表面肌电在临床康复中的应用进展

胡凤丹，蔡华安，胡 德，符 鲲，黄 靓

（湖南师范大学第一附属医院康复三科，湖南 长沙 410000）

表面肌电图（Surface electromyographlc，sEMG）是从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。通过将表面电极放置在皮肤表面，经过电极引导、放大、显示、记录这些电信号，能一定程度上反映运动单位活动的同步化、肌纤维募集、肌肉疲劳程度、肌肉激活的顺序和激活时间等情况。目前表面肌电常用指标包括积分肌电值（Integrate electromyography，iEMG）、平均肌电值（Average electromyography，AEMG）、均方根值（Root means quare，RMS）、平均功率频率（Mean power frequency，MPF）和中位频率（Median frequency，MF）。其中AEMG与RMS主要反映肌肉活动时有多少运动单位被激活、参加活动的运动单位类型以及其同步化的程度。iEMG可一定程度上反映参加工作的运动单位的数量和放电大小。MPF和MF反映出肌电信号在频率上的变化，常用于评价肌肉活动时的疲劳程度，与肌肉组织中慢肌纤维的所占比例有关。sEMG作为一种安全、无创的神经肌肉功能评估工具，在康复治疗中应用广泛。

1 sEMG在运动医学中的应用

sEMG能预测肌纤维类型，评价肌肉激活时间、肌肉发力顺序、肌力等。sEMG通过MPF可预测Ⅰ型肌纤维和Ⅱ型肌纤维的类型及比例［1-2］。CONRAD MO等［3］通过阵列式表面肌电发现脑卒中偏瘫患者手指屈伸肌纤维传导速度变慢的一种可能是Ⅱ型转变成了Ⅰ型肌纤维，尤其是在外伸肌中，因此临床上治疗师可以据此研究结果制定针对伸肌中Ⅱ型纤维丢失的治疗性方案。谈艳等［4］发现大腿肌肉受伤的运动员在起跳落地时股四头肌内、外侧头及腓骨长肌激活较健康运动员较晚，而股直肌激活更早，进而得出损伤影响肌肉动员的次序。下肢肌肉发力顺序可视为运动员损伤评价的一个指标。在高密度表面肌电图中，用非负矩阵分解算法可优选出同肌肉发力最为相关的区域，能更好的对肌力进行估计，可进一步为卒中患者制定更为有效的康复方案，亦可用于肌肉疲劳探索、假肢控制等研发领域［5］。有学者将sEMG用于特定体育运动中肌肉贡献率及利用率的研究，从而更好地指导训练［6］。sEMG与电脑银屏相连接形成的视觉反馈，对运动员也能起到良好地指导作用。

2 sEMG在脑卒中临床康复中的应用

2.1 评价屈伸肌群的协调性sEMG因其能反映神经肌肉的功能状态，作为临床上肌肉功能评价的一项工具，能更加科学的指导脑卒中偏瘫患者的康复训练。许多研究者发现脑卒中偏瘫患者会出现患肢无力及肌电振幅下降的表现，即运动单位的募集量下降，放电减少。戴慧寒等［7］研究发现脑卒中偏瘫患者患侧主动肌AEMG振幅降低的原因主要是患者大脑运动控制中枢受损、外周肌肉Ⅱ型肌纤维萎缩等；小强度运动负荷时，患侧主动肌AEMG增强的原因可能与拮抗肌活动增强、交互抑制障碍及主动肌活动阻力增大等相关。提示我们在临床治疗上应减弱其拮抗肌活动、防止Ⅱ型肌纤维萎缩、促进大脑运动功能恢复等。脑卒中偏瘫患者患侧痉挛下肢伸肌群占主要作用［8］。有学者［9］发现偏瘫患者的双下肢肌肉收缩能力都有降低，提示在研究当中以健侧肢体作为患肢的对照组有待商榷。综上所述，在偏瘫患者康复训练中，应缓解伸肌痉挛，在屈膝时加强主动肌的收缩，同时注重健侧肢体的训练。

