Brunnstrom各期偏癱患者雙側(cè)最大等長(zhǎng)收縮屈伸肘時(shí)的表面肌電分析①

干 崢，繆永娟，唐曉曉，闞秀麗，冀磊磊，湯 艷，吳建賢，洪永鋒

(安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，安徽 合肥 230601)

我國(guó)每年約有240萬(wàn)人新發(fā)腦卒中，每年約110萬(wàn)人死于腦卒中，現(xiàn)存的腦卒中患者1100多萬(wàn)人[1]，其中約一半以上的患者存在上肢功能障礙[2]。腦卒中后上肢功能恢復(fù)明顯較下肢困難，屈、伸肌群肌力下降及協(xié)同收縮機(jī)制的異常是導(dǎo)致偏癱后上肢功能障礙的重要原因[3，4]。表面肌電(surface electromyography，sEMG)是肌肉收縮產(chǎn)生的生物電反應(yīng)在皮膚表面處時(shí)間和空間上的綜合，sEMG的檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)，容易被受試者接受[5]，可以更好的反應(yīng)主動(dòng)肌與拮抗肌在整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中的活動(dòng)情況。與傳統(tǒng)的針式肌電圖相比，sEMG的空間分辨率相對(duì)較低，但探測(cè)空間較大，重復(fù)性較好，因而sEMG在康復(fù)醫(yī)學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究中具有重要價(jià)值[6～8]。常用的肌電指標(biāo)包括積分肌電(integrated electromyographic，iEMG)和均方根值(root mean square，RMS)，用于評(píng)價(jià)肌肉在單位時(shí)間內(nèi)的收縮特性[9，10]。本研究通過(guò)采集不同Brunnstrom分期腦卒中偏癱患者雙側(cè)上肢在最大等長(zhǎng)收縮(maximum isometric voluntary contraction，MIVC)狀態(tài)下肱二、三頭肌的RMS數(shù)值變化，并計(jì)算協(xié)同收縮率(co-contraction ratio，CR)，以揭示腦卒中患者在不同Brunnstrom分期時(shí)肱二、三頭肌的表面肌電特征，從而為臨床制定相應(yīng)的康復(fù)治療方案提供有益的電生理依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016-01～2018-03在安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院的30例腦卒中后偏癱患者作為研究對(duì)象，所有患者均滿(mǎn)足全國(guó)第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]，并經(jīng)CT或MRI證實(shí)。

入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)頭顱CT、MRI證實(shí)為腦出血/腦梗死的單側(cè)肢體癱瘓；(2)雙側(cè)上肢均無(wú)皮損、骨折等；(3)病情平穩(wěn)，無(wú)嚴(yán)重心臟病、肝腎功能等異常；(4)MMSE≥22分；(5)患者本人及家屬對(duì)本研究知情同意并簽署知情同意書(shū)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)意識(shí)不清；(2)上肢存在軟組織損傷、骨折、周?chē)窠?jīng)損傷；(3)患側(cè)肘關(guān)節(jié)因攣縮等因素引起被動(dòng)活動(dòng)受限；(4)完全性和感覺(jué)性失語(yǔ)；(5)腦干及小腦病變的患者；(6)正在口服或注射抗痙攣或抗抑郁藥物者。

1.2 方法

1.2.1 測(cè)試儀器與材料：表面肌電設(shè)備系美國(guó)Delsys公司生產(chǎn)Trigno型號(hào)，分析軟件為EMGworks Acquisition 4.0.2與EMGworks Analysis 4.0.2；將Delsys自帶傳感器，緊貼于皮膚表面，采集表面肌電信號(hào)。

1.2.2 sEMG描記：Delsys無(wú)線(xiàn)表面肌電系統(tǒng)，外置傳感器，測(cè)試參數(shù)：共模抑制比>80dB，噪聲<750nV RMS, 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 16位, 采樣頻率 2000 Hz，每次測(cè)試時(shí)間5秒鐘，噪聲<0.75μV，在分析軟件中使用帶通濾波。有效測(cè)量范圍±8000μV，可用通道數(shù)8。

