腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征

王惠娟，何任紅，江志錦，石真潤，杜東，范建中

腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征

王惠娟，何任紅，江志錦，石真潤，杜東，范建中

目的 研究腦卒中患者在平衡儀上進(jìn)行平衡測試時(shí)，豎脊肌、腹直肌肌電信號(hào)變化的特征，并觀察其平衡功能。方法 2015年4月至2016年12月，腦卒中患者17例(試驗(yàn)組)和健康受試者13例(對(duì)照組)在平衡儀上坐位進(jìn)行三種運(yùn)動(dòng)：睜眼/閉眼、平衡儀前后擺動(dòng)10°、最大范圍前后屈伸軀干。利用表面肌電記錄運(yùn)動(dòng)時(shí)雙側(cè)豎脊肌和腹直肌肌電信號(hào)的均方根(RMS)，記錄受試者睜眼/閉眼坐位時(shí)質(zhì)心擺動(dòng)長度、質(zhì)心擺動(dòng)面積、X軸壓力中心和Y軸壓力中心。結(jié)果 試驗(yàn)組在閉眼/睜眼坐位、最大范圍前后屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎脊肌RMS健側(cè)與患側(cè)間有顯著性差異(t＞2.173,p＜0.05)。與對(duì)照組比較，試驗(yàn)組睜眼/閉眼坐位下健側(cè)豎脊肌和腹直肌RMS增加(t＞2.175,p＜0.05)，質(zhì)心擺動(dòng)長度及面積均增加(t＞2.760,p＜0.05)。結(jié)論 腦卒中患者豎脊肌易出現(xiàn)兩側(cè)肌力不平衡，從而影響患者的平衡功能，康復(fù)訓(xùn)練時(shí)要加以重視。

腦卒中；平衡；軀干；表面肌電

平衡功能障礙是腦卒中后主要功能障礙之一，主要表現(xiàn)為姿勢擺動(dòng)不當(dāng)、質(zhì)心分布不對(duì)稱、質(zhì)心轉(zhuǎn)移困難和站立穩(wěn)定性降低等[1]。影響患者平衡功能的因素很多，軀干肌肉是其中一個(gè)重要因素。軀干肌的功能是保持身體直立，在質(zhì)心轉(zhuǎn)移及運(yùn)動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定。軀干近心端的穩(wěn)定是下肢運(yùn)動(dòng)、平衡、步態(tài)和功能活動(dòng)的前提[2]。但目前康復(fù)訓(xùn)練較多關(guān)注肢體功能[3-4]。

平衡儀利用電腦反饋系統(tǒng)，可以給患者提供視覺反饋，讓患者在訓(xùn)練中調(diào)整姿勢，是近幾年用于平衡訓(xùn)練比較廣泛的方法之一。本研究將平衡儀和表面肌電圖相結(jié)合，探討腦卒中患者軀干屈伸肌群的特征及平衡功能，為患者的康復(fù)訓(xùn)練提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年4月至2016年12月在本科住院的腦卒中患者17例為實(shí)驗(yàn)組，均符合1995年中華醫(yī)學(xué)會(huì)第4次全國腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議修訂的“各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)”[5]，并經(jīng)CT或MRI證實(shí)為腦梗死或腦出血。其中腦出血8例，腦梗死9例；左側(cè)偏癱6例，右側(cè)偏癱11例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①單側(cè)肢體癱瘓；②坐位平衡Ⅱ級(jí)，能保持獨(dú)立坐位20 min以上；③病情穩(wěn)定，無明顯認(rèn)知障礙，可正確接受動(dòng)作指令。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重的單側(cè)忽略；②有腰疼病史、腰部手術(shù)史、急性腰損傷及周圍神經(jīng)病變。

剔除標(biāo)準(zhǔn)：①測試過程出現(xiàn)病情變化；②不能堅(jiān)持完成整個(gè)測試過程。

招募健康人13例為對(duì)照組，均為患者家屬。

納入標(biāo)準(zhǔn)：身體健康，無腰疼病史，否認(rèn)有特殊病史，認(rèn)知功能正常。

兩組性別、年齡無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究取得受試者知情同意，并獲得本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 平衡儀測試

