表面肌电联合等速测试评定肌痉挛的临床研究*

李雪萍，程 凯，周 俊，杨 婷，于俊龙，陈安亮，张红飞

（南京医科大学附属南京第一医院，康复医学科 江苏 南京，210006）

脑卒中患者主要功能障碍特点之一是出现异常的肌痉挛模式[1]，对痉挛的评定、治疗与控制对恢复患者的日常生活能力非常重要。但是长期以来，评价肌痉挛的程度主要依靠康复医师及治疗师的主观判断，缺乏量化的指标。目前临床上评价肌痉挛常用Ashworth改良分级法，此方法虽简便易用，但主观性强，无法客观评价患者的肌痉挛状态[2]。以往研究[3，4]发现，脑卒中患者患侧上肢肌张力异常增高的肱二头肌、腓肠肌在静息状态下，反应表面肌电信号振幅水平的均方根值（root mean square，RMS）明显增高，提示RMS值可能成为评定肌痉挛的客观指标。有研究报道[5]证实了等速测试指标峰阻矩（PT，peak torque）和峰阻矩 /体重比（PT/BW，peak torque/body weight）对肌痉挛进行量化评定的效度。本文采用等速被动运动模式，在一定的角速度下，观察脑卒中患者患侧腓肠肌在踝关节被动牵张过程中的表面肌电及等速测试指标，以探讨表面肌电联合等速测试对肌痉挛的量化评定作用。

1 一般资料

1.1 研究对象

2009年3 月～2009年7月由本院神经内、外科住院后转入康复医学科进行康复治疗的脑卒中患者，随机抽取16例作为观察组，其中男性10例，女性6例，平均（61.25±7.06）岁；脑梗死 9例，脑出血7例，左侧偏瘫8例，右侧偏瘫8例。选年龄、性别结构相近的健康志愿者16人为对照组，其中男性9例，女性7例，平均年龄（62.63±6.26）岁。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：所有病例均符合1995年中华神经病学会、中华神经外科学会全国脑血管疾病第四次会议通过的诊断标准[6]，并经头颅CT或MIR检查明确有脑梗塞或脑出血病灶、为首次发病者（个别为第二次发病，但首次发病后无明显运动功能障碍）；患者痉挛下肢改良Ashworth评分≧1+级，综合痉挛量表（compopsite spasticity scale，CSS）[7]评分大于 12分。剔除标准：有严重认知功能障碍不能配合康复治疗；合并有严重的心衰、肺气肿等基础病变不能耐受康复治疗。

两组受试者的性别、年龄、体重等基本情况比较，差异无显著性（P ＞0.05），见表1。

表1 观察组及对照组一般资料比较

1.3 方法

1.3.1 测试仪器 采用Biodex System-3型等速肌力测试训练系统进行等速被动运动及测试，加拿大Thought Technology公司产FexComp型表面肌电图仪进行表面肌电信号收集。

1.3.2 测试程序 测试者取半卧位，测试关节为踝关节。保持屈髋120°、屈膝60°，固定患膝关节于托架上，由检查者先进行徒手肌张力测定（以改良Ashworth量表为标准）及综合痉挛量表（compopsite spasticity scale，CSS）评分，判断肢体痉挛情况，记录评定结果。将表面肌电电极沿腓肠肌肌肉纤维走向摆放在所测肌肉最隆起部位[8]，摆放电极位置的皮肤先用酒精清洁，以降低皮肤的电阻；通过观察受试者的肌肉收缩或在进行膝伸展抗阻等长收缩时触摸肌肉[9]的方法，检测电极摆放位置的准确性；胶布固定电极位置以保证与皮肤接触良好，同时将运动噪音减少到最小。踝关节置于等速测试仪动力臂之踝足附件上并固定于中立位。运动轴心与等速装置连动臂旋转轴心相对，负载位于足背前1/3处，尽可能保持下肢位于放松状态。

接着进行第一次测试，采用关节等速被动活动模式，踝关节活动范围为跖屈30°～背伸15°，设定10°/s、30°/s二种角速度，每一角速度下重复 5 次，组间休息1 min，进行二组踝关节的被动屈曲和伸展运动。再休息3 min后，进行重复第二次测试。对照组对应观察组不同瘫痪侧，随机选取左侧或右侧踝关节，行相同测试。记录被动活动过程中腓肠肌的表面肌电信号，所得表面肌电信号经Infinite 3000软件处理，选取均方根值（root mean square，RMS）平均值；同时记录等速被动运动史峰阻矩（PT，peak torque）和峰阻矩 /体重比（PT/BW，peak torque/body weight）。所有测试部位电极摆放及清洁均由同一治疗师完成。

1.4 数据分析

收集观察组和对照组在等速持续被动活动前后RMS值、PT及PT/BW，所有数据以SPSS 15.0统计软件，计算计量资料的均数与标准差（±s），采用t检验进行统计分析；以P＜0.05为差异有显著性。

2 结果

所有研究对象均顺利完成测试项目。两组表面肌电、等速测试结果比较如下：

2.1 第一次与第二次测试各组间比较

不同角速度下，各组第一次测试和第二次测试之间比较，其数据的差异无显著性（P＞0.05），见表2。

2.2 观察组与对照组各组数据的比较

观察组与对照组相比，除角速度为30°/s时的RMS值差异无显著性外（P＞0.05），其余各组间的PT、PT/BW以及RMS值均有显著性差异（P＜0.05），见表2。

2.3 不同角速度下，观察组间、对照组间各组数据的比较

10°/s角速度与 30°/s相比，观察组间各数值均有显著性差异（P＜0.05）；对照组间PT、PT/BW比较无显著性差异（P＞0.05），但RMS值比较差异有显著性（P ＜0.05），见表2。