1.2.3 測(cè)試方法：由同一專(zhuān)業(yè)臨床醫(yī)生在22～28℃室溫條件下完成所有測(cè)試?；颊呷⊙雠P肩關(guān)節(jié)稍外展位(上臂長(zhǎng)軸與正中矢狀線(xiàn)呈30°)。檢測(cè)時(shí)暴露被檢側(cè)上肢，局部皮膚清潔并以酒精脫脂后，于肱二、三頭肌肌腹最隆起處貼緊表面電極(走向與所測(cè)肌纖維長(zhǎng)軸一致)。囑患者M(jìn)ICV狀態(tài)下屈伸肘關(guān)節(jié)，并保持5秒以上。分析每次sEMG信號(hào)中3秒峰值片段，每個(gè)動(dòng)作均重復(fù)3次取平均值，每次間隔1min。

1.2.4 分析指標(biāo)：統(tǒng)計(jì)分析MIVC屈肘與伸肘時(shí)肱二、三頭肌均方根值(RMS)的均值(M1)；并按照以下公式計(jì)算協(xié)同收縮率(CR)：協(xié)同收縮率=拮抗肌iEMG/(主動(dòng)肌iEMG+拮抗肌iEMG)×100%。分析不同Brunnstrom分期健、患側(cè)RMS、CR的差異。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般資料情況

符合入選標(biāo)準(zhǔn)的30例研究對(duì)象，男∕女 19∕11；年齡(56.13±10.41)歲，最大73歲，最小37歲；腦梗死11例(左側(cè)偏癱7例、右側(cè)偏癱4例)，腦出血18例(左側(cè)偏癱10例、右側(cè)偏癱8例)，腦出血伴腦梗死1例(左側(cè)偏癱)；28例右利手，2例左利手；各個(gè)Brunnstrom分期均5例；病程(141.63±239.79)d，最長(zhǎng)1298d，最短17d。

2.2 健側(cè)與患側(cè)肱二、三頭肌最大等長(zhǎng)收縮屈伸肘時(shí)RMS及CR比較

在MICV狀態(tài)下肘關(guān)節(jié)屈曲或伸展時(shí)，健側(cè)肱二、三頭肌RMS值均顯著高于患側(cè)(P<0.05)。患側(cè)肱二、三頭肌的協(xié)同收縮率明顯大于健側(cè)(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 肱二、三頭肌健、患側(cè)MIVC時(shí)RMS及

2.3 不同Brunnstrom分期健、患側(cè)最大等長(zhǎng)收縮伸肘時(shí)的RMS及CR

將不同Brunnstrom分期患者在MICV狀態(tài)下雙側(cè)上肢伸肘時(shí)的肱三頭肌RMS值兩兩比較：均(P<0.05)。健側(cè)CR：除了Ⅰ、Ⅱ期間比較，Ⅲ期分別與Ⅳ、Ⅵ期比較，Ⅳ分別與Ⅴ、Ⅵ期比較，Ⅴ、Ⅵ期間比較無(wú)顯著性差異外，其余期間兩兩比較均有顯著性差異(P<0.05)?；紓?cè)CR：除Ⅲ、Ⅳ期間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異外，其余期間兩兩比較差異均有顯著性(P<0.05)。健、患側(cè)CR比較：除Ⅵ期無(wú)顯著性差異外，其余期均有顯著性差異(P<0.05)。從趨勢(shì)上看，無(wú)論系健側(cè)還是患側(cè)在MICV狀態(tài)下伸肘時(shí)，在Brunnstrom Ⅰ期肱三頭肌RMS最小、CR最大，之后肱三頭肌RMS逐漸增加、CR逐漸下降，至Brunnstrom Ⅵ期肱三頭肌RMS趨于最大，CR降至最低。見(jiàn)表2及圖1、2。

