肌电触发电刺激对脑卒中后痉挛性足下垂的影响①

张梅莹，毛世刚，于洋，王颖颖，陈伟

肌电触发电刺激对脑卒中后痉挛性足下垂的影响①

张梅莹1，毛世刚1，于洋1，王颖颖1，陈伟2

目的探讨肌电触发电刺激对脑卒中偏瘫患者痉挛性足下垂的影响。方法36例脑卒中偏瘫患者随机分为常规组和肌电触发电刺激组(触发组)，并于治疗前后分别采用常规临床评价方法和表面肌电仪进行评估。结果治疗后两组Fugl-Meyer评分、关节活动度、最大用力背伸iEMG(integrated electromyography)和协同收缩率较治疗前均有所改善(P＜0.05)，且触发组优于常规组(P＜0.05)。结论肌电触发电刺激可增强脑卒中患者肌力，改善协同收缩率，纠正足下垂。

脑卒中；肌电触发电刺激；表面肌电；积分肌电值

[本文著录格式]张梅莹，毛世刚，于洋，等.肌电触发电刺激对脑卒中后痉挛性足下垂的影响[J].中国康复理论与实践, 2015,21(3):256-259.

CITED AS:Zhang MY,Mao SG,Yu Y,et al.Effect of EMG-Triggered Stimulation on Drop Foot after Hemiplegia[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):256-259.

随着社会老龄化的加剧，脑卒中的发病率呈上升趋势。据统计，存活患者中约70%～80%留有不同程度的功能障碍，其中以肢体瘫痪为主的运动障碍最为常见，尤其是痉挛性足下垂难以纠治。

近年来，有研究表明肌电触发电刺激对改善瘫痪肢体肌无力，降低肌痉挛，提高主动/拮抗肌群的协调、平衡能力有一定效果[1]。本研究用肌电触发电刺激治疗痉挛性足下垂，探讨对脑卒中偏瘫下肢表面肌电(surface electromyography,sEMG)的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2009年9月～2010年9月在徐州市中心医院康复科进行康复的36例脑卒中偏瘫患者。入选患者均符合第四届全国脑血管疾病学术会议制定的诊断标准[2]。

入选标准为：①颈内动脉系统脑梗死或脑出血后，经头颅CT或MRI证实；②初次发病或虽既往有发病，但未遗留神经功能障碍；③年龄在30～75岁；④生命体征稳定，意识清楚，可服从指导；⑤有肢体功能障碍，病情稳定在偏瘫下肢Brunnstrom分级达Ⅲ级以上时；⑥血压控制在＜140/90 mmHg，无心肌梗死、心绞痛发作，心功能良好；⑦无其他限制活动的合并症。

排除标准：①蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)、短暂性脑缺血发作(transient ischemic

attack,TIA)及可逆性缺血性神经功能缺失(reversible ischemic neurological defect,RIND)；②病情恶化，出现新的脑梗死或脑出血；③近期有癫痫发作且未经有效控制；④心、肺、肝、肾等重要脏器功能减退或衰竭；⑤严重认知及交流障碍而不能进行训练；⑥下肢有骨关节疾病而不能进行训练。

根据患者入院的先后顺序编号，采用随机数字表的方法，以及随机数余数分组法分成2个组：常规组和肌电触发电刺激组(触发组)。

两组性别、年龄、病程、偏瘫侧别等比较均无显著性差异(P＞0.05)，具有可比性。见表1。

表1 两组患者治疗前一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 治疗方法

1.2.1.1 常规组

常规康复疗法。

初期或软瘫期康复：患者肢位摆放、各关节被动活动、翻身练习、床上坐位平衡训练、起坐训练、呼吸训练、直立床站立训练、患肢低频电刺激、神经促进技术(兴奋性)等。

中期或痉挛期康复：患肢的分离运动、膝手爬行训练、神经促进技术(抑制性)降低肌张力、患肢单腿搭桥练习、体位转换、坐和立位平衡、躯干控制、患侧肢体负重等训练、独立完成坐位至站立的转换、站位重心转移、步态及作业练习等。

恢复期康复：四肢精细协调训练、实用步行训练、上下楼梯训练以及骑固定自行车训练等。

1.2.1.2 触发组

在常规组治疗基础上，采用EMG分析及生物刺激反馈系统(MyoTrac Infiniti)进行肌电触发电刺激。

患者仰卧位，髋、膝伸展，将正极置于胫骨前肌肌腹，负极置于远端肌腱处，均远离胫骨，地极置于小腿任一位置，但不能接触其他电极[3]。

按机器要求操作：要求患者集中注意力看清反馈仪显示器上的肌电值，且能听到扬声器发出的提示声音信号，嘱尽量做踝背伸动作，并将此时显示器上记录到的曲线强度作为基线。嘱患者再次做踝背伸动作，努力超过基线水平，此时仪器会自动给予一次电刺激帮助患者达到基线，记录最高点，并作为下一次治疗的基线，随后刺激电流停止，患者放松休息。如此反复进行训练。

