[研究背景]
痉挛是一种由牵张反射高兴奋性所致的、速度依赖的紧张性牵张反射增强伴腱反射异常为特征的运动障碍,是上运动神经元损伤性疾病的一个常见临床症状。由于上、下行传导通路损伤和节端的抑制减少使肌肉对牵张反射的活化增高,肌张力增强,腱反射活跃,阵挛等。许多疾病如脑血管病、脊髓损伤、脑性瘫痪、多发性硬化等都可以引起痉挛。痉挛往往造成患者运动障碍、日常生活活动困难和护理困难等一系列问题。痉挛的评估不仅可以了解痉挛的有无及其程度,还可以对痉挛治疗的效果比较,为确定治疗目标、制定治疗计划提供依据,同时可用于评价痉挛干预手段的疗效,指导治疗计划的修改与完善。痉挛评定的内容包括痉挛的严重程度、痉挛的分布(受累的肌肉、肌群或肢体部位)及痉挛所致的功能性不良后果。痉挛是一种动态性现象,受试者的测试环境、测试时间、测试前活动、情绪状态、一些疾病如尿路感染、便秘、疼痛、疲劳,用药情况、穿衣,尤其是测试体位等不能控制的因素,都影响痉挛的测试结果。由于痉挛生理病理机制的复杂,又受多种因素的影响,所以痉挛评定,尤其是量化评定一直是康复医学中的一个难题。目前对痉挛评定主要是临床量表、生物力学和神经生理学方面对被动活动中肢体产生的阻力和自主收缩的评定。
Ashworth量表法(Ashworth scale for spasticity,ASS),是1964年Ashworth提出的,使其评定由定性转为定量。Ashwoth量表评估是检查者徒手牵拉痉挛肌进行全关节活动范围内的被动运动,通过感觉到的阻力及其变化情况,把痉挛分为0-4级,共5个级别。1987年,Bohannon和Smith,总结了他们使用ASS的经验,发现被评定为Ashworth“1”级的人数太多,所以他们将“1”级进一步区分,在原量表的基础上增加了“1+”级,并对这6个级别重新描述,从而形成了改良的Ashworth量表法(modified Ashworth scale, MAS)。MAS评估法是评估者在受试者完全放松的情况下徒手活动其肢体,在这个过程当中,评估者根据所感受到的阻力和阻力出现的关节活动范围对肌张力增高进行分级,因此,ASS和MAS的分级标准大多要依靠评估者的经验和主观判断。因为两者都是徒手痉挛检查法,可用于评定四肢各肌群,操作简便,所以已经成为目前临床最常用的痉挛评定方法。但两者以关节被动运动中对阻力的主观感觉作为评定基础,其量化欠准确,并且其评定时忽略了与痉挛关系密切的腱反射和阵挛,因此,根据文献报道,这两种量表评定上肢痉挛的信度优于下肢。
表面肌电图(surface electromyography, sEMG),又称动态肌电图(dynamic electromyography,DEMG)它是将神经肌肉系统活动时的生物电变化,在皮肤表面加以引导、放大、显示和记录所获得的一维时间序列信号,信号的振幅、频率等特征性变化取决于肌肉功能状态、肌肉活动水平和肌纤维募集等生理性因素,以及电极的放置位置、皮下脂肪厚度等因素的共同作用。表面肌电信号检测具有非损伤性、实时性、多靶点测量等优点,可用于客观评价特定肌肉在各种运动状态(包括静态、动态和功能活动状态)下的神经肌肉活动情况。已在康复医学领域广泛应用。
表面肌电信号分析主要集中在时域分析和频域分析两个方面。在时域分析方面,主要包括积分肌电和均方根值(root mean square, RMS),两者均可在时间维度上反映sEMG信号振幅的变化特征,而后者反映一段时间内瞬间肌电图振幅平方平均的平方根,是放电有效值,取决于肌肉负荷性因素和肌肉本身的生理、生化过程之间的内在联系,直接与EMG信号的电功率相关,具有更加直接的物理意义,用于评价肌肉在单位时间内的收缩特性。频域分析是对sEMG信号进行快速傅立叶转换,获得sEMG信号的频谱或功率谱。频域指标可反映sEMG信号在不同频率分量的变化,故能较好地在频率维度上反映sEMG的变化,是肌肉疲劳分析的重要指标。
