腦卒中后肌張力增高研究進展

李 爽 張黎明 徐 晶 林靜涵 代大偉 鄭 凱

哈爾濱醫科大學附屬第一醫院，黑龍江 哈爾濱 150001

腦卒中（stroke）是目前第二大致死率和致殘率的疾病［1］。肌張力增高常見于腦卒中恢復期，有學者認為腦卒中后肌張力增高是以速度依賴性的牽張反射亢進為特征的運動障礙。但這一定義被認為會混淆肌張力改變的確切性質，具有局限性，而后有學者將其定義為由于脊髓內對傳入刺激的異常處理所致的速度依賴性牽張反射增高。最新研究認為腦卒中后肌張力增高是由上運動神經元損傷所導致的感覺-運動控制系統的紊亂［2］。腦卒中偏癱患者康復過程主要有三個階段：遲緩期、痙攣期和恢復期。在卒中后期，增高的肌張力有助于患者的肌力恢復，維持穩定的姿勢，但過高的肌張力可限制關節活動，導致肌肉攣縮，影響患者自理能力和日常活動。國外研究發現腦卒中后肌張力增高患者發病1 年內的治療成本是肌張力無異常患者的4 倍［3］，由此可見，卒中后肌張力增高在多個方面對患者產生了不容忽視的影響。本文旨在探討腦卒中肌張力增高的研究進展，希望對今后腦卒中患者臨床及康復治療方案有所助益，提高腦卒中患者的生存質量，減少患者卒中后康復的經濟負擔。

1 腦卒中后肌張力增高的機制

脊髓是肌張力的初級中樞，肌張力受脊髓水平與脊髓上水平共同調節。生理狀態下，梭內纖維發送肌肉長度或長度變化率的信息，高爾基肌腱器官發送肌腱張力或張力變化率的信息。Ia型傳入纖維檢測肌肉長度在牽拉過程中的變化速度（動態反應），而Ia和II型傳入纖維的緊張性活動檢測肌肉的穩態長度（靜態反應）。當肌肉受到外力刺激時，沖動通過Ia和II型傳入纖維通過后根進入脊髓，到達α運動神經元后通過α傳出神經傳遞給梭外肌纖維并使梭外肌收縮［4］。一般認為，α、γ運動神經元分別支配梭外肌與梭內肌，兩者相互作用以調節肌肉收縮和舒張。當高位中樞（如大腦皮質、基底節、小腦、腦干等）受損時，可通過錐體束、網狀脊髓束以及前庭脊髓束等纖維束產生易化或抑制作用，從而調節牽張反射。其中網狀脊髓束起抑制作用，抑制性網狀脊髓通路由錐體旁纖維從運動皮質引出，下行至內囊內側部和中腦內側區，背對大腦腳。該通路損傷使高級中樞減弱了對γ運動神經元的抑制作用，使梭內肌興奮性增加，導致牽張反射增強，肌張力增高［5-6］。相反，α運動神經元的興奮性增高也可導致肌張力增高［7］。

神經可塑性被證明與腦卒中后的肌張力改變有關，腦卒中后病灶側與對側皮質均發生了大腦實質性重組以實現功能的恢復，在功能恢復過程中，代償性和可塑性變化一直存在，良好的神經可塑性有助于運動功能的恢復，相反，不良的神經可塑性也可導致卒中后的肌張力增加。

神經遞質作用異常對腦卒中后肌張力的改變也有一定作用，如谷氨酸（glutamic acid，Glu）和天門冬氨酸（aspartic acid，Asp）為主要的中樞神經系統興奮性遞質，而γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）和甘氨酸（glycine，Gly）為抑制性遞質。GABA 的受體有A、B、C三種，其中GABAB受體對肌張力增高起重要作用。一般狀態下，突觸前膜中GABAB受體的激活由G蛋白介導，以抑制Ca2+的流入并阻止興奮性遞質釋放，而突觸后膜中GABAB打開K+通道以促進K+外流，導致抑制性突觸后電位（IPSP）和突觸后抑制［8］。研究表明中樞神經系統損傷的患者，其腦內抑制性遞質含量明顯減低，而興奮性遞質含量明顯升高［9］，通過減弱Ia型傳入纖維的突觸前抑制作用，增強脊髓牽張反射，增加肌張力［10］。