表2 BrunnstromⅠ～Ⅵ期健、患側(cè)MICV狀態(tài)下伸肘時(shí)的RMS及

圖1 MICV狀態(tài)下伸肘時(shí)健、患側(cè)肱三頭肌RMS變化

圖2 MICV狀態(tài)下伸肘時(shí)健、患側(cè)CR變化

2.4 不同Brunnstrom分期健、患側(cè)MICV狀態(tài)下屈肘時(shí)的RMS及CR值

將不同Brunnstrom分期患者在MICV狀態(tài)下健/患側(cè)上肢屈肘時(shí)的肱二頭肌RMS值兩兩比較發(fā)現(xiàn)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。除了健側(cè)Ⅳ、Ⅴ期間CR值比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異外，其余健側(cè)或者患側(cè)各期間CR值兩兩比較差異均有顯著性(P<0.01)。健側(cè)與患側(cè)CR值比較：各期均有顯著性差異(P<0.01)。從趨勢(shì)上看，無(wú)論系健側(cè)還是患側(cè)在MICV狀態(tài)下屈肘時(shí)，在Brunnstrom Ⅰ期肱二頭肌RMS最小、CR最大，之后肱二頭肌RMS逐漸增加、CR逐漸下降，至Brunnstrom Ⅵ期肱二頭肌RMS趨于最大，CR降至最低。見(jiàn)表3及圖3～4。

