表面肌電在評估偏癱患者肘關節肌張力中的應用①

郭明遠，張建宏，王惠娟，范建中

表面肌電在評估偏癱患者肘關節肌張力中的應用①

郭明遠，張建宏，王惠娟，范建中

目的探索肱二頭肌、肱三頭肌表面肌電(sEMG)特征與偏癱患者肘關節肌張力的關系。方法同一治療師對37例腦損傷后偏癱患者的患側肘關節進行改良Ashworth量表(MAS)評估，同時用sEMG記錄被動活動時肱二頭肌和肱三頭肌的表面肌電信號。結果經Spearman相關分析，被動屈肘時，肱二頭肌(r=0.651)、肱三頭肌(r=0.912)、肱三頭肌+肱二頭肌(r=0.905)、肱三頭肌-肱二頭肌(r=0.903)的均方根值(RMS)與MAS相關(P＜0.001)；被動伸肘時，肱二頭肌(r=0.848)、肱三頭肌(r=0.518)、肱三頭肌+肱二頭肌(r=0.850)、肱二頭肌-肱三頭肌(r=0.711)的RMS與MAS相關(P＜0.001)。結論sEMG能檢測主動肌和拮抗肌的肌電活動，對臨床肌張力評估和痙攣的治療提供量化的參考。

表面肌電；肌張力；肘關節；改良Ashworth量表；被動運動

[本文著錄格式]郭明遠，張建宏，王惠娟，等.表面肌電在評估偏癱患者肘關節肌張力中的應用[J].中國康復理論與實踐, 2012,18(5):448-450.

痙攣性肌張力增高通常被認為是一種由牽張反射高興奮性所致的、速度依賴的緊張性牽張反射增強伴腱反射異常為特征的運動障礙[1]。肌張力的評估方法很多，如擺動試驗、臨床痙攣指數、Oswestry、改良Tardieu量表、改良Ashworth量表(M odified Ashworth Scale,MAS)等，但這些均不能客觀量化評估肌張力。本研究探討通過觀察被動運動中主動肌、拮抗肌表面肌電(surface electromyography,sEMG)的變化，為臨床評估肌張力提供量化指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2011年2～10月在廣州南方醫科大學南方醫院康復科住院的腦外傷和腦卒中后偏癱患者37例，其中男性25例，女性12例；年齡30～74歲，平均(50.54±13.351)歲；腦出血16例，腦梗死12例，腦外傷3例，腦血管畸形6例；簡易精神狀態測量(MMSE)評分22～28分，平均(25.38+2.681)分；病程25～365 d；右側偏癱19例，左側偏癱18例。

入選標準：①頭顱CT、MRI提示一側腦組織損傷，臨床表現為單側肢體癱瘓；②患側肘關節可被動全關節范圍活動(120°)；③可獨立保持坐位(坐位平衡Ⅱ～Ⅲ級)，病情穩定；④MMSE測試評分20分以上，可配合完成試驗；⑤愿意參與試驗。排除標準：①意識不清、認知功能嚴重障礙；②上肢體存在周圍神經損傷；③因外傷、骨折、組織損傷、攣縮等導致患側肩關節、肘關節活動受限；④完全性和感覺性失語。

1.2 sEMG描記 芬蘭ME-6000-T8表面肌電測試儀，分析軟件Megaw in 2.4，表面電極片(Ag/AgCl)。測試參數：共模抑制比110 dB，最大漂移噪聲絕對值1.6μV，采樣頻率1000 Hz，有效測量范圍±8000μV，模擬/數字轉換14位，濾波器范圍8～500 Hz，輸入阻抗20GΩ，噪聲＜1μV，增益305，可用通道數8。

所有受試者均在測評室內由同一有經驗的治療師完成，室溫22℃～26℃。治療師向受試者說明試驗的目的、方法，告知測試過程不會對其產生任何不利，囑其試驗過程放松，患側肢體勿主動用力；受試者理解并能配合。

患者取坐位，患肢肩關節前屈60°置于作業治療桌上，肘關節被動伸直，完全放松。剃去肱二頭肌和肱三頭肌皮膚表面體毛，專用砂片打磨皮膚表面，酒精除去皮脂、角質層；在肱二頭肌、肱三頭肌縱軸中點上下各1 cm肌腹處各粘貼一個測試電極，參考電極貼于測試電極橈側，與測試電極中心間的距離20 mm，電極之間的距離固定不變。

治療師徒手進行MAS評定：一手固定肘關節，一手握其腕關節，先做3次被動屈肘，再做3次被動伸肘。每次被動活動盡快完成，最多不超過2 s，兩次間隔至少10 s。同時記錄肱二頭肌、肱三頭肌肌電信號，用M egaW in 2.4軟件分析，取3次完整的原始信號，以0.1 s為周期進行均方根值(RMS)轉換，取3次的平均值。

以4項指標進行分析[2]：①拮抗?。罕粍由熘鈺r的肱二頭肌、被動屈肘時的肱三頭肌RMS；②主動?。罕粍由熘鈺r的肱三頭肌、被動屈肘時的肱二頭肌RMS；③主動肌與拮抗肌RMS之和：相當于被動運動過程中主動肌和拮抗肌出現協同收縮；④凈拮抗力：用肱三頭肌-肱二頭肌的絕對值表示。