腦卒中后肌張力的增高由多種因素產生，如Ia類纖維的交互抑制、IIb類纖維的非交互抑制等。而肌張力的增高除因牽張反射亢進導致以外，肌肉本身特性也可造成肌張力增高，腦卒中后患者可能因為肢體制動、廢用等因素在一定程度上改變了肌肉肌腱及其相關軟組織的物理特性，肌肉長時間處于短縮狀態，肌小節數量減少、膠原沉積、肌纖維的硬度增加等最終使肌張力增加。

2 肌張力評定方法

2.1 臨床分級量表

2.1.1 Ashworth 量表（Ashworth scale，AS）與改良Ashworth 量表（modified Ashworth scale，MAS）：AS 于1964 年由Bryan Ashworth 提出，最初用于多發性硬化患者痙攣狀態的分級，共分5 級，0 級：正常肌張力；1級：肌張力輕微增加；2級：肌張力明顯增加，但肢體容易屈曲；3 級：肌張力嚴重增加；4 級：肢體屈曲僵硬。為提高量表的敏感度，使測定結果更精確且更有意義，Bohannon 和Smith 等對其進行了細分，增加了1+級，表現為肌張力輕度增加，在關節活動范圍的后半部分突然卡住，隨后出現較小的阻力，稱為改良Ashworth 量表。MAS 是目前較為常見的用于評估肌張力的量表，可監測疾病進程，指導臨床用藥及康復治療方案。有研究證實MAS 評分在評分者之間和內部一致性是可靠的，且MAS 在測量上肢時表現出更好的可靠性［11］。研究發現MAS 在檢測腦卒中患者肌張力變化方面有明顯反應性，MAS 的最小臨床差異可用于臨床工作者確定觀察到的變化在治療后或隨訪中是否具有臨床意義［12］。雖然MAS 在臨床中應用較為廣泛，但也有一些學者質疑AS 與MAS 的有效性，因為它并沒有解釋Lance對于肌張力增高的定義中提及的速度依賴性且只能簡單的測量被動運動的阻力，不能區分是由于神經因素還是外周的原因，MAS 只能評定正常及增高的肌張力，無法評定減低的肌張力［13］，無法準確評估肌張力改變并檢測具有臨床意義的變化。MAS操作簡便、可重復性高，是臨床量表中最為廣泛應用的一種，對于定量評定肌張力設備的有效性也有重要參考作用，可用于臨床工作中粗略評估肌張力增高，但仍有一定局限性，相信與定量評定方法相結合，能產生更有價值的作用。

2.1.2 Tardieu量表（Tardieu scale，TS）與改良Tardieu量表（modified Tardieu scale，MTS）：Tardieu最先提出“痙攣”這一概念，為速度依賴性的腱反射增強，這為后期對于肌張力增高的定義奠定了基礎［14］，TS 主要通過測量阻力中斷時被動運動的角度來評估肌張力，而后有學者提出改良Tardieu 量表的概念，在TS的基礎上，MTS 增加了四肢評估的位置和角度。受試者取仰臥位以測試肢體痙攣程度，每個關節分別以三種不同的速度進行被動運動：V1：盡可能慢的速度；V2：正常重力下落的速度；V3：盡可能快的移動肢體［13］。R1 表示快速運動下（V3）肢體被動運動時突然卡住的角度范圍：R2指慢速運動下（V1）肢體被動運動時突然卡住的角度范圍［14］。“X”表示被動運動時肌肉反應強度，“Y”表示肌肉反應角度。研究發現，TS 能有效區分痙攣和攣縮，而AS 則不能區分痙攣和攣縮。TS 被認為是比AS 更合適的臨床痙攣測量方法，因為其能夠評估和比較肌肉對快速和慢速被動運動的反應，區分神經成分和生物力學因素（如軟組織順應性和關節完整性）［15］，因此認為MTS能指導卒中后肌張力增高的治療方案，但由于其測量過程復雜，需要評定者具有一定經驗，且MTS只能測量被動運動下肢體所受到的阻力，在臨床應用上仍有一定局限性。

