電生理技術應用于卒中康復評估的臨床價值

王勤鷹，詹 青

1. 上海中醫(yī)藥大學附屬第七人民醫(yī)院神經內科，上海 200137 2. 上海中醫(yī)藥大學附屬第七人民醫(yī)院神經康復科，上海 200137

綜述

電生理技術應用于卒中康復評估的臨床價值

王勤鷹1，2，詹 青1，2

1. 上海中醫(yī)藥大學附屬第七人民醫(yī)院神經內科，上海 200137 2. 上海中醫(yī)藥大學附屬第七人民醫(yī)院神經康復科，上海 200137

電生理技術具有客觀、可量化、無創(chuàng)、易重復的優(yōu)點，在卒中患者康復評定中具有不可替代的作用。表面肌電圖在運動分析和肌肉功能評估中具有很好的應用價值；通過腦電圖可以了解腦功能狀況；誘發(fā)電位能夠反映患者的運動、感覺和認知狀態(tài)；經顱多普勒可用于檢測卒中患者康復前后腦血流的變化。本文對電生理技術應用于卒中患者功能障礙評定、康復效果評估以及康復治療方案制定中的臨床價值及最新進展進行綜述。

卒中；電生理學；康復

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中國每年新發(fā)卒中患者約200萬人，其中70%～80%的卒中患者因為遺留殘疾而無法獨立生活［1］。循證醫(yī)學證實，卒中康復是降低致殘率的最有效方法，也是卒中組織化管理模式中不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)［2］。在康復醫(yī)學中，對康復效果進行評估貫穿于治療的全過程。電生理技術因具有可定量、無創(chuàng)、便捷、重復性好的優(yōu)點而被應用于卒中后認知狀態(tài)和神經肌肉狀態(tài)的評估以及康復效果的預測和評估，是對卒中患者的功能狀態(tài)和康復效果進行評估的有效方法。本文對包括表面肌電圖、腦電圖、誘發(fā)電位和經顱多普勒在內的電生理技術應用于卒中后神經肌肉功能狀態(tài)評定以及康復效果評估的臨床價值進行綜述。

1 表面肌電圖

表面肌電圖又稱為動態(tài)肌電圖，是神經肌肉系統在完成各種隨意和非隨意活動時產生的生物電變化經表面電極引導、放大、記錄和顯示所獲得的一維電壓時間序列信號，該信號源自大腦皮層運動區(qū)控制下的脊髓α運動神經元的生物電活動，形成于眾多外周運動單位電位在時間和空間上的總和，信號的振幅和頻率等的特異性變化取決于關節(jié)肌肉的活動水平和肌肉功能狀態(tài)等生理性因素以及探測電極的位置、大小和方向等測量性因素的共同作用［3］。表面肌電圖在進行臨床評估時常用的指標包括時域指標、頻域指標、激活時間和激活順序指標以及協調性指標等。表面肌電圖測量神經肌肉功能的信度和效度已得到肯定［4-5］。目前，表面肌電圖已被應用于卒中患者的姿勢步態(tài)、吞咽功能和手功能等神經肌肉工作狀態(tài)的分析和評估。

1.1 表面肌電圖在卒中患者偏癱姿勢和步態(tài)分析及評估中的應用

偏癱和步態(tài)異常是卒中患者常見的后遺癥，使患者的運動功能受到嚴重損害，也是影響患者日常生活能力和生活質量的主要因素。卒中患者在恢復步行能力時，其步態(tài)會表現為多種不同的形式。與目測或量表評估法相比，表面肌電圖提供了一種準確的定量分析和評估的方法。

