表面肌電用于脊髓損傷患者軀干肌康復效果的研究

黃靜 楊寧

(南京師范大學體育科學學院 江蘇南京 210097)

脊髓損傷（spinal cord injury, SCI）是指由于多種不同致病因素引起的脊髓結構功能的損害，造成損傷平面以下運動、感覺、自主神經功能的障礙。在我國，據不完全統計，現有脊髓損傷患者約40萬，每年新增病例約1萬[1]。有研究表明：對脊髓損傷患者進行殘存肌力訓練可以改善患者的功能能力[2]。而坐位平衡是脊髓損傷患者實現站立和行走的前提，因此對脊髓損傷患者進行軀干肌殘存肌力的訓練是最基本的訓練。

表面肌電(sEMG)圖是采用皮膚電極放置在目標肌肉表面，通過對單塊或一組、多組肌肉集合性肌電活動的同時記錄，采集肌肉活動／動作(等張、等長、等速)時的肌電信號對神經肌肉功能作定量和定性分析，并推測神經肌肉的病變特性，主要適用于康復醫學功能及療效的評價與治療[3]和體育運動中與疲勞相關的肌肉力學分析。康復治療需要不斷進行評價，表面肌電安全、無創和便于操作的特性可起到輔助治療的作用。

1 對象和方法

(1)對象：研究對象是1例18歲的高中男生，在2010年被診斷為C7-T2的先天性椎管內硬脊膜外血管畸形。

(2)功能檢查：患者上肢功能較好，雙下肢癱瘓，軀干肌無力，控制能力較弱。

(3)干預:經患者及其家屬同意并簽署知情協議書，2014年1月至2014年5月對其進行軀干康復訓練，由父母幫助完成。訓練12周，每天訓練時間80～100min，每次進行時間和內容的記錄。

(4)干預內容：將患者的胸大肌、腹內外斜肌、腹直肌、三角肌、背闊肌、斜方肌、腰方肌、豎脊肌作為訓練對象，其中以背闊肌、斜方肌、三角肌、豎脊肌作為重點訓練肌設計出不同的練習項目，主要有床上的被動練習和輔助練習；椅上的輔助練習、主動練習和抗阻練習。

(5)測試儀器：美國NORAXON公司的MYOSISTEM-1200型表面肌電圖儀。

(6)方法：sEMG測試在防電磁干擾肌電圖室內進行，測試三組肌肉（第一組：胸大肌、腹直肌、腹內外斜肌和腰方肌；第二組：三角肌、背闊肌、豎脊肌和多裂肌；第三組：斜方肌上、中、下三束和臀大肌；）在最大收縮力下的肌電指標。測試前向患者介紹測試過程。正式測試前讓患者盡量放松，以示波器上肌電信號平穩為標準。每個測試動作做3次，當患者最大用力時保持8～10s，每次測試間隔2min左右。

(7)主要觀察指標：sEMG的主要觀察指標有時域指標的積分肌電值（IEMG）、均值、峰值和頻域指標的中位頻率(MF)、平均頻率（MPF）。

2 結果

2.1 時域指標測試結果

軀干肌各肌肉經運動干預后其積分肌電（IEMG）、均值和峰值這三個時域指標的數值均有增大，增加幅度不等，表現為：（1）軀干肌背部肌群增加幅度較前側肌群大。（2）上軀干肌肌群增加幅度較下軀干肌肌群增加幅度大。

2.2 頻域指標測試結果

軀干肌各肌肉經運動干預后其中位頻率（MF）和平均頻率（MPF）這兩個頻域指標的數值改善幅度不明顯，有些肌肉的頻域指標數值出現下滑；軀干肌左右兩側變化差異不大。

3 討論

大部分脊髓損傷患者都有中等到嚴重的運動損害，60%的患者在日常生活上需要功能性的幫助，少數患者有恢復行走的可能，估計恢復的范圍在7%～38%之間[4]。對于截癱患者，要想恢復其行走功能，就必須改善其坐位平衡功能，坐位平衡是指人體在運動或受到外力作用時，能自動調整并維持坐位姿勢的能力[5]。它是患者完成直立行走的前提，同時也能直接或間接地影響患者日后的生活自理能力。因此，該研究將患者的軀干肌作為重點訓練肌，同時用sEMG評定訓練的效果。

sEMG是近年來備受關注的一種無創的神經肌肉功能的檢測方法，可以較客觀的反應所測肌肉的功能，被廣泛用于臨床[6]。目前，對于脊髓損傷的康復效果評定大都采用美國ASIA神經功能評定、肌痙攣評定、日常生活活動能力評定(ADL)、FMA評定運動功能等。這些肌力分級評定和肌肉痙攣度評定由于檢測效度的主觀性和檢測結果難以精確定量而受到限制。

多年來，對sEMG信號的分析主要集中在時域和頻域兩個方面[7]，時域分析的主要指標包括平均振幅、肌電積分（IEMG）等；頻域分析常用指標為平均頻率(MPF)和中位頻率(MF)等[8]。該研究將肌電積分值和中位頻率作為主要觀察值。

3.1 時域指標評定

肌電積分值（iEMG）是指在一定時間內肌肉中參與活動的運動單位的放電總量[9]。國外專家Onishi[10]等對肌電積分值與肌力和肌張力之間的關系進行了研究并指出：肌肉隨靜力收縮時，表面電極測定的肌電積分值與肌力及肌張力之間呈正相關。因此，肌電積分值(IEMG)可作為評估肌力和肌張力的理想指標。由結果：（1）患者軀干肌時域指標的肌電積分值均增加，說明患者經過三個月的訓練，肌力和肌張力均有明顯的改善；（2）患者背部肌群IEMG增加較前側肌群大，可能原因是對患者背部肌群設計的訓練動作較前側肌群多；（3）患者上軀干肌的增加幅度較下軀干肌大,可能原因是我們對上軀干肌設計的練習動作較下軀干肌多。

3.2 頻域指標評定

MPF和MF是臨床判別肌肉活動時的疲勞度的最常用指標[11]。相關研究中發現，不論是靜態還是動態的情況下，隨著肌肉疲勞的發生，都會出現肌電頻譜左移的現象，即頻譜的MPF和MF值下降[12]。故MF可作為評定肌耐力的客觀參數指標。由結果：患者軀干肌頻域指標的中位頻率無明顯變化，說明患者的肌耐力沒有改善。可能原因有：（1）動作設計中忽略了做動作的時間要求；(2)耐力訓練的項目設計不多；(3)每個測試動作只持續8～10s，該時間不能真正反應患者的耐力水平。

由以上結果分析可知：患者經過三個月的康復訓練，軀干肌肌力和肌耐力有明顯的增強；由肌電積分結果分析可知：患者癱瘓肌肌力康復效果是正常肌康復效果的一半。

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