2.1.3 臨床痙攣指數（clinic spasticity index，CSI）：也被稱為綜合痙攣量表（composite spasticity scale，CSS），有研究提出，CSI 通過腱反射、肌張力、陣攣三個方面進行評定，評定標準：①腱反射：無反射記0分；反射減弱記1 分；反射正常記2 分；反射活躍記3分；反射亢進記4分。②肌張力：無阻力記0分；阻力減低記2分；阻力正常記4分；阻力輕到中度增加記6分；阻力重度增加記8分。③陣攣：無陣攣記1分；陣攣1～2 次記2 分；陣攣2 次以上記3 分；陣攣持續時間超過30 s 記4 分。結果0～9 分表示輕度痙攣，10～12分表示中度痙攣，13～16分表示重度痙攣，研究認為CSI內部一致性優于AS。該量表雖具有較好可重復性，但更適用對下肢痙攣的評定［16］。

2.1.4 Penn 痙攣評定量表：Penn 痙攣評定量表需要測試者觀察受試者每小時出現雙下肢痙攣的次數，共分5級。無痙攣為1級；肢體受到刺激后誘發輕度痙攣為2級；偶爾出現痙攣，痙攣發作頻率≤1次/h為3級；時常有痙攣，發作頻率＞1次/h為4級；痙攣出現頻繁，發作頻率＞10次/h為5級。該量表的優點是可重復性強、無創，但主觀性較強，缺少對痙攣的定量評價，可用于臨床療效的大致評價。

2.1.5 Fugl-Meyer 運動功能量表（Fugl-Meyer assessment，FMA）：FMA 是評估卒中后肢體功能較為廣泛的方法，尤其是對上肢功能的評定，但只能通過肢體運動功能間接反映肌張力的變化。FMA分別在卒中后不同時間點對上、下肢進行評分，包含運動、感覺、平衡、活動范圍、關節疼痛度五個方面，共100 分，上肢66 分，下肢34 分；分級如下，Ⅰ級：＜50 分，嚴重運動障礙；Ⅱ級：50～84 分，明顯運動障礙；Ⅲ級：85～95 分，中度運動障礙；Ⅳ級：96～99 分，輕度運動障礙；Ⅴ級：100 分，無運動障礙［17］。研究表明FMA 可用于臨床實踐或對卒中后結構完整性、損傷嚴重程度和急性恢復期干預反應性的研究［18］。國外研究發現FMA可有效評估腦卒中后偏癱患者的上肢運動功能，但該量表尚未被用于一般臨床實踐，可能是由于該方法較為耗時［19］。

2.2 電生理檢查方法

2.2.1F 波和H 反射：F 波和H 反射可反應脊髓節段內α、γ運動神經元等的活性［13］。F 波是神經干在超強刺激下產生的動作電位，通常出現在M 波后。上運動神經元性癱瘓患者F波波幅增高、閾值小，下運動神經元性癱瘓F波波幅降低，閾值大。腦卒中患者上肢F波波幅及面積分別與MAS評分呈正相關，F波傳導速度與MAS評分呈負相關，F波傳導速度、波幅和面積能作為評估腦卒中后患者肌張力的電生理學指標［20］。H 反射是指通過較小的電量刺激神經，沖動經感覺神經纖維傳導至脊髓，再傳入下運動神經元引發肌肉電活動。研究表明，H 反射激活后抑制的出現時機與肌張力發生變化的時機有高度一致性，是腦卒中后肌張力增高的重要評價指標［21］。H反射最大波幅和M波最大波幅之比（Hmax/Mmax）可體現運動神經元的激活情況，Hmax/Mmax 增加可作為評價肢體肌張力變化程度的敏感性指標［22］，應用于上運動神經性癱瘓肢體肌張力的評估［23］。

2.2.2 表面肌電圖：表面肌電圖（surface electromyography，sEMG）通過皮膚表面電極來收集肌肉收縮時產生的電信號，反應神經肌肉的活動，國外研究表明表面肌電圖與AS 具有一定相關性［24-26］，可有效區分肌張力增高的原因是由于牽張反射增高還是肌肉攣縮，是評價上運動神經元損傷所導致肌張力改變程度較好的方式。

