脑卒中患者的平衡功能和躯干屈伸肌群表面肌电特征

王惠娟，何任红，江志锦，石真润，杜东，范建中

脑卒中患者的平衡功能和躯干屈伸肌群表面肌电特征

王惠娟，何任红，江志锦，石真润，杜东，范建中

目的 研究脑卒中患者在平衡仪上进行平衡测试时，竖脊肌、腹直肌肌电信号变化的特征，并观察其平衡功能。方法 2015年4月至2016年12月，脑卒中患者17例(试验组)和健康受试者13例(对照组)在平衡仪上坐位进行三种运动：睁眼/闭眼、平衡仪前后摆动10°、最大范围前后屈伸躯干。利用表面肌电记录运动时双侧竖脊肌和腹直肌肌电信号的均方根(RMS)，记录受试者睁眼/闭眼坐位时质心摆动长度、质心摆动面积、X轴压力中心和Y轴压力中心。结果 试验组在闭眼/睁眼坐位、最大范围前后屈伸运动时，竖脊肌RMS健侧与患侧间有显著性差异(t＞2.173,p＜0.05)。与对照组比较，试验组睁眼/闭眼坐位下健侧竖脊肌和腹直肌RMS增加(t＞2.175,p＜0.05)，质心摆动长度及面积均增加(t＞2.760,p＜0.05)。结论 脑卒中患者竖脊肌易出现两侧肌力不平衡，从而影响患者的平衡功能，康复训练时要加以重视。

脑卒中；平衡；躯干；表面肌电

平衡功能障碍是脑卒中后主要功能障碍之一，主要表现为姿势摆动不当、质心分布不对称、质心转移困难和站立稳定性降低等[1]。影响患者平衡功能的因素很多，躯干肌肉是其中一个重要因素。躯干肌的功能是保持身体直立，在质心转移及运动时保持稳定。躯干近心端的稳定是下肢运动、平衡、步态和功能活动的前提[2]。但目前康复训练较多关注肢体功能[3-4]。

平衡仪利用电脑反馈系统，可以给患者提供视觉反馈，让患者在训练中调整姿势，是近几年用于平衡训练比较广泛的方法之一。本研究将平衡仪和表面肌电图相结合，探讨脑卒中患者躯干屈伸肌群的特征及平衡功能，为患者的康复训练提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年4月至2016年12月在本科住院的脑卒中患者17例为实验组，均符合1995年中华医学会第4次全国脑血管病学术会议修订的“各类脑血管疾病诊断要点”[5]，并经CT或MRI证实为脑梗死或脑出血。其中脑出血8例，脑梗死9例；左侧偏瘫6例，右侧偏瘫11例。

纳入标准：①单侧肢体瘫痪；②坐位平衡Ⅱ级，能保持独立坐位20 min以上；③病情稳定，无明显认知障碍，可正确接受动作指令。

排除标准：①严重的单侧忽略；②有腰疼病史、腰部手术史、急性腰损伤及周围神经病变。

剔除标准：①测试过程出现病情变化；②不能坚持完成整个测试过程。

招募健康人13例为对照组，均为患者家属。

纳入标准：身体健康，无腰疼病史，否认有特殊病史，认知功能正常。

两组性别、年龄无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

本研究取得受试者知情同意，并获得本院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 平衡仪测试

采用Pro245平衡仪(TECONBODY公司)对患者进行评估。将平衡仪调至坐位模式，测试前向受试者详细解释评估程序，让其在平衡板上静坐5 min以适应测试环境。受试者坐于平衡板上按以下顺序测试，每组测试结束后休息5 min，进行下一组测试。

①睁眼/闭眼。受试者目视前方，睁眼30 s后闭眼30 s[6]。测试结束后记录X轴压力中心(X axis center of pressure,XCOP)、Y轴压力中心(Y axis center of pressure,YCOP)、质心轨迹面积、质心轨迹长度。重复3次，取平均值。

②前后摆动10°。调节平衡仪显示匀速前后摆动10°轨迹，受试者根据显示的轨迹前后摆动身体，持续1 min，休息30 s，重复3次。

③最大范围前后屈伸。受试者最大范围匀速前屈和后屈，持续1 min，休息30 s，重复3次。

1.2.2 表面肌电图

在受试者进行以上测试时，采用ME6000-T8肌电信号采集系统(MEGA ELECTRONIC公司)，电极片贴放于L3左右3 cm(竖脊肌)[7-8]和肚脐上3 cm左右各3 cm(腹直肌)[9-10]。对肌电信号取均方根(root mean square,RMS)进行分析。

