帕金森病肌强直量化评估方法的研究进展

李宇璇 韦铭儿 卢晓东

帕金森病是一种常见的神经系统退行性疾病。诊断帕金森病需具备运动迟缓和至少存在静止性震颤或肌强直两项症状的1项[1]。其中肌强直症状表现为促动肌和拮抗肌张力均增高，可贯穿整个病程，常始于患者身体一侧逐渐向另一侧发展，最终表现为全身肌肉僵硬。肌强直导致患者长期卧床，影响生活质量，给家庭及社会带来沉重负担。在帕金森病初期，肌强直症状往往缺乏特征性表现；因此，早期的正确诊断及干预十分关键。临床上可通过量表对帕金森病患者的肌强直程度进行评估，虽然操作简易，但主观性较强。帕金森病患者的肌强直程度也可通过肌张力及肌肉硬度测量来间接反映，即通过表面肌电图、运动传感器、磁共振弹性成像和超声弹性成像技术等方法来评估。现对帕金森病肌强直的量化评估方式的研究进展作一综述。

1 发病机制

帕金森病运动症状中肌强直的发病机制尚不明确，从运动现象看类似于镜像运动，其在帕金森病患者中非常普遍，尤其在有肌强直的患者。

镜像运动是当一侧肢体做自主运动时可引起对侧肢体同源性肌肉同时出现非自主动作，如同镜像一般。Espay等[2]的试验进一步强调了镜像运动可判断作为早期帕金森病的一个可能有用的指标，其中肌强直类似于镜像运动。Chatterjee等[3]的研究发现，镜像运动在帕金森病患者中非常普遍，表明胼胝体和运动皮层内部抑制环路活动减弱可能与镜像运动发生机制有关。Espay等[4]认为镜像运动是轻型非对称性帕金森患者的特征，尤其在以肌强直为主要表现的患者。近年来有学者采用MRI、表面肌电图以及结合经颅磁刺激方法，揭示了帕金森病病理改变如何影响神经系统执行正常的单侧运动[5-10]，但对于肌强直未作单独的研究。侯鹏飞等[11]通过观察早期帕金森病患者经颅磁刺激运动诱发电位的变化，探讨肌强直增强现象的发生机制。结果表明帕金森病患者运动诱发电位的易化效应减弱可能与肌强直增强现象有一定关系。这一研究在一定程度上解释了肌强直增强现象，有助于检测出早期帕金森病患者的肌张力变化，但具体肌强直的发病机制仍不明确。

2 帕金森病肌强直的评估方法

帕金森病患者肌强直可表现为肌张力增高，且贯穿帕金森病全病程。通过触诊可触得肌肉有坚硬感，关节被动运动时阻力增加，骨骼肌肉在收缩后难以放松，但在连续收缩后强直症状可缓解或消失。可通过肌张力和肌肉硬度的测量评估，进一步了解肌强直程度。目前评估方法有触诊、量表、电生理、影像检查等手段[12]。

2.1 触诊及量表评估 肌强直可通过肌张力增高及肌肉硬度增加而表现出来。触诊是最简单的方法，可对被检测者的肌肉硬度进行直接触诊，以及感受屈伸肢体所得到的阻力来反映肌张力的大小。而量表则是在触诊基础上借助的量化工具。在临床上可用量表来评估肌肉状态。目前肌强直相关量表包括改良Ashworth评定量表、临床痉挛指数量表以及统一帕金森评分量表（unified Parkinson's disease rating scale,UPDRS）等[13]。改良Ashworth评定量表可直接评定肌张力的等级，一般分0～4级，应用广泛。有研究用临床痉挛指数量表来评估帕金森病患者的肌强直症状在康复训练后的改善情况，得出临床痉挛指数量表可用来评估治疗前后肌强直改善情况[14]。UPDRS则是目前公认的帕金森病临床评估的标准工具。目前国内外大部分实验均由此量表来评估运动症状以及疗效。江文婷等[15]研究后认为，帕金森病的临床疗效可用UPDRS评分的前后差距百分比来评估，得到中频脉冲电治疗方案对于帕金森病震颤及肌强直症状的改善具有明显作用。

触诊和大部分量表均简单、经济、有效，但劣势在于不同检测者经验往往不同，包括其对量表理解程度的差异，易导致评估结果主观性较强。同时有些量表项目多、时间成本高、个体差异大、准确性低，导致评价结果和实际病情偏差较大。说明触诊及量表评估未来前景不佳，难以创新。

2.2 表面肌电图 表面肌电图在康复医学中应用广泛，能无创简便地测定肌肉疲劳、瘫痪及功能恢复转归等情况。目前表面肌电图可通过采集和分析肌肉运动单位的电活动信号，定量评估肌肉功能状态变化[16]。

帕金森病患者静息时肌电图的平均肌电值水平明显高于健康者的水平，表现为肌肉暴发放电现象增多，振幅增高。Lukhanina等[17]对表面肌电图数据和UPDRS与其子项（上肢强直以及全身运动部分）评分进行相关性研究，得到帕金森病患者症状重的一侧肌肉静息肌电值以及其肌强直程度与UPDRS第Ⅲ部分（运动功能）评分呈正相关，表明可采用表面肌电图技术来客观评估帕金森病肌强直程度。有研究报道，在被动活动状态下可通过表面肌电图记录肌电活动，反映被测肌肉肌张力的高低[18]。也有研究通过利用表面肌电图比较多系统萎缩与帕金森病患者被动活动状态下伸屈肌肉的肌电活动，得出帕金森病患者主要以屈肌肌张力增高为主要表现[19]。

