基于表面肌電信號評價膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練對腦卒中后下肢痙攣的干預(yù)效果

樊留博 劉素芝 劉瑩瑩 盧戰(zhàn) 劉寶華 唐艷 金歡歡

基于表面肌電信號評價膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練對腦卒中后下肢痙攣的干預(yù)效果

樊留博 劉素芝 劉瑩瑩 盧戰(zhàn) 劉寶華 唐艷 金歡歡

目的鉬觀察應(yīng)用表面肌電信號（sEMG）評價膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練對腦卒中后下肢痙攣患者功能恢復(fù)的干預(yù)效果。 方法選取腦卒中痙攣性偏癱患者74例，分為對照組和治療組各37例。對照組采用常規(guī)康復(fù)治療方法，治療組在常規(guī)康復(fù)治療方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練。分別于治療前以及治療4周后對兩組患者行簡化Fugl-Meyer下肢運動量表（FMA）、臨床痙攣指數(shù)（CSI）、臨床神經(jīng)功能缺損程度評分（NDS）、Barthel指數(shù)評定，監(jiān)測患側(cè)大腿主動肌、拮抗肌的sEMG變化。 結(jié)果 兩組患者治療4周后FMA、Barthel指數(shù)評分較治療前提高，CSI和NDS評分較治療前降低（均P＜0.05），且治療組各指標(biāo)均優(yōu)于對照組(均P＜0.05)。兩組患者治療后膝關(guān)節(jié)拮抗肌群中位頻率（MF）、平均功率頻率（MPF）協(xié)同收縮率明顯增高，膝關(guān)節(jié)拮抗肌群平均肌電值（AEMG）協(xié)同收縮率明顯降低（均P＜0.05）,且治療組協(xié)同收縮率治療后與對照組比較均有統(tǒng)計學(xué)差異（均P＜0.05）。 結(jié)論 膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練能降低痙攣性偏癱患者患側(cè)下肢肌張力，提高下肢協(xié)調(diào)性，促進(jìn)正常運動模式的建立，從而改善下肢運動功能及日常生活活動能力。

膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練 sEMG 痙攣 腦卒中 神經(jīng)功能

腦卒中又稱腦血管意外，是危害人類健康的最主要疾病之一，致殘率達(dá)80%以上[1]，其后遺癥不僅降低患者生活質(zhì)量，還給家庭及社會帶來沉重負(fù)擔(dān)。在腦卒中患者的康復(fù)訓(xùn)練中，膝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)易被忽視，患者膝關(guān)節(jié)、大腿主動肌與拮抗肌受到不同程度的損害，殘留的膝關(guān)節(jié)肌張力高、肌力不足、軟組織攣縮、屈伸功能障礙、運動欠協(xié)調(diào)及運動控制差是導(dǎo)致腦卒中后步行困難的主要因素[2]。當(dāng)下肢處于痙攣狀態(tài)時，膝關(guān)節(jié)在擺動相屈伸無力，患者容易出現(xiàn)步行啟動緩慢，平衡功能低下；甚至由于伸肌及外展肌張力高、拮抗肌肌力不足，患者步行前的準(zhǔn)備工作未做好，難以進(jìn)入下一階段的步行功能訓(xùn)練[3]。近年來，筆者在腦卒中患者康復(fù)治療過程中采用膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練緩解患肢痙攣，提高痙攣性偏癱患者步行能力取得了較滿意的療效，現(xiàn)報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2012年1月至2014年1月在浙江省臺州醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院治療的腦卒中后痙攣性偏癱患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）患者符合中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會制定的《中國急性缺血性腦卒中診治指南2010》[4]，經(jīng)頭顱CT或MRI檢查確診；（2）經(jīng)改良Ashworth評定均存在不同程度下肢肌張力增高；（3）病情穩(wěn)定，不伴有意識障礙、癡呆、失語、嚴(yán)重心肺疾病等；（4）患者或家屬簽署知情同意書。共納入患者74例，按其入院單雙號順序分為對照組和治療組各37例。對照組男23例，女14例；年齡37～76（58.7±12.6）歲；腦梗死 28例，腦出血9例；平均病程（27.6±6.3）d。觀察組男20例，女17例；年齡35～80（62.6±10.4）歲；腦梗死27例，腦出血10例；平均病程（29.1±3.7）d。兩組患者性別、年齡、病變性質(zhì)、病程等比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法 兩組患者均采用常規(guī)康復(fù)運動療法，包括軀干活動訓(xùn)練、雙橋及單橋訓(xùn)練、協(xié)助完成由仰臥位至床邊坐位的訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、獨立完成坐位至站位訓(xùn)練、患側(cè)下肢負(fù)重及日常生活活動能力的康復(fù)訓(xùn)練等。治療組在此基礎(chǔ)上加用膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練：（1）患者取仰臥位，康復(fù)治療師不斷擠壓、牽張患側(cè)膝關(guān)節(jié)，促進(jìn)膝關(guān)節(jié)深感覺的恢復(fù)，同時進(jìn)行軀干在體軸下回旋運動，促進(jìn)骨盆的控制能力；（2）患者取坐位，以雙手扶持膝關(guān)節(jié)，治療師指導(dǎo)患者從側(cè)屈位坐起至中立位訓(xùn)練，雙側(cè)交替練習(xí)；向患側(cè)旋轉(zhuǎn)和向健側(cè)旋轉(zhuǎn)；坐位中立位，仰望，復(fù)原，仰望時保持軀干最大限度的伸展；（3）患腿踏在高約8～15cm的臺階上且身體前傾，重心慢慢移到患腿后，健腿跟上臺階，站穩(wěn)后，健腿再移到臺階下返回原位，重心再逐漸后移到健腿上；（4）患者取站位，治療師位于患者患側(cè)，治療師牽制患側(cè)上肢處于外展、外旋、伸肘的位置，使體重轉(zhuǎn)移到患腿上，同時用雙膝關(guān)節(jié)夾持患側(cè)膝關(guān)節(jié)，防止患者膝關(guān)節(jié)過伸位；（5）患者扶持下站立，治療師位于患者患側(cè)，囑患者抬起患側(cè)下肢，同時治療師托起患側(cè)足底將其腿托離地面，高度恰與正常邁步時相同，待由于伸肌痙攣而出現(xiàn)的阻力消退之后，再讓患者練習(xí)提起小腿而不使骨盆上抬，足下放時輕柔和緩地控制。每次訓(xùn)練以不疲勞為度，并且訓(xùn)練后及時監(jiān)測血壓和脈搏。每天1次，每次45min，每周訓(xùn)練6次，連續(xù)治療4周。

