表面肌電生物反饋技術(shù)對腦卒中偏癱患者踝關(guān)節(jié)運動功能的影響

李碩　閆成龍

【摘要】 目的：分析表面肌電生物反饋（sEMG-BFB）技術(shù)對腦卒中偏癱患者踝關(guān)節(jié)運動功能的影響，并提供康復(fù)治療依據(jù)。方法：選取2018年6月-2020年3月在武漢大學(xué)中南醫(yī)院住院治療的腦卒中偏癱患者40例，按隨機數(shù)字表法將其分為對照組和sEMG-BFB組，每組20例。兩組均進行常規(guī)康復(fù)運動訓(xùn)練，sEMG-BFB組在常規(guī)康復(fù)運動訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加sEMG-BFB技術(shù)。兩組分別于治療前及治療6、12后周評定踝背伸主動關(guān)節(jié)活動度（ROM）、下肢運動功能[采用簡易Fugl-Meyer測評法（FMA）評估]、脛骨前肌徒手肌力（MMT）、小腿三頭肌痙攣程度[采用改良的Ashworth（MAS）量表評定]、脛骨前肌積分肌電值（iEMG）、最大收縮時肌電（EMGmax）幅值[采用表面肌電測試儀ME6000（荷蘭Mega Win）]。結(jié)果：治療6周后，sEMG-BFB組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前（P<0.05）;治療12周后，兩組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前，且sEMG-BFB組均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。治療6、12周后，兩組下肢FMA和踝關(guān)節(jié)ROM度均優(yōu)于治療前，但sEMG-BFB組僅治療12周后均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。治療6、12周后，兩組脛股前肌iEMG和EMGmax均高于治療前（P<0.01），且sEMG-BFB組均高于對照組（P<0.05）。結(jié)論：sEMG-BFB技術(shù)能更快地改善腦卒中偏癱患者踝背屈功能，且在一定的治療時間，治療時間越長治療效果越明顯。

【關(guān)鍵詞】 腦卒中偏癱 表面肌電生物反饋 踝關(guān)節(jié)

Effect of Surface Electromyogram Biofeedback Technology on Ankle Motor Function in Patients with Hemiplegia after Stroke/LI Shuo， YAN Chenglong. //Medical Innovation of China， 2022， 19（15）： -135

[Abstract] Objective： To analyze the effect of surface electromyography biofeedback （sEMG-BFB） therapy technique on ankle motor function rehabilitation in stroke patients with hemiplegia， and to provide evidence for rehabilitationtherapy. Method： A total of 40 stroke patients with hemiplegia treated in Zhongnan Hospital of Wuhan University from June 2018 to March 2020 were selected， and they were randomly divided into the control group and sEMG-BFB group， 20 cases in each group. Two groups were given routine rehabilitation exercise training， sEMG-BFB group was given sEMG-BFB therapy on the basis of routine rehabilitation exercise. The range of motion of ankle dorsiflexion active joint （ROM）， lower limb motor function [assessed by simple Fugl-Meyer assessment method （FMA）]， free hand muscle strength of tibialis anterior muscle （MMT）， spasm degree of triceps crus muscle [assessed with the modified Ashworth （MAS） scale]， integrated electromyogram value （iEMG） of tibialis anterior muscle and EMGmax amplitude at maximum contraction [using surface electromyography tester ME6000 （Mega Win in the Netherlands）] were evaluated before treatment and 6 and 12 weeks after treatment in the two groups. Result： After 6 weeks of treatment， the MAS of triceps crus and MMT of anterior tibial muscle in sEMG-BFB group were better than those before treatment （P<0.05）; after 12 weeks of treatment， the MAS of triceps crus and MMT of anterior tibial muscle in two groups were better than those before treatment， and sEMG-BFB group were better than those of the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. After 6 and 12 weeks of treatment， the FMA lower limb of and ROM of ankle in two groups were better than those before treatment， but the sEMG-BFB group only after 12 weeks of treatment were better than those of the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. After 6 and 12 weeks of treatment， the iEMG and EMGmax of tibiofemoral anterior muscle in two groups were higher than those before treatment （P<0.01）， and sEMG-BFB group were higher than those in the control group （P<0.05）. Conclusion： sEMG-BFB therapy can improve the ankle dorsiflexion function of stroke patients with hemiplegia faster， and in a certain treatment time， the longer the treatment time， the more obvious the treatment effect.

