肌电生物反馈对正常人脑血流动力学的影响及其变化规律

傅 贤 张 波 高庆春

肌电生物反馈对正常人脑血流动力学的影响及其变化规律

傅 贤 张 波 高庆春

广州医科大学附属第二医院神经内科（广州510260）

目的 探讨肌电生物反馈对正常人脑血流动力学的影响及其变化规律。方法 总数30人的健康正常受试者纳入研究，按照表格法随机分为生物反馈实验组和对照组。其中生物反馈组20人，对照组10人。该试验采用肌电生物反馈作为反馈方法，记录两组试验前后双侧大脑前动脉、大脑中动脉和大脑后动脉的平均血流速度和脉动指数。每次生物反馈试验后间隔3天，作为一个生物反馈阶段，总共进行7个阶段。结果 生物反馈组大脑中动脉的平均血流速度在试验前、后高于对照组（P＜0.05），而其脉动指数则低于对照组（P＜0.05）。生物反馈组在试验前、后大脑中动脉的平均血流速度随着生物反馈次数的增加而增快（P＜0.05），而脉动指数则随之而降低（P＜0.05）。结论 肌电生物反馈能够增加正常人大脑中动脉的平均血流速度和降低其脉动指数，且随着生物反馈次数的增加而呈现累积效应。

肌电生物反馈 脑血流速度 脉动指数 经颅多普勒

生物反馈是一种对于某一生理指标产生实时反馈的技术，受试者通过训练，从而能够根据生物反馈的信息来自我调节生理指标的变化，通过正反馈可控制生理指标朝希望的方向发展。大量的研究认为生物反馈可被广泛应用于缺血性卒中的康复期治疗，甚至还发现其在缺血性卒中的急性期也有显著的疗效［1-3］。但是，生物反馈是依靠何种机制发挥作用尚不清晰。既往的研究显示生物反馈不仅会影响中枢神经系统的功能［4］，它还能影响其他生理系统［5］，而生物反馈对人脑血流动力学是否产生影响尚不明确。本研究主要是了解肌电生物反馈对人脑血流动力学的影响及其变化规律，从而为其在缺血性卒中的急性期治疗提供理论依据和机制探讨。

1 资料与方法

1.1 研究对象 在广州医科大学二年级本科生中，随机抽取医学专业在校大学生志愿者30名，男20名，女10名，年龄19～21岁，平均（19.7±0.7）岁。无重大病史，体格检查未见异常。表格法随机分为生物反馈实验组和对照组。试验组男13名，女7名，共20名。对照组男7名，女3名，共10名同学。所有参与者均签署同意书。此研究经过了广州医科大学伦理委员会审核通过。

1.2 肌电生物反馈 按照常规的生物反馈训练方法［6］，利用肌电生物反馈仪（JD/PW-5，北京博达电子公司）对生物反馈组进行额肌肌电信号生物反馈训练。并利用多导生理仪（美国COULD lnc.Instruments Division）同步采集额肌肌电信号，利用脑电图仪（LQWY-N，广州三瑞公司）按照国际10/20系统同步采集16导脑电信号。每次实验前先记录闭目平静状态下肌电、脑电5分钟，然后进行生物反馈训练20分钟。期间连续记录肌电和脑电信号。每3天进行生物反馈训练1次，共进行7次。对照组除不进行生物反馈外，其余同生物反馈组。

1.3 脑血流的记录 生物反馈组和对照组两组所有受试者，在安放脑电电极以前，先用TCD经颞窗探测并记录双侧大脑前动脉（Anterior cerebral artery，ACA）、大脑中动脉（Middle cerebral artery，MCA）和大脑后动脉（Posterior cerebral artery，PCA）的血流速度和脉动指数。每一次反馈或试验结束后，告知受试者尽量保持生物反馈或实验中的状态，轻轻拆除脑电电极，再次测定上述脑血管双侧脑血流速度和脉动指数。对试验前后双侧ACA、MCA和PCA的血流频谱进行人工阅读，排除伪差后，计算相应频谱的平均血流速度（Mean velocity，Vm）和脉动指数（Pulse Index，PI）。

1.4 统计学处理 全部数据采用SPSS 18.0统计软件包和Microsoft Excel进行统计分析。计量资料用（¯x±s）表示，多组数据的比较用方差分析，两样本的比较采用两样本t检验和/或配对t检验，P＜0.05差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 肌电生物反馈对ACA血流动力学的影响及变化规律对照组每次试验前、后测定的Vm和PI，在7次试验中未见明显改变。生物反馈试验组试验前、后的Vm随着试验次数的增加有逐渐加快的趋势，但均未达统计学差异。生物反馈试验组的PI，则随着试验次数增加有轻度降低的现象，试验前第7次试验的结果低于对照组（P＜0.05）。