表3 BrunnstromⅠ～Ⅵ期健、患側(cè)MICV狀態(tài)下屈肘時(shí)的RMS及

圖3 MICV狀態(tài)下屈肘時(shí)健、患側(cè)肱二頭肌RMS變化

圖4 MICV狀態(tài)下屈肘時(shí)健、患側(cè)CR變化

3 討論

本研究結(jié)果顯示，在MIVC狀態(tài)下屈肘時(shí)，健、患側(cè)肱二頭肌RMS分別為21.380±5.623、12.820±7.349，在MICV狀態(tài)下伸肘時(shí)，健、患側(cè)肱三頭肌RMS分別為16.216±5.779、 8.988±6.07，健側(cè)均顯著高于患側(cè)(P<0.05)；該結(jié)果說(shuō)明，腦卒中偏癱患者肘關(guān)節(jié)無(wú)論主動(dòng)屈曲或伸展，健側(cè)肱二、三頭肌RMS值均顯著大于患側(cè)，與余濱賓[12]等觀(guān)察到腦卒中偏癱患者M(jìn)IVC狀態(tài)下患側(cè)屈肘肌群RMS平均值和最大值均明顯低于健側(cè)的研究結(jié)果相符。RMS值在一定程度上反應(yīng)參與肌肉收縮過(guò)程中募集活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)量，是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)單位募集數(shù)量的有效指標(biāo)，其在評(píng)估肌力上有良好的線(xiàn)性關(guān)系，而患側(cè)RMS值均顯著小于健側(cè)的原因考慮可能與腦卒中后高位神經(jīng)控制中樞損害有關(guān)，也可能與外周肌肉廢用性萎縮導(dǎo)致患側(cè)肌力下降，健側(cè)肌力顯著大于患側(cè)肌力有關(guān)[13，14]。另外，圖1、3中可明顯看出隨著B(niǎo)runnstrom分期的增加，患側(cè)RMS值呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì)，說(shuō)明患側(cè)上肢肌肉主動(dòng)收縮能力隨著B(niǎo)runnstrom分期的增加而逐漸改善。這與偏癱患者臨床病情逐漸恢復(fù)的過(guò)程一致。劉綿綿[15]等通過(guò)分析腦卒中患者不同手功能Brunnstrom分期時(shí)正中神經(jīng)電生理的差異，結(jié)果可知腦卒中恢復(fù)期偏癱側(cè)自發(fā)電位分級(jí)與手功能Brunnstrom分期具有相關(guān)性,這與本文結(jié)論一致。劉騫豪[16]等通過(guò)觀(guān)察20例腦卒中后偏癱患者及20例正常人的雙側(cè)主動(dòng)外展動(dòng)作時(shí)肱三頭肌、三角肌后束及斜方肌上束表面肌電信號(hào)，發(fā)現(xiàn)腦卒中患者健、患側(cè)肩帶肌肉與正常人相比均有受損，其偏癱側(cè)上述肌群RMS均顯著小于非偏癱側(cè)及對(duì)照組(P<0.05)，非偏癱側(cè)RMS均顯著大于對(duì)照組(P<0.05)。劉桂杉[17]等對(duì)60例腦卒中偏癱患者采取兩組不同的治療手段，對(duì)治療后患者的sEMG信號(hào)進(jìn)行對(duì)照研究，結(jié)果顯示兩組偏癱側(cè)上肢所檢肌肉的RMS值及上肢FMA評(píng)分、MBI評(píng)分均隨著康復(fù)日程延長(zhǎng)逐漸增大,且末次值顯著大于首次值(P<0.05)。據(jù)此，劉桂杉等認(rèn)為RMS既可反映腦卒中偏癱側(cè)上肢的康復(fù)進(jìn)程,又可評(píng)價(jià)肌力與運(yùn)動(dòng)功能改變。由研究結(jié)果可知，患側(cè)肱二頭肌的協(xié)同收縮率為24.843±9.102，健側(cè)為20.873±7.210，患側(cè)肱三頭肌協(xié)同收縮率為45.164±19.509，健側(cè)為28.353±17.297，兩組肌肉患側(cè)均顯著高于健側(cè)(P<0.05)，由CR的計(jì)算公式可知，CR值反應(yīng)的是拮抗肌在主動(dòng)肌的收縮過(guò)程中所占的比例大小，因而提示患側(cè)肱二頭肌在主動(dòng)屈肘時(shí)，其拮抗肌即肱三頭肌參與成分明顯高于健側(cè)，肱三頭肌在主動(dòng)伸肘時(shí)其拮抗肌即肱二頭肌參與成分較健側(cè)明顯增加，由圖2、4可看出，在MIVC狀態(tài)下無(wú)論患側(cè)肘關(guān)節(jié)是屈曲還是伸展，其CR值均隨著 Brunnstrom分期的增肌呈現(xiàn)整體下降的趨勢(shì)，說(shuō)明拮抗肌在主動(dòng)肌收縮運(yùn)動(dòng)時(shí)所參與的比例愈來(lái)愈少，患側(cè)肘關(guān)節(jié)在主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的靈活性及肌群協(xié)調(diào)性愈來(lái)愈好。

Cousins E[18]等指出sEMG能很好地反映腦卒中患者肌肉痙攣狀況，且在準(zhǔn)確度和靈敏度方面優(yōu)于改良Ashworth評(píng)分。尤其是CR常被用以評(píng)價(jià)肌肉痙攣程度[19，20]。腦卒中患者癱瘓側(cè)肢體在恢復(fù)期往往存在不同程度的肌肉痙攣，因而其CR值多表現(xiàn)為異常增高[21，22]。原因考慮與偏癱患者的皮質(zhì)脊髓束下行抑制作用減弱,原始皮質(zhì)下運(yùn)動(dòng)中樞興奮性亢進(jìn)，導(dǎo)致肌肉間過(guò)度的協(xié)同收縮有關(guān)[3]。然而，表2顯示，偏癱側(cè)最大等長(zhǎng)收縮伸肘肱二頭肌CR在Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期分別為30.307±15.314、28.476±5.706，均顯著高于Brunnstrom Ⅲ期24.014±7.588(P<0.05)，但臨床上Brunnstrom Ⅲ腦卒中患者屈肘肌痙攣程度明顯高于Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期，提示在采用CR值評(píng)估腦卒中患者肌痙攣時(shí)，需要結(jié)合Brunnstrom 分期綜合評(píng)價(jià)才更為客觀(guān)。

