牙尖交错位最大紧咬时胸锁乳突肌与咬肌肌电研究*

第四军医大学口腔医院口腔解剖生理学教研室军事口腔医学国家重点实验室(西安710032)

郭少雄 李宝勇 张 渊 刘 璐 邓 琪 王美青▲

牙尖交错位最大紧咬时胸锁乳突肌与咬肌肌电研究*

第四军医大学口腔医院口腔解剖生理学教研室军事口腔医学国家重点实验室(西安710032)

郭少雄 李宝勇 张 渊 刘 璐 邓 琪 王美青▲

目的：以咬肌(Masseter muscle，MM)为对照，研究牙尖交错位最大紧咬过程中咬合力和胸锁乳突肌(Sternocleidomastoid muscle， SCM)肌电之间的关系。方法：采用T-scanIII咬合记录仪和BioEMG III肌电图仪，同步记录25名健康受试者SCM和MM的肌电值，分析不同咬合力水平下肌电值与自主最大紧咬(Maximal voluntary clenching, MVC)时肌电值的比值的变化。结果： MVC时，咬合力、SCM及MM肌电值双侧之间无明显差异,SCM肌电幅值约为MM的(9.13±4.77)%～(10.23±6.47)%，SCM及MM的肌电比值在达到最大咬合力的75%之前均呈逐渐增高趋势，但从该水平至MVC时均显著下降(P<0.05)。结论：在自主最大紧咬过程中SCM表现出与MM同步的先升高后降低的肌电变化规律。

咬肌(Masseter muscle, MM)在咬合运动过程中发挥着重要的作用，而有研究显示：胸锁乳突肌(Sternocleidomastoid muscle,SCM)可能也参与了咬合运动。咬合的改变可以引起SCM的肌电变化[1]。三维有限元分析结果显示，咬合平面的变化与颈椎压力的分布有明显关系[2]，临床资料也表明：咬合与颈椎功能之间存在着一定的关系，例如：斜颈的发生与咬合因素有关[3]。为此，本研究以MM为参照，采用同步记录咬合力水平和表面肌电(Surface electromyography,SEMG)的方法，探讨SCM与咬合力水平之间的关系。

资料与方法

1 研究对象 选择25名健康志愿者，女性15例，男性10例，年龄18～30岁。入选标准：无已知颈部疾病或明显颈部畸形，无颞下颌关节紊乱病症状，如：关节弹响、颌面部疼痛及张口受限等，无受试者自知的或旁诉的磨牙症，牙列完整，基本整齐，牙数28～32颗。全部检查由一名经过相关培训的研究者通过问诊和临床检查来完成。所有的步骤均在检测开始前详细介绍于受试者，告知检测目的，征得同意后方可进行。

2 相关仪器

2.1 肌电图仪：采用BioEMG III肌电仪(Bioresearch Associates Inc, Milwaukee, WI, USA)，由表面电极(BioFLEX; Bioresearch Associates Inc, Milwaukee, WI, USA)、集成放大器、电缆、计算机和自带的分析软件组成，系统对表面电极所采集的肌电信号进行分析后生成相应参数。

2.2 T-Scan 咬合记录仪：采用T-ScanIII系统(Tekscan Inc，Boston，MA)，由传感器薄膜(Sensor)、控制器连接柄、电缆、咬合分析软件构成，传感器薄膜有马蹄形的感应区，内有纵横交织可感受力变化的导电小体约2000个，当受试者咬到传感器的感应区，可被传感器记录咬合力信息，并经软件记录、分析后，在显示器上会自动生成咬合力大小、分布等结果数据。

3 实验方法

3.1 T-Scan与EMG同步记录：采用T-Scan III咬合测定分析系统仪和BioEMG III肌电图仪，通过linking软件(Tekscan和BioResearch两公司合作开发)联接，同步记录咬合力和肌电活动。

EMG检查方法：以95%酒精对双侧MM和SCM表面皮肤脱脂，MM电极位置的确定方法：嘱受试者作最大紧咬，贴在咬肌肌腹最突出部位，并使电极长轴位于同侧外眦和下颌角的连线上；SCM电极位置确定方法：嘱受试者头向对侧转动90度，在SCM肌腹最突出部位，于同侧乳突和胸骨、锁骨交汇处连线的1/2处粘贴电极，并使电极长轴与该连线平行。参考电极置于第七颈椎体表最凸部。

T-scanIII咬合检查方法：受试者端坐、放松，双眼平视正前方，眶耳平面与地面平行，头部不固定。按照软件要求输入上颌中切牙的近远中径数据(mm)，选择适合受试者牙弓大小的传感器薄膜。向受试者反复讲解动作要领，并反复练习从下颌姿势位最大紧咬至牙尖交错位(Intercuspal position，ICP)的动作，经操作者确定动作合乎本试验要求，将薄膜放入受试者口中轻贴上牙列咬合面，嘱受试者作自然闭口最大紧咬，按照操作指南提示调节并确定咬合敏感度，开始记录：嘱受试者从姿势位开始迅速作最大紧咬至牙尖交错位，记录最大紧咬状态总时长约6s。

