VE-PC MRI技术在评估脑卒中患者小腿肌肉功能中的应用研究

摘要

背景: 脑卒中是中老年常见病、多发病，中国是脑卒中高发国家。偏瘫是脑卒中患者常见的功能障碍，偏瘫步态是患者行走时的典型异常表现。对小腿前后肌群运动模式的研究有助于下肢功能评价和指导康复治疗。 康复评估是康复医学的重要内容。常用的偏瘫肢体功能评估方法有半定量评估方法和定量评估方法。徒手肌力评定(manual muscle test，MMT)及Brunnstrom法属半定量方法，此类评定方法受主观因素影响较多，不能反映出患者功能恢复的真实变化；表面肌电图(surface electromyography，sEMG)是目前使用较多的定量评定方法，但也只能提供表浅肌肉的电生理活动信息。普通磁共振虽然可以提供准确的肌肉解剖影像，但不能反映肌肉结构及相应功能之间的关系。 速度编码相位对比MRI(velocity encoded cine phase contrast MRI，VE—PC MRI)又称相位对比电影MRI(cine PC MRI)，是电影MRI与相位对比MRI技术的结合，最早用来进行心脏搏动的影像学研究，后来被加以改进并应用于运动时骨骼肌组织的图像研究中。VE—PC MRI技术可以获得骨骼肌在整个运动周期中的解剖图像、运动速度及方向等数据，通过相应的软件加以定量分析，阐述不同状态下骨骼肌的动力学特征。 本课题组前期对小腿前后肌群的sEMG特征进行了初步研究，结果表明在周期性踝关节屈伸运动时，患侧小腿胫骨前肌(tibialis anterior muscle，TA)及腓肠肌内侧头(medial head of gastrocnemius muscle，MG)收缩功能均明显下降，而比目鱼肌(soleus muscle，SOL)收缩明显增强，成为跖屈主要肌。在此基础上，我们拟采用VE—PC MRI影像学技术，在踝关节无负荷自主屈伸运动中，研究正常对照及脑卒中患者小腿前后肌群的动力学特点。并进行康复训练，了解小腿前后肌群的最大收缩速度、协调性、踝关节屈伸最大等长收缩(maximal isometric voluntary contraction，MIVC)力矩及平衡功能改善情况。 目的: 1.明确脑卒中患者与正常对照(年龄、性别相匹配)小腿肌群动力学特征的差异； 2.阐明康复训练是否改善患者小腿前后肌群的最大收缩速度、协调性及患者平衡功能； 3.脑卒中患者患侧小腿前后肌肉收缩速度与患者平衡功能是否有相关性； 4.进一步验证VE—PC MRI技术对脑卒中患者小腿肌肉功能在体评估的有效性。 方法: 1.研究对象 2008年7月至2009年1月，在中山三院、陆军总院、广医二院康复科及神经内科就诊的脑卒中患者中选取符合入选标准的患者11例(8男3女)为病例组，平均病程3.95±3.65月，平均年龄56.09±12.16岁，左侧偏瘫5例，右侧偏瘫6例；另在我院选取年龄、性别相匹配的健康自愿者11例(8男3女)作为正常对照组。 2.实验设备 2.1 GE1.5T超导型全身磁共振扫描仪； 2.2 Goodstrenth测力系统。 3.评价方法 3.1康复治疗前后患者平躺在磁共振仓内进行踝关节主动屈伸运动，运用GE1.5T超导型全身磁共振扫描仪进行图像采集，共采集到小腿肌肉运动时解剖图和相位图像各一套。每套图像均包含踝关节一个屈伸运动周期的20个时相。病例组双侧小腿均进行检查，对照组仅检查左侧小腿。 3.2康复治疗前后测量踝关节背伸及跖屈最大等长收缩(maximal isometric voluntary contraction，MIVC)肌力；嘱患者用最大力背伸或跖屈踝关节3秒，记录最大力，共测3次，取其中最大值。中间休息30秒。病例组双侧小腿均进行测量，对照组仅检查左侧小腿。 3.3康复治疗前后，由同一治疗师对脑卒中患者进行Berg平衡量表(Berg balance scale，BBS)评分。 4.康复治疗方法 4.1抗阻训练； 4.2耐力训练； 4.3小腿后群肌牵伸训练。 5.