2.2 肌电生物反馈对MCA血流动力学的影响及变化规律生物反馈组试验前后的Vm，随着试验次数的增加逐渐加快，尤其是试验前的Vm，试验期第3、4、5、6、7次测定的结果快于对照组（P＜0.05），试验后第4、6、7次的结果也快于对照组（P＜0.05）。而对照组每次试验前、后测定的Vm在7次试验中未见明显改变。生物反馈组的PI值在试验前后均随着试验次数增加而下降，试验前第7次，及试验后第6、第7次的结果对于低于对照组（P＜0.05）。而对照组每次试验前后测定的PI在7次试验中未见明显改变。

2.3 肌电生物反馈对PCA血流动力学的影响及变化规律对照组在试验前后测定的Vm，7次试验中没有明显改变，PI有轻微增高的趋势，但无统计学差异。生物反馈组Vm轻微快于对照组，但也未达统计学差异。生物反馈组的PI随着试验次数的增加轻微降低，试验前、后第7次试验的结果低于对照组（P＜0.05）。

3 讨 论

本研究显示在颅底Willis环附近的大动脉中，肌电生物反馈主要对MCA的血流动力学指标产生显著影响，具体体现在平均血流速度增快和脉动指数降低。在生理状态下，脑血管口径保持恒定不变，TCD检测的平均血流速度的改变可以准确反映通过它的脑血流量的变化［7］。故本研究在每次生物反馈试验前后，用TCD检测MCA的平均血流速度变化，可以用来观察肌电生物反馈对脑血流量的影响。因此，本研究结果提示肌电生物反馈能增加通过MCA的脑血流量和降低MCA的阻抗。这为肌电生物反馈应用于缺血性卒中的康复期和急性期的治疗提供了理论依据。Sachinder Vasudeva等［8］在2003年曾对比偏头痛患者在生物反馈前后的MCA脑血流速度，结果发现偏头痛患者在生物反馈后其MCA的血流速度明显增加，与本研究的结果一

致。但国外的另一项研究［9］则得出了相反的结果。对于这种差异性，Sachinder Vasudeva等［8］将其归究于不同的TCD设备和操作者间可靠性。此外，我们还发现生物反馈组MCA的Vm随着生物反馈次数的增加逐渐明显加快，同时其PI值在试验前、后也均随着试验次数增加而下降。这提示多次肌电生物反馈对MCA的血流动力学指标的影响具有累积效应，从而为生物反馈的治疗提供频率上的参考。

表1 连续七次试验大脑前动脉平均血流速度（Vm）和脉动指数（PI）的变化

表2 连续七次试验大脑中动脉平均血流速度（Vm）和脉动指数（PI）的变化

表3 连续七次试验大脑后动脉平均血流速度（Vm）和脉动指数（PI）的变化

其次，本研究比较了生物反馈组和对照组在试验前后各颅底大动脉血流动力学指标的变化，但只有MCA的血流动力学指标在两组中存在显著性差异，而ACA和PCA的脑血流速度在两组中无统计学差异。AlbertWauquier等［10］曾将偏头痛患者分为生物反馈组和对照组，然后比较两组的MCA、眼动脉和基底动脉血流速度的变化。结果发现只有MCA在两组中存在差异性，与本研究的结果一致。这可能与而肌电生物反馈引起的位于头前部、代表神经网络活动增强的θ频带功率增高有关。MCA支配的是大脑半球的凸侧面，当进行生物反馈时其神经网络活动显著增强，脑组织代谢率提高，细小动脉扩张，故而通过它的脑血流量增加。因而，生物反馈导致的脑血流动力学的改变可能与神经功能的变化相一致。

综上所述，肌电生物反馈能够增加正常人MCA的平均血流速度和降低其脉动指数，且随着生物反馈次数的增加而呈现累积效应。但由于生物反馈作用的机制非常复杂，下一步需扩大样本量，综合观察者的心理特质、脑电和呼吸等的变化进行更深入的分析。

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The effect of electromyographic biofeedback on cerebral hemodynam ics in health peop le

Fu Xian，Zhang Bo，Gao Qingchun.Department of Neurology，the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Guangzhou 510260，China

Objective To discuss the effectof electromyographic biofeedback on cerebral hemodynamics in health people. M ethods A total of30 healthy volunteerswere enrolled in this study，and randomly divided into biofeedback group（n= 20）and control group（n=10）.The biofeedback group had been done with electromyographic biofeedback for seven timeswith 3 days intervals after each test.The data including themean velocity（Vm）and pulse index（PI）of anterior cerebral artery，middle cerebral artery（MCA）and posterior cerebral artery were collected bilaterally before and after the test using transcranialDoppler in the two groups. Results The values of Vm（P＜0.05）were higher and PI（P＜0.05）were lower in biofeedback group than those in control group before and after the test.The values of Vm（P＜0.05）increased and PI（P＜0.05）decreased gradually in biofeedback group from 1st to 7th tests. Conclusion The electromyographic biofeedback can induce to the increasing of velocity of cerebral blood flow and decreasing of PI in MCA，and the additive effectwas observed during the7 tests in biofeedback group.

Electromyographic biofeedback；Velocity of cerebral blood flow；Pulse index；Ttranscranial Doppler

10.3969/j.issn.1000-8535.2016.04.004

2016-05-02）

国家自然科学基金资助项目（81371573）

高庆春，E-mail：qcgao@263.net