[Key words] Hemiplegia after stroke Surface electromyographic biofeedback Ankle joint

First-author’s address： Hangzhou Medical College， Hangzhou 311399， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.15.032

腦卒中（cerebral stroke）是臨床上神經(jīng)系統(tǒng)常見病和多發(fā)性疾病，具有高致殘率的特點。患者往往出現(xiàn)下肢功能障礙不能有效完成踝背伸動作，引起特征性足下垂步態(tài)，嚴重影響患者的日常生活質(zhì)量。如何有效提高偏癱患者的踝背伸能力，改善下肢功能，提高日常生活質(zhì)量一直是康復(fù)臨床研究中的重點。表面肌電生物反饋（surface electromyographic biofeedback，sEMG-BFB）技術(shù)是將電刺激與生物反饋技術(shù)相結(jié)合，通過采集肌肉運動時人們一般感知不到的肌肉生物電信號，再經(jīng)過放大整合后通過視覺和聽覺通路反饋給患者，使?jié)撛诘纳窠?jīng)興奮或建立新的神經(jīng)傳導(dǎo)通路，促使損傷的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能重建，進而出現(xiàn)正常的生理功能能力，患者根據(jù)反饋的信號完成主動訓(xùn)練。sEMG-BFB技術(shù)作為一種既安全又無創(chuàng)的治療方式，廣泛應(yīng)用于腦卒中患者運動功能恢復(fù)的康復(fù)治療中[1-3]。本文主要探討sEMG-BFB技術(shù)對腦卒中偏癱患者踝關(guān)節(jié)運動功能的影響?，F(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月-2020年3月在武漢大學(xué)中南醫(yī)院住院治療的腦卒中偏癱患者40例。診斷標準：符合《中國腦血管病防治指南》（2006版）中的標準，并經(jīng)頭顱CT或MRI確診檢查[4]。納入標準：均為初次發(fā)病;均存在下肢功能障礙;無認知、聽力、視覺障礙;生命體征穩(wěn)定。排除標準：裝有電刺激生命維持設(shè)備（如心臟起搏器）;嚴重心、肝、腎等臟器疾病。按隨機數(shù)字表法將患者分為對照組和sEMG-BFB組，每組20例。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 對照組 接受常規(guī)康復(fù)治療，包括藥物治療、物理因子治療、作業(yè)治療，同時運用Bobath技術(shù)、運動再學(xué)習(xí)等神經(jīng)發(fā)育療法及運動療法技術(shù)等?？祻?fù)訓(xùn)練40 min/次，1次/d，6次/周，治療12周。

1.2.2 sEMG-BFB組 在對照組基礎(chǔ)上增加sEMG-BFB技術(shù)，采用5個2 cm×2 cm的電極片，正、負極分別貼于脛骨前肌肌腹與肌腱上，刺激強度（0～40 mA）根據(jù)患者情況自動測定調(diào)節(jié)，刺激時間8 s，間歇時間12 s;治療前向患者說明治療目的、訓(xùn)練方法和刺激感受，以得到患者的理解和配合。治療開始，鼓勵患者做踝背伸運動，同時按照儀器反饋發(fā)出的指令信號“用力-刺激-維持-休息”，配合液晶顯示器上的動作提示和肌電圖信號，盡最大努力收縮和放松肌肉，做出相應(yīng)的訓(xùn)練動作。20 min/次，1次/d，6次/周，治療12周。

1.3 觀察指標與判定標準 兩組分別于治療前及治療6、12后周評定踝背伸主動關(guān)節(jié)活動度（ROM，參考值0-20）、下肢運動功能[采用簡易Fugl-Meyer測評法（FMA）評估，包括運動、平衡、感覺、關(guān)節(jié)活動和疼痛5個方面，下肢共34分]、脛骨前肌徒手肌力（MMT，分級標準為0～5級，0級不可見肌肉收縮，5級肌力正常）、小腿三頭肌痙攣程度[采用改良的Ashworth（MAS）量表評定，分0、1、1+、2、3、4級，記0～5分，0級無肌張力增加，4級為僵直不能活動]、脛骨前肌積分肌電值（iEMG）、最大收縮時肌電（EMGmax）幅值[采用表面肌電測試儀ME6000（荷蘭Mega Win）]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用EXCEL 2016進行數(shù)據(jù)錄入與整理，采用SPSS 17.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較采用配對t檢驗;計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較 兩組年齡、性別、病程等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