分析指标 5.1小腿前后肌群最大向心收缩速度； 5.2小腿前后肌群共同收缩； 5.3踝关节屈伸MIVC力矩； 5.4 BBS评分。 6.数据处理 6.1 VE—PC MRI图像分析：手工描画解剖图像中相关肌肉感兴趣区，并将感兴趣区边界投射至相位图中相应区域，通过Xcode图像分析软件分析计算该区域内的肌肉速度的最小值(代表向近端的最大运动速度)。20张图像按采集时间前后排序，对应于不同序列点。1-10代表背伸运动，11-20代表跖屈运动。 6.2踝关节屈伸MIVC力矩(Nm)：踝关节MIVC肌力×力臂 7.统计方法 应用统计软件SPSS16.0对数据资料进行统计。患者患侧与健侧、患侧基线期与随访期进行对比，通过方差齐性检验后，采用配对t检验；患者健侧与患侧分别与正常对照左侧肢体进行对比，利用两独立样本t检验；各肌肉收缩速度值与BBS评分相关采用Spearman相关分析；P<0.05为差异有统计学意义。 结果: 1.病例组与对照组一般资料对比，经分析无统计学差异(P>0.05)。 2.基线期踝关节背伸时，脑卒中患者患侧TA作为主动肌收缩速度下降，与正常对照及患者健侧小腿对比，差异有统计学意义(P<0.05)；同作为背伸拮抗肌，MG及SOL表现不同，SOL速度有增加的趋势，而MG速度呈减弱趋势，与正常对照及健侧对比，部分时相差异有统计学意义(P<0.05)；患者健侧TA速度有下降，但与正常对照相比差异无统计学意义(P>0.05)。患者患侧踝关节跖屈时，MG收缩速度明显下降，与正常对照左侧和患者健侧对比，差异有统计学意义(P<0.05)；SOL活动相反，其收缩速度明显增强，与正常对照左侧和患者健肢对比，差异有统计学意义(P<0.05)，患侧TA作为拮抗肌，其收缩速度下降，差异有统计学意义(P<0.05)。患者健侧MG收缩速度下降，SOL收缩速度有所提高，但与正常对照相比，差异无统计学意义(P>0.05)。 3.基线期，患者患侧踝屈伸MIVC力矩下降，与正常对照及患者健侧踝屈伸MIVC力矩对比，差异有统计学意义(P<0.05)；患者健侧踝屈伸MIVC力矩下降，与正常对照踝屈伸MIVC力矩对比，差异无统计学意义(P>0.05)。患者患侧踝关节背伸阶段小腿前后肌群相共同收缩增强，与正常对照相比，差异有统计学意义(P<0.05)。 4.基线期及随访期，BBS评分与TA及GM作为主动肌收缩速度值正相关，与SOL速度值无相关。 5.康复训练后，患侧TA、MG作为主动肌收缩速度提高，SOL作为跖屈主动肌收缩速度下降，与治疗前对比，差异均有统计学意义(P<0.05)；患侧踝关节屈伸MIVC力矩提高，与其治疗前相比，差异有统计学意义(P<0.05)；患者患侧踝关节背伸时小腿前后肌群发生异常共同收缩的时相减少；患者BBS评分改善，与其治疗前BBS评分相比，差异均有统计学意义(P<0.05)。 结论: 1.基线期，脑卒中患者踝关节自主周期性屈伸运动时，患侧TA及MG作为主动肌收缩功能下降，SOL作为主动肌收缩功能明显增强；基线期，患侧踝关节背伸共同收缩水平增高；患侧踝关节屈伸MIVC力矩均明显下降； 2.脑卒中患者患侧TA及MG作为主动肌收缩速度值与BBS评分正相关； 3.针对性力量训练可以提高患侧TA及MG作为主动肌收缩速度，改善踝关节MIVC屈伸力矩、共同收缩水平及平衡功能； 4.VE—PC MRI技术可以反映卒中后小腿肌群的功能变化，为针对性的康复治疗提供评估依据。

目录

文摘

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研究设计

研究方法

结果

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结论

参考文献

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附图

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