2.2 评价平衡功能已知脑卒中患者大脑功能受损后所致的肌力下降、肌张力改变、足下垂等均会影响患者的平衡功能。有研究者发现竖脊肌肌力不平衡是引起平衡功能障碍的一个原因［10］，提示我们应注重躯干肌的训练。W EN H等［11］通过sEMG发现脑卒中偏瘫患者患侧股直肌、股内侧肌及股二头肌和健侧股直肌肌张力的变化影响了患者的静态平衡，使患者站立不稳。提示我们在偏瘫康复过程中应注意肌张力的变化。有学者［12］证实了踝关节在肌肉活动中的重要性，踝关节训练可以帮助改善下肢肌肉的功能，从而提高平衡的能力。有学者［13］发现表面肌电生物反馈同本体感觉神经肌肉促进技术相结合，可以很好地改善足下垂，促进踝关节功能的恢复。

2.3 评估、治疗痉挛sEMG能定量地分析脑卒中患者痉挛程度，还能区分痉挛的肌肉，确定痉挛发生的步态周期的环节［14］，从而更好地帮助临床医生制定合适的康复方案。有学者［15］通过研究发现了一种新的识别痉挛的方法，为肌电信号分析的基础上识别痉挛患者开辟了新的途径。痉挛性偏瘫患者使用表面肌电生物反馈疗法进行放松性训练后，患者的运动功能得到明显改善［16］，提示我们表面肌电生物反馈疗法可用于治疗痉挛患者。

2.4 评价、治疗吞咽功能障碍有学者发现sEMG不仅可作为筛查和早期诊断吞咽障碍的一种工具，同时可以对吞咽障碍做出简单可靠的评定及鉴别病因［17］。在临床应用中，sEMG受多种因素的干扰，比如食物的性状、吞咽模式、系统因素、个体因素、食物的温度和口感等。吞咽同一性状的食团时，其sEMG的平均振幅和峰值与容积及黏稠度成正相关［18］，提示康复训练应从小剂量、低黏稠度开始，吞咽持续时间越长越有误吸风险。不同吞咽模式下，“干”吞咽组和“湿”吞咽组的持续时间无明显差别，但均较过量吞咽组低［19］，提示我们吞咽障碍患者避免过量吞咽。VINCENT GUPTA［20］发现在连续吞咽3次的情况下，干吞咽的持续时间明显较湿吞咽高；提示湿吞咽较干吞咽好，但研究认为造成此现象的原因可能与吞咽的次数相关。在颏下肌群和舌骨下肌群的记录到的肌电活动持续时间与年龄存在相关关系，超过70岁的受试者肌电活动持续时间存在明显延长，说明老年人脑卒中后存在吞咽障碍风险更高。健康儿童已存在单独吞咽和连续饮水时的相关肌肉sEMG活动时程和MA的标准数据［21］，可作为健康儿童的对照标准。吞咽障碍患者在做吞咽尝试时有更多肌肉参与，但却缺乏协调性和持久性［22］，所以对患者进行吞咽训练是非常有必要的。有学者发现吞咽障碍的康复治疗时间为2～12个月，说明吞咽训练时间不应过短。杨立等［23］发现表面肌电生物反馈联合吞咽训练能改善脑卒中患者的吞咽功能，在临床上可作为一种吞咽障碍的治疗方法。