2.2 兩組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT比

較 治療前、治療6周后，兩組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;治療6周后，sEMG-BFB組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前（P<0.05）;治療12周后，兩組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前，且sEMG-BFB組均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表2。

2.3 兩組下肢FMA和踝關(guān)節(jié)ROM比較 治療前、治療6周后，兩組下肢FMA和踝關(guān)節(jié)ROM比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;治療6、12周后，兩組下肢FMA和踝關(guān)節(jié)ROM均優(yōu)于治療前，但sEMG-BFB組僅治療12周后均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表3。

2.4 兩組脛股前肌iEMG和EMGmax比較 治療前，兩組脛股前肌iEMG和EMGmax比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;治療6、12周后，兩組脛股前肌iEMG和EMGmax均高于治療前（P<0.01），且sEMG-BFB組均高于對照組（P<0.05）。見表4。

3 討論

近年來，隨著生活水平的提高，腦卒中發(fā)病率逐年增加并趨于年輕化，是國內(nèi)外致殘率較高疾病之一[5]。偏癱患者大腦皮質(zhì)支配的高級運動功能受到抑制導(dǎo)致下肢運動功能障礙，出現(xiàn)足下垂、足內(nèi)翻等并發(fā)癥。足下垂是最常見的后遺癥之一，其主要表現(xiàn)為脛前肌肌肉力量降低，小腿三頭肌肌張力增高，進而使踝關(guān)節(jié)不能有效的背伸，步行過程中足廓清障礙，患者出現(xiàn)異常步態(tài)，影響日常生活活動，給家庭及社會帶來一定的負擔(dān)[6-7]。步行是人日常生活活動最基本的功能之一，踝關(guān)節(jié)在行走過程中是保持穩(wěn)定和正確的行走姿勢的重要樞紐，踝關(guān)節(jié)能否產(chǎn)生有效背伸在下肢運動功能活動及正常的步態(tài)中起著至關(guān)重要的作用。已有研究表明，踝部功能可作為腦卒中偏癱患者步行功能恢復(fù)程度的一項重要指標[8]。通過改善患者步行足廓清和下肢擺動能力來輔助提高患者步行能力，進一步改善患者整體的運動能力。改善踝背伸功能，建立在增強脛骨前肌的肌肉力量和降低小腿三頭肌痙攣程度進而增加踝關(guān)節(jié)背伸的角度，所以如何有效、快速地提高腦卒中偏癱患者的踝背伸能力，改善下肢運動功能，提高日常生活活動能力，一直是康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的重點。國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)電刺激和肌電生物反饋對提高腦卒中后偏癱患者肢體運動功能障礙有明顯的效果[9-12]。