采用Pro245平衡儀(TECONBODY公司)對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估。將平衡儀調(diào)至坐位模式，測試前向受試者詳細(xì)解釋評(píng)估程序，讓其在平衡板上靜坐5 min以適應(yīng)測試環(huán)境。受試者坐于平衡板上按以下順序測試，每組測試結(jié)束后休息5 min，進(jìn)行下一組測試。

①睜眼/閉眼。受試者目視前方，睜眼30 s后閉眼30 s[6]。測試結(jié)束后記錄X軸壓力中心(X axis center of pressure,XCOP)、Y軸壓力中心(Y axis center of pressure,YCOP)、質(zhì)心軌跡面積、質(zhì)心軌跡長度。重復(fù)3次，取平均值。

②前后擺動(dòng)10°。調(diào)節(jié)平衡儀顯示勻速前后擺動(dòng)10°軌跡，受試者根據(jù)顯示的軌跡前后擺動(dòng)身體，持續(xù)1 min，休息30 s，重復(fù)3次。

③最大范圍前后屈伸。受試者最大范圍勻速前屈和后屈，持續(xù)1 min，休息30 s，重復(fù)3次。

1.2.2 表面肌電圖

在受試者進(jìn)行以上測試時(shí)，采用ME6000-T8肌電信號(hào)采集系統(tǒng)(MEGA ELECTRONIC公司)，電極片貼放于L3左右3 cm(豎脊肌)[7-8]和肚臍上3 cm左右各3 cm(腹直肌)[9-10]。對(duì)肌電信號(hào)取均方根(root mean square,RMS)進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以(xˉ±s)表示。組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 平衡功能

睜眼/閉眼測試時(shí)，腦卒中患者質(zhì)心軌跡面積和長度均大于對(duì)照組(p＜0.05)，XCOP和YCOP無顯著性差異(P＞0.05)。見表2、表3。

2.2 表面肌電圖

在各項(xiàng)平衡測試中，對(duì)照組豎脊肌和腹直肌RMS左右側(cè)之間均無顯著性差異性(P＞0.05)。見表4、表5。在與實(shí)驗(yàn)組比較時(shí)作為單一數(shù)據(jù)處理。

在睜眼/閉眼測試和最大范圍前、后屈伸時(shí)，實(shí)驗(yàn)組豎脊肌RMS兩側(cè)有顯著性差異(p＜0.05)；在睜眼/閉眼和最大范圍前屈時(shí)，實(shí)驗(yàn)組健側(cè)豎脊肌RMS大于對(duì)照組(p＜0.05)。見表6。

在睜眼/閉眼測試時(shí)，實(shí)驗(yàn)組健側(cè)腹直肌RMS大于對(duì)照組(p＜0.05)。見表7。

表2 睜眼坐位時(shí)兩組平衡功能比較

表3 閉眼坐位時(shí)兩組平衡功能比較

表4 對(duì)照組兩側(cè)豎脊肌RMS比較(μV)

表5 對(duì)照組兩側(cè)腹直肌RMS比較(μV)

表6 兩組豎脊肌RMS比較(μV)

表7 兩組腹直肌RMS比較(μV)

3 討論

腦卒中患者康復(fù)主要目標(biāo)之一是重新獲得步行能力。獨(dú)立步行需負(fù)重、邁步及平衡三要素有機(jī)結(jié)合[11]，良好的平衡功能是恢復(fù)步行能力的前提之一。

人體平衡功能受中樞神經(jīng)系統(tǒng)支配，是一個(gè)復(fù)雜的過程。腦卒中患者除了肢體功能損害，軀干肌群也會(huì)有一定程度損害，從而對(duì)患者的平衡功能產(chǎn)生一定影響[12-13]。劉世文等[14]發(fā)現(xiàn)，早期重度坐位及步行功能低下的腦卒中患者，雙側(cè)豎脊肌前傾功能減退，雙側(cè)腹直肌后伸功能減退；而輕度坐位及步行能力低下者與健康人無顯著性差異。Pereira等[15]發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者患側(cè)腹直肌肌電信號(hào)比對(duì)照組激活更多，而雙側(cè)豎脊肌肌電信號(hào)沒有區(qū)別。Dickstein等[16]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者兩側(cè)軀干肌肌電信號(hào)不平衡明顯，特別在屈曲患側(cè)下肢時(shí)，患側(cè)肌電信號(hào)減弱更明顯，而健側(cè)肌肉信號(hào)與對(duì)照組沒有區(qū)別。