表面肌電圖在對卒中患者的步態(tài)進行分析時主要采用的是時域分析［6-7］。李卓等［6］分析了卒中患者和正常人在坐位和站立位時，其脛骨前肌和腓腸肌的表面肌電圖信號特征，結果發(fā)現卒中患者坐位時的患側與健側以及健側與正常人對應健側脛骨前肌的平均功率頻率（mean power frequency，MPF）和中位頻率（median frequency，MF）的差異均有統計學意義（P值均＜0.05）；卒中患者健側與正常人對應健側腓腸肌的均方根（root mean square，RMS）差異有統計學意義（P＜0.05）；卒中患者站立位時的患側與健側以及健側與正常人對應健側脛骨前肌的RMS和積分肌電值的差異均有統計學意義（P值均＜0.05）；卒中患者健側與患側以及患側與正常人對應患側腓腸肌的RMS和積分肌電值的差異亦均有統計學意義（P＜0.05，P＜0.01）。吳運景等［7］發(fā)現，Brunnstrom Ⅳ級的卒中患者接受2周以上的康復訓練后，其患側脛骨前肌和腓腸肌的平均肌電值下降，尤以脛骨前肌最為明顯。趙軍等［8］發(fā)現，偏癱患者的踝展肌群、腓腸肌內側頭和腓腸肌外側頭的支撐期肌電波幅的RMS較正常人明顯減小，而健側腓腸肌外側頭的擺動期肌電波幅的RMS較正常人明顯增大；多元相關分析結果顯示，步行速度與脛前肌和腓伸肌群支撐期肌電波幅的RMS相關，與股直肌和股四頭肌內側頭的支撐期MF亦相關，并發(fā)現偏癱膝關節(jié)的角度動態(tài)曲線不平滑，缺少主動屈膝和伸膝的動作，膝關節(jié)不穩(wěn)且反張。然而，KLOTER等［9］發(fā)現，刺激脛前神經時，不同于正常人僅引起同側上下肢的肌肉收縮，卒中患者雙側上下肢均出現肌肉收縮，且刺激患肢時引起肌肉收縮的波幅更大。應用表面肌電圖進行卒中患者步態(tài)姿勢分析的結果［7-9］提示：（1）卒中患者患側腓腸肌較脛骨前肌的力弱更為明顯，在站立位以及于站立位進行姿勢調整時，脛骨前肌的用力程度大于腓腸肌（與正常人不同）；（2）小腿肌肉力弱是引起偏癱患者步行障礙的重要原因，而踝關節(jié)功能差和小腿肌肉力弱是引起偏癱患者足下垂內翻和劃圈步態(tài)的最重要原因，也是影響患者步態(tài)對稱性、步行時動力性和步行速度的重要因素；（3）卒中患者的健側肢體補償了一部分患側肢體的運動功能。通過對偏癱患者的表面肌電圖進行分析，明確了肌肉的肌電活動，為臨床卒中后神經肌肉狀態(tài)及康復效果的評定提供了一種新的方法，有助于優(yōu)化康復治療。

