表面肌电图在非特异性下腰痛的研究进展 *

陈 蒙 段慧杰 林倩倩 刘承梅

（1.河南中医药大学护理学院，河南 郑州 450000；2.河南中医药大学第一附属医院康复科，河南 郑州 450000）

腰痛指的是从肋骨下缘至臀以上区域的疼痛，伴有单侧或双侧下肢放射性疼痛［1］。随着社会的发展和工作方式的改变，腰痛已经成为现代社会常见的健康问题之一［2］。表面肌电图（Surface electromyography，sEMG）是神经肌肉系统活动时产生的生物信号，经过表面肌电电极引导、放大、显示并记录所获得的一维电压时间序列信号。sEMG能够检测神经肌肉的各种运动状态活动并对产生的电信号进行细致的定量、定性分析［3］，具有实时性、多靶点测量等优点，近年来被广泛地应用于康复医学领域［4］。本文对sEMG在非特异性下腰痛中的临床应用进行综述。

1 病因病机

中医学根据腰痛临床表现及其病因病机，将其称为“腰痛”“痹证”，在《素问》中属于“腰脊痛”“腰尻痛”［5］。中医学认为腰痛发生主要是由内外两种因素导致的。血瘀是下腰痛发生的外在因素，在《素问·五脏生成》中记载：“卧出而风吹之，血凝于肤者，为痹”，不仅说明了风邪与血瘀的关系，还提出了痹证和血瘀病因。《外台秘要》云：“疗风湿客于腰，令人腰痛，独活汤方”，湿邪是寒邪的一种，可导致血瘀的产生，进而发生腰痛［6］。内因为腰痛发生的主要因素，《素问·痹论》言：“风寒湿三气杂至，合而为痹也”，湿性重浊、黏滞，湿气侵袭困遏肌肤骨骼而作痹痛。

2 分类

腰痛可分为寒湿腰痛、湿热腰痛、瘀血腰痛、肾虚腰痛。但由于腰痛的病名不统一、病因病机的复杂，故该病的辨证分型至今尚未统一。杜昌［7］临床将腰痛分为寒湿胶着、湿热郁滞、肾气亏虚、气滞血瘀四型。李发枝教授将腰痛分为肾虚型、气滞型、肾虚型［8］。王国斌教授将腰痛分为脾肾阳虚、肝肾亏虚夹痰湿、气滞血瘀夹湿热、肝肾亏虚偏气虚四型［9］。曾庆荣等［10］把腰痛分为督脉型、膀胱经型和混合型。陈功等［11］从患者疼痛的角度分析认为，部分腰痛患者疼痛症状不明显，兼症少，不利于辨证分型，故从体质的角度出发，以湿热质、特禀质、平和质、痰湿质、血瘀质、气虚质、气郁质、阴虚质、阳虚质九大体质辨证。

临床上腰痛分为以下三类：（1）非特异性腰痛，指的是疼痛的病理生理部位无法准确判断，患者就诊时多以腰背部疼痛而来，原因包括肌筋膜炎、腰肌劳损、韧带炎等；（2）特异性腰痛，指由某些特异性疾病如腰背肿瘤、骨折、脊柱病变、腰背退行性变化等引起的腰痛；（3）神经性腰痛，主要由椎间盘病变压迫神经引起，呈现持续性、针刺或放射样疼痛，部分患者腰背肌会出现不同程度的萎缩［12］。本文主要介绍非特异性腰痛。

3 sEMG应用

sEMG 是一种无损伤的测量方法，能够客观地反映局部肌肉活动水平和功能状态。有多种信号处理方法，能够提供特异性指标。客观性较强，可以克服主观心理因素的干扰，能够定量分析工作负荷和肌肉功能状态，因此可作为客观指标来评价腰痛患者的治疗效果。

采集到的原始肌电信号经过平滑、整流处理，根据具体情况进行线性分析和非线性分析。其中线性分析包括时域分析和频域分析。时域分析指标主要有平均肌电图（AEMG）、均方根肌电图（RMS）、积分肌电图（EMG）；频域分析指标主要有中位频率（MFs）、平均功率频率（MPF）和过零率（ZCR）。

