不完全性脊髓损伤患者腰背屈伸肌表面肌电与坐位平衡的关系

宋希猛,张卫红,史国栋

(1.济宁市兖州区人民医院脊柱外科,山东济宁 272000;2.济宁医学院附属医院脊柱外科,山东济宁 272000;3.上海长征医院脊柱外科,上海 200003)

脊髓损伤后,坐位平衡训练是康复治疗中的重要部分,坐位平衡能力直接或间接地影响患者的生活自理能力[1]。腰背肌屈伸肌肉功能改善对脊髓损伤患者的躯干控制有重要作用,脊髓损伤后,因中枢神经损伤,早期卧床等均可能造成腰背肌结构及功能的改变,还伴随着抗疲劳能力下降、控制能力减弱等,影响脊柱稳定性,最终可能通过脊柱-骨盆结构影响坐位平衡能力[2]。表面肌电(surface electromyography,sEMG)是浅层肌肉肌电信号和神经活动在皮肤表面的综合效应,可用于评价肌肉功能状态[3]。本研究对不完全性脊髓损伤(incomplete spinal cord injury,ISCI)患者腰背屈伸肌sEMG与坐位平衡的关系进行分析,为临床改善平衡障碍、指导行走和坐立不稳的规范性康复治疗提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择本院2019年10月～2020年7月收治的40例ISCI患者设为研究组,其中男24例,女16例;年龄32～67岁,平均(45.6±7.2)岁;体质量指数为19.5～29.0 kg/m2,平均(23.5±1.6)kg/m2。纳入标准:①确诊为ISCI,ASIA分级B～D级;④近1个月内未服用过影响肌张力、肌力的药物。排除标准:①长期使用镇静催眠药物或存在酒精依赖史;②合并神经系统、肝肾系统、血液系统、免疫系统严重疾病;③脊髓损伤后,未度过急性期。另选择同期的40例健康体检者设为对照组,其中男23例,女17例;年龄33～68岁,平均(46.2±7.5)岁;体质量指数为19.0～28.5 kg/m2,平均(23.1±1.4) kg/m2。两组一般资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究经本院伦理委员会审核批准,所有研究对象均已签署知情同意书。

1.2 sEMG检查方法

两组均使用表面肌电系统SA7550(上海涵飞医疗器械有限公司)进行检查,患者取端坐位,将电极片分别放置在L3旁3 cm处的竖脊肌,肚脐上3 cm处的腹直肌,然后对肌电信号的原始数据进行分析,并计算对称指数,计算公式=(左侧-右侧)/(左侧+右侧)。若得到的数值为正数,表示左侧肌肉激活程度大于右侧;得到的数值为负数,表示右侧肌肉激活程度大于左侧。

1.3 坐位平衡检查方法

两组均使用医用平衡仪进行检查,先取端坐位,被检查者坐于平衡板上,目视前方,前30 s保持睁眼,30 s后保持闭眼,共评估1 min,分别记录竖脊肌、腹直肌的sEMG对称指数。测试结束后,再记录X轴压力中心(X-axiscenter of pressure,XCOP)、Y轴压力重心(Y-axiscenter of pressure,YCOP)的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数。让被检查者向前最大程度地屈曲躯干,再回到中立位,向后最大程度地伸展躯干,从而得到向前屈曲和向后伸展时的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数。

1.4 统计学分析

2 结果

对照组睁眼、闭眼时态的竖脊肌和闭眼时态的腹直肌sEMG对称指数显著低于研究组(P<0.05),见表1;对照组XCOP和YCOP的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数均显著低于研究组(P<0.05),见表2。对照组屈曲、伸展时的竖脊肌和伸展的腹直肌sEMG对称指数均显著低于研究组(P<0.05),对照组屈曲时的腹直肌sEMG对称指数显著高于研究组(P<0.05),见表3。

表1 两组睁眼和闭眼时态的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数比较

表2 两组XCOP、YCOP的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数比较

表3 两组屈曲和伸展时的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数比较

坐位平衡参数的睁眼、闭眼、XCOP、YCOP、屈曲、伸展状态,分别与竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数呈负相关(P<0.05),见表4。

表4 ISCI患者腰背屈伸肌sEMG对称指数显著与坐位平衡的关系分析(r值)

3 讨论

脊髓损伤除了脊髓神经以外,手术、卧床等也会造成一定程度的腰背肌群损害,而腰背肌群是维持脊柱运动及平衡的重要动力来源,不仅能支撑躯体完成旋转、屈曲、伸展等运动,也可在运动中产生较大的收缩力,参与外在负荷的对抗[4]。本研究显示,两组睁眼和闭眼的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数均为负数,对照组为负数,但数值较小,说明虽然由于个体化差异,一侧肌肉运动相对另一侧肌肉更为频繁,但差距较小[5];而在ISCI患者中,一侧肌肉激活程度大于另一侧,且两侧肌肉存在不平衡性,相比健康人群而言,其右侧与左侧的不平衡性更严重[6]。因此,对照组睁眼的竖脊肌、闭眼的竖脊肌、闭眼的腹直肌sEMG对称指数显著低于研究组。竖脊肌下起骶骨背面、上达枕骨后方,为一对强大的伸脊柱肌,是维持行走、坐位平衡的关键肌群,在ISCI患者sEMG检查中,对称指数越接近1,表示两侧肌肉不对称情况较为明显,而对称指数越接近0,表示患侧与健侧肌肉的对称性越好[7-8]。

两组睁眼的腹直肌sEMG对称指数无明显差异,与王惠娟等[9]研究结果相似,考虑与脊髓损伤患者后肌肉功能减退情况不同有关。XCOP、YCOP反映被检查者保持坐位平衡下的重心位置,测出的对称指数越大,表明被检查者的重心分布越不均匀,稳定性越差[10]。对照组XCOP、YCOP的竖脊肌、腹直肌sEMG对称指数均显著低于研究组,可见脊髓损伤后,患者的重心控制力会显著下降,从而出现肢体运动不协调或部分肌群运动功能障碍。对照组屈曲、伸展时的竖脊肌和伸展时的腹直肌sEMG对称指数显著低于研究组,考虑因为不完全脊髓损伤后残留的神经功能障碍,可持续影响患者运动功能及平衡能力,致屈曲和伸展时sEMG对称指数增大[11]。但对照组屈曲时的腹直肌sEMG对称指数显著高于研究组,考虑与患侧肌肉受损后,完成某一动作的时候,会产生不同身体侧别代偿情况有关[12]。此外,坐位状态下,重心摆动的面积和长度不同,也会影响检查结果,出现躯干肌对称指数误差[13]。因此,在利用sEMG和平衡仪对ISCI患者进行评估时,还应注意检查仪器的可靠性、精准度,以缩小误差,客观反映被检查者的平衡功能。

综上所述,ISCI患者腰背屈伸肌sEMG与坐位平衡有显著相关性,腰背屈伸肌sEMG对称指数越大,则坐位平衡参数越低;临床可通过调节竖脊肌与腹直肌的灵活性,来恢复患者的平衡功能。