人體平衡的維持主要依靠感覺輸入、中樞整合和運(yùn)動(dòng)控制三個(gè)環(huán)節(jié)[17]。平衡儀通過測試質(zhì)心的軌跡變化，定量評(píng)估受試者的平衡功能[18]，臨床主要觀察軌跡長度和軌跡面積[19]。質(zhì)心軌跡長度越長、面積越大，說明質(zhì)心擺動(dòng)程度越大，穩(wěn)定性越差[20]。本研究顯示，在腦卒中患者無論睜眼還是閉眼，質(zhì)心軌跡長度和面積均比對(duì)照組大。有研究顯示[21-22]，人體站立時(shí)，質(zhì)心軌跡長度與平衡密切相關(guān)；質(zhì)心擺動(dòng)訓(xùn)練可提高腦卒中患者的平衡功能[23]。質(zhì)心軌跡面積還反映姿勢的細(xì)微調(diào)節(jié)及脊髓對(duì)姿勢的固有反射性調(diào)節(jié)[24]，即踝關(guān)節(jié)模式的姿勢調(diào)節(jié)和全身姿勢張力的調(diào)節(jié)。因此，腦卒中患者站立穩(wěn)定性降低，平衡調(diào)節(jié)模式障礙，在平衡康復(fù)訓(xùn)練中需關(guān)注患者姿勢調(diào)節(jié)訓(xùn)練。

XCOP是一位置參數(shù)，表示受試者在左右方向上的位移是否對(duì)稱，數(shù)值越接近于0表示越對(duì)稱；YCOP則指受試者前后方向上位移是否對(duì)稱。本研究顯示，腦卒中患者與健康人移動(dòng)分布雖無顯著性差異，但平均值和標(biāo)準(zhǔn)差均大于對(duì)照組，提示個(gè)體間存在前后左右姿勢不平衡。臨床上常見坐姿、站姿歪斜的腦卒中患者，可以作為支持。

本研究顯示，在維持軀干穩(wěn)定性時(shí)，豎脊肌的最大肌電活動(dòng)出現(xiàn)在前屈位，而腹直肌出現(xiàn)在后屈位，其變化與健康人基本一致。這有助于臨床設(shè)計(jì)有針對(duì)性的訓(xùn)練方案。

本研究顯示，腦卒中患者在閉眼坐位、睜眼坐位、前后最大范圍運(yùn)動(dòng)時(shí)，健側(cè)豎脊肌肌電活動(dòng)大于患側(cè)；而腹直肌沒有這一表現(xiàn)。兩側(cè)肌肉激活不對(duì)稱，表明腦卒中患者軀干功能也有一定損害。Dickstein等[25]沒有發(fā)現(xiàn)腦卒中患者豎脊肌和腹直肌兩側(cè)肌電激活水平有差別；而有些研究發(fā)現(xiàn)腦卒中患者患側(cè)豎脊肌激活水平高于健側(cè)[26]。與本文研究不一致?？赡艿脑蚴牵瑴y試豎脊肌時(shí)患者所做的動(dòng)作不同，而測試腹直肌的動(dòng)作相同。Dickstein等[25]測試豎脊肌的運(yùn)動(dòng)是讓患者從后屈位運(yùn)動(dòng)到直立位，測試腹直肌的運(yùn)動(dòng)是從直立位后屈。入選患者的功能情況差異也會(huì)對(duì)結(jié)果有一定影響。后期研究需要加大樣本量，對(duì)入選患者進(jìn)一步分類進(jìn)行研究。

