帕金森病肌強(qiáng)直量化評估方法的研究進(jìn)展

李宇璇 韋銘兒 盧曉東

帕金森病是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。診斷帕金森病需具備運(yùn)動(dòng)遲緩和至少存在靜止性震顫或肌強(qiáng)直兩項(xiàng)癥狀的1項(xiàng)[1]。其中肌強(qiáng)直癥狀表現(xiàn)為促動(dòng)肌和拮抗肌張力均增高，可貫穿整個(gè)病程，常始于患者身體一側(cè)逐漸向另一側(cè)發(fā)展，最終表現(xiàn)為全身肌肉僵硬。肌強(qiáng)直導(dǎo)致患者長期臥床，影響生活質(zhì)量，給家庭及社會(huì)帶來沉重負(fù)擔(dān)。在帕金森病初期，肌強(qiáng)直癥狀往往缺乏特征性表現(xiàn)；因此，早期的正確診斷及干預(yù)十分關(guān)鍵。臨床上可通過量表對帕金森病患者的肌強(qiáng)直程度進(jìn)行評估，雖然操作簡易，但主觀性較強(qiáng)。帕金森病患者的肌強(qiáng)直程度也可通過肌張力及肌肉硬度測量來間接反映，即通過表面肌電圖、運(yùn)動(dòng)傳感器、磁共振彈性成像和超聲彈性成像技術(shù)等方法來評估。現(xiàn)對帕金森病肌強(qiáng)直的量化評估方式的研究進(jìn)展作一綜述。

1 發(fā)病機(jī)制

帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀中肌強(qiáng)直的發(fā)病機(jī)制尚不明確，從運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象看類似于鏡像運(yùn)動(dòng)，其在帕金森病患者中非常普遍，尤其在有肌強(qiáng)直的患者。

鏡像運(yùn)動(dòng)是當(dāng)一側(cè)肢體做自主運(yùn)動(dòng)時(shí)可引起對側(cè)肢體同源性肌肉同時(shí)出現(xiàn)非自主動(dòng)作，如同鏡像一般。Espay等[2]的試驗(yàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了鏡像運(yùn)動(dòng)可判斷作為早期帕金森病的一個(gè)可能有用的指標(biāo)，其中肌強(qiáng)直類似于鏡像運(yùn)動(dòng)。Chatterjee等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，鏡像運(yùn)動(dòng)在帕金森病患者中非常普遍，表明胼胝體和運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)部抑制環(huán)路活動(dòng)減弱可能與鏡像運(yùn)動(dòng)發(fā)生機(jī)制有關(guān)。Espay等[4]認(rèn)為鏡像運(yùn)動(dòng)是輕型非對稱性帕金森患者的特征，尤其在以肌強(qiáng)直為主要表現(xiàn)的患者。近年來有學(xué)者采用MRI、表面肌電圖以及結(jié)合經(jīng)顱磁刺激方法，揭示了帕金森病病理改變?nèi)绾斡绊懮窠?jīng)系統(tǒng)執(zhí)行正常的單側(cè)運(yùn)動(dòng)[5-10]，但對于肌強(qiáng)直未作單獨(dú)的研究。侯鵬飛等[11]通過觀察早期帕金森病患者經(jīng)顱磁刺激運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的變化，探討肌強(qiáng)直增強(qiáng)現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制。結(jié)果表明帕金森病患者運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的易化效應(yīng)減弱可能與肌強(qiáng)直增強(qiáng)現(xiàn)象有一定關(guān)系。這一研究在一定程度上解釋了肌強(qiáng)直增強(qiáng)現(xiàn)象，有助于檢測出早期帕金森病患者的肌張力變化，但具體肌強(qiáng)直的發(fā)病機(jī)制仍不明確。