3.2 分析参数：①相对咬合力：以某个时间点时的咬合力水平与整个咬合过程中最大咬合力数值相比，获得咬合力值百分数。取力点方法：

0%-ICP:在正中紧咬中选取整体牙弓出现咬合力值的前一帧。

75%-ICP:在正中ICP紧咬中选取整体牙弓咬合力为最大咬合力数值的最接近75%的一帧，实际取点结果为最大咬合力的77.5～72.5%。

ICP-MVC : 在正中紧咬过程中出现最大咬合力数值的一帧。

②牙弓不同区域咬合力分布：T-Scan III中咬合力在各区域的分布以百分数表示，本研究采取牙弓左右两侧分区。即：左侧牙弓咬合力分布比例，右侧牙弓咬合力分布比例。

③肌电数值：在T-Scan III中所取帧部位，提取相对应的双侧SCM和MM的肌电数值，单位为μv。

④表面肌电比值(Normalized SEMG value)：为了消除个体之间的误差，本研究以每个个体咬合力为100%(ICP-MVC)的一帧为肌电幅值参照，按照以下公式计算各检测时间点的表面肌电比值。

4 统计学处理 使用统计分析软件SPSS 17.0 (SPSS Co, Chicago, IL， USA)进行处理，以配对T检验进行ICP-MVC时左右同名肌肉之间的肌电电位比较，以One-way ANOVA检验对不同咬合力水平之间的表面肌电比值进行比较，以P<0.05为有显著性差异，P<0.01为有极显著差异。

结 果

1 不同咬合力水平双侧咬合力比例分布 见表1。50%-ICP，75%-ICP，ICP-MVC帧所对应的左、右咬合力分布未见明显差异(P>0.05)。

表1 不同咬合力水平下左右咬合力分布比例

2 ICP-MVC时SCM和MM表面肌电双侧比较在ICP-MVC时，肌电的原始电位分别是：右侧MM为91.84±39.92μV，左侧MM为116.64±82.43μV，右侧SCM为7.28±3.22μV，左侧SCM为9.68±8.12μV， MM及SCM电位双侧之间均为无显著差异(P>0.05)。SCM的肌电平均幅值约为MM的(9.13±4.77)%～(10.23±6.47)%。

3 不同咬合力水平下SCM和表面MM肌电比值比较 见附图，从0%-ICP至75%-ICP，双侧SCM及MM表面肌电比值显著增高(P<0.05)，而75%-ICP至ICP-MVC，双侧MM及SCM表面肌电比值都出现了显著的下降(P<0.05), 双侧MM在0%-ICP时表面肌电比值显著小于ICP-MVC时(P<0.05)，而双侧SCM在0%-ICP时表面肌电比值与ICP-MVC时相比无明显差异(P>0.05)。

讨 论

牙尖交错位时上下牙处于最广泛、最紧密的接触，该位置是下颌多种运动的起始位或终止位，因此被作为诊断和检查评价咬合关系的基准。结果显示：SCM参与了正常健康人自然闭口自主最大紧咬的过程，在这一过程中，分布在左右牙弓上的咬合力基本一致，最大紧咬时，SCM和MM的肌电值均未见有明显的左右差异，随着咬合力水平的升高，双侧MM和SCM的肌电值都有一个先升高后降低的过程。

MM和SCM在咬合力增至最大时，电位呈现出规律性下降，提示了高水平的MM和SCM肌电活动先于高水平的咬合力出现，这一结果与Wang等[4]的报道基本相符,其原因可能是：当肌收缩达到最大强度的75%以上时，很少再有空间募集[5]，另外，外周感受器(如肌梭等)的反馈抑制性调节信号，可传至位于脑干的三叉神经中脑核的神经胞体[6]，反馈调节运动神经支配的闭口肌，使闭口后升颌肌的肌梭冲动下降或立即中止[7]，这一肌收缩调节机制可能参与了正中紧咬过程中最大咬合力水平时MM和SCM的肌电下降过程。有研究指出，当闭口咬合突然加载了一个较高的伤害性咬合刺激时，会诱发升颌肌出现电静息(Silent period)[8]，这种保护性生理反射的意义是避免因肌持续收缩而造成相关组织的损伤[9]。

三叉神经系统与颈神经系统存在着高级中枢的联系，这种联系被笼统地称为三叉神经-颈反射，此可能是SCM参与咬合运动的神经解剖学基础。MM最大正中紧咬过程的附带效应是头部受到MM向下的牵引作用，SCM在正中最大紧咬时为稳定头位而收缩，以对抗MM对头部的向下牵引作用，为咀嚼食物提供一个稳定的下颌位置。Zafar等[10]也认为在口颌系统行使功能时，头部会产生相应的功能活动。