腦卒中患者在睜眼坐位、閉眼坐位、前后最大范圍運(yùn)動(dòng)的測試中，豎脊肌健側(cè)肌電活動(dòng)大于對(duì)照組；腹直肌僅在睜眼、閉眼坐位時(shí)，健側(cè)肌電活動(dòng)大于對(duì)照組。由于前后最大屈伸運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)范圍比前后擺動(dòng)10°范圍大，需要募集更多的運(yùn)動(dòng)單位，當(dāng)肌肉不能很好協(xié)調(diào)激活時(shí)，有可能出現(xiàn)代償模式完成動(dòng)作。Winzeler-Mer?ay等[26]在5種條件下對(duì)腦卒中患者豎脊肌和腹直肌進(jìn)行表面肌電測試，發(fā)現(xiàn)在所有動(dòng)作及姿勢中，腦卒中患者豎脊肌激活比對(duì)照組高，腹直肌沒有變化。Liao等[27]對(duì)腦卒中患者軀干肌雙側(cè)激活對(duì)稱性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腹直肌的對(duì)稱性與健康人沒有區(qū)別，豎脊肌的對(duì)稱性比健康人低。Dickstein等[28]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者在軀干屈伸運(yùn)動(dòng)中，只有豎脊肌肌電信號(hào)與健康人有區(qū)別，腹直肌與健康人沒有區(qū)別。這與本文結(jié)果一致。

健側(cè)肌電活動(dòng)增加可能的原因是，軀干肌受雙側(cè)大腦支配[29]，當(dāng)大腦對(duì)患側(cè)軀干肌控制加強(qiáng)時(shí)，也在一定程度上增強(qiáng)了對(duì)健側(cè)軀干肌的控制，因此健側(cè)軀干肌激活增加。

綜上所述，腦卒中患者容易出現(xiàn)平衡功能障礙，坐位穩(wěn)定性降低，質(zhì)心分布不均勻；軀干肌損害是引起平衡功能障礙的因素之一，主要表現(xiàn)為左右豎脊肌肌力不平衡，腹直肌損害不明顯。腦卒中患者在康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)軀干肌的訓(xùn)練，同時(shí)要注意解決兩側(cè)肌肉不平衡的問題。

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Characteristics of Balance and Surface Electromyography of Trunk Flexor and Extensor for Stroke Patients

WANG Hui-juan,HE Ren-hong,JIANG Zhi-jin,SHI Zhen-run,DU Dong,FAN Jian-zhong
Rehabilitation Department of Nanfang Hospital,Guangzhou,Guangdong 510515,China

FAN Jian-zhong.E-mail:fjz@smu.edu.cn

Objective To study balance function and surface electromyography(sEMG)activity of erector spinae(ES)and rectus abdominis(RA)in stroke patients.Methods From April,2015 to December,2016,17 stroke patients(test group)and 13 healthy subjects(control group)were tested with balance platform:sitting with eyes open/close,with the platform swing of 10°,with trunk flexion and extension in maximum.The root mean square(RMS)of sEMG was recorded on both sides of ES and RA synchronously.The swing length and area of center of mass,the center of pressure on X and Y axes were also recorded as sitting with eyes open/close.Results For the test group,RMS of bilateral ES was significantly different as sitting with eyes open/close and with trunk flexion and extension in maximum(t＞2.173,p＜0.05).Compared with the control group,RMS of ES and RA in unaffected side increased as sitting with eyes open/close(t＞2.175,p＜0.05),as well as the swing length and area of center of mass(t＞2.760,p＜0.05).Conclusion The strength imbalance is found in ES in stroke patients,which may associate with the balance function impairment,and need to be improved in rehabilitation.

stroke;balance;trunk;surface electromyography

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.11.002

R743.3

A

1006-9771(2017)11-1245-05

[本文著錄格式] 王惠娟，何任紅，江志錦，等.腦卒中患者的平衡功能和軀干屈伸肌群表面肌電特征[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2017,23(11):1245-1249.

CITED AS:Wang HJ,He RH,Jiang ZJ,et al.Characteristics of balance and surface electromyography of trunk flexor and extensor for stroke patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(11):1245-1249.

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院康復(fù)科，廣東廣州市510515。作者簡介：王惠娟(1986-)，女，漢族，廣東廣州市人，碩士研究生，主管技師，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。通訊作者：范建中(1961-)，男，漢族，博士，碩士生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。E-mail:fjz@smu.edu.cn。

2017-06-10

2017-08-14)