1.3 统计学分析

采用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量资料以(xˉ±s)表示。组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 平衡功能

睁眼/闭眼测试时，脑卒中患者质心轨迹面积和长度均大于对照组(p＜0.05)，XCOP和YCOP无显著性差异(P＞0.05)。见表2、表3。

2.2 表面肌电图

在各项平衡测试中，对照组竖脊肌和腹直肌RMS左右侧之间均无显著性差异性(P＞0.05)。见表4、表5。在与实验组比较时作为单一数据处理。

在睁眼/闭眼测试和最大范围前、后屈伸时，实验组竖脊肌RMS两侧有显著性差异(p＜0.05)；在睁眼/闭眼和最大范围前屈时，实验组健侧竖脊肌RMS大于对照组(p＜0.05)。见表6。

在睁眼/闭眼测试时，实验组健侧腹直肌RMS大于对照组(p＜0.05)。见表7。

表2 睁眼坐位时两组平衡功能比较

表3 闭眼坐位时两组平衡功能比较

表4 对照组两侧竖脊肌RMS比较(μV)

表5 对照组两侧腹直肌RMS比较(μV)

表6 两组竖脊肌RMS比较(μV)

表7 两组腹直肌RMS比较(μV)

3 讨论

脑卒中患者康复主要目标之一是重新获得步行能力。独立步行需负重、迈步及平衡三要素有机结合[11]，良好的平衡功能是恢复步行能力的前提之一。

人体平衡功能受中枢神经系统支配，是一个复杂的过程。脑卒中患者除了肢体功能损害，躯干肌群也会有一定程度损害，从而对患者的平衡功能产生一定影响[12-13]。刘世文等[14]发现，早期重度坐位及步行功能低下的脑卒中患者，双侧竖脊肌前倾功能减退，双侧腹直肌后伸功能减退；而轻度坐位及步行能力低下者与健康人无显著性差异。Pereira等[15]发现，脑卒中患者患侧腹直肌肌电信号比对照组激活更多，而双侧竖脊肌肌电信号没有区别。Dickstein等[16]研究发现，脑卒中患者两侧躯干肌肌电信号不平衡明显，特别在屈曲患侧下肢时，患侧肌电信号减弱更明显，而健侧肌肉信号与对照组没有区别。

人体平衡的维持主要依靠感觉输入、中枢整合和运动控制三个环节[17]。平衡仪通过测试质心的轨迹变化，定量评估受试者的平衡功能[18]，临床主要观察轨迹长度和轨迹面积[19]。质心轨迹长度越长、面积越大，说明质心摆动程度越大，稳定性越差[20]。本研究显示，在脑卒中患者无论睁眼还是闭眼，质心轨迹长度和面积均比对照组大。有研究显示[21-22]，人体站立时，质心轨迹长度与平衡密切相关；质心摆动训练可提高脑卒中患者的平衡功能[23]。质心轨迹面积还反映姿势的细微调节及脊髓对姿势的固有反射性调节[24]，即踝关节模式的姿势调节和全身姿势张力的调节。因此，脑卒中患者站立稳定性降低，平衡调节模式障碍，在平衡康复训练中需关注患者姿势调节训练。

XCOP是一位置参数，表示受试者在左右方向上的位移是否对称，数值越接近于0表示越对称；YCOP则指受试者前后方向上位移是否对称。本研究显示，脑卒中患者与健康人移动分布虽无显著性差异，但平均值和标准差均大于对照组，提示个体间存在前后左右姿势不平衡。临床上常见坐姿、站姿歪斜的脑卒中患者，可以作为支持。

本研究显示，在维持躯干稳定性时，竖脊肌的最大肌电活动出现在前屈位，而腹直肌出现在后屈位，其变化与健康人基本一致。这有助于临床设计有针对性的训练方案。

本研究显示，脑卒中患者在闭眼坐位、睁眼坐位、前后最大范围运动时，健侧竖脊肌肌电活动大于患侧；而腹直肌没有这一表现。两侧肌肉激活不对称，表明脑卒中患者躯干功能也有一定损害。Dickstein等[25]没有发现脑卒中患者竖脊肌和腹直肌两侧肌电激活水平有差别；而有些研究发现脑卒中患者患侧竖脊肌激活水平高于健侧[26]。与本文研究不一致。可能的原因是，测试竖脊肌时患者所做的动作不同，而测试腹直肌的动作相同。Dickstein等[25]测试竖脊肌的运动是让患者从后屈位运动到直立位，测试腹直肌的运动是从直立位后屈。入选患者的功能情况差异也会对结果有一定影响。后期研究需要加大样本量，对入选患者进一步分类进行研究。

