表面肌电对卒中后患者上肢肌张力障碍的定量评价*

姜 帆 杜 煜 唐潞皎 何 鑫 李兴贵 展群岭

重庆市第五人民医院神经内科 400062

我国每年新发脑卒中患者约250万，其中75%遗留不同程度的残疾, 给国家和社会带来了沉重的经济负担。卒中后肌张力障碍在卒中后2周～6个月发病率20%左右[1]，其中主要表现为卒中后痉挛，甚至是痉挛性疼痛，影响患者的步态和日常生活功能，严重制约着患者的功能康复[2]。

目前临床上主要通过改良的Ashworth量表(Modified Ashworth scale,MAS)评定肌张力，但带有主观性，缺乏严谨、科学的统一标准。本课题通过表面肌电对偏瘫患者肌张力障碍进行评估，以期找到表面肌电参数的变化与肢体肌张力之间的关系，希望能为临床应用提供客观的依据，明确表面肌电图可以作为一种即刻、量化、精确和客观评价卒中后偏瘫患者肌张力障碍的方法,探索其临床应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究类型与对象 研究对象为2018年6月—2019年5月重庆市第五人民医院神经内科收治脑卒中诊断明确患者。共纳入42例患者，平均年龄为(63.21±10.39)岁，其中男24例，女18例，脑梗死28例，脑出血14例，右侧偏瘫25例，左侧偏瘫19例。

1.2 纳入标准 经计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)证实，符合1995年中华医学会第4次全国脑病学术会议修订的《各类脑血管疾病的诊断要点》的诊断标准；年龄18～80岁；脑卒中后患者痉挛上肢改良Ashworth评分≤Ⅲ级；意识清楚，无认知障碍，生命体征平稳，能理解治疗训练要求并能遵照执行；患者及家属知情同意，并签署知情同意书。

1.3 排除标准 合并有严重心、肝、肾、造血系统和内分泌系统等严重原发性疾病、精神病患者；智力障碍，或伴有失语症、失认症、失用症、视野缺损和智能障碍者；使用肌松剂治疗者。

1.4 观察指标

1.4.1 表面肌电测量准备：室温18～25℃，在同一神经功能检查室，由工作经验2年以上的同一专业神经功能检查人员对患者进行测量，每一结果重复测量3次。表面肌电图(surface electrom yography，sEMG)测定采用十通道生物机能实验系统采集，使用Flex CompInfiniti软件对采集图像进行分析，电极片采用一次性电极片(德国Hertbeat)，专用砂皮及皮肤耦合膏采用Greentek GT5医用导电膏(武汉格林泰克)。

1.4.2 表面肌电测定方法：暴露受试者肢体待测肌群部位，用专用砂皮及皮肤耦合膏处理皮肤后，将表面电极贴于受试者肱二头肌肌腹最隆起处，两电极中心距离2cm。测试中患者坐于有扶手的椅子上，待测上肢放在等速肌力训练系统上完成角速度120°/s的肘关节被动运动，记录关节伸展最初4次活动时的表面肌电活动；测试时，用鼓励性语言引导患者放松切勿主观用力。

1.4.3 改良的Ashworth量表评估：0级：无肌张力的增加，计0分。Ⅰ级：肌张力轻度增加，受累部分被动屈伸时，活动范围之末出现突然的卡住然后释放或出现最小的阻力，计1分。Ⅰ+级：肌张力轻度增加，被动屈伸时，活动范围之末后50%范围内突然出现卡住，当继续把ROM检查进行到底时，始终有小的阻力计2分。Ⅱ级：肌张力较明显增加，通过活动范围的大部分时，阻力均较明显地增加，但受累部分仍能较容易地移动，计3分。Ⅲ级：肌张力严重增高，进行被动活动检查有困难，计4分。Ⅳ级：僵直，受累部分不能屈伸，计5分。