電生理學檢查方法能更加客觀的評估患者肌張力變化情況，但由于其專業性較強，需要專業的技術人員給予測試及評定，儀器昂貴且不便攜，病情較為嚴重、肌力較差、不能自理的患者難以配合，檢查結果易受電極位置、皮膚厚度等影響，在臨床應用中仍存在一定難度。

2.3 影像學方法

2.3.1 超聲彈性成像：超聲彈性成像（ultrasound elastography，USE）可以測量受到外力時組織的變形程度或產生的位移。在骨骼肌彈性成像中通常使用壓縮彈性成像（compression elastography，CE）和剪切波彈性成像（shear-wave elastography，SWE），CE 可以檢測在超聲探頭施加壓力下組織變形的情況，SWE研究產生的形變如何用聚焦聲波來表示。USE通過測量組織的硬度來評估其生物力學及結構特性［27］。SWE的剪切波速度（楊氏模量的絕對值）可反應肌肉組織的硬度，肌肉組織硬度和肌張力與楊氏模量呈正相關［28］。研究認為SWE 在痙攣方面的研究比CE更加客觀，重復性好，但CE 能識別出痙攣和非痙攣側的統計學差異。CE 和SWE 可用于指導痙攣患者的治療并改善生活質量［27］。研究表明USE與MAS具有一致性，在區分肌肉組織變化方面有良好效力［28］。USE 在定量評估肌張力方面前景較好，但需要更佳標準化的成像方案［29］。

2.3.2 磁共振彈性成像：磁共振彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE）用于對肌肉組織的彈性測量從而對肌張力進行評估［30］，目前關于磁共振彈性成像對肌張力評定的研究較為罕見，可能由于其設備較復雜昂貴，操作較難，需要影像科醫生協助進行評估等。

2.4 Myoton 肌肉檢測儀Myoton 肌肉檢測儀是一種用于測量軟組織生物力學參數的無創手持設備。測量時通過對肌肉產生一定壓力，獲取其阻尼振動頻率（F 值）。研究表明Myoton 肌肉檢測儀有較好的重復性，尤其在整體硬度參數方面［31］。經過不斷改良，在最早Myoton肌肉檢測儀的基礎上，最新研究的Myoton-3 肌肉檢測儀能無創測量肌張力且測量方法簡便快捷。共有兩種測量模式：①三次掃描：向同一位置沖擊三次，結果取中位數。②多次掃描：為同一點測量預定的次數（1～999），最后由Myoton 軟件計算平均值。Myoton-3 具有良好的測試者間信度，可用于臨床并進一步驗證［32］。Myoton肌肉檢測儀在應用上較影像學方法更便捷，在定量分析上優于各種量表評定，臨床中可用于痙攣的定量評定，也可進一步探究該儀器與其他評定方式聯合應用的有效性及敏感性，在對于肌肉組織硬度及張力等方面具有良好的可靠性［33］。

2.5 臂周運動評價系統（arm circumference motor evaluation system，ACMES）ACMES 是由國外學者設計的在不應用機械扭矩傳感器的條件下即可對上肢肌張力進行評定的設備，模擬快速伸展技術的上臂圓周運動獲得肌張力的準確測量值。扭矩傳感器雖是量化扭矩最直觀的方式，但其價格昂貴，很難在臨床工作中推廣，因此ACMES 通過間接測量方法，即收集輸入數據并將其轉換為偽機械數據，將電流和電壓轉換成機械動力學數據的換能矩陣，從而使致動器成為傳感器，這樣的裝置更為輕便，且結果更為準確。ACMES 包括兩個部分，機電平臺和控制系統。機電平臺包括鋁盤、手柄、前臂支架、嵌入電極、測量單元。控制系統包括個人計算機、數據采集卡、霍爾傳感器和電源。霍爾傳感器測量輸入電流，數據采集卡記錄電壓、電流、扭矩及編碼器的數據。測定方法：ACMES 以三種不同的速度（高/中/低）進行連續被動的手臂環繞運動時，驅動電機的電壓和電流通過最小二乘近似轉換成扭矩值。研究證明該系統有較好的有效性和可靠性。ACMES優勢在于能提供一個穩定的拉伸速度，評估方式更具功能性，但有一定局限性，如僅能用在患者的整個上肢提供驅動運動，不能測量單個緩解的肌肉痙攣情況［34］。