治疗约每次20 min，每天1次，每周治疗5 d。

1.2.2 评定方法

由同一测评者在治疗前及治疗后6周立即进行测评。

1.2.2.1 下肢运动功能评价

采用瑞典学者设计的Fugl-Meyer评定法(Fugl-MeyerAssessment,FMA)[4]评测。

1.2.2.2 踝关节主动背伸活动度

患者仰卧位，测量患者主动背伸的关节活动范围，记录治疗前后的关节活动度变化值。

1.2.2.3 sEMG检测

患者均采用表面肌电分析及生物刺激反馈系统(MyoTrac Infiniti)进行检测。

测定患者用最大的力背伸踝关节(最大等长收缩)时胫前肌的积分肌电值(integrated electromyography, iEMG)，并计算踝背伸的EMG协同收缩率。

协同收缩率计算公式如下[5]：

患者取仰卧位，髋、膝伸展，测试时用细砂纸祛除皮屑，再用酒精祛除油脂。A通道电极：将正极置于胫骨前肌肌腹，负极置于远端肌腱处，均远离胫骨，地极置于正负极之间，但不能接触其他电极。根据系统功能调节相关参数，两种状态均保持5 s左右，分析时统一取中间3 s[6]。

1.3 统计学分析

2 结果

两组治疗前比较无显著性差异(P＞0.05)。治疗后，两组FMA评分、关节活动度、最大用力背伸iEMG、协同收缩率较治疗前均有所改善(P＜0.05)，但触发组优于常规组(P＜0.05)。见表2～表5。

表2 治疗前后两组FMA评分比较

表3 治疗前后两组踝背伸关节活动度比较(°)

表4 治疗前后两组胫前肌主动iEMG比较(mVs)

表5 治疗前后两组踝背伸协同收缩率比较(%)

3 讨论

脑卒中患者在神经功能受损后，中枢神经系统在结构和功能上具有重组性和可塑性，这是康复训练治疗有效地理论基础[7]。

本研究中，常规组治疗后较治疗前各项评分明显改善，这与文献报道一致，且已被诸多临床研究所证实。

肌电触发电刺激是一种将功能性电刺激与sEMG相结合促进肢体功能恢复的疗法，近年来逐渐应用于踝背伸训练。sEMG是从皮肤表面通过电极引导、放大、显示和记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。当患者专心尝试去做一个动作，它就会发出自发EMG讯号，当该讯号能达到或超过所设定的阈值时，系统就会发出电刺激去帮助他完成这动作，形成肌电触发电刺激。

该疗法不同于一般的神经肌肉电刺激，它是将患者主动有意识的肌肉收缩产生的微弱EMG放大后再输出，刺激相应肌肉引起明显肌肉收缩运动，从而完成闭环刺激模式和反复主动运动训练[8]。而这样一个反复的治疗过程，最终不仅会不断激发中枢神经系统，促使其重新建立新的大脑指挥功能，还会帮助患者增强肌肉训练[9]。

肌电触发电刺激对于改善偏瘫患者下肢功能障碍的研究国外较早，但目前国内相关报道相对较少。与单纯神经肌肉电刺激相比，国内有研究已证实肌电触发电刺激能更有效改善偏瘫患者的踝运动功能[10]。也有研究认为，对于偏瘫患者的治疗来说，早期可以提高肌肉的兴奋性；后期可降低痉挛肢体的肌张力，增强患肢肌力以及肌肉运动的灵活性、协调性，改善垂足等症状，提高髋、膝关节的控制能力[11]。

本研究亦显示，触发组治疗后下肢运动功能、关节活动度及iEMG明显高于治疗前，表明肌电触发电刺激对于足下垂的改善，关节活动度的提高，肌力的恢复有治疗效果。

本研究结果表明，肌电触发电刺激治疗能够改善偏瘫患者下肢运动功能，提高日常生活能力，是一种有效、具有临床推广价值的康复治疗措施。

也有研究证明，肌电触发式电刺激联合运动想象、步态训练对改善下肢运动功能疗效明显[12]。张华等的研究得出，肌电触发电刺激结合常规康复训练能显著促进脑梗死患者运动功能恢复[1]。

另外，sEMG分析及生物刺激反馈系统(MyoTrac Infiniti)既可以做治疗，又可以做评估。本研究对两组患者在治疗前后均采用该系统进行肌肉状态的评估。

对脑卒中患者的肌肉状态进行客观评价，进而有针对性地进行治疗也是康复医学一直研究的课题。长期以来一直使用肌力分级评价(如徒手肌力法)、肌肉痉挛度检测(Ashworth评价)等来评定脑卒中患者肌肉功能状态。由于检测效度的主观性和检测结果难以精确定量而受到一定的质疑和限制。

sEMG源自大脑皮层运动区，为众多外周肌肉运动单位电位的总和，信号的振幅、频率等特征的特异性变化取决于运动单位募集和同步化程度等中枢控制因素以及肌肉兴奋传导速度等外周因素的共同作用。