2 結果

不同MAS分級下各肌肉RMS見表1。Spearman相關分析顯示，4項RMS指標均與MAS分級相關(P＜0.001)。見表2。

3 討論

當上運動神經元損傷后，上肢抗重力肌在緩慢而持續的重力牽拉作用下產生緊張性牽張反射，表現為屈肌共同運動模式“挎籃狀”[3]。但MAS顯示伸肌張力偏高，而屈肌張力正常，這可能與病程長短、姿勢擺放、康復訓練有關。

表1 不同MAS分級下各項指標RMS測量值(μV)

表2 4種形式的RMS與MAS相關性分析

痙攣具有速度依賴性。Biering-S?rensen等總結多數文獻在采用MAS評定時用“1 s”的時間活動肢體，而有的文獻用“較快的速度”，測量時的速度不明確[4]，本研究根據Biering-S?rensen等的研究采用2 s內盡快完成肘關節的全關節范圍被動活動。肌張力較低時，可在1 s內完成；肌張力3級或以上時，可能需要1～2 s。Gorassini等的研究表明，肌電信號募集的閾值為6 s[5]，所以本研究設定兩次被動活動之間間隔10 s，使肌纖維得到充分的休息，肌纖維的興奮不受前一次的影響。

對于正常人，協同收縮是一種生理現象[6]。但痙攣性偏癱患者出現的過度協同收縮源于皮質脊髓束下行抑制作用減弱，外周反射興奮性增強，尤其在過度活躍的肌肉，牽張反射更明顯[7]。過度協同收縮不僅在主動運動中存在[8]，在被動運動中也存在，而且影響肌張力的評估[9-10]。對腦癱兒童膝關節痙攣的研究發現，不管被動運動的方向、速度如何，股外側肌和腘繩肌內側協同收縮的現象在膝關節被動活動中普遍存在，這可能會使以被動活動中的阻力來分級的痙攣評估受到影響。進一步研究顯示，協同收縮顯著頻繁的出現和腘繩肌內側肌電活動增強一致，他們認為協同收縮與痙攣相關。

本研究顯示，隨著肌張力增高，拮抗肌、主動肌的肌電值逐漸增高；4項肌電RMS評定指標均與MAS顯著相關。

表面肌電信號在一定程度上反映運動單位募集和同步化等中樞控制因素，以及肌肉興奮傳導速度等外周因素的共同作用，可以用來評價上運動神經元損傷患者神經肌肉系統功能狀態[11]。RMS是一段時間內瞬間肌電圖振幅平方平均的平方根，是放電有效值，取決于肌肉負荷性因素和肌肉本身的生理生化過程之間的內在聯系，主要反映肌肉活動時運動單位激活的數量、參與活動的運動單位的類型以及同步化程度，與中樞控制功能有關[12-13]。Kim等的研究表明，RMS可以作為評估肌張力的指標[14]。

電極片會受其他肌肉串擾影響，因此檢測電極應置于肌腹中間，離其他肌肉足夠遠，電極片的貼放順序應與肌梭方向平行[15]。并在貼放電極前，對皮膚表面進行剃毛、打磨、祛脂處理，以減小電極與皮膚之間的電阻。

sEMG可以區分出痙攣和攣縮，從而指導痙攣評估和治療。當關節被動活動阻力增大，但拮抗肌sEMG信號靜息，則可認為是攣縮；如果sEMG信號活躍，則為痙攣的表現[16]。

本研究收集的MAS 3級以上的病例較少，多數為0～2級，且未收集到2級以及以上屈肌痙攣程度較高的病例，這可能因為受試者接收康復訓練時間較早，導致屈肌痙攣程度低。

sEMG能檢測偏癱側肘關節被動屈伸活動時肌電變化，用于分析主動肌和拮抗肌的肌電活動，對臨床肌張力評估和痙攣的治療提供量化的參考。

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App lication of Surface Electrom yography in Elbow Spasticity Assessem ent for Hem ip legics

GUO M ing-yuan,ZHANG Jian-hong, WANG Hui-juan,et al.Rehabilitation Department of Nanfang Hospital Affiliated to Southern Medcal University,Guangzhou 510515, Guangdong,China

Ob jectiveTo explore the correlation between characteristics of surface electromyography(sEMG)from biceps brachii(BB) and triceps brachii(TB)and the M odified Ashworth Scale(MAS)during a passivemovementof the spastic elbow in patientswith hem iplegia after brain lesion.M ethods37 hem iplegicswere assessed the elbow spasticity with MAS by a same therapist.Their sEMG of BB and TB were recorded synchronously.Resu ltsThe Spearman analysis showed that the rootmean square(RMS)of sEMG from BB(r=0.651), TB(r=0.912),TB+BB(r=0.905),TB-BB(r=0.903)correlated with MAS(P＜0.001)when elbow swere flexed,asw ell as elbow swere extended(r=0.848,r=0.518,r=0.850,r=0.711,P＜0.001).ConclusionsEMG can present the electrical activities of agonistand antagonist during passivemovementsof both elbow flexion and extension,whichmay help for the spasticity assessment.

surface electromyography;spasticity;elbow;M odified Ashworth Scale;passivemovement

R743.3

A

1006-9771(2012)05-0448-03

2011-11-17

2012-03-01)

南方醫科大學南方醫院康復醫學科，廣東廣州市510515。作者簡介：郭明遠(1984-)，女，河南許昌市人，碩士研究生，主要研究方向：神經系統康復，表面肌電在康復醫學領域的應用。通訊作者：范建中。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.015