1.3 評定指標(biāo) 兩組患者康復(fù)治療前、康復(fù)治療4周后均進(jìn)行以下指標(biāo)的評定。

1.3.1 下肢運動功能的評定 采用簡式Fugl-Meyer下肢運動量表（FMA）[5]，共17項，總分34分，每項分3級評定。0分：不能做某一動作；1分：部分能做；2分：能充分完成。

1.3.2 肌張力評定 采用臨床痙攣指數(shù)（CSI）[5]，包括腱反射、肌張力及陣攣3個方面，總分16分。0～6分：無痙攣；7～9分：輕度痙攣；10～12分：中度痙攣；13～16分：重度痙攣。

1.3.3 神經(jīng)功能缺損程度評定 采用臨床神經(jīng)功能缺損程度評分（NDS）量表[5]，總分45分，0～15分為輕型，16～30分為中型，31～45分為重型。

1.3.4 日常生活活動能力評定 采用Barthel指數(shù)[5]，總分100分。評分越低代表生活活動能力越低。

1.3.5 表面肌電信號（sEMG）采集與分析 使用表面肌電圖儀（芬蘭，ME3000P8）測試患者痙攣下肢治療前后膝關(guān)節(jié)拮抗肌群協(xié)同收縮率的變化，包括中位頻率（MF）、平均功率頻率（MPF）、平均肌電值（AEMG）協(xié)同收縮率。測試時患者端坐于床沿，下肢中立位并暴露雙側(cè)股四頭肌肌群和股二頭?。皇褂萌ブ凭耷?qū)﹄姌O放置部位皮膚進(jìn)行處理，將表面電極置于所測股四頭肌各個肌腹部分最隆起處，其中主動肌為股直肌，拮抗肌為股二頭肌，協(xié)同肌為股內(nèi)側(cè)肌以及股外側(cè)肌，兩電極中心相距2cm，參考電極貼于同側(cè)踝關(guān)節(jié)外側(cè)上方骨隆起處，記錄電極與參考電極兩電極中心連線方向與采樣肌肉纖維的長軸方向平行；患者在數(shù)據(jù)采集時做屈伸膝動作，每個動作連續(xù)做3次，采集時間10s。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件；計量資料以表示，組間及治療前后的比較采用t檢驗。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療前后FMA、CSI、NDS評分和Barthel指數(shù)比較 見表1。