在表2、3中Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期與功能相對(duì)較好的Brunnstrom Ⅵ期健側(cè)屈/伸肘CR相比均有顯著性增加(P<0.01)，該結(jié)果提示在Brunnstrom分期較早期的患者健側(cè)主動(dòng)肌收縮時(shí)參與成分不足，腦卒中后患者健側(cè)屈肘、伸肘功能均有受損,該結(jié)果與陳小紅[13]等的研究結(jié)果相符。故而我們對(duì)腦卒中偏癱側(cè)進(jìn)行屈、伸肘訓(xùn)練的同時(shí)，需要同時(shí)對(duì)健側(cè)上肢的屈伸肘運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行適度訓(xùn)練，以提高患者的整體功能。健側(cè)在MIVC狀態(tài)下屈、伸肘時(shí)的CR均在Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期最高，而在Ⅲ期及以后則顯著下降，提示在腦卒中后Brunnstrom分期早期時(shí)健側(cè)的屈、伸肘運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練較其后各期更為重要。以上發(fā)現(xiàn)支持了腦卒中后一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)Bobath握手進(jìn)行屈、伸肘運(yùn)動(dòng)對(duì)于改善雙側(cè)上肢活動(dòng)能力具有積極意義。李貞晶[14]等將31例腦卒中偏癱患者隨機(jī)分成單側(cè)(患側(cè))肢體康復(fù)訓(xùn)練組、雙側(cè)肢體康復(fù)訓(xùn)練組，治療4周后結(jié)果表明雙側(cè)肢體訓(xùn)練組在患側(cè)肢體肌力以及整體運(yùn)動(dòng)功能方面均顯著優(yōu)于單一的患側(cè)訓(xùn)練組。臨床上在腦卒中早期階段采用強(qiáng)制性使用運(yùn)動(dòng)治療(constraint-induced movement therapy,CIMT)[23]即限制健側(cè)肢體活動(dòng)以強(qiáng)制增加患側(cè)肢體活動(dòng)，可能會(huì)有助于患側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，但如果患側(cè)使用過(guò)度而健側(cè)活動(dòng)時(shí)間過(guò)短則有可能負(fù)面影響健側(cè)上肢屈、伸肘功能的改善。如澳大利亞卒中指南指出每天大于20h的CIMT治療對(duì)早期腦卒中患者有害[24]。Kim[25]等對(duì)腦卒中恢復(fù)期患者采用改良強(qiáng)制性使用運(yùn)動(dòng)治療(mCIMT)，每天健側(cè)佩戴6h的手套，對(duì)其患側(cè)進(jìn)行2h的任務(wù)訓(xùn)練，比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)mCIMT組患者較常規(guī)康復(fù)組呈現(xiàn)顯著的功能提高。因此，在應(yīng)用CIMT治療早期階段偏癱患者時(shí)應(yīng)注意選擇合適的治療時(shí)間和頻率，以避免過(guò)度鍛煉患側(cè)肢體而忽略健側(cè)功能的恢復(fù)。

總之，本研究通過(guò)分析腦卒中不同Brunnstrom分期患者的健患側(cè)肱二、三頭肌的表面肌電信號(hào)，發(fā)現(xiàn)隨著B(niǎo)runnstrom分期的進(jìn)展，其健患側(cè)肱二、三頭肌的功能均有進(jìn)步，尤其是患側(cè)肱二頭肌；因此我們可根據(jù)不同Brunnstrom分期或者表面肌電信號(hào)為臨床上下一步治療方案的制定提供主觀(guān)及客觀(guān)的參考依據(jù)，以有利于患者最大程度的康復(fù)。

本研究的不足之處：納入的個(gè)別患者病程較長(zhǎng)；樣本量不大；所檢的sEMG指標(biāo)未與肌力、肌張力、日常活動(dòng)能力等臨床量表評(píng)估進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析等，以上這些均有可能對(duì)研究結(jié)果造成一定影響，今后將在科研設(shè)計(jì)中注意補(bǔ)足。