表2 两组表面肌电、等速测试结果比较 （±s）

表2 两组表面肌电、等速测试结果比较 （±s）

注：1）观察组与对照组比较，P ＜0.01；2）观察组与对照组比较，P ＜0.05；3）10°/s与 30°/s观察组间、对照组间比较，P ＜0.05

PT（N.m） PT/BW（N.m/kg） RMS（μV）10°/s 30°/s 10°/s 30°/s 10°/s 30°/s（μV）观察组第 1 次测试 21.54±4.211）3） 27.34±7.481） 68.25±13.782）3） 86.79±26.91） 2.66±0.942）3） 3.37±1.52第 2 次测试 21.2±4.261）3） 26.29±7.921） 67.23±13.972）3） 85.43±27.951） 2.46±0.862）3） 3.45±1.60对照组第 1 次测试 13.98±3.04 13.83±3.13 54.87±12.17 54.41±13.08 1.88±0.70 2.45±1.03第 2 次测试 13.81±3.05 13.75±3.20 52.24±12.14 54.04±13.57 1.82±0.68 2.43±1.04组别

3 讨论

偏瘫侧肢体痉挛是脑卒中患者最常见的并发症，研究显示，有约1/3～1/2的患者在3个月内不能恢复独立行走[10]，且有的患者虽然恢复独立行走能力，却呈典型的偏瘫痉挛步态。偏瘫步态中的足下垂，与脑卒中患者患侧小腿三头肌的痉挛密切相关。肌肉痉挛是肌张力异常增高的一种表现，肌张力是指肌细胞相互牵引产生的力量，是维持身本各种姿势以及正常运动的基础，正常肌张力又分静止性肌张力、姿势性肌张力和运动性肌张力等几种形式。如人在静卧休息时，身体各部肌肉所具有的张力称静止性肌张力。躯体站立时，虽不见肌肉显著收缩，但躯体前后肌肉亦保持一定张力，以维持站立姿势和身体稳定，称为姿势性肌张力。肌肉在运动过程中的张力，称为运动性肌张力，是保证肌肉运动连续、平滑（无颤抖、抽搐、痉挛）的重要因素[11]。表面肌电图（surface electromyography，sEMG）又称动态肌电图，是利用放置在皮肤表面的电极记录肌肉收缩时产生的电流，并通过一系列的技术处理获得肌电信号，并利用不同分析方法进行数据分析，得到相关肌肉功能状况的一种无创检查手段；该信号的强弱与外周肌肉运动单位电位的总和有关[12]，而信号的振幅、频率等的特征性指标与运动单位募集和肌肉的兴奋传导速度有关[13～15]，表面肌电信号的高低与肌肉紧张度密切相关，当肌肉紧张时信号升高，当肌肉松弛时信号降低[16]。RMS为表面肌电信号的时域指标，主要用于分析肌肉在单位时间内的收缩特性，可反映肌纤维的募集数量；肌纤维收缩的同步性及肌肉收缩激活（或募集）的速率[17]，所以，表面肌电RMS值可作为评定静止性肌张力、姿势性肌张力、运动性肌张力和肌肉力量的量化指标。郑玉慧[3]等在研究中发现，与健肢肌肉相比，脑卒中患者患侧上肢肌张力异常增高的肱二头肌在静息状态下，反应肌电信号振幅水平的RMS明显增高。李雪萍等[4]研究显示，脑卒中患者在等速被动运动前患侧的腓肠肌RMS值明显高于对照组，证实了张力异常增高的肌纤维收缩可通过表面肌电RMS值的升高得到体现。本研究中，设定角速度为10°/s等速被动运动牵拉踝关节进行类似Ashworth评分时，采集腓肠肌的表面肌电信号，结果显示观察组脑卒中患者的腓肠RMS值明显高于健康人对照组（P＜0.05﹚，提示表面肌电测试方法是量化评价痉挛及疗效的敏感工具，与前人的研究相一致。然而，角速度为30°/s等速被动时，虽然观察组的RMS值高于对照组，但差异无显著性（P＞0.05），这可能因为正常人进行快速牵张时，肌纤维的募集数量增加使RMS值增高所致；同时10°/s角速度与 30°/s相比，观察组、对照组间腓肠肌RMS值比较差异均有显著性（P＜0.05﹚，提示表面肌电RMS值变化与牵拉速度密切相关，也进一步证明了快速牵拉可诱发或加重肌痉挛。

等速被动运动是在较先进的等速练习器上，通过预先设定的角速度，由机器带动关节进行匀速被动活动。这种方法因为与Ashworth评定中被动活动肢体的动作相似，国内外学者[5，18]采用 Cybex、KINCOM等速练习器，应用等速测试指标PT/BW，评定伴有痉挛的肢体肌力，结果发现具有较好的信度。本研究采用先进的Biodex System－3型等速肌力测试训练系统，设定10°/s、30°/s二种不同的角速度，在等速被动运动模式下进行踝关节屈伸时PT、PT/BW的测定，结果显示，观察组的PT、PT/BW明显高于对照组，差异有显著性（P＜0.05﹚，表明等速测试评定肌痉挛可能具有良好的效度，与宋凡等[5]研究的结果一致。本研究还发现，10°/s角速度与30°/s相比时，观察组间的PT、PT/BW差异亦有显著性，提示PT、PT/BW变化可以反映肌痉挛具有速度依赖性的特点。

同时比较第一次测试与第二次测试的各组RMS、PT，、PT/BW数据，其差异无显著性（P ＞0.05），提示表面肌电、等速测试评定肌痉挛有良好的信度，稳定性较好，可联合应用作为评定肌痉挛的量化指标，从而有效的指导康复治疗方案的制定、判断治疗的效果，在神经康复临床上具有较好的应用前景。

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