2 帕金森病肌強(qiáng)直的評估方法

帕金森病患者肌強(qiáng)直可表現(xiàn)為肌張力增高，且貫穿帕金森病全病程。通過觸診可觸得肌肉有堅(jiān)硬感，關(guān)節(jié)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力增加，骨骼肌肉在收縮后難以放松，但在連續(xù)收縮后強(qiáng)直癥狀可緩解或消失?？赏ㄟ^肌張力和肌肉硬度的測量評估，進(jìn)一步了解肌強(qiáng)直程度。目前評估方法有觸診、量表、電生理、影像檢查等手段[12]。

2.1 觸診及量表評估 肌強(qiáng)直可通過肌張力增高及肌肉硬度增加而表現(xiàn)出來。觸診是最簡單的方法，可對被檢測者的肌肉硬度進(jìn)行直接觸診，以及感受屈伸肢體所得到的阻力來反映肌張力的大小。而量表則是在觸診基礎(chǔ)上借助的量化工具。在臨床上可用量表來評估肌肉狀態(tài)。目前肌強(qiáng)直相關(guān)量表包括改良Ashworth評定量表、臨床痙攣指數(shù)量表以及統(tǒng)一帕金森評分量表（unified Parkinson's disease rating scale,UPDRS）等[13]。改良Ashworth評定量表可直接評定肌張力的等級，一般分0～4級，應(yīng)用廣泛。有研究用臨床痙攣指數(shù)量表來評估帕金森病患者的肌強(qiáng)直癥狀在康復(fù)訓(xùn)練后的改善情況，得出臨床痙攣指數(shù)量表可用來評估治療前后肌強(qiáng)直改善情況[14]。UPDRS則是目前公認(rèn)的帕金森病臨床評估的標(biāo)準(zhǔn)工具。目前國內(nèi)外大部分實(shí)驗(yàn)均由此量表來評估運(yùn)動(dòng)癥狀以及療效。江文婷等[15]研究后認(rèn)為，帕金森病的臨床療效可用UPDRS評分的前后差距百分比來評估，得到中頻脈沖電治療方案對于帕金森病震顫及肌強(qiáng)直癥狀的改善具有明顯作用。

觸診和大部分量表均簡單、經(jīng)濟(jì)、有效，但劣勢在于不同檢測者經(jīng)驗(yàn)往往不同，包括其對量表理解程度的差異，易導(dǎo)致評估結(jié)果主觀性較強(qiáng)。同時(shí)有些量表項(xiàng)目多、時(shí)間成本高、個(gè)體差異大、準(zhǔn)確性低，導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果和實(shí)際病情偏差較大。說明觸診及量表評估未來前景不佳，難以創(chuàng)新。

2.2 表面肌電圖 表面肌電圖在康復(fù)醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛，能無創(chuàng)簡便地測定肌肉疲勞、癱瘓及功能恢復(fù)轉(zhuǎn)歸等情況。目前表面肌電圖可通過采集和分析肌肉運(yùn)動(dòng)單位的電活動(dòng)信號(hào)，定量評估肌肉功能狀態(tài)變化[16]。

帕金森病患者靜息時(shí)肌電圖的平均肌電值水平明顯高于健康者的水平，表現(xiàn)為肌肉暴發(fā)放電現(xiàn)象增多，振幅增高。Lukhanina等[17]對表面肌電圖數(shù)據(jù)和UPDRS與其子項(xiàng)（上肢強(qiáng)直以及全身運(yùn)動(dòng)部分）評分進(jìn)行相關(guān)性研究，得到帕金森病患者癥狀重的一側(cè)肌肉靜息肌電值以及其肌強(qiáng)直程度與UPDRS第Ⅲ部分（運(yùn)動(dòng)功能）評分呈正相關(guān)，表明可采用表面肌電圖技術(shù)來客觀評估帕金森病肌強(qiáng)直程度。有研究報(bào)道，在被動(dòng)活動(dòng)狀態(tài)下可通過表面肌電圖記錄肌電活動(dòng)，反映被測肌肉肌張力的高低[18]。也有研究通過利用表面肌電圖比較多系統(tǒng)萎縮與帕金森病患者被動(dòng)活動(dòng)狀態(tài)下伸屈肌肉的肌電活動(dòng)，得出帕金森病患者主要以屈肌肌張力增高為主要表現(xiàn)[19]。

