非手术脊柱减压牵引对神经根型颈椎病患者颈部肌肉表面肌电信号的影响

徐筱潇， 王楚怀

中山大学附属第一医院康复医学科，广州 510700

非手术脊柱减压牵引对神经根型颈椎病患者颈部肌肉表面肌电信号的影响

徐筱潇， 王楚怀△

中山大学附属第一医院康复医学科，广州 510700

目的 探讨非手术脊柱减压系统(SDS)牵引治疗神经根型颈椎病(CSR)的疗效及其对患者颈部肌肉表面肌电信号的影响。方法 选择2014年2月～2016年2月中山大学附属第一医院康复科收治的CSR患者60例，随机分为SDS组和普通组，各30例，分别采用SDS和普通牵引系统进行颈椎牵引，采用表面肌电图记录患者颈竖脊肌和胸锁乳突肌的肌电信号，以平均肌电值(AEMG)及中位频率(MF)作为表面肌电信号评估指标，以视觉模拟评分(VAS)和颈椎功能障碍指数(NDI)评分作为疗效评估指标，对治疗前后数据进行统计学比较。结果 首次牵引时普通牵引及SDS牵引过程中、牵引后患者的患侧颈椎旁肌和胸锁乳突肌的AEMG值均小于牵引前(均P<0.05)，MF值均大于牵引前(均P<0.05)。两组患者治疗1个疗程后与治疗前比较，患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌的AEMG值均小于治疗前(均P<0.05)，且SDS组小于普通组(P<0.05)；两组患者的颈竖脊肌和胸锁乳突肌的MF值均大于治疗前(均P<0.05)，且SDS组大于普通组(P<0.05)。治疗1个疗程后，两组VAS和NDI评分均较治疗前明显降低(均P<0.05)，SDS组VAS和NDI评分均明显低于普通组(均P<0.05)。结论 SDS牵引对神经根型颈椎病患者的疼痛缓解、功能改善、颈部肌肉放松和减轻肌肉疲劳的效果较普通牵引更优。

神经根型颈椎病； 非手术脊柱减压系统； 表面肌电图

颈椎病是中老年人的一种多发病和常见病，患病率高达64.5%以上[1]；其中神经根型颈椎病(cervical spondylotic radiculopathy，CSR)最多见，约占颈椎病的70.2%[2]。大部分CSR可以通过非手术疗法达到治愈的效果，而颈椎牵引是临床上最常见的非手术疗法之一[3]。牵引不仅可以通过扩大椎间隙减轻压迫，同时也被证实可以有效缓解CSR患者颈肌疲劳[4]。非手术脊柱减压系统(non-surgical spinal decompression system，SDS)作为一种新兴的颈椎牵引方法，它可以针对受损椎间隙进行高效的靶向牵引，对CSR疗效尚佳[5-7]。目前对SDS治疗CSR疗效的评估指标大多采用疼痛和功能量表，而缺乏对颈部肌肉功能改善程度的量化评估方法。表面肌电图(surface electromyography，sEMG)作为一种操作方便、无痛无创的肌肉功能检查手段，可对指定肌肉的活动水平和疲劳程度进行定量观察[8]。因此，本研究采用sEMG观察SDS牵引与普通牵引对CSR患者颈竖脊肌和胸锁乳突肌表面肌电信号的影响，结合临床治疗前后的疗效对比，探讨SDS和普通牵引系统对CSR患者颈部肌肉表面肌电的影响及临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择于2014年2月～2016年2月在中山大学附属第一医院东院康复医学科住院及门诊治疗的CSR患者60例进行研究。患者的纳入标准[9]包括：①具有较典型的根性症状(麻木、疼痛)，且范围与颈脊神经所支配的区域相一致；②压颈试验或臂丛牵拉试验阳性；③影像学所见与临床表现相符合；④痛点封闭无显效(诊断明确者可不作此试验)。排除标准包括：①网球肘；②腕管综合征；③胸廓出口综合征；④肘管综合征；⑤肩周炎；⑥肱二头肌腱鞘炎；⑦合并有颈椎脱位或骨折者；⑧合并有椎体肿瘤或结核；⑨伴有精神异常或心理障碍者；⑩合并妊娠或严重心脑血管疾病患者。将所有研究对象随机分为SDS组和普通组，各30例。SDS组男18例，女12例，平均年龄(45.9±5.8)岁，平均病程(13.1±3.2)月，平均体重(67.6±6.3)kg，颈部VAS评分(6.6±1.2)分，NDI评分(15.5±2.7)分；普通组男14例，女16例，平均年龄(46.3±5.7)岁，平均病程(12.8±3.6)月，平均体重(68.2±7.2)kg，颈部VAS评分(6.7±1.6)分，NDI评分(15.9±1.5)分。两组年龄、性别、体重、病程、VAS、NDI评分比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。在治疗前，详细告知患者治疗过程、研究方法，征得其同意并签署知情同意书。