综上所述，表面肌电图评估肌肉活动具有实时、客观、可量化、无相对禁忌证等优点，但此方法同其他电生理方法类似，容易形成伪迹，不够直观，对肌强直程度评价仅能作一个参考，临床推广应用价值不大。

2.3 微机电系统运动传感技术 近些年有学者基于微机电系统运动传感技术对帕金森病运动症状进行大量量化评估研究，但大多集中在震颤和运动迟缓症状的量化评估。由于这种方法需对患者的关节做被动运动，通过可穿戴传感器对受检者手臂运动信息进行准确监测，并获得特征性参数进行量化分析，并需应用复杂和精密的装置,因此目前针对帕金森病肌强直症状的量化评估研究报道较少[20]。一些研究者使用此方法得出了结论：Sepehri等[21]得到机械测得相关数值与UPDRS中肌强直症状评分分数的相关系数r=0.74；Tabbal等[22]得到机械阻抗值与UPDRS中肌强直症状评分分数的相关系数r=0.61；Park等[23]得到不同模型和不同阶段的弹簧常数与肌强直评分相关系数r=0.68～0.73；Kwon等[24]得到机械测量值与肌强直临床评分之间的相关系数r=0.51～0.77、熊永生[25]得到肘关节被动运动时的机械阻抗值与肌强直症状评分的相关系数r=0.872。这些研究利用微机电系统运动传感技术，对帕金森病患者重复执行弯曲伸展动作，并同步采集运动信息，得多个肌强直量化的特征参数，同时与UPDRS中的肌强直症状评分进行相关性分析研究，以此寻找优选的量化参数。

Xia 等[26-27]、Patrick 等[28]多项研究表明，基于运动传感器的机械阻抗测量数值和帕金森病肌强直临床评估结果的相关性较高，优于表面肌电图的测量数值[29-30]，因此运动传感技术评估肌肉强直优于表面肌电图，可作为辅助帕金森病运动症状的评估标准。

这类微机电系统运动传感技术配套的可穿戴设备可实时跟踪帕金森病患者自主运动的动作信息，可实时监测运动症状并做客观的量化评估。这项技术结合物理学、生物学等多学科综合对帕金森病肌强直症状进行的量化研究，在临床上还暂未取得较好的结果。近几十年来，随着科技的迅速发展，对人类运动控制和运动障碍的定量监测研究不断步入新的高度[31]，微机电系统运动传感技术在未来会有更好的发展前景。

2.4 磁共振弹性成像 磁共振弹性成像是肌肉成像领域公认的金标准，可探测组织中微小幅度的剪切波传播情况，反映肌肉紧张程度。有相关文献利用MRI对颈部肌肉硬度进行评估[32]，但与帕金森病肌强直或肌肉硬度评估相关文献较少。该方法受到干扰因素小，在肌肉组织穿透深度上限制小，而且分辨率高。但磁共振弹性成像成本高，价格相对昂贵，数据采集时间长（1～3 min左右），限制了其在测量高收缩水平下肌肉硬度中的应用，临床上应用并不广泛。

2.5 剪切波弹性成像 目前在肌肉疾病诊断中，剪切波弹性成像技术相对成熟，在各种肌肉占位、炎性及萎缩性疾病等都有较广的应用。有研究发现，通过剪切波弹性成像技术测量肌肉结构参数，可以评估脑梗死、脑瘫等患者的肌肉功能情况，反映肌肉损伤的量化信息[33]。其原理为基于换能器产生的聚焦超声脉冲对组织施加振动，在组织内产生垂直于声波的剪切波，可用于评估组织软硬度[34-35]。国内研究帕金森病患者四肢肌肉长轴的弹性值特征，探讨实时剪切波弹性成像评估帕金森病患者肌肉硬度状态及肌张力增加情况的应用价值，得出剪切波弹性成像可检测帕金森病患者较大骨骼肌弹性值的差异[36]。这为评估帕金森病患者肌肉状态提供了一种新的方法，基于此可以进一步探讨肌强直的程度。

剪切波弹性成像具有实时性，获得与软组织损伤和修复过程的生物力学定量信息，在弹性超声下可较精密显示肌肉细微结构，如韧带、肌腱、血管等。其优点在于实时、简便、无创、有效、经济、接受度高等。然而其局限性在于超声存在深度衰减，需要使用凝胶垫来弥补劣势，部位较深的组织容易产生较大误差。

3 小结

帕金森病诊治的标准化管理中运动症状评估和有效的治疗反馈非常关键，因此对于帕金森病的评估有着一定的要求。随着科学技术发展的日新月异，帕金森病症状评估方法也在逐渐完善和发展。目前帕金森病运动症状量化检测方法尚存在一系列待解决的难题。一般此类研究单纯对于震颤、肌强直、姿势步态异常、异动症的量化评估较少。目前，帕金森病肌强直症状的量化评估方法主要有上述几种，各有利弊，并仍在不断更新中。这些方法评估时未考虑患者的症状波动对测量结果的影响，结论的可靠性及方法的实用性也有待进一步探讨。目前尚未见将多个帕金森病患者的肌强直量化评估方法进行对比分析的报道，值得今后进一步研究。此外，除了运动症状外，帕金森病的其他非运动症状目前尚无很好的评估手段，需要改进评估方法的完整性。今后可以将临床试验与机器学习结合，并借助大数据分析或者人工智能，将帕金森病的运动症状及非运动症状的定量评估数字化、精准化、智能化，从而对患者的疾病诊断和治疗疗效评估提供帮助。