表面肌电技术在临床康复中的应用进展

秦路峰,焦丰叶,彭玲,王媛*

(1.海军青岛特勤疗养中心康复科,山东 青岛 266071;2.青岛市卫生健康委员会医院发展中心)

表面肌电图(Surface electromyography,sEMG)是一种评价肌肉功能的无创检查手段,通过人体表面电极刺激神经,肌肉组织受到神经的刺激后,在肌肉纤维表面诱发动作电位,在皮肤表面收集生物电信号,能定性定量地反映肌肉功能,为神经肌肉疾病的诊断和治疗提供科学依据[1],本文将表面肌电图在临床康复中的应用作一综述,现报道如下。

1 表面肌电技术概述

表面肌电图是通过电极从肌肉表面采集到的神经肌肉系统完成活动过程中的运动单元所产生的电位变化在时间和空间上叠加的结果,以表面肌电信号的形式呈现出来,并将其记录、放大、传导和反馈,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连,可以反映运动单位活动同步化、肌肉疲劳度、肌肉激活顺序和时间等[2-3]。表面肌电图常用的指标包括时域指标和频域指标,可以检测肌肉活动的强度和持续时间,时域指标反映的是局部肌肉运动单位动员活募集的程度,主要用来评估肌肉力量和肌肉之间的协调方式,包括均方根值(Root mean square,RMS)、平均振幅值(Average electromyogram,AEMG)和积分肌电值(Integrated electromyogram,iEMG);频域指标反映了局部肌肉的疲劳程度,可用来评估肌肉的疲劳度,包括平均功率频率值(Mean power frequency,MPF)和中位频率值(Median frequency,MF)[4-6]。

表面肌电图电信号数值与肌肉的功能息息相关,若患者的肌肉功能较差,则肌群激活失调,肌肉的协调收缩做功增加,与功能正常的肌肉相比,在完成同一动作时所需要募集的神经元更多,肌肉更容易发生疲劳,肌肉激活的时间也越长,因此表面肌电图信号数值就越高[7]。

与传统评价量表相比,表面肌电图评价肌肉功能状态不受评价人员的主观影响,参数可靠稳定、变异系数小、可信度高[8],具有无创性、实时性和多靶点测量的优点。

2 表面肌电技术在疾病诊断中的应用

2.1 脑卒中

2.1.1 脑卒中后偏瘫

脑卒中后常出现肢体的偏瘫,表面肌电图可对偏瘫肢体的肌力、肌张力作出评估。采用表面肌电图评价偏瘫后上肢的运动功能主要是测量斜方肌、三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌表面的肌电值,下肢运动功能的评价主要通过收集股直肌、股四头肌、股二头肌表面的肌电值,马玲等[9]研究发现,脑卒中后偏瘫患者的偏瘫程度越重,上述肌肉的表面肌电值就越高,患者上肢和下肢的肌肉功能就越差。偏瘫后肩痛也是常见的并发症,陈煜等[10]对比了脑卒中后偏瘫肩痛的患者(观察组)与健康人(对照组)的肩胛肌肉表面的肌电信号值,结果发现,观察组患者上斜方肌表面肌电值要高于对照组。

2.1.2 吞咽困难

偏瘫后常发生吞咽困难,Caray等[11]研究发现,脑干卒中吞咽障碍患者表面肌电活动的平均振幅增加,最大募集振幅增加;刘玲玲等[12]发现吞咽障碍患者颏下肌群和舌骨下肌群的平均振幅高于正常人,由以上结果可以推测出吞咽障碍患者必须募集更多的运动单元才能完成吞咽动作。

2.1.3 肌肉痉挛

大多数脑卒中患者会出现不同程度的肌肉痉挛,越来越多的临床研究将RMS值作为评价肢体痉挛的指标,Kim等[13]研究发现RMS与签章反射阈值具有相关性,说明其可作为评价肌张力的可靠指标。

2.2 慢性腰痛

慢性腰痛主要是由于椎旁肌肉生理功能的改变导致的,椎旁肌包括竖脊肌和多裂肌[14],国外研究[15-16]发现,慢性腰痛患者竖脊肌肌电信号值中的频域指标均显著高于健康人,提示慢性腰痛患者竖脊肌肌肉疲劳程度较高。另外,Da Silva等[17]通过比较慢性腰痛患者和健康人站立时的多裂肌的表面肌电信号值,结果发现,慢性腰痛多裂肌肌电信号更强。

2.3 腰椎间盘突出

有研究[18]表明,腰椎间盘突出患者与正常人表面肌电值存在差异,症状明显的一侧的表面肌电值与对侧的结果也存在差异,结果提示表面肌电值可以作为评估腰椎间盘突出症患者症状严重程度的客观量化指标。

2.4 颈肩痛

有研究表明,肩部肌肉力量不足[19]、肌肉疲劳[20]均是导致肩痛的原因。表面肌电图的时域指标可反映肌肉收缩力的大小,Ribeiro等[21]比较了肩痛患者和健康人的肩部肌肉在最大等长收缩过程中的肌肉募集程度,结果发现目标肌肉的活动减少。Hawkes 等[22]研究结果发现,肩袖巨大撕裂组患者关键肩带肌肉的疲劳度较正常健康人明显增高。宋娟等[23]通过比较慢性颈痛患者和健康对照组的表面肌电信号值,结果发现,慢性颈痛的患者颈背部肌肉的活动水平明显下降。

以上结果均说明,表面肌电图在评估患者肌力和肌张力方面具有显著的优势。

3 表面肌电技术在疗效评价中的应用

表面肌电图不仅可以对神经肌肉的生物电变化进行定性定量测定,还可以评价各种康复治疗对患者肌肉功能的改善情况。

3.1 脑卒中

陈清云等[24]通过对比缺血性脑卒中后下肢痉挛患者应用常规督脉电针治疗(对照组)和表面肌电技术指导的电针治疗(观察组)两组患者的表面肌电信号值,结果发现,观察组下肢的肌张力较对照组低,患者的运动协调能力较高。张立峰等[25]分析了脑卒中后躯干肌肉无力导致的便秘患者治疗前后的表面肌电信号值,发现采用中频电刺激和综合康复治疗可最大程度地改善患者的症状。

3.2 慢性腰痛

Jie Qiao等[26]采用表面肌电图评价了按摩治疗慢性腰痛的疗效,结果显示,按摩治疗后,患者的表面肌电图的各项指标恢复正常。胡兴律等[27]采用理筋的手法对患者进行治疗,比较治疗前后竖脊肌和多裂肌的振幅,结果发现,治疗后患者的平均振幅和最大振幅均大于治疗前。

3.3 腰椎间盘突出

周楠等[28]研究表明,推拿可以改善患者的腰背伸肌群收缩力量,提高放电频率,缓解肌肉疲劳,改善患者的症状。有学者[29]认为,表面肌电图可作为评价腰椎间盘突出患者疗效的敏感量化客观评价指标。

3.4 肩痛

刘飞来等[30]采用表面肌电图比较了肩痛患者治疗前后肱二头肌的肌力,结果发现,治疗后肌力明显升高。

4 小结

综上所述,表面肌电图能准确地评价机体神经肌肉的功能状态和水平,并能评估患者的康复治疗效果,为临床康复治疗提供可靠的依据,进一步指导患者的康复治疗。