MM和SCM虽然都参与最大正中紧咬的过程，但是SCM的贡献程度较MM更小，肌电值约为MM的(9.13±4.77)%～(10.23±6.47)%。有报道咀嚼口香糖SCM肌电峰值约为MM的15%[11]。Kohno等[12]人研究了叩齿运动过程中的头部运动，发现头运动的幅度为下颌运动幅度的10%。所以SCM所支持的头部运动和MM所支持的下颌运动之间的运动幅度差异，可能是SCM和MM肌电大小不同的主要原因。

有研究者通过改变咬合来治疗颈部疼痛[13]，其原理可能是：如果异常咬合接触导致咬合过程中有异常刺激反馈到中枢[14]，进而导致MM产生异常功能活动，那么SCM可能也会发生紊乱，导致颈椎功能紊乱。但该观点尚需要更进一步的研究证实。

[1] Venegas M, Valdivia J, Fresno MJ,etal. Clenching and grinding: effect on masseter and sternocleidomastoid electromyographic activity in healthy subjects[J]. Cranio，2009, 27(3): 159-166.

[2] Motoyoshi M, Shimazaki T, Hosoi K,etal. Stresses on the cervical column associated with vertical occlusal alteration[J]. Eur J Orthod，2003, 25(2): 135-138.

[3] Sims AB, Stack BC, Demerjian GG. Spasmodic torticollis: the dental connection[J]. Cranio，2012, 30(3): 188-193.

[4] Wang XR, Zhang Y, Xing N,etal.Stable tooth contacts in intercuspal occlusion makes for utilities of the jaw elevators during maximal voluntary clenching[J]. J Oral Rehabil，2013, 40(5): 319-328.

[5] 赵 岩，李东旭.肌肉运动单元数量与sEMG非高斯/非线性水平关系的仿真研究[J].中国科学：生命科学，2012,43(11)：926-934.

[6] 陈 鹏，李金莲．三叉神经中脑核的研究进展[J]．解剖科学进展，2004，10(1)：80-85．

[7] Van-Der-Glass HW,Van-Der-Bilt A,Abbink JH,etal.Functional roles of oral reflexes in chewing and biting:phase-,task-and site-dependent reflex sensitivity[J].Arch Oral Biol,2007,52(4):365-369.

[8] Yoshida K. Masticatory muscle responses associated with unloading of biting force during food crushing[J]. J Oral Rehabil，1998, 25(11): 830-837.

[9] Trulsson M. Sensory-motor function of human periodontal mechanoreceptors[J]. J Oral Rehabil， 2006, 33(4): 262-273.

[10] Zafar H, Nordh E, Eriksson PO. Temporal coordination between mandibular and head-neck movements during jaw opening-closing tasks in man[J]. Arch Oral Biol，2000, 45(8): 675-682.

[11] Haggman-Henrikson B, Nordh E, Eriksson PO. Increased sternocleidomastoid, but not trapezius, muscle activity in response to increased chewing load[J]. Eur J Oral Sci，2013, 121(5): 443-449.

[12] Kohno S, Matsuyama T, Medina RU,etal. Functional-rhythmical coupling of head and mandibular movements[J]. J Oral Rehabil， 2001, 28(2): 161-167.

[13] Karppinen K, Eklund S, Suoninen E,etal. Adjustment of dental occlusion in treatment of chronic cervicobrachial pain and headache[J]. J Oral Rehabil，1999, 26(9): 715-721.

[14] Lund JP, Kolta A. Generation of the central masticatory pattern and its modification by sensory feedback[J]. Dysphagia，2006, 21(3): 167-174.

(收稿：2015-01-08)

Electromyographic activity of the masseter and sternocleidomastoid muscle during maximal voluntary clenching in intercuspal position

State Key Laboratory of Military Stomatology, Department of Oral Anatomy and Physiology, School of Stomatology,The Fourth Military Medical University (Xi’an 710032)

Guo Shaoxiong Li Baoyong Zhang Yuan et al

Objective: To investigate the relationship between occlusal force level and the surface electromyography(SEMG) activity of sternocleidomastoid muscle (SCM)versus masseter muscle(MM) during maximal voluntary clenching (MVC) in intercuspal position(ICP). Methods: T-Scan III system and BioEMG III system were used to record SEMG activity of the SCM and of the MM simultaneously. Recordings which were obtained from 25 healthy young adult during MVC were analyzed in different occlusal force levels. Normalized SEMG value was ratio of SEMG values of different occlusal force levels to MVC. Results:There was no difference between bite force, SEMG value of left side and right side in ICP-MVC. Ratios of sternocleidomastoid(SCM) to masseter muscle activity range from (9.13±4.77)%to(10.23±6.47)%.In normalized SEMG value of the MM and SCM, which increased before 75%-MVC, and decreased after 75%-ICP(P<0.05). Conclusion: The results confirmed that a lower SEMG activity of SCM is similar to MM when the highest level of bite force achieved during MVC in ICP.

Bite force Masseter muscle/physiopathology Masculoskeletal physiology @Intercuspal position

*国家自然科学基金资助项目 (30872870)

咬合力 咬肌/病理生理学 肌肉骨骼生理学 @牙尖交错位

R780.2

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.05.002

▲通讯作者