綜上所述，表面肌電圖評估肌肉活動(dòng)具有實(shí)時(shí)、客觀、可量化、無相對禁忌證等優(yōu)點(diǎn)，但此方法同其他電生理方法類似，容易形成偽跡，不夠直觀，對肌強(qiáng)直程度評價(jià)僅能作一個(gè)參考，臨床推廣應(yīng)用價(jià)值不大。

2.3 微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù) 近些年有學(xué)者基于微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)對帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀進(jìn)行大量量化評估研究，但大多集中在震顫和運(yùn)動(dòng)遲緩癥狀的量化評估。由于這種方法需對患者的關(guān)節(jié)做被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，通過可穿戴傳感器對受檢者手臂運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，并獲得特征性參數(shù)進(jìn)行量化分析，并需應(yīng)用復(fù)雜和精密的裝置,因此目前針對帕金森病肌強(qiáng)直癥狀的量化評估研究報(bào)道較少[20]。一些研究者使用此方法得出了結(jié)論：Sepehri等[21]得到機(jī)械測得相關(guān)數(shù)值與UPDRS中肌強(qiáng)直癥狀評分分?jǐn)?shù)的相關(guān)系數(shù)r=0.74；Tabbal等[22]得到機(jī)械阻抗值與UPDRS中肌強(qiáng)直癥狀評分分?jǐn)?shù)的相關(guān)系數(shù)r=0.61；Park等[23]得到不同模型和不同階段的彈簧常數(shù)與肌強(qiáng)直評分相關(guān)系數(shù)r=0.68～0.73；Kwon等[24]得到機(jī)械測量值與肌強(qiáng)直臨床評分之間的相關(guān)系數(shù)r=0.51～0.77、熊永生[25]得到肘關(guān)節(jié)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械阻抗值與肌強(qiáng)直癥狀評分的相關(guān)系數(shù)r=0.872。這些研究利用微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)，對帕金森病患者重復(fù)執(zhí)行彎曲伸展動(dòng)作，并同步采集運(yùn)動(dòng)信息，得多個(gè)肌強(qiáng)直量化的特征參數(shù)，同時(shí)與UPDRS中的肌強(qiáng)直癥狀評分進(jìn)行相關(guān)性分析研究，以此尋找優(yōu)選的量化參數(shù)。

Xia 等[26-27]、Patrick 等[28]多項(xiàng)研究表明，基于運(yùn)動(dòng)傳感器的機(jī)械阻抗測量數(shù)值和帕金森病肌強(qiáng)直臨床評估結(jié)果的相關(guān)性較高，優(yōu)于表面肌電圖的測量數(shù)值[29-30]，因此運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)評估肌肉強(qiáng)直優(yōu)于表面肌電圖，可作為輔助帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀的評估標(biāo)準(zhǔn)。

這類微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)配套的可穿戴設(shè)備可實(shí)時(shí)跟蹤帕金森病患者自主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作信息，可實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)動(dòng)癥狀并做客觀的量化評估。這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合物理學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科綜合對帕金森病肌強(qiáng)直癥狀進(jìn)行的量化研究，在臨床上還暫未取得較好的結(jié)果。近幾十年來，隨著科技的迅速發(fā)展，對人類運(yùn)動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)障礙的定量監(jiān)測研究不斷步入新的高度[31]，微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)在未來會(huì)有更好的發(fā)展前景。