sEMG-BFB技術(shù)是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性基礎(chǔ)上建立起來的一種新型的治療方法，包括本體感覺、運動感覺和皮膚感覺的輸入，以患者主動參與為主，提高患者主動配合的積極性與自我意識[13]?；颊咄ㄟ^主動踝背伸運動，有效地產(chǎn)生肌肉收縮將增大反饋電流并再次刺激，使脛骨前肌保持興奮，進而增大肌肉力量，降低小腿三頭肌肌張力。治療開始時，以患者脛前肌主動收縮3次最大值平均值的80%為儀器反饋的最初閾值。治療開始后，患者需有意識地觀看顯示器上的動作提示和動態(tài)肌電信號曲線圖，同時按照儀器依次發(fā)出的“用力→刺激→維持→休息”指令盡最大力完成相應(yīng)的動作。周而復(fù)始，每當患者的自發(fā)肌電信號（EMG）超過了肌電閾值后，儀器可在下一次肌肉收縮時自動提高閾值，形成正反饋。治療過程中，患者有意識地自主活動，同時通過給予患者視聽覺信號的傳輸，指導(dǎo)患者根據(jù)視聽信號調(diào)節(jié)自身運動，可讓患者更為直觀地了解自我控制情況，以更好地指導(dǎo)患者完成自我訓(xùn)練，增強肌力，提高運動協(xié)調(diào)能力[14]。大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過周邊系統(tǒng)對肌肉進行強化，使在神經(jīng)組織原生質(zhì)中留下長久的印記，并促進肌肉的中樞神經(jīng)組織重建和神經(jīng)反饋回路的建立，對腦缺血區(qū)神經(jīng)遞質(zhì)水平進行調(diào)節(jié)的作用，以促進運動功能障礙的恢復(fù)[15-16]。患者的自主參與性提高，實時的肌電圖信號反饋，即使一點進步均會給予患者極大的鼓勵，在身體康復(fù)治療的過程中同時起到了心理治療作用。有研究表明，運動生物反饋技術(shù)能降低患者焦慮情緒，使運動員在最佳的動作區(qū)間控制覺醒度，加強動作技能的學(xué)習(xí)和鞏固，進而提高運動能力[17-18]。也有研究表明，使用激勵措施可以有效增強肌電生物反饋訓(xùn)練的效果[19]。傳統(tǒng)康復(fù)治療方法多為被動或主動-助力訓(xùn)練方式，不利于自主支配信號的誘導(dǎo)或增強。sEMG-BFB技術(shù)與電刺激方法相結(jié)合是現(xiàn)代物理治療學(xué)的一項新技術(shù)，在無創(chuàng)條件下有效刺激癱瘓的肌肉，并將患者有意識的肌肉收縮引發(fā)的肌電信號轉(zhuǎn)化并放大，形成反饋電流進而再刺激肌肉收縮，使癱瘓的肢體運動幅度增強。肌肉收縮和關(guān)節(jié)運動幅度的增強，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供了大量的運動和皮質(zhì)感覺的信息輸入，形成興奮痕跡，激活被使用的神經(jīng)通路和突觸，使大腦中樞逐漸恢復(fù)對癱瘓肌肉的控制，促使腦損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)重塑神經(jīng)通路并建立新的連接，神經(jīng)肌肉功能障礙逐漸恢復(fù)，進而達到康復(fù)治療腦卒中后肢體運動功能障礙的目的。

本研究結(jié)果顯示，治療6周后，sEMG-BFB組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前（P<0.05）;治療12周后，兩組小腿三頭肌MAS和脛骨前肌MMT均優(yōu)于治療前，且sEMG-BFB組均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。治療6、12周后，兩組下肢FMA和踝關(guān)節(jié)ROM均優(yōu)于治療前，但sEMG-BFB組僅治療12周后均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。治療6、12周后，兩組脛股前肌iEMG和EMGmax均高于治療前（P<0.01），且sEMG-BFB組均高于對照組（P<0.05）。表明綜合康復(fù)訓(xùn)練、sEMG-BFB有助于腦卒中足下垂患者的下肢功能活動的改善，增加sEMG-BFB明顯更效果。說明sEMG-BFB技術(shù)能更大程度地改善腦卒中患者踝關(guān)節(jié)運動功能恢復(fù)，干預(yù)時間越長效果越明顯。以往研究發(fā)現(xiàn)表面肌電生物反饋有助于提高踝關(guān)節(jié)運動功能的康復(fù)[20-22]，與本研究結(jié)果一致。

綜上所述，腦卒中患者康復(fù)治療后，運動功能可明顯提高，下肢運動能力及日常生活能力均有改善，表明sEMG-BFB技術(shù)作為一種安全、有效的康復(fù)治療措施，同時能更大程度調(diào)動患者積極主動參與康復(fù)治療，提高下肢踝關(guān)節(jié)運動能力，建立正確的步態(tài)，進而加快康復(fù)進程，為患者早日回歸家庭、回歸社會奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]戴文娟.電刺激與表面肌電生物反饋儀治療急性軟組織損傷療效觀察[J].中國醫(yī)療器械信息，2019，25（24）：73-74.

[2]孫法強.表面肌電生物反饋聯(lián)合核心肌群康復(fù)鍛煉對卒中后偏癱患者上肢功能及日常生活能力的影響[J].河南醫(yī)學(xué)研究，2020，9（36）：57-59.

[3]殷沿瀅，周麗萍，劉楊.電針結(jié)合表面肌電生物反饋治療頑固性面癱的臨床觀察[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育，2021，19（3）：135-136.