定量的肌張力評定方法更為客觀，如可穿戴傳感系統、痙攣模擬器等，不僅能直觀了解患者的疾病進程，還能對臨床及康復治療的療效進行客觀評估，臨床工作中對腦卒中后肌張力增高的高風險人群的治療方案更加完善、安全，使患者花最少錢得到最佳預后，但肌張力的定量評定方法還處于初級階段，在臨床中普遍應用還需進一步探索。

3 治療

3.1 藥物治療

3.1.1 口服藥物：口服藥物因其給藥途徑容易、應用廣泛，是卒中后肌張力增高的首選治療，主要包括氨基丁酸受體激動劑（巴氯芬）、α2腎上腺素受體激動劑（替扎尼定）、丹曲林、苯二氮類藥物等。巴氯芬目前被證實其主要作用是激動中樞神經系統的抑制性受體γ-氨基丁酸（GABA）的B受體，從而抑制興奮性氨基酸釋放，抑制突觸傳遞，緩解痙攣狀態，降低肌張力［35］。尹帥領等［36］研究發現巴氯芬對腦卒中后肌張力增高、運動障礙有明顯改善作用。由于巴氯芬具有一定鎮靜作用，不良反應如呼吸抑制等可危及生命，需嚴格掌握適應證和禁忌證。替扎尼定作用于腦和脊髓的突觸前α2受體，通過抑制興奮性神經遞質釋放降低肌張力［37］。研究證實替扎尼定對卒中后痙攣有積極作用［38］。雖然很少有研究比較巴氯芬和替扎尼定的有效性，但有研究表明，口服替扎尼定與肉毒素聯合治療的效果優于巴氯芬與肉毒素聯合治療［39］。與前兩者不同，丹曲林并不作用于中樞神經系統，而是直接作用于骨骼肌的肌漿網，影響鈣離子釋放而減弱肌肉收縮。地西泮的作用機制是增加GABA 對A 型受體復合物的親和力以增加突觸前抑制，減少突觸反射，具有鎮靜作用，可引起低血壓、胃腸不良反應、記憶障礙等，由于苯二氮類藥物不良反應較大，因此臨床中不推薦使用。加巴噴丁能增加腦內GABA水平，可能出現昏厥、嗜睡、眼震、共濟失調、頭痛等不良反應。

3.1.2 注射藥物：目前常用藥物主要有巴氯芬、乙醇、苯酚、肉毒素。通過結合GABA 受體，抑制興奮性遞質釋放，降低肌張力。口服巴氯芬難以透過血腦屏障，鞘內注射可有效提高藥物濃度，治療效果更好，且不良反應更小，尤其對于下肢痙攣的治療效果更好［40］，但對于嚴重的痙攣，鞘內注射巴氯芬的效果欠佳，如過量使用可引起呼吸障礙、腦脊液漏等［41］。肉毒素由革蘭氏陰性厭氧菌產生，是已知最有效的神經毒素［42］，有學者認為肉毒素注射是治療卒中后肌張力增高有效且耐受性良好的方法，但對于應用肉毒素治療后肢體功能改善的質量，仍存在不確定性［43］。一旦出現致殘性痙攣，應盡早應用肉毒素，在康復早期可有效防止關節攣縮，促進神經功能恢復，改善患者預后［44］。肉毒素不良反應較少，臨床應用安全起效快，應用4 天即可起效，治療效果持續時間長［45］，乙醇和苯酚屬于神經溶解劑，有誘導化學去神經作用，但由于缺乏特異性，易出現遲鈍和軟組織纖維化等不良反應。盡管口服藥物、鞘內注射巴氯芬、肉毒素等藥物在Ashworth量表評價病情緩解的有效性均得到證明，但只有注射治療對改善肌張力增高的不良后果有較為積極作用［44］。

3.2 外科手術治療對于嚴重痙攣或后遺癥如嚴重的功能障礙，外科手術治療是解決功能障礙最快的治療方式，如骨科手術（肌腱延長和軟組織松解）等，研究表明骨科手術結合肉毒素治療能更好改善肌張力增高。部分藥物的作用通常是可逆的，與其相比，外科手術治療如選擇性神經切斷術則可以永久性改善癥狀［46］。