Onishi等报道[13]，iEMG与肌力呈一定的正相关性，它反映的是EMG随时间进行的强弱变化，主要用于分析肌肉在单位时间内的收缩特性。肌肉随静力收缩时用表面电极测定的iEMG与肌力强弱之间呈正相关，因此动态观察患者肌肉的sEMG波谱信号，在一定程度上可反映患肢的肌肉肌力恢复情况以及治疗前后的疗效。

本研究测定主动收缩状态小腿肌肉的iEMG，得出主动收缩时常规组、触发组均可提高胫前肌的肌力，但触发组效果更好。

有关偏瘫患者静态或动态运动条件下下肢肌群的sEMG研究，大多认为偏瘫侧下肢拮抗肌群的协同收缩运动失调[14-16]。

所谓协同收缩是指在同一平面上作用于同一关节的主动肌和拮抗肌的同时收缩，当主动肌收缩产生动作时，拮抗肌的生物电活动水平较静息状态有所增高[17][18]。协同收缩被认为是一种生理现象，对于正常人，主动肌与拮抗肌之间的相互作用并非只是简单的交互抑制/兴奋机制，当功能需要时，主动肌与拮抗肌之间的协同收缩有助于协同运动、稳定关节；当某些原因使得高级中枢神经系统受到损害时，则可能出现作用于某一关节协同收缩的异常变化。

协同收缩率反映的是拮抗肌在主动肌的收缩过程中所占的比例，EMG被认为是评定协同收缩率较为理想和可信的方法[15]。

已有研究证实，脑卒中患者的协同收缩异常，表现为拮抗肌的协同收缩率增高。本研究对胫前后肌群进行iEMG和协同收缩率的检测，结果与FMA评分、踝背伸关节活动度一致，不仅可以说sEMG在脑卒中运动功能评价中具有潜在的应用价值，也证实随着治疗的进展，拮抗肌的协同收缩率是降低的，也就是胫前肌肌力增加，胫后肌痉挛减轻。

综上所述，本研究通过sEMG检测肌电触发电刺激治疗手段下胫前后肌群的iEMG和协同收缩率，结果表明肌电触发电刺激治疗可使偏瘫患者踝背伸主动肌的收缩功能，以及对拮抗肌协同收缩的控制能力明显好转，改善垂足。

此外，sEMG通过定量方法评估神经肌肉功能状况，不仅可以评估治疗前患侧与健侧的差别，而且可以对治疗前后的效果进行评价。它作为一种简便、非创性检查方法，与传统疗效评价方法一致，在脑卒中偏瘫运动功能评价中具有潜在的临床应用价值。

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Effect of EMG-Triggered Stimulation on Drop Foot after Hemiplegia

ZHANG Mei-ying1,MAO Shi-gang1,YU Yang1,WANG Ying-ying1,CHEN Wei2
1.Sports Medicine Rehabilitation Centre of Qingdao Municipal Hospital,Qingdao,Shandong 266000,China;2. Department of Rehabilitation,Xuzhu Central Hospital,Xuzhu,Jiangsu 221009,China

Objective To investigate the effect of EMG-triggered stimulation on drop foot for poststroke hemiplegia.Methods 36 hemiplegic patients were randomized into routine group(n=18)and EMG-triggered stimulation group(triggered group,n=18).2 groups were assessed by Fugl-Meyer Assessment(FMA),range of motion(ROM)of ankle dorsiflexion and iEMG values before and after treatment.Results The scores of FMA,degrees of ROM,iEMG values of the tibialis anterior,and co-contraction ratio improved in 2 groups after treatment(P＜0.05),and the triggered group had better effect than the routine group(P＜0.05).Conclusion EMG-triggered stimulation can improve muscle strength,and decrease co-contraction ratio.

stroke;electromyography-triggered stimulation;surface electromyography;integrated electromyography

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.003

R743.3

A

1006-9771(2015)03-0256-04

2014-09-15

2014-11-01)

1.青岛市立医院运动医学康复中心，山东青岛市266000；2.徐州市中心医院康复科，江苏徐州市221009。作者简介：张梅莹(1982-)，女，汉族，山东莱芜市人，硕士，住院医师，主要研究方向：骨关节疾病与脑血管病的康复。通讯作者：陈伟(1962-)，女，汉族，江苏徐州市人，硕士，主任医师，主要研究方向：脑血管病与内脏病的康复。E-mail:chenwei2339@163.com。