2 结果

2.1 肘关节改良Ashworth量表MAS分级与肱二头肌表面肌电图指标均方根值(Rootmeansquare,RMS)和积分肌电值(integrate electromyography, iEMG)的相关性 各MAS分级与其相对应的肱二头肌iEMG及RMS分值量化区间详见表 1。Pearson相关分析P值均<0.01，表明肱二头肌在被动运动时，各iEMG及RMS分值与其改良Ashworth分级相关。

表1 不同MAS分级的肱二头肌iEMG及RMS相关性

2.2 不同MAS分级肘关节被动活动时肱二头肌iEMG及RMS比较 肘关节被动活动时，对不同MAS分级的肱二头肌iEMG值及RMS均值分别进行比较，除0级与Ⅰ级外，其余各级均值相比较P均<0.05，有统计学意义(表2、表3)。但iEMG各级均值之间无重合，而RMS值在各级中存在相互重合。

表2 不同MAS分级肱二头肌iEMG均值比较

表3 不同MAS分级肱二头肌RMS均值比较

3 讨论

表面肌电图又称为动态肌电图，是神经肌肉系统在进行随意性和非随意性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一组电压时间序列信号，它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，因而能在一定的程度上反映神经肌肉的活动，并对其进行定量观察分析的检查方法。表面肌电图在医疗、体育、人机工程学、工伤评定等领域都得到了广泛的应用[3-5]。

表面肌电图的分析方法中常用的主要为时域分析、频域分析以及时频域分析等。而时域分析中常用的参数为平均肌电值(Average electromyography,AEMG)、RMS和iEMG。RMS是一段时间内瞬间肌电图振幅的均方根值，可记录肌电信号的平均变化，从而被用来作为反映肌肉收缩性能，AEMG和RMS的意义基本相同[6]。而iEMG信号记录的是一段时间内肌肉的放电总量大小，反应肌肉的总体性能，能更好地反映肌张力障碍的程度[7]。据报道，RMS和iEMG均可以用来评估肌张力障碍的康复程度[6，8]。

目前，较多的研究使用表面肌电图来评估卒中后痉挛患者康复治疗后的痉挛状态、肌肉活动和功能，如评估机器人辅助治疗[9]、肉毒杆菌的注射[8]、体外冲击治疗[10]，还有祖国传统医学中的中医药[11]等治疗对卒中后肌痉挛的治疗效果，但进行量化研究的较少。本研究发现，卒中后上肢痉挛的患者在肘关节被动活动时肱二头肌RMS和iEMG分值与MAS分级相关，除0级与Ⅰ级之间无统计学差异以外(P>0.05)，其余各级之间均有显著差异(P<0.05)。说明卒中后痉挛的患者的肱二头肌随着肌张力的增高，在被动活动中阻力增高，肌肉放电增强，并在除0级与Ⅰ级外，各级间可以进行区间量化。

但本研究存在不足之处，MAS分级为Ⅳ级的患者因肢体僵直不能屈伸，因而不能对其进行被动活动，也不能检测其RMS和iEMG分值，不能对该级患者进行量化分级。另外，本研究中纳入的肘关节MAS分级为0级、Ⅰ级的两组患者的肱二头肌RMS和iEMG分值无统计学差异，考虑MAS分级为Ⅰ级的患者只在关节活动度终末端时才会出现肌张力增高，因而总体的活动中肌张力的改变较小，肌电信号振幅较低。而MAS分级0级的患者存在精神不够放松，或是体位摆放欠佳导致肌肉小幅度的紧张而出现肌电信号的振幅，从而导致这两级患者的表面肌电图参数无法量化。

当然，表面肌电图技术也在不断进步，目前新的表面肌电的参数的开发，如多个肌肉的时频相干性[12]、基于表面肌电的新参数A-ApA(通过RMS进行计算)[13]等，或者使用更好的表面肌电的技术协议，如变换边缘谱熵(Hilbert-Huang transform marginal spectrum entropy，HMSEN)测量动态拉伸反射阈值[14]、双阈值协议等[15]，有望能够更进一步完善表面肌电测量的精度，从而进一步推广其临床应用。