1.2 研究方法

两组患者均给予脱水、消炎镇痛、营养神经等常规药物治疗，同时在采取常规药物治疗的基础上，SDS组加用SDS9900颈椎非手术脊柱减压系统牵引，普通组加用普通牵引。

1.2.1 普通牵引 采用国产T-YZQ颈椎电动牵引器进行。参数：牵引力100 N，牵引时间15 min。患者取坐位，将颈椎电动牵引颈托固定于受试者下颌部，设置参数后放置表面肌电图仪，放松5 min后采集数据，此数据作为牵引前数值；首次牵引前保持坐立位，开启颈椎电动牵引，首次牵引15 min后采集数据，作为牵引中数值；首次牵引后，关闭颈椎电动牵引，放松5 min后采集数据，作为牵引后数值；一个疗程后，坐位放松5 min后采集数据，作为治疗后数值。治疗1次/d，5次/周，4周为1疗程。

1.2.2 SDS牵引 采用SDS9900颈椎非手术脊柱减压系统(安徽瑞德埃克森医疗设备有限公司生产)。参数：载荷5～10 kg，时间30～60 s，周期为10，角度为8°，牵引时间15 min。首次牵引前，患者取坐位，放置好表面肌电图仪，放松5 min后采集数据，作为牵引前数值；首次牵引患者平卧于美国SDS9900型牵引器，并安装SDS牵引器，开始牵引15 min后采集数据，作为牵引中数值；首次SDS牵引结束后，让患者坐立于SDS牵引床上，放松5 min后采集数据，作为牵引后数值；一个疗程后，坐位放松5 min后采集数据，作为治疗后数值。治疗1次/d，5次/周，4周为1疗程。

1.2.3 肌电信号采集 采用绍兴市联合医疗器械有限公司生产的UMI-SE-I表面肌电分析反馈仪进行测定，室温控制在24℃左右；患者取坐位，用75%医用乙醇棉球擦拭患者背部待测区域皮肤后，粘贴电极。竖脊肌于C4后正中线旁开2 cm，两电极间距2 cm，沿着肌纤维走行；胸锁乳突肌于乳突与胸骨切迹中点，两电极间距2 cm，沿着肌纤维走行。参考电极位于相应测试电极对平行外侧方6.5 cm处，测试时均同时记录2个导联的肌电图信号。受试者处于静止状态时即开始记录表面肌电信号，观察到肌电基线情况平稳，15 s后收集结束，截取中间10 s作为实验数据，进行分析。各组采集的数据均通过sEMG分析软件进行处理，并采用时域主要指标平均肌电值(average EMG，AEMG)及频域主要指标中位频率(median frequency，MF)为评价指标。

1.2.4 VAS和NDI评分 疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)是临床上常用的评估疼痛及不适的量表，依疼痛程度评为0～10分，分值越大疼痛强度越大。本文采用VAS评估患者两侧颈部和肩部的疼痛或不适，分别于治疗前及治疗一疗程后对SDS治疗组与普通组患者进行VAS评分，并通过此评分来评估两组颈椎病患者疼痛改善情况及治疗效果。

颈椎功能障碍指数(neck disability index，NDI)[10]由颈痛相关的症状和日常生活活动能力两部分组成，共有10个项目，包括：疼痛的强度、头痛、集中注意力、睡眠、个人护理、提起重物、阅读、工作、驾驶和娱乐，受试对象可根据自己的情况填写表格。本文采用NDI评估患者颈部功能，分别于治疗前及治疗一疗程后对SDS治疗组与普通组患者进行NDI评分，并通过此评分来评估两组颈椎病患者颈部功能的改善情况及治疗效果。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌AEMG值比较

通过sEMG检查发现，牵引中及牵引后、治疗后两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌AEMG值均较牵引前减小(均P<0.05)，并以SDS组患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌AEMG值减小幅度更显著，与普通组比较差异均具有统计学意义(均P<0.05)。见表1。