脑卒中患者在睁眼坐位、闭眼坐位、前后最大范围运动的测试中，竖脊肌健侧肌电活动大于对照组；腹直肌仅在睁眼、闭眼坐位时，健侧肌电活动大于对照组。由于前后最大屈伸运动的活动范围比前后摆动10°范围大，需要募集更多的运动单位，当肌肉不能很好协调激活时，有可能出现代偿模式完成动作。Winzeler-Merçay等[26]在5种条件下对脑卒中患者竖脊肌和腹直肌进行表面肌电测试，发现在所有动作及姿势中，脑卒中患者竖脊肌激活比对照组高，腹直肌没有变化。Liao等[27]对脑卒中患者躯干肌双侧激活对称性进行研究，发现腹直肌的对称性与健康人没有区别，竖脊肌的对称性比健康人低。Dickstein等[28]研究发现，脑卒中患者在躯干屈伸运动中，只有竖脊肌肌电信号与健康人有区别，腹直肌与健康人没有区别。这与本文结果一致。

健侧肌电活动增加可能的原因是，躯干肌受双侧大脑支配[29]，当大脑对患侧躯干肌控制加强时，也在一定程度上增强了对健侧躯干肌的控制，因此健侧躯干肌激活增加。

综上所述，脑卒中患者容易出现平衡功能障碍，坐位稳定性降低，质心分布不均匀；躯干肌损害是引起平衡功能障碍的因素之一，主要表现为左右竖脊肌肌力不平衡，腹直肌损害不明显。脑卒中患者在康复训练时，应强调躯干肌的训练，同时要注意解决两侧肌肉不平衡的问题。

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Characteristics of Balance and Surface Electromyography of Trunk Flexor and Extensor for Stroke Patients

WANG Hui-juan,HE Ren-hong,JIANG Zhi-jin,SHI Zhen-run,DU Dong,FAN Jian-zhong
Rehabilitation Department of Nanfang Hospital,Guangzhou,Guangdong 510515,China

FAN Jian-zhong.E-mail:fjz@smu.edu.cn

Objective To study balance function and surface electromyography(sEMG)activity of erector spinae(ES)and rectus abdominis(RA)in stroke patients.Methods From April,2015 to December,2016,17 stroke patients(test group)and 13 healthy subjects(control group)were tested with balance platform:sitting with eyes open/close,with the platform swing of 10°,with trunk flexion and extension in maximum.The root mean square(RMS)of sEMG was recorded on both sides of ES and RA synchronously.The swing length and area of center of mass,the center of pressure on X and Y axes were also recorded as sitting with eyes open/close.Results For the test group,RMS of bilateral ES was significantly different as sitting with eyes open/close and with trunk flexion and extension in maximum(t＞2.173,p＜0.05).Compared with the control group,RMS of ES and RA in unaffected side increased as sitting with eyes open/close(t＞2.175,p＜0.05),as well as the swing length and area of center of mass(t＞2.760,p＜0.05).Conclusion The strength imbalance is found in ES in stroke patients,which may associate with the balance function impairment,and need to be improved in rehabilitation.

stroke;balance;trunk;surface electromyography

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.11.002

R743.3

A

1006-9771(2017)11-1245-05

[本文著录格式] 王惠娟，何任红，江志锦，等.脑卒中患者的平衡功能和躯干屈伸肌群表面肌电特征[J].中国康复理论与实践,2017,23(11):1245-1249.

CITED AS:Wang HJ,He RH,Jiang ZJ,et al.Characteristics of balance and surface electromyography of trunk flexor and extensor for stroke patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(11):1245-1249.

南方医科大学南方医院康复科，广东广州市510515。作者简介：王惠娟(1986-)，女，汉族，广东广州市人，硕士研究生，主管技师，主要研究方向：神经康复。通讯作者：范建中(1961-)，男，汉族，博士，硕士生导师，主任医师，主要研究方向：神经康复。E-mail:fjz@smu.edu.cn。

2017-06-10

2017-08-14)