脑卒中患者小腿肌肉运动协调性的表面肌电特征研究

摘要

背景： 脑卒中是中老年人的常见病、多发病，流行病学调查结果表明，目前在我国脑卒中不仅发病率高，同时也有较高的致残率和死亡率。偏瘫是脑卒中患者的常见的后遗症，患者因脑的中枢性病变造成患侧下肢伸肌痉挛，从而导致形成典型的“划圈”步态。因小腿前后肌群对步行中踝关节的控制作用极为重要，所以步行中小腿前后肌群研究历来是这一领域的热点之一。 评价肌肉的功能运动状况是康复医学的重要课题，目前对肢体运动功能评定主要用肢体功能评价法、徒手肌力评价法等定性方法及等张肌力、等速肌力测定等半定量方法，这些方法存在不够客观及难以精确定量的局限。针式肌电图(needle electromyography，NEMG)作为定量检测肌肉活动的重要手段，由于它是一种有创的检测方法，应用受到限制。安全、简单、无创的表面肌电图(surface electromyography，sEMG)为脑卒中患者的运动功能评定提供了更新的客观指标。 表面肌电图是从皮肤表面通过电极加以引导、显示和记录下来的生物电信号，反映众多外周肌肉运动单位电位的总和，与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性，能够定量反映肌力水平、肌肉活动局部疲劳程度、多肌群协调性、肌肉激活模式等肌肉活动和中枢控制特征的变化规律，因而能在一定的程度上反映神经肌肉的活动，在康复医学领域的肌肉功能评价方面有重要实用价值。目前国内外大量文献报道显示脑卒中急性期患者小腿最大等长收缩、恢复期患者最大自主收缩及后遗症期患者自由步行时，胫骨前肌和腓肠肌之间运动模式发生改变，异常的协同收缩明显增加，运动协调性下降；针对大腿及上肢研究也得出了相似的结论。但在动力性工作状态下脑卒中恢复期患者小腿前后肌群以及小腿后部协同肌(腓肠肌、比目鱼肌)之间的运动协调性有何变化，正常情况下分别与行走及站立密切相关的小腿后部协同肌—腓肠肌、比目鱼肌在脑卒中恢复期各自功能有无改变，值得深入研究。 目的： 探讨卒中后小腿前后肌群在踝周期性运动时的协调性变化。 方法： 1.临床资料 自2007年6月—2008年4月在中山大学附属第三医院、广州军区总医院、广东省中医院三家3级甲等医院康复科、神经科选取符合入组条件的10例患者，男9例，女1例，年龄32-68岁，平均52.2岁，均为脑梗死患者，左侧偏瘫4例，右侧偏瘫6例。另在中山大学附属第三医院选取符合入组条件10例年龄、性别与病例组患者相匹配的正常人健康志愿者参加了本研究，其中男9例，女1例，年龄32-68岁，平均52.3岁。 2.试验设备 2.1.肌电记录采用芬兰Mega公司的ME6000型sEMG仪。 2.2.图像采集系统为Sony DCR-HC15数码摄像机。 2.3.电极采用一次性银／氯化银心电监护电极。 3.记录方法 3.1.记录前准备 3.1.1.皮肤准备：放置电极处皮肤须经砂纸打磨、酒精擦拭等处理。 3.1.2.电极放置：表面电极所贴位置为所测肌肉(胫骨前肌、腓肠外肌、腓肠内肌、比目鱼肌)的肌腹部分最隆起处。参考电极贴于胫骨前肌两测量电极连线中点稍外方。 3.1.3.准备活动：在实验前进行5分钟的准备活动，使被测者熟悉测试要求的动作要领并能按节拍器的节律进行踝关节屈伸运动。 3.2.表面肌电图记录：被测者仰卧于测试床上进行约两分钟与节拍器同步的踝关节屈伸运动；触发信号、肌电图及视频信号同步记录并显示于计算机上。病例组患侧、健侧小腿均记录，对照组仅记录一侧小腿。 4.分析指标：积分肌电信号；收缩率、协同收缩率。 5.数据处理 5.1.使用FCODAS软件对采集的的肌电信号进行分析。选取周期运动中积分肌电信号(IEMG)间隔时间较稳定的一段约20个运动周期进行分析。 5.2.在20个周期运动中选取周期时间相差较小的10个周期数据，将10个周期数据进行平均，得到一个代表性的运动周期数据，再将该数据10等分，分为10个时段，1-5时段对应踝背伸运动，6-10时段对应踝跖屈运动。 5.3.由周期中胫骨前肌、腓肠外肌、腓肠内肌、比目鱼肌的积分肌电数值计算小腿后肌群肌肉收缩率。 6.统计方法 应用SPSS16.0统计软件对资料进行统计分析。病例组与对照组间、病例组内患侧与健侧的肌电数据比较采用独立样本t检验，差异有统计学意义为P<0.05。 结果： 1.病例组、对照组试验对象一般资料，经分析差异无统计学意义(P>0.05)。 2.周期性踝屈伸运动状态下，踝背伸时健侧胫骨前肌、腓肠外肌、腓肠内肌、比目鱼肌的IEMG均明显大于患侧(P<0.05或P<0.01)，对照组腓肠外肌、腓肠内肌、比目鱼肌的IEMG也明显大于患侧(P<0.05或P<0.01)，而患侧与对照组胫骨前肌的IEMG之间差异无显著性(P>0.05)；踝跖屈时对照组胫骨前肌、腓肠外肌、腓肠内肌的IEMG明显大于患侧(P<0.05或P<0.01)，健侧腓肠内肌的IEMG明显大于患侧(P<0.05)；而患侧与健侧胫骨前肌、腓肠外肌、比目鱼肌积分肌电、患侧与对照组比目鱼肌积分肌电之间差异均无显著性(P>0.05)。 3.周期性踝屈伸运动状态下，踝跖屈时患侧腓肠外肌、腓肠内肌的收缩率与健侧、对照组之间差别无统计学意义；比目鱼肌收缩率明显大于健侧、对照组(P<0.05或P<0.01)。 结论： 1.脑卒中恢复期患者在周期性踝屈伸运动时患侧小腿前后肌群除比目鱼肌外，肌肉收缩功能均较健侧、对照组存在明显下降，但各肌群仍表现出与运动相一致的收缩—放松模式，未出现模式逆转及非同步收缩。 2.脑卒中恢复期患者踝跖屈时比目鱼肌作用明显增强，取代正常跖屈时的腓肠外肌或腓肠内肌成为最主要的跖屈主动肌。

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