2.4 磁共振彈性成像 磁共振彈性成像是肌肉成像領(lǐng)域公認(rèn)的金標(biāo)準(zhǔn)，可探測組織中微小幅度的剪切波傳播情況，反映肌肉緊張程度。有相關(guān)文獻(xiàn)利用MRI對頸部肌肉硬度進(jìn)行評估[32]，但與帕金森病肌強(qiáng)直或肌肉硬度評估相關(guān)文獻(xiàn)較少。該方法受到干擾因素小，在肌肉組織穿透深度上限制小，而且分辨率高。但磁共振彈性成像成本高，價(jià)格相對昂貴，數(shù)據(jù)采集時(shí)間長（1～3 min左右），限制了其在測量高收縮水平下肌肉硬度中的應(yīng)用，臨床上應(yīng)用并不廣泛。

2.5 剪切波彈性成像 目前在肌肉疾病診斷中，剪切波彈性成像技術(shù)相對成熟，在各種肌肉占位、炎性及萎縮性疾病等都有較廣的應(yīng)用。有研究發(fā)現(xiàn)，通過剪切波彈性成像技術(shù)測量肌肉結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以評估腦梗死、腦癱等患者的肌肉功能情況，反映肌肉損傷的量化信息[33]。其原理為基于換能器產(chǎn)生的聚焦超聲脈沖對組織施加振動(dòng)，在組織內(nèi)產(chǎn)生垂直于聲波的剪切波，可用于評估組織軟硬度[34-35]。國內(nèi)研究帕金森病患者四肢肌肉長軸的彈性值特征，探討實(shí)時(shí)剪切波彈性成像評估帕金森病患者肌肉硬度狀態(tài)及肌張力增加情況的應(yīng)用價(jià)值，得出剪切波彈性成像可檢測帕金森病患者較大骨骼肌彈性值的差異[36]。這為評估帕金森病患者肌肉狀態(tài)提供了一種新的方法，基于此可以進(jìn)一步探討肌強(qiáng)直的程度。

剪切波彈性成像具有實(shí)時(shí)性，獲得與軟組織損傷和修復(fù)過程的生物力學(xué)定量信息，在彈性超聲下可較精密顯示肌肉細(xì)微結(jié)構(gòu)，如韌帶、肌腱、血管等。其優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)時(shí)、簡便、無創(chuàng)、有效、經(jīng)濟(jì)、接受度高等。然而其局限性在于超聲存在深度衰減，需要使用凝膠墊來彌補(bǔ)劣勢，部位較深的組織容易產(chǎn)生較大誤差。

3 小結(jié)

帕金森病診治的標(biāo)準(zhǔn)化管理中運(yùn)動(dòng)癥狀評估和有效的治療反饋非常關(guān)鍵，因此對于帕金森病的評估有著一定的要求。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，帕金森病癥狀評估方法也在逐漸完善和發(fā)展。目前帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀量化檢測方法尚存在一系列待解決的難題。一般此類研究單純對于震顫、肌強(qiáng)直、姿勢步態(tài)異常、異動(dòng)癥的量化評估較少。目前，帕金森病肌強(qiáng)直癥狀的量化評估方法主要有上述幾種，各有利弊，并仍在不斷更新中。這些方法評估時(shí)未考慮患者的癥狀波動(dòng)對測量結(jié)果的影響，結(jié)論的可靠性及方法的實(shí)用性也有待進(jìn)一步探討。目前尚未見將多個(gè)帕金森病患者的肌強(qiáng)直量化評估方法進(jìn)行對比分析的報(bào)道，值得今后進(jìn)一步研究。此外，除了運(yùn)動(dòng)癥狀外，帕金森病的其他非運(yùn)動(dòng)癥狀目前尚無很好的評估手段，需要改進(jìn)評估方法的完整性。今后可以將臨床試驗(yàn)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合，并借助大數(shù)據(jù)分析或者人工智能，將帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀及非運(yùn)動(dòng)癥狀的定量評估數(shù)字化、精準(zhǔn)化、智能化，從而對患者的疾病診斷和治療療效評估提供幫助。