3.3 其他治療針灸治療是針對腦卒中恢復期患者促進肢體功能恢復的常見治療方式，其中經筋刺法、電針、針刀療法較為常見，一方面可改善腦組織供血，促進功能恢復，另一方面可降低Gly 水平，增加GABA含量，從而減輕肌張力［2］。

物理治療也是治療腦卒中后肌張力增高的有效方式，通常應用于MAS Ⅰ+～Ⅲ級的患者［47］，近年來物理治療中非侵入性腦刺激技術如沖擊波療法、電刺激、磁刺激等療法成為研究熱點。

表面電刺激是非侵入性且更安全的治療方式，其中經皮神經電刺激（transcutaneous electrical nerve stimulation，TENS）和功能性電刺激（functional electrical stimulation，FES）最為常見。FES 通過刺激神經纖維使其支配肌肉功能恢復，其療效主要取決于刺激強度［48］。TENS 通過刺激大直徑機械敏感性傳入神經纖維發揮作用，作用機制可能與產生內啡肽從而降低運動神經元的興奮性有關［49］。其有效性已得到證明，且與物理治療結合效果更佳［50］。有研究表明FES 可以應用于卒中后肌張力增高的治療，且治療效果優于TENS，表面電刺激技術為腦卒中后肌張力增高的治療提供了新選擇［48］，但對于其治療靶點的選擇仍在進一步探索中。

重復經顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS）是一種腦刺激技術，優點是無痛、無創、非侵入性，是一種能有效改善卒中后康復效果的治療方法，作用原理為通過刺激大腦皮質，調節皮質神經元的興奮性。經證實，rTMS 能有效降低患者肢體MAS評分［51］。其治療效果主要取決于刺激參數（如頻率等）和作用靶點（如患側大腦半球或健側大腦半球等），目前并無統一的參數標準［52］。今后可進一步探究不同參數對不同靶點的康復治療效果，以達到精準治療、減少不良反應的目的。

體外沖擊波治療（extracorporeal shock wave therapy，ESWT）也是緩解肌張力增高治療方式的一種。沖擊波是一種單一、高能、雙相的聲脈沖，在三維空間中壓力突然增大作用于組織，包括兩種類型：聚焦ESWT（focused extracorporeal shock wave therapy，fESWT）和非聚焦徑向ESWT（radial extracorporeal shock wave therapy，rESWT），國外研究證實ESWT在減輕卒中后肌張力增高的有效性［53］，rESWT 被認為較fESWT 侵入性小，更適用于物理治療［54］。其機制可能為ESWT清除退化的軸突，并促進其再生，在腦卒中亞急性期與物理療法相結合，效果更佳［55］。

矯形器（orthoses）常與其他治療方式聯合應用，主要是通過外力作用以減少痙攣和疼痛，預防攣縮和畸形，能持續較長時間，但其療效尚未得到任何雙盲研究的證實［49］。

4 總結與展望

腦卒中后肌張力增高對患者的生活質量有較大影響，其產生機制主要為脊髓水平的反射通路及脊髓上水平下行調控的異常。對于肌張力評定的方式多種多樣，以量表為主的評定方法操作簡便，有一定可重復性，但不能定量評定肌張力，只能粗略評估疾病進程。以電生理方法為主的評定方式結果較為客觀，但其操作的復雜性、有創性及患者的配合難度較大均影響其在臨床工作中的應用。影像學方法檢查結果受患者自身影響較大且檢查成本較高，需要專科醫生協助評估，臨床應用難度較大。未來將著力于研發更為便攜、無創的定量評定肌張力的設備，能更直觀反映患者的疾病進程及治療效果。對腦卒中后肌張力增高的治療方法應從以下方面進行研究：（1）探究更加便捷、非侵入性、治療效果持續時間長、不良反應較少的物理治療方法；（2）探究不同治療方法聯合應用的效果，制定個性化治療方案。為患者提供更完善的評估、治療及康復體系，促進肢體功能恢復，提升患者生存質量。