2.2 两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌MF值比较

通过sEMG检查发现，牵引中、牵引后、治疗后两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌MF值均较牵引前增大(均P<0.05)，并以SDS组患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌MF值增大幅度更显著，与普通组间比较差异均具有统计学意义(均P<0.05)。见表2。

2.3 两组患者治疗前后VAS与NDI评分的比较

在牵引治疗之前，两组患者的VAS和NDI评分的差异均无统计学意义(均P>0.05)，两组患者经过一个疗程的治疗后，VAS和NDI评分均比治疗前显著减小(均P<0.05)。将两组患者治疗后的VAS、NDI评分进行比较，SDS组两评分均低于普通组(均P<0.05)，见表3。

表1 两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌AEMG值比较

与组内牵引前比较，aP<0.05

表2 两组患者患侧颈竖脊肌和胸锁乳突肌MF值比较±s，n=30)

与组内牵引前比较，aP<0.05

组别VAS评分NDI评分SDS组 治疗前6.6±1.215.5±2.7 治疗后2.2±1.1ab7.7±2.2ab普通组 治疗前6.7±1.615.9±1.5 治疗后3.9±1.0a9.6±2.2a

与治疗前比较，aP<0.05；与普通组治疗后比较，bP<0.05

3 讨论

CSR是一种较为严重的、常见的退行性疾病，已严重影响了患者的身心健康和生活质量。对于其发病机制的探讨，既往大多集中在颈椎间盘的退变，对颈周围肌肉系统的研究较少。近年来大量研究证实，颈椎周围肌肉系统的病变是导致CSR的发生发展的主要因素之一[11-14]，所以对颈部肌肉动力系统的深入研究很可能成为CSR研究领域的新方向[15]。有研究表明，存在颈椎动力性、静力性平衡失调的动物模型逐渐出现颈椎退变，提示颈椎生物力学失衡是颈椎退变的主要机制[16]；影像学研究也证实了CSR患者部分颈部肌群有受损表现[17]，提示颈部肌肉功能对维持颈椎生物力学平衡具有重要作用。CSR患者往往存在不同程度的颈肌功能水平下降的问题。同时，临床证实通过提高颈部肌肉的功能水平逐渐恢复颈椎的动力平衡可以缓解CSR可能存在的各类症状[18]。因此，颈肌功能的改善程度已成CSR疗效评估的重要指标之一。

颈肌功能的改善程度可以通过颈肌功能评定量化，颈肌功能评定方法有很多，如功能评定量表、等速训练仪、针极肌电图、sEMG等。其中，sEMG技术具有无创、客观、直观、量化、实时、易操作等特点，能在很大程度上定量反映肌肉活动时局部疲劳程度、肌力水平、肌肉激活模式、运动单位兴奋传导速度、多肌群协调性等重要信息，已普遍应用于CSR患者颈部肌肉功能的各类评估。评估颈肌功能的sEMG指标主要分为时域和频域两类，其中平均肌电值(AEMG)作为常用的时域指标，它与肌肉不同活动状态下肌纤维募集数量、参与活动的运动单位类型等有关，其数值的变化常常可以同步提示相关肌肉的活动状态和水平，在肌肉放松的状态下，AEMG值过高往往提示由于肌肉紧张而存在更多的肌纤维募集[19]。而中位频率值(MF)作为频域的主要指标可以提示肌肉的疲劳程度，即在疲劳的发生过程中，表现为MF值降低[20]。

本研究中，①牵引前sEMG的数据显示：两组患者患侧的颈部肌群的AEMG值均偏高，而MF值均偏低。这可能是由于CSR患者的患侧的颈部肌肉长期处于紧张状态，所以维持某种放松姿势时仍存在较多的肌纤维募集，同时也更容易产生肌肉疲劳。②牵引中sEMG的数据显示：两组AEMG值均下降，提示两组牵引过程中患者均处于肌肉放松的状态；同时对比两组sEMG数据可以看出，SDS组AEMG值小于普通组，MF值则大于普通组，提示SDS牵引过程中较普通牵引颈部肌肉更为放松，且不易疲劳。③牵引后、治疗后sEMG的数据显示：两组患者首次牵引后AEMG值已有所下降，MF值增大；进行3周治疗后，AEMG值和MF值的变化更为显著，且SDS组较普通组AEMG值下降更为明显，MF值增加幅度更大。④结合两组治疗前后VAS、NDI数值可以看出：较普通牵引，SDS对于CSR患者颈部肌肉紧张、疲劳的改善更为明显，同时对于疼痛症状的缓解以及颈椎功能的提高也更优。