在众多肌电指标中，MPF 和MFs 被认为是最可靠的反映肌肉疲劳的研究指标［13］。因此有研究者［14］用下腰痛患者椎旁的肌耐力指标来反映疲劳程度。有学者［15］将下腰痛患者和正常对照者的维持正直站立姿势的能力进行对比，发现下腰痛患者竖脊肌MPF 明显下降，且腰肌疲劳可能会引起腰痛。同时Oddsson等［16］研究了正常对照组与下腰痛患者试验组椎旁肌疲劳程度，当40%和80%最大等长收缩时，试验组的MFs 小于对照组，说明在相应负荷水平上下时试验组较正常组的椎旁肌疲劳程度更高。王康玲等［17］选取正常对照与非特异性下腰痛患者各18例，通过RMS值比较不同桥式运动时腰肌表面肌电信号的变化，发现非特异性下腰痛患者行非对称性桥式运动时，双侧竖脊肌收缩力不平衡。MPF 随着肌肉疲劳的程度而逐渐降低，但是确定性线段百分比（%DET）却相反，因此%DET作为评价腰部肌肉功能状态的指标具有独特的优势［18］。

乔杰［19］的研究中治疗前非特异性下腰痛患者试验组的椎旁肌软组织AEMG高于正常对照组，背伸AEMG低于对照组，屈曲伸直比（FER）高于对照组；干预后，与治疗前比较，试验组椎旁肌软组织完全屈曲的AEMG、FER均降低，但背伸的AEMG差异无统计学意义。吕俊玲［20］通过观察委中穴放血量的不同来评价下腰痛对腰背部表面肌电的影响，当放血量为5～18 mL时，该组前屈位腰背部表面肌电波幅及中位频率高于放血量＜3 mL组，因此放血量为5～18 mL组即刻镇痛效果明显高于放血量＜3 mL组。

4 sEMG在非特异性腰痛的应用

卫杰等［21］通过比较非特异性慢性腰背疼痛飞行员与无症状飞行员之间腰部竖脊肌的表面肌电特征，发现在腰部竖脊肌等长收缩与站立位屈伸运动时，有症状飞行员与无症状飞行员之间的差异有统计学意义。因此，sEMG能够成为评价非特异性慢性腰背疼痛的客观指标。

陈筑等［22］通过测量最大肌力（MVC）值比较正常人和下腰背疼痛患者之间的表面肌电信号，差异具有统计学意义。刘斯文等［23］对401 例慢性腰痛患者的sEMG 信息进行比较，发现非特异性慢性腰痛患者存在特异性的肌电特征。胡兴律等［24］选取106例慢性非特异性下腰痛患者，比较有效与无效患者的椎旁肌群表面肌电指标，结果有效患者的多裂肌和竖脊肌的sEMG指标均发生显著的变化，说明表面肌电指标能够作为评估患者肌肉功能恢复的客观指标。此外，王阳［25］通过表面肌电检测技术，观察八段锦对健康大学生不同时间腰腹部核心肌群表面肌电信号的变化，观察指标为不同部位的RMS、MPF。结果八段锦作为传统的中医养生方法，可锻炼腰腹部的核心肌群，表面肌电可以作为客观评价指标。印杰松等［26］通过表面肌电探讨康复训练治疗慢性非特异性下腰痛的临床效果，发现在表面肌电生物反馈指导下进行康复训练能显著改善患者的疼痛症状，提升患者的腰椎功能，增加腰部核心肌群的控制力并改善肌群疲劳程度。

5 小结

sEMG 作为腰背功能评定的一个客观指标，较多地应用于评价肌肉疲劳、肌肉力量、人体运动中肌肉损伤病变、力量训练、预测肌肉纤维类型等方面，集中在康复医学、运动医学、神经科学等领域。目前该技术还不是很成熟，需要不断完善，特别需对其性能和应用进行深入挖掘。例如，尚未有统一的诊断规范，未来需要大量的随机对照试验来证明各指标的参考范围。随着临床的持续关注，sEMG 将会不断地成熟和完善，未来将会拥有更高、更宽的发展空间。