過程中無電流輸出。共治療4周，每周6d，每天1次，每次20min。

3.2 基于表面肌電圖的等速測試能較好反映肌肉張力的變化 表面肌電圖又稱為動態肌電圖，能在一定程度上定量反映肌肉各種狀態及變化情況。表面肌電指標中RMS值反映一定時間內肌肉放電的平均水平。一項Meta分析顯示該值在肢體痙攣側與非痙攣側具有差異性，且與Ashworth評分具有顯著相關性

。iEMG值是肌肉收縮時單位時間內的運動單元放電總量。研究表明肌張力大小與神經肌肉的募集量相關，肌肉收縮時參與的肌纖維越多，激活的運動單元放電總量也越大，痙攣也越明顯

。Onishi等

研究顯示，iEMG值與牽張反射具有正相關，故采集肌肉被動牽伸時的RMS值和iEMG值能間接反映相關肌肉的痙攣程度。

3 討論

2.3 下肢FMA評分和10m步行速度結果比較 治療前2組患者下肢FMA評分和10m步行速度評定指標差異無統計學意義，治療4周后2組患者上述評分均較治療前明顯提高(

<0.05)。治療4周后組間比較，FES組下肢FMA評分和10m步行速度較安慰刺激組提高更明顯(

<0.05)。見表4。

痙攣的主要特征之一是速度依賴性，因此在相同速度下對肢體進行被動活動，可降低因速度差異對結果的影響。Pierce等

使用等速測試儀結合表面肌電評定下肢屈肌痙攣患者，發現兩者聯合使用具有良好的信度，可量化患者的痙攣狀態。國內也有學者對30例腦卒中患者的腓腸肌進行肌張力評估，同時應用等速測試儀及表面肌電結合的方式對不同收縮狀態下的腓腸肌進行表面肌電特征分析，結果顯示兩者結合評估與Ashworth評分具有高度相關性及穩定性

。故本實驗將等速肌力技術和表面肌電技術同時應用于腦卒中下肢肌肉的肌張力評估，以取得更為客觀準確的數據。

3.3 基于正常行走模式的FES可調節肌肉間的協同收縮 本研究結果顯示，治療后2組患者股四頭肌及小腿三頭肌的MAS值、RMS值、iEMG值較治療前均有改善，4周后的組間比較顯示FES組的各項評分值的改善優于安慰刺激組，說明基于正常行走模式的FES能降低腦卒中患者股四頭肌及小腿三頭肌肌張力，改善下肢痙攣模式。同時也驗證了表面肌電結果與Ashworth結果一致，能反映下肢肌肉張力變化。研究顯示抑制痙攣的方法之一是刺激其拮抗肌，其機制主要是通過交互抑制作用原理實現的

。而本研究所用的FES是按照正常行走模式，交替收縮拮抗肌與痙攣肌，產生正常行走動作。早期的研究者認為

，適當強度的電刺激可使痙攣肌產生疲勞，從而降低了疲勞的痙攣肌對異常的自發性運動神經元沖動的反應。Rosales等

認為，刺激痙攣肌后，支配該肌的運動神經元軸突動作電位產生了擴散效應，通過其軸突的側枝循環，將興奮傳入到脊髓，激活了中間抑制神經元，從而抑制了痙攣肌群和協同肌群的興奮性。此外，基于正常行走模式的FES的工作模式是非同步刺激多組肌肉的交替收縮，在一定程度上改善了拮抗肌與痙攣肌之間的協調性。有研究表明肌肉之間有規律的協同收縮，可以降低痙攣肌的肌張力

。

在吸氣式高超聲速飛行器推進系統的工程設計中, 寬速域寬高度域沖壓發動機的研究一直備受關注. 目前大量研究重點關注的是該類復雜流動的數值模擬方法, 燃氣噴流參數的影響特性, 燃燒室的穩焰性能. 本文采用數值模擬方法, 重點針對帶楔板/凹腔結構的超燃沖壓發動機燃燒室內氫氣噴流燃燒流場, 開展進口Mach數及壓強條件對噴流穿透深度、 摻混效率、 燃燒效率及流場波系結構的影響規律研究, 研究成果可為該類沖壓發動機燃燒室內流動特性分析提供參考.

3.4 本研究的局限性 本研究仍存在一些局限性。由于該研究采用的評估方法同時需要表面肌電圖及等速測試儀，雖然提供了更精準的評估結果，但此方法在臨床應用的普及性也受到一定的限制。另外本研究納入的患者病程在3個月以內，未能對不同病程，不同痙攣程度患者進行分層比較，對此有待在未來的研究中加大樣本量進一步探討。

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