SDS与普通牵引的疗效差距可能源于两者不同的作用原理。①作用力：普通牵引的作用力往往作用于整个椎体，持续的牵引力反而使颈部肌肉更为紧张，而SDS以13次/s的频率持续采集来源于颈部肌肉产生的阻力，并及时反馈给电脑系统进行牵引力调整以维持患者颈部肌肉的完全放松，消除了CSR患者患侧肌肉紧张对于牵引力的阻碍。②牵引体位：普通牵引过程中下颌部长时间受力，部分患者会产生额外的不适，如若使用不当，甚至可能会加速病情的恶化。而SDS特有的头枕充分满足了人体力学的构造需求，使牵引过程中患者一直处于舒适放松的状态，同时也可以缓解患者对于治疗的紧张情绪，从心理上更利于牵引过程中患者放松肌肉。③调节机制：普通牵引的牵引力和角度往往是通过治疗师根据患者的患病部位、疼痛程度等病史凭经验而定，这就使人为因素成为影响治疗效果的重要因素之一，如果牵引力量过大或角度不当，可能会加剧颈肌紧张从而影响牵引效果。而SDS将束缚带固定于患者头部的特定部位，在牵引过程中通过电脑系统的精准计算，针对患者不同的情况将牵拉角度调整到最为合适，使牵引力能够准确地作用于受损节段的颈椎间隙，且不引起颈部肌肉的紧张。

综上所述，较普通牵引，SDS不仅在牵引过程中更能使颈肌处于放松状态，同时对于CSR患者解除肌肉紧张、缓解肌肉疲劳以及改善疼痛症状、提高颈椎功能的作用均更为突出。SDS作为治疗CSR颈椎病的新疗法，随着其在临床上的逐渐推广，将成为日后牵引治疗CSR的重要内容。表面肌电信号作为评估CSR治疗效果的一种有效手段，将有助于CSR患者康复治疗方案的制定。

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(2016-08-29 收稿)

Effect of Treatment of a Non-surgical Spinal Decompression System on Neck Muscle Surface Electromyography of Patients with Cervical Spondylotic Radiculopathy

Xu Xiaoxiao，Wang Chuhuai△

DepartmentofRehabilitationMedicine，TheFirstAffiliatedHospitalofSunYat-senUniversity，Guangzhou510080，China

Objective To explore effect of treatment of a non-surgical spinal decompression system(SDS)on neck muscle surface electromyography(EMG)of patients with cervical spondylotic radiculopathy(CSR).Methods Sixty patients with CSR in Department of Rehabilitation Medicine at The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University in China between February 2014 and February 2016 were recruited and randomly divided into SDS group and control group，with 30 patients for each group.The SDS group and control group were treated with the SDS and general traction system for cervical traction respectively.Surface EMG telemeter was used to measure the surface EMG signals of the affected side cervical erector spinae muscle and sternocleidomastoid with the score of averaged EMG value(AEMG)and the median frequency(MF)as surface electromyogram signal evaluation indexes，and VAS and NDI as therapeutic effect evaluation indexes after a course of treatment.The data before and after the treatment were statistiacaly analyzed.Results During the first traction with tradtional traction or SDS，AEMG values of the cervical paraspinal muscle and sternocleidomastoi were significantly decreased and MF values significantly increased as compared with those before the traction (allP<0.05).After a course of treatment，AEMG values of affected side cervical erector spinae muscle and sternocleidomastoi of SDS group were significantly decreased as compared with those before the treatment，and they were significantly lower in SDS group than in ordinary group (allP<0.05)；and MF values of affected side cervical erector spinae muscle and sternocleidomastoi in SDS group were significantly increased as compared with those before the treatment，and they were significantly higher in the SDS group than in the ordinary group (allP<0.05).VAS and NDI scores of the two groups after a course of treatment were significantly lower than those before the treatment (P<0.05)，and VAS and NDI scores were significantly lower in the SDS group than in the ordinary group (P<0.05).Conclusion SDS traction is superior to ordinary traction in relieving pain，improving function，relaxing neck muscles and alleviating muscle fatigue.

cervical spondylotic radiculopathy； non operative decompression system； surface electromyography

R681.531

10.3870/j.issn.1672-0741.2017.03.020

徐筱潇，女，1990年生，硕士研究生，E-mail：286265987@qq.com

△通讯作者，Corresponding author，E-mail：rehab@163.com