3 表面肌电生物反馈在脑卒中的应用

肌电生物反馈是通过处理获得的肌电信息将其变为患者能够识别的信号反馈给患者，从而训练患者，使其根据信号能够有意识地控制自己的活动，达到治疗的目的。已知脑卒中后患者的肢体功能障碍严重影响患者的日常生活，表面肌电生物反馈能够调节肌肉的收缩和松弛，从而取得疗效。有学者发现对存在吞咽障碍、手功能障碍、关节外展功能障碍、痉挛、平衡功能障碍的脑卒中患者，肌电生物反馈可以改善其吞咽功能及肢体功能障碍，但肌电生物反馈改善吞咽功能、痉挛、平衡功能障碍的相关中枢机制尚未完全明确，需进一步探究［24-27］。何玲燕等发现在脑卒中后偏瘫患者中使用穴位肌电生物反馈疗法对改善踝关节主动活动度有益，能促进下肢功能恢复［28-29］。对卒中后中枢性面瘫患者，肌电生物反馈疗法有较好的治疗效果，帮助恢复面神经功能、面部肌肉功能［30］。也有学者将肌电生物反馈与针灸、康复训练、药物等联用，在改善脑卒中患者肢体方面取得较好的效果［31-33］。在将来可扩大其与其他康复疗法的联用，扩大应用领域。肌电生物反馈在改善盆底肌功能，缓解尿失禁、痉挛型脑性瘫痪患儿尖足、腰椎间盘突出症等其他方面亦有较好的疗效［34-36］。肌电生物反馈作为促进脑卒中患者康复的一种治疗方式，在临床上可广泛应用。但也有学者指出肌电生物反馈对患者肢体功能康复无明显益处［37］，考虑与样本量小、实验设计欠严谨及评价指标不同等因素相关。而目前尚缺乏肌电生物反馈对于卒中患者中枢调控相关影响的研究，此为肌电生物反馈疗效的基础研究，值得进一步探究。

4 sEMG在中医方面的应用

近年来，有学者将sEMG用来评价传统中医针灸、推拿治疗的疗效，研究表明针刺治疗不仅能减轻肢体痉挛，促进脑卒中患者下肢运动功能恢复［38］，也能用于减少和治疗中风引起的吞咽障碍，治疗面瘫等。sEMG已证实单独针灸治疗、口服中药联合针灸治疗、锻炼太极拳均能促进脑卒中偏瘫患者下肢运动功能恢复。于爽等［39］通过SEMG发现多针浅刺法对面瘫治疗有显著疗效，并且与静止期针刺治疗相比，超早期介入针刺治疗的疗效更显著。因此临床上面瘫患者越早进行针灸治疗疗效越好。有学者发现表面肌电检测取穴治疗吞咽障碍及周围性面瘫优于常规取穴，此种取穴方法不仅客观，还能提高疗效，对其他肌肉取穴也适用［40-41］。推拿手法可以很好地刺激经络穴位，从而抑制降低拮抗肌群肌张力，帮助改善关节功能，促进韧带弹性恢复。廖若夷等［42］用滚、拍、揉、搓、抖、按等6种推拿手法作用于脑卒中患者双侧股直肌，发现脑卒中双侧所受到的刺激作用因推拿手法的不同而不同，其中拍法刺激神经肌肉及募集运动单位的效果更佳。但未给出拍法的最佳持续时间、间隔时间及频率。葛瑞东等［43］发现指压足临泣穴诱发偏瘫侧胫骨前肌、腓骨长短肌收缩即刻效应，其最大化时间间隔可能是3 s。此法能够提高肌肉的兴奋性，改善踝关节功能，但其具体疗效、机制有待进一步研究。综上，sEMG不仅可以评价针灸、推拿的疗效，还可用于取穴，帮助筛选出有效的推拿治疗手法。

5 sEMG在其他领域的应用

有学者［44］发现盆底表面肌电用于盆底康复能够改善产妇的肌纤维能力和肌肉压力功能，还能降低膀胱颈的角度或旋转角度，减少盆底功能障碍性疾病的发生。有研究［45］发现通过sEMG发现腰椎侧凸患者的非特异性腰痛特征与非脊柱侧弯的非特异性腰痛患者不同，治疗方式也不一样。PEETERS LHC等［46］发现杜氏肌营养不良患者通过增加躯干的运动补偿减少的手臂功能，因此在评估功能和干预发展时应考虑躯干。除了在盆底康复、腰痛中地应用，sEMG在风湿性膝关节置换术后、周围神经修复、脑瘫等其他疾患中亦有应用。

6 小 结

综上所述，sEMG作为一种客观、可靠的评估方法，能很好地反映出肌肉的活动状态，具有评价、诊断、治疗等作用。而近年来出现的阵列式表面肌电能避免电极数目、电极位置、电极排列方向等对获取表面肌电信号的影响，很大程度地提高了表面肌电的准确率，今后能更好地在临床上发挥作用。