1.2 表面肌電圖在卒中后關節(jié)痙攣評估中的應用

目前大多采用改良Ashworth分級法對卒中后關節(jié)痙攣進行評估，但量表評估法作為一種半定量的評估手段，存在一定的主觀性；而表面肌電圖不僅能夠很好地量化痙攣程度，還能夠實時地對卒中后膝關節(jié)控制障礙的痙攣性偏癱患者的主動肌與拮抗肌的協調性進行定量評估。梁明等［10］對卒中恢復期偏癱患者肘屈伸最大等長收縮（maximum isometric voluntary contraction，MIVC）時肱二頭肌和肱三頭肌的表面肌電信號及力矩變化與上肢運動功能的相關性進行了研究，結果發(fā)現患肘屈伸MIVC時肱二頭肌和肱三頭肌的積分肌電值小于健側和健康對照者（P值均＜0.05），患肘伸展MIVC時的協同收縮率（cocontraction ratio，CR）大于健側以及健康對照者（P值均＜0.05），患者Fugl-Meyer運動功能評分法上肢部分（Fugl-Meyer assessment of the upper extremity，FMA-UE）評分與屈肘時肱二頭肌的積分肌電值呈正相關（r=0.579，P= 0.024），與伸肘時肱三頭肌的積分肌電值呈正相關（r=0.618，P=0.014）。孫棟等［11］通過對偏癱患者下肢股直肌和股二頭肌的積分肌電值進行分析，發(fā)現卒中偏癱患者的膝關節(jié)痙攣以伸肌群為主。樊留博等［12］對卒中后痙攣性偏癱患者屈伸膝關節(jié)時雙側大腿各肌群的表面肌電信號特征進行分析，發(fā)現在膝關節(jié)伸展狀態(tài)下，健側與患側股外側肌、股內側肌、股直肌和股二頭肌的RMS值均顯著小于正常對照者（P值均＜0.01），而健側與患側的CR均顯著大于正常對照者（P值均＜0.05），但患側的RMS值和CR均小于健側（P值均＜0.05）；在膝關節(jié)屈曲狀態(tài)下，患側股外側肌、股內側肌、股直肌和股二頭肌的RMS值均小于正常對照者和健側（P值均＜0.01），而患側股外側肌、股內側肌、股直肌和股二頭肌的CR均略大于正常對照者（P值＞0.05），健側股內側肌和股二頭肌的RMS值和CR均略小于正常對照者（P值＞0.05）。上述研究［10-12］的結果提示：（1）卒中恢復期患者雙上肢屈肘伸肌力降低，且患側屈肌痙攣依然存在，因此在進行康復訓練時，除加強雙上肢尤其是患側上肢肌力訓練外，還應注重抑制屈肌痙攣，以提高肘關節(jié)的穩(wěn)定性，改善運動功能；（2）卒中后痙攣性偏癱患者的膝關節(jié)痙攣以伸肌群為主，同時下肢健側與患側的屈伸肌均存在主動肌與拮抗肌協調性的異常，因此在進行下肢康復訓練時應注重股主動肌的控制訓練，提高主動肌與拮抗肌的協調性，同時應重視患者健側的有效控制訓練。總之，表面肌電圖為卒中后痙攣患者康復方案的制定及預后評估提供了依據，同時也可應用于康復效果的評估。

1.3 表面肌電圖在卒中后吞咽障礙評估中的應用

吞咽障礙是卒中患者的常見癥狀，卒中后吞咽障礙發(fā)生率為30%～40%［13］。吞咽功能減退可引發(fā)誤吸、支氣管痙攣、氣管阻塞、窒息、脫水和營養(yǎng)不良，對患者的生理和心理健康造成嚴重影響。其中，卒中后誤吸是導致肺炎的高危因素。對于發(fā)生吞咽障礙的卒中患者，應及時對其吞咽功能進行準確評價，并采取適當的、有針對性的康復治療措施，同時提供營養(yǎng)支持。

目前主要采用飲水試驗來評估患者的吞咽功能障礙，但飲水試驗僅能反映整體的吞咽功能，而無法反映肌肉收縮時的功能狀態(tài)。2007年，VAIMAN［14］發(fā)現表面肌電圖可應用于吞咽障礙的篩查和早期診斷，能夠簡便而可靠地評定吞咽障礙，并進行病因鑒別。韓婕等［15］檢測了33例初次發(fā)生卒中后吞咽障礙患者的咬肌、口輪匝肌、頦下肌群和舌骨下肌群這4組吞咽相關肌群的功能狀態(tài)，在為期8周的吞咽障礙康復治療過程中，表面肌電圖顯示肌肉收縮時程逐漸縮短，募集最大振幅逐漸增大，由此證實吞咽障礙康復治療有效。表面肌電圖為吞咽障礙患者的康復效果評估提供了一種無創(chuàng)、簡便的神經肌肉功能檢查手段，能夠明確各肌肉功能恢復的預期目標，且在康復治療過程中可以根據定期的檢查結果對治療順序及側重點進行調整，因此已被推薦為吞咽障礙的評估手段之一［16］。然而，表面肌電圖也存在不少局限，諸如表面電極較大以及對較小的肌肉無法進行準確的分析，采樣僅局限于表層肌群而無法知曉參與吞咽過程的深層肌肉的功能狀態(tài)等。因此，表面肌電圖在卒中后吞咽障礙康復效果評估中的作用還有待進一步的研究和改進。