MAS评估主要根据检查者的经验和主观感受,缺乏客观性,sEMG可以用于检测肌肉的功能状态,将两者结合评估痉挛,可以增加MAS评估的客观性,目前国内外对表面肌电在评定痉挛方面的研究已经很多,但是将sEMG与徒手MAS评估同步进行来探讨两者相关性的报道较少,所以本研究将采用sEMG同步临床上最常用的MAS评估来对偏瘫患者肘关节的痉挛进行评定,对痉挛的量化评估进一步探索。
[目的]
对偏瘫患者的肘关节肌张力进行改良的Ashworth评估的同时,用sEMG记录肱二头肌、肱三头肌的表面肌电信号,探索两者在被动屈伸过程中表面肌电的特征及与改良的Ashworth的相关性。
[资料与方法]
1、研究对象：37例脑外伤和脑血管病后偏瘫的患者,均来自于自2011年2月至2011年10月在广州南方医科大学南方医院康复科住院的病人。
入选标准：1)经头颅CT、MRI提示有一侧脑组织损伤者,表现为单侧肢体瘫痪；2)患侧肘关节可被动全关节范围活动120°；3)可独立保持坐位者(坐位平衡Ⅱ-Ⅲ级),病情稳定；4)认知功能检查：MMSE测试评分在20分以上,可配合完成实验；5)愿意参与实验。
排除标准：1)意识不清、认知功能严重障碍；2)上肢体存在周围神经损伤；3)因外伤、骨折、组织损伤、挛缩等导致患侧肩关节、肘关节活动受限；4)不能独立保持坐立；5)完全性和感觉性失语。
2、实验方法：
2.1环境：所有受试者的测试均在测评室内由同一有经验的治疗师完成,室温22-26℃。患者采取坐位,患肢肩关节前屈60°置于作业治疗桌上,肘关节被动伸直,完全放松。
2.2实验设备：肌电记录采用芬兰Mega公司的ME6000-T8型表面肌电仪电极采用一次性银／氯化银心电监护电极惠普笔记本电脑显示收集到的图像
2.3记录方法：
皮肤准备：放置电极处皮肤经刮毛、砂纸打磨、酒精擦拭等处理；电极放置：表面电极所贴位置为所测肌肉(肱二头肌、肱三头肌)的肌腹部分最隆起处。参考电极贴于两测试电极的桡侧。
记录前准备：为防止受试者过于紧张,缓慢被动活动受试侧的肢体；
肌张力评定及表面肌电图记录：治疗师徒手进行改良Ashworth评定的同时采用sEMG记录肱二头肌、肱三头肌的肌电信号。
2.4记录指标及数据处理：
记录肱二头肌、肱三头肌表面肌电的原始信号,用Megawin2.4软件分析,取3次完整的原始信号,以0.1s为周期进行均方根值RMS转换,取3次的平均值。在被动伸、屈肘中,分别以4种形式来分析肱二头肌和肱三头肌收缩的肌电RMS值与MAS的相关性,即：拮抗肌、主动肌、主动肌+拮抗肌、拮抗肌一主动肌。
[统计学方法]
采用SPSS13.0统计分析软件,对MAS各分级的主动肌、拮抗肌、主动肌+拮抗肌、拮抗肌一主动肌的RMS值以χ-±s的形式表示,将所获得的这4种形式的表面肌电RMS值分别与MAS作Spearman相关分析,显著水平定为P<0.05。
[结果]
(1)在被动屈肘和伸肘中,肱二头肌、肱三头肌的肌电信号都随改良Ashworth分级的增高而增加；
(2)经Spearman相关分析,被动屈肘时：肱二头肌、肱三头肌、肱三头肌+肱二头肌、肱三头肌-肱二头肌的均方根值RMS与MAS的rho分别是0.651、0.912、0.905、0.903(P=0.000,P<0.001)。
(3)被动伸肘时：肱二头肌、肱三头肌、肱三头肌+肱二头肌、肱二头肌一肱三头肌的RMS与MAS的rho分别是：0.848、0.518、0.850、0.711(P=0.000,P<0.001)。
[结论]
1、在偏瘫病人的MAS评估过程中,被动伸肘和被动屈肘时,主动肌和拮抗肌的RMS值随MAS分级的增高而增加；
2、通过sEMG评估肌张力,提示在被动运动中,拮抗肌和主动肌的协同收缩影响痉挛的评估；
3、sEMG可以用来分析偏瘫侧肘关节被动屈伸活动时主动肌和拮抗肌的肌电活动,为MAS评估痉挛提供量化的参考。