[4]饒明俐.中國腦血管病防治指南[J].中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志，2006，23（1）：4-8.

[5] SACCO R L，KASNER S E，BRODERICK J P，et al.An updated definition of stroke for the 21st century：a statement for healthcare profess-sionals from the American heart association/American stroke assoc-iation[J].Stroke，2013，44（7）：2064-2089.

[6] POURHOSEINGHOLI E，SAEEDI H.Role of the newly designed Ankle Foot Orthosis on balance related parametersin drop foot post stroke patients[J].Journal of Bodywork and Movement Therapies，2021（26）：501-504.

[7]王隴德，王金環(huán)，彭斌，等.代表《中國腦卒中防治報告 2016》編寫組.《中國腦卒中防治報告2016》概要[J].中國腦血管病雜志，2017，14（4）：217-224.

[8]何玲燕，吳月峰，王雪飛，等.穴位肌電生物反饋治療腦卒中偏癱后踝關(guān)節(jié)活動障礙的臨床療效觀察[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2020，35（11）：1342-1345.

[9]王嫦娥.針刺、推拿結(jié)合肌電生物反饋治療對偏癱肩痛患者癥狀及肩關(guān)節(jié)功能的影響[J].中華腦血管病雜志，現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2021，30（25）：2777-2781.

[10] VICTORIA Z，ANATOLY F.Changes in kinesiostabilogram parameters and movement speed of stroke patients while increasing their physical activity due to the use of biofeedback method[J].European Journal of Translational Myology，2021，31（4）：9360.

[11] WILKINSON I A，BURRIDGE J，STRIKE P，et al.A randomisedcontrolledtrial of integrated electrical stimulation and physiotherapyto improve mobility for people less than 6 months post stroke[J].DisabilRehabil Assist Technol，2015，10（6）：1-7.

[12]王東巖，何雷，宋晶，等.經(jīng)皮穴位電刺激改善腦卒中后偏癱患者踝背屈障礙的療效觀察[J].針灸臨床雜志，2018，34（5）：38-41.

[13]王玉英，倪朝民.肌電生物反饋治療對腦卒中偏癱步行能力的影響[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2016，31（8）：874-878.

[14]曾艷芳，崔宏力，劉青蕊.肌電生物反饋療法對腦梗死患者運動障礙及心理障礙的影響[J].腦與神經(jīng)疾病雜志，2010，18（4）：275-277.

[15]北京神經(jīng)學(xué)沙龍.BNC腦血管病臨床指南[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2002：6-76.

[16]魏秋麗.操作性肌電生物反饋聯(lián)合健側(cè)肢體運動誘導(dǎo)下患側(cè)肢體運動治療腦梗死后偏癱患者的療效評價[J].哈爾濱醫(yī)藥.2021，41（5）：120-121.

[17] CROCE R V，MILLER J P.The effect of movement velocity andmovement pattern on the reciprocal coactivation of thehamstrings[J].Electromyoger Clin Neurophysiol，2003，43（8）：451-458.

[18] CROCE R V，MILLER J P.Coactivation patterns of the medial andlateral hamstrings based on joint position and movement velocityduring isokinetic movements[J].Electromyogr Clin Neurophysiol，2006，46（2）：113-122.

[19] SANTEE J L，KEISTER M E，KLEINMAN K M.Incentives to enhancethe effects of electromyographic feedback training in strokepatients[J].Biofeedback Self Regul，1980，5（1）：51-56.

[20]黃墩兵，姜財，林忠華，等.表面肌電生物反饋在功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)康復(fù)中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)，2021，36（5）：286-289.

[21] 趙平平，劉倩倩，楊蘭，等.表面肌電生物反饋對急性腦梗死偏癱患者下肢功能恢復(fù)作用觀察[J].腦與神經(jīng)疾病雜志，2017，25（11）：696-698.

[22]陳建，李碩，閆成龍，等.表面肌電生物反饋結(jié)合本體感覺神經(jīng)肌肉促進技術(shù)治療腦卒中患者足下垂的臨床觀察[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2016，31（8）：899-902.

（收稿日期：2021-03-18） （本文編輯：程旭然）

①杭州醫(yī)學(xué)院 浙江 杭州 311399

②武漢大學(xué)中南醫(yī)院

通信作者：李碩