1.4 表面肌電圖在卒中后手功能評估中的應用

卒中后偏癱的恢復往往呈現下肢較上肢快、近端較遠端易的特點。由于手功能以精細動作為主，其涉及的大腦皮質支配區(qū)較下肢及上肢近端涉及的區(qū)域更為廣泛，因此相關神經回路十分復雜，一旦發(fā)生損傷則恢復相對較為困難。如何對卒中后手功能障礙進行客觀的量化評定以及如何提高康復效果一直是臨床研究的熱點。目前，表面肌電圖已被應用于卒中后手痙攣模式、痙攣肌肉共激活狀態(tài)及康復效果的評定。MILLER等［17］和SCHIEBER等［18］發(fā)現，卒中患者的手部存在協同屈曲畸形，即卒中偏癱患者的患手無法完成單個手指的分離運動，同時指出卒中患者的患肢在屈曲肩、肘關節(jié)時，通常會伴隨非隨意的腕和手部關節(jié)的屈曲運動。TOWLES等［19］和LEE等［20］發(fā)現，重度手功能障礙患者手指的屈肌運動神經元高度興奮，手部各肌肉之間協調收縮的自由度明顯降低，表現為以相似的肌肉激活模式完成不同種任務的特征。李雪萍等［21］檢測了30例卒中患者在綜合康復治療前及治療4周后的雙側前臂肌群積分肌電值，同時應用Lindmark手功能評定方法評估手功能，結果發(fā)現治療后患側前臂屈伸肌群的積分肌電值和Lindmark手功能評分均較治療前明顯增加（P值均＜0.01）。隨著對卒中后手功能障礙的關注日益增多，表面肌電圖在卒中患者手部神經肌肉功能康復評定中的應用亦日益增多。

2 腦電圖

現代康復醫(yī)學的觀點認為，在治療腦血管疾?。╟erebrovascular disease，CVD）的同時盡早進行康復評估，并采用治療與康復相互滲透的醫(yī)療模式，可以降低CVD的致殘率。腦電圖能夠無創(chuàng)性地動態(tài)觀察神經元的功能活動，這是影像學檢查所無法替代的，因此其在CVD的康復醫(yī)療過程中占據著重要地位。

2.1 腦電圖應用于卒中后病情的評估

利用腦電圖，可以觀察CVD康復期腦部病灶的病理演變，為臨床評估和預后判定提供依據。CVD的腦電圖基本變化包括：（1）β頻段的快波減少；（2）θ和δ頻段的慢波增加；（3）基本波形（如α波）缺乏或慢化；（4）波幅全面增大。腦電圖背景活動紊亂的恢復較早，如果病灶側腦電圖存在背景活動，而運動區(qū)α波在康復期增加明顯者，則預后較好［22］。姜建東等［23］對出血性CVD的腦電相對功率譜與日常生活活動能力（activities of daily living，ADL）進行研究，結果發(fā)現δ波相對功率值越大，α1頻段相對功率值和β1頻段相對功率值就越小，而此類患者的ADL恢復較差，且在出血性CVD發(fā)生后3個月內的指導意義最大。

2.2 腦電圖應用于卒中后早期康復效果的評估

回顧性研究發(fā)現，卒中偏癱患者在病程30 d時，早期康復訓練治療組患者腦電圖的改善度優(yōu)于對照組，且早期康復訓練治療組與對照組Barthel指數的差異有統計學意義（P＜0.01）［24］。郭曉彥［25］發(fā)現，急性腦缺血早期康復組患者的腦電圖β功率值顯著高于對照組（P＜0.05）。徐朝輝等［26］觀察了62例卒中患者在急性期康復過程中的功能恢復與腦電生理變化的關系，結果發(fā)現美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）評分與δ波功率值相關，而與θ波功率值無明顯相關性。CHO等［27］研究發(fā)現，卒中后認知障礙患者經康復訓練后，額極和頂部的β頻段功率均有顯著升高，而對照組無此變化。