表1 兩組患者治療前后FMA、CSI、NDS評分和Barthel指數(shù)比較（分）

由表1可見，治療前兩組患者各項指標(biāo)比較均無統(tǒng)計學(xué)差異（均P＞0.05）。治療4周后兩組患者的FMA評分、Barthel指數(shù)均較治療前提高，CSI、NDS評分較治療前降低（均P＜0.05）；且治療組各指標(biāo)均優(yōu)于對照組（均P＜0.05）。

2.2 兩組患者治療前后膝關(guān)節(jié)拮抗肌群協(xié)同收縮率比較 見表2。

表2 兩組患者治療前后膝關(guān)節(jié)拮抗肌群MF、MPF、AEMG協(xié)同收縮率比較（%）

由表2可見，兩組患者治療前膝關(guān)節(jié)拮抗肌群MF、MPF、AEMG協(xié)同收縮率比較均無統(tǒng)計學(xué)差異（均P＞0.05）。兩組患者治療后膝關(guān)節(jié)拮抗肌群MF、MPF協(xié)同收縮率明顯增高，AEMG協(xié)同收縮率明顯降低（均P＜0.05）,且治療組協(xié)同收縮率治療后與對照組比較均有統(tǒng)計學(xué)差異（均P＜0.05）。

腦卒中后肢體痙攣是由于腦廉旁、額葉、大腦基底核、視丘、內(nèi)囊等不可逆轉(zhuǎn)的中樞運動神經(jīng)損傷，及病灶和水腫帶來上運動神經(jīng)元不完全損傷，運動系統(tǒng)失去了高位中樞的調(diào)控，從而使原始的、被抑制的皮質(zhì)下中樞的運動釋放出來，導(dǎo)致患側(cè)肢體肌張力異常、肌力下降，肌群間協(xié)調(diào)紊亂，產(chǎn)生運動控制障礙[6-7]。偏癱后的肌痙攣干擾患者主動運動，尤其下肢的痙攣還導(dǎo)致步行困難及安全性降低、疼痛和患肢不適，是影響患者膝關(guān)節(jié)控制能力和步行功能恢復(fù)的重要原因[8]。步行功能的恢復(fù)與步行安全性的提高，可以極大提升患者的生活自理能力。步行能力的恢復(fù)也是多數(shù)腦卒中患者最主要的康復(fù)需求。因此下肢功能重建是對腦卒中患者進(jìn)行康復(fù)治療時關(guān)注的一個重點與難點，這關(guān)系到提高其日常生活活動能力和提高其生活質(zhì)量的問題。

目前在痙攣性偏癱患者行走能力恢復(fù)方面，膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練被普遍認(rèn)為是一種比較有效的臨床康復(fù)方法。有研究認(rèn)為腦卒中偏癱患者早期建立正常步行運動模式，有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)實現(xiàn)功能重組[9]。而能否有效地改善膝關(guān)節(jié)的控制能力，是提高步行能力的關(guān)鍵。因此強調(diào)加強對膝關(guān)節(jié)周圍肌肉的協(xié)調(diào)性控制訓(xùn)練,通過對患肢肌肉感覺的剌激，提高感覺信息與大腦的接觸聯(lián)系，改善患側(cè)下肢的運動感知，從而改善患肢控制能力。

采用sEMG技術(shù)評定神經(jīng)系統(tǒng)疾病的客觀指標(biāo)，已逐漸應(yīng)用于腦源性痙攣的康復(fù)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域之中。肌電圖MF、MPF是反映信號頻率特征性的生物物理指標(biāo),其高低與外周運動單位動作電位的傳導(dǎo)速度、參與活動的運動單位類型以及同步化程度有關(guān)，AEMG是反映IEMG（肌電積分值）信號振幅變化的特征性指標(biāo)，其變化主要反映肌肉活動時運動單位激活的數(shù)量、參與活動的運動單位類型以及同步化程度，與不同肌肉負(fù)荷強度條件下的中樞控制功能有關(guān)[10]。拮抗肌群的協(xié)同收縮率反映的是拮抗肌群在肌肉收縮過程中所占的比例，因此MF、MPF和AEMG協(xié)同收縮率也能反映肌肉的功能狀況[11]。國外的研究也證實拮抗肌的AEMG協(xié)同收縮率增加是腦卒中患者普遍存在的現(xiàn)象，sEMG被認(rèn)為是評定協(xié)同收縮率的理想方法[12]。