腦電圖是一種無創(chuàng)、簡便、經濟、安全而可靠的檢測方法，可以動態(tài)地觀察缺血性CVD的腦功能變化，反映腦血流及側支循環(huán)狀況，并觀察早期康復訓練后腦缺血患者的血流動力學改善情況。

3 誘發(fā)電位

誘發(fā)電位是中樞神經系統在感受外在或內在刺激過程中產生的生物電活動。目前，誘發(fā)電位已被應用于卒中患者的運動功能障礙、感覺功能障礙和認知障礙的評定。

3.1 運動誘發(fā)電位（motor-evoked potential，MEP）

MEP是評定運動障礙的最佳選擇，主要通過對電位波形的形態(tài)、波幅、傳導速度和潛伏期等指標進行分析來評定治療效果以及判斷功能損傷和預后［28］。趙沂敏等［29］檢測了29例CVD患者發(fā)病后早期的MEP，結果發(fā)現重度損傷患者的MEP常常消失，中度損傷患者的MEP通常表現為潛伏期延長、波幅下降以及刺激強度增加；卒中早期出現MEP被認為是運動功能恢復良好的預測指標。如果卒中患者早期就保有MEP（正?；蜓娱L），則預示未來功能恢復良好，且死亡率較低，而潛伏期指標與其他臨床指標相比更具預測價值［28-29］。MEP也可用于康復效果的評估。趙利娜等［30］采用1 Hz重復經顱磁刺激對缺血性卒中患者進行康復治療，結果發(fā)現連續(xù)治療10 d后，患側MEP振幅顯著增大（P＜0.001），且握力和FMA評分均顯著優(yōu)于對照組（P＜0.001），并至少持續(xù)至治療結束后1個月。

3.2 體感誘發(fā)電位（somatosensory-evoked potential，SEP）

MEP是評定運動障礙的最佳選擇，但該項技術相對較為復雜。神經系統感覺通路與運動通路的位置鄰近，因此當中樞神經系統受損時，運動和感覺功能往往同時受累。SEP可在一定程度上反映運動神經受損的程度和部位。卒中患者的SEP常出現不同程度的損害，包括潛伏期延長以及波形異常或消失等［31］。肖湘等［32］對27例卒中患者進行急性期正中神經的SEP檢測，結果發(fā)現患側正中神經SEP成分波N20消失的急性期卒中患者，其患側上肢FMA評分和改良Barthel指數均低于可引出N20者（P值均＜0.05），且急性期患側正中神經SEP成分波N20的潛伏期與3個月后患側上肢的FMA評分呈負相關（P＜0.05）。

因此，SEP可作為預測和評價患者運動功能恢復的客觀指標之一。對有失語和有認知功能障礙的患者進行臨床評估時更有其實用性。

3.3 事件相關電位（event-related potential，ERP）P300

ERP P300可以反映患者的情感、推理、判斷、理解、記憶和感知等內心活動，是人類認識活動的最后結果。進行早期康復干預后，急性期腦缺血患者的ERP P300潛伏期時間顯著短于對照組和治療前（P值均＜0.05）［25］。尹小鋼等［33］發(fā)現，伴有輕度認知障礙的卒中康復期患者的ERP P300潛伏期較正常組顯著延長，波幅也顯著減小；利用ERP P300潛伏期對卒中的檢出率（73.33%）高于簡易智力狀況檢查法（minimental state examination，MMSE）對卒中的檢出率（50%）。由此可見，ERP P300在卒中康復期輕度認知障礙的診斷及康復效果評定中具有一定的臨床應用價值。

4 經顱多普勒

腦梗死早期康復主要針對缺血半暗帶，通過增加腦血流量以減少半暗帶區(qū)神經細胞的死亡。經顱多普勒作為一種無創(chuàng)、定量檢測顱內血管病變的診斷技術，可以準確測定顱內大中型動脈的多項參數，檢測腦梗死患者康復治療前后血流動力學的變化［34］。

成祥林等［35］發(fā)現，腦梗死偏癱患者經早期康復治療后，病程30 d時的健側和患側大腦中動脈最大血流速度與健康人的差異無統計學意義，但明顯快于常規(guī)治療組，而FMA評分則與常規(guī)治療組無明顯差異。戴慧寒等［36］發(fā)現，腦梗死患者在被動運動健側肘關節(jié)時，其大腦中動脈的血流變化與健康人相似，僅表現為健側大腦中動脈血流速度加快；但在被動運動患側肘關節(jié)時，則表現為雙側大腦中動脈血流速度明顯加快。郭曉彥［25］發(fā)現，給予早期康復干預后，急性期腦缺血患者的大腦前動脈、大腦中動脈和大腦后動脈的平均血流速度均顯著快于對照組（P值均＜0.05）。

鑒于大腦物質代謝的改善早于臨床體征的改善，雙側大腦中動脈最大血流速度的改善早于FMA評分的改善，給予早期康復治療可以增加腦梗死偏癱患者的腦血流量，有效改善腦缺血患者的血流動力學狀態(tài)，促進腦細胞的功能恢復，因此經顱多普勒可以作為評價早期腦梗死患者康復效果的指標，且優(yōu)于FMA評分［25，35-36］。

綜上所述，電生理技術具有無創(chuàng)、便捷、實用、經濟和重復性良好的優(yōu)點，并可進行定量分析，是對卒中患者進行康復功能評定和療效評估的有效手段。應用電生理檢查技術可以提供卒中患者功能障礙的客觀數據，有助于制定相應的康復治療方案，對臨床康復訓練具有重要的指導意義。

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Application of electro physiology in rehabilitation evaluation after stroke and its clinical significance

wANG Qinying1，2， ZHAN Qing1，2
1. Department of Neurology， Seventh People’s Hospital of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200137， China 2. Department of Neurorehabilitation， Seventh People’s Hospital of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 200137， China

Electrophysiology， as a kind of objective， quantitative， noninvasive and repeatable method，plays an irreplaceable role in the rehabilitation assessment of stroke patients. The surface electromyography has been applied especially in kinematic analysis and the evaluation of muscle function. The electroencephalogram can be used to identify the cortical function. Through evoked potential examination， the state of motion， perception and cognition of stoke patients can be assessed. The transcranial Doppler can be used to detect the changes of cerebral blood flow during rehabilitation. It has a positive value in evaluating the functional disturbance of post-stroke patients and making the rehabilitation plan by using electrophysiological techniques. This review summarizes the advances in electrophysiology in rehabilitation evaluation after stroke and its clinical significance.

Stroke； Electrophysiology； Rehabilitation

ZHAN Qing

10.12022/jnnr.2016-0017

詹 青

E-MAIL zhanqing@#edu.cn

上海市科學技術委員會青年基金項目（編號：20164Y0073）

FUNDlNG/SUPPORT: Youth Foudation of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality （No. 20164Y0073）

CONFLlCT OF lNTEREST: The authors have no conflicts of interest to disclose. Received Feb. 1， 2016； accepted for publication May 15， 2016 Copyright ? 2016 by Journal of Neurology and Neurorehabilitation

王勤鷹，詹 青. 電生理技術應用于卒中康復評估的臨床價值［J］. 神經病學與神經康復學， 2016， 12（3）:161-167.

To cite: WANG Q Y， ZHAN Q. Application of electrophysiology in rehabilitation evaluation after stroke and its clinical significance. J Neurol and Neurorehabil， 2016， 12（3）:161-167.