本研究結(jié)果顯示兩組患者治療前下肢運動功能和步行能力無統(tǒng)計學(xué)差異，經(jīng)過4周強化膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練后兩組的下肢運動功能及日常生活活動能力比治療前提高，肌張力和神經(jīng)功能缺損程度較治療前明顯下降，治療組與對照組比較其膝關(guān)節(jié)拮抗肌群MF、MPF協(xié)同收縮率明顯增高，AEMG協(xié)同收縮率降低。本研究表明增強膝部周圍肌肉的控制訓(xùn)練，通過同側(cè)肌肉的刺激，引起患者的注意，使運動與視覺、觸覺、本體感覺相結(jié)合，調(diào)節(jié)主動肌與拮抗肌的張力平衡，促進(jìn)共同運動向分離運動轉(zhuǎn)化，抑制及控制痙攣模式，建立正常運動模式，最終達(dá)到提高下肢功能、改善步行能力的效果。膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練值得在臨床康復(fù)治療中推廣應(yīng)用。

[1] 杜科濤,謝輝.腦卒中早期康復(fù)介人研究進(jìn)展[J].中國傷殘醫(yī)學(xué), 2013,21(11):456-457.

[2] 寺澤健.腦卒中后遺癥的步行功能康復(fù)[J].中國康復(fù)理論與實踐, 2011,17(9):813-817.

[3] 孫媛,蔡春茜,趙建國.偏癱痙攣狀態(tài)治療研究進(jìn)展[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2014,12(5):613-617.

[4] 中國急性缺血性腦卒中診治指南2010[J].中國臨床醫(yī)生,2011,39(3): 67-73.

[5] 王玉龍,脹秀花,高曉平.康復(fù)功能評定學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社, 2013:120-178.

[6] Namdari S,Horneff J G,Baldwin K,et al.Muscle releases to improve passive motion and relieve pain in patients with spastichemiplegia and elbow flexion contractures[J].J Shoulder Elbow Surg,2012,21(10):1357-1362.

[7] Esquenazi A.The human and economic burden of post-stroke spastieityand muscle over-activity[J].JCOM,2011,18(1):607-614.

[8]張啟東,何陽.改善膝關(guān)節(jié)控制能力對腦卒中患者步行功能的康復(fù)療效[J].中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2013,42(4):369-370.

[9] 李橋軍,華東,張斌,等.強化膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者步行能力的影響[J].中國實用神經(jīng)疾病雜志,2012,15(21):53-55.

[10] 夏靜霞.早期康復(fù)護(hù)理對腦外傷患者神經(jīng)、肢體功能和生活能力的影響[J].中國基層醫(yī)藥,2012,19(9):1424-1425.

[11] 謝財忠,徐格林,劉新峰.急性腦卒中患者住院期下肢肌力恢復(fù)的影響因素[J].中國康復(fù)理論與實踐,2010,16(7):655-656.

[12]甄君,羅世堅,賴家盈,等.早期康復(fù)訓(xùn)練對急性腦梗死患者血清BDNF及S100B蛋白表達(dá)的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2012,34(2): 470-471.

Efficacy evaluation of knee joint control training in rehabilitation of spastic hemiplegic patients by surface electromyography

FAN Liubo,LIU Suzhi,LIU Yingying,et al.Department of Rehabilitation,Taizhou Hospital of Zhejiang Province,Linhai 317000,China

【 Abstract】 Objective To evaluate the efficacy of knee joint control training in rehabilitation of spastic hemiplegic patients by surface electromyography. Methods Seventy four patients with spastic hemiplegia were divided into two groups:37 patients received traditional rehabilitation therapy and knee joint control training(study group),and 37 patients received traditional rehabilitation therapy only(control group).Holden functional ambulation classification,Modified Ashworth Scale,Fugl-Meyer assessment of lower extremity(FMA-LE),clinic spasticity index(CSI),neurological functional deficit scale(NDS),barthel index(BI) and Berg balance scale(BBS)were used for evaluation before and 4 weeks after treatment.The electromyography signals were collected by surface electrode and then processed by linear time-and frequency-domain method. Results After treatment for 4 week,the FAM-LE and BI scores in both groups were significantly increased,and the lower extremity CSI,NDS and the sEMG signals in the co-contraction scores in both groups were decreased significantly as compared with those before treatment(P＜0.05),which was more marked in study group(P＜0.05). Conclusion The knee joint control training can relieve the muscle tonus of patients with cerebral infarction,and promote the establishment of normal movement patterns,so as to effectively improve lower limb function and the daily living of hemiplegic patients.

Knee joint control training sEMG Spasm Stroke Neurological function

2015-04-09）

（本文編輯：李媚）

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目（2014KYA224）；浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目（2012KYB238）；臺州市科技計劃項目（14SF03）

317000 溫州醫(yī)科大學(xué)附屬臺州醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（樊留博、劉素芝、劉瑩瑩、盧戰(zhàn)、唐艷、金歡歡）；溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（劉寶華）

樊留博，E-mail：flb0072002@163.com