腦卒中偏癱患者在坐位軀干旋轉時軀干肌群表面肌電信號特征研究

關晨霞，郭鋼花，郭小偉，李哲，郝道劍，李曉麗

軀干的旋轉運動是日常生活中常見的一種運動方式，在偏癱患者的早期常常可以看到軀干控制能力較差，在康復的后期恢復過程中經常可以看到由于軀干肌力量下降，癱瘓側軀干肌張力異常、運動模式異常、肌群間協調異常等造成兩側軀干肌不平衡而形成軀干異常姿勢，進而對步行能力、平衡以及四肢的運動控制等產生不利影響，嚴重影響患者的恢復。在軀干的運動中發揮作用的肌群主要有[1-2]：背闊肌、腹內斜肌、腹外斜肌、腹直肌、腹橫肌、豎脊肌、多裂肌、腰大肌、腰方肌等。本研究對正常人及腦卒中偏癱患者在左旋及右旋運動過程中軀干淺表肌群的表面肌電信號特征進行分析，借以揭示其軀干肌受損的可能機制及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2015年3月～2016年3月在鄭州大學第五附屬醫院住院的腦卒中偏癱患者17例作為腦卒中組。納入標準：符合全國第四屆腦血管疾病會議修訂的診斷標準[3]。經顱腦CT或MRI證實，病情穩定，均有一側肢體癱瘓；初次發病；年齡30～65歲；病程≤3個月，無認知功能障礙，簡易精神狀態檢查(Mini Mental State Examination,MMSE)評分20分以上[4]，能夠配合指令，完成動作；根據三級平衡檢測法達到坐位平衡I級及以上[4]；自愿參加研究。另外選擇16例健康志愿者作為正常組，年齡30～65歲，排除腰椎間盤突出癥等影響腰部肌群肌肉功能及引起疼痛的病癥。所有受試者入組前均簽署知情同意書。腦卒中組：男11例，女6例；腦出血7例，腦梗死10例；左側偏癱8例，右側9例；病程(36.66±7.81)d；身高(165.43±5.29)cm；體質量(62.12±7.73)kg；BMI指數(23.61±4.06)。正常組：男10例，女6例；身高(167.52±7.29)cm；體質量(67.12±9.58)kg；BMI指數(24.59±3.98)。2組一般資料無統計學差異。

1.2 方法 被研究者測試體位及動作：用固定帶將受試者雙側大腿固定在無靠背椅子上，背朝肌電儀屏幕，雙手交握放于膝上。共需做2組動作：①受試者從直立坐位至垂直向左旋轉45°處；②受試者從直立坐位至垂直向右旋轉45°處。受試者在肌電圖室內，利用空調裝置，統一將室溫控制在25℃左右，空氣濕度70%～80%，先用75%酒精棉球擦拭并清潔電極放置部位皮膚，以減小皮膚與電極間阻抗，在電極片上涂導電膏，以降低電阻，表面電極選用一次性使用心電電極，導電區直徑6mm，放置在肌腹最隆起處，兩片電極圓心連線與肌束走向平行。腹直肌的信號收集點為臍旁左右2cm；胸段豎脊肌的收集點為T10棘突左右2cm；腰段豎脊肌的收集點為L3棘突左右2cm；腹內斜肌信號收集點為髂前上棘與恥骨聯合中點上2cm；腹外斜肌收集點是臍旁10cm；背闊肌收集點為過肩胛下角垂直線與T10棘突水平的連線之交點。采用加拿大的Flex Comp表面肌電分析系統，分別記錄受試者在向左旋轉45°、向右旋轉45°時的肌電信號值。先觀察肌電信號基線平穩3～5s后，囑受試者執行相應動作，到達受試體位后保持3s，各個動作重復3次，并持續記錄表面肌電信號，至動作測試完成，基線回歸平穩時為止。利用Bio Neuro Infiniti信號處理軟件進行信號頻譜分析處理，截取表面肌電信號，提取時域指標：均方根振幅(Root Mean Square，RMS)作為觀察指標。為了便于比較統計2組患者間的數據，設定正常組左側與腦卒中組的偏癱側做對比，正常組的右側與腦卒中組的非癱瘓側做對比。

2 結果

2.1 2組坐位軀干左旋(腦卒中組向偏癱側旋轉)45°時軀干肌群RMS值比較 正常組在坐位軀干左旋45°時左、右兩側腹直肌、腰段豎脊肌的RMS值差異無統計學意義，右側腹外斜肌RMS值明顯大于左側(P<0.01)，左側胸段豎脊肌、背闊肌的RMS值明顯大于右側(P<0.01)。腦卒中組在坐位軀干向偏癱側旋轉45°時雙側腹直肌、腰段豎脊肌及腹外斜肌的RMS值無顯著性差異，癱瘓側胸段豎脊肌、背闊肌的RMS值和非癱瘓側比較亦無顯著性差異；腦卒中組偏癱側與正常組左側腹直肌、腰段豎脊肌的RMS值比較差異無統計學意義，腦卒中患者偏癱側腹外斜肌、胸段豎脊肌和背闊肌的RMS值明顯低于正常組左側(P<0.01)，腦卒中患者非癱瘓側腹外斜肌的RMS值明顯低于正常組右側(P<0.01)，腦卒中患者非癱瘓側腹直肌、胸段豎脊肌、腰段豎脊肌和背闊肌的RMS值與正常組右側比較，差異無統計學意義。見表1。

2.2 2組受試者坐位軀干右旋(腦卒中組向非癱瘓側旋轉)45°時軀干肌群RMS值比較 正常組在坐位軀干右旋45°時左、右兩側腹直肌、腰段豎脊肌的RMS值無顯著性差異，左側腹外斜肌RMS值明顯大于右側(P<0.01)，右側胸段豎脊肌、背闊肌的RMS值大于左側(P<0.01)。腦卒中患者在坐位軀干向非偏癱側旋轉45°時雙側腹直肌、腰段豎脊 肌 及 腹 外 斜 肌 的RMS值差異無統計學意義，癱瘓側胸段豎脊肌、背闊肌的RMS值小于非癱瘓側(P<0.01)；腦卒中患者偏癱側腹直肌和背闊肌的RMS值與正常組左側比較差異無統計學意義，偏癱側腹外斜肌、胸段及腰段豎脊肌的RMS值小于正常組左側(P<0.01)，偏癱側腰段豎脊肌的RMS值小于正常組左側(P<0.05)，腦卒中患者非癱瘓側腹外斜肌、胸段及腰段豎脊肌的RMS值小于正常組右側(P<0.01)，腦卒中患者非癱瘓側腹直肌和背闊肌的RMS值與正常組右側比較差異無統計學意義。見表2。

組別n腹直肌左側右側腹外斜肌左側右側胸段豎脊肌左側右側腰段豎脊肌左側右側背闊肌左側右側腦卒中組174．87±1．025．01±1．254．81±1．25b5．15±1．92b8．14±2．15b7．21±2．549．58±1．2610．28±4．016．18±1．98b6．66±1．79正常組 164．62±1．274．52±1．3415．41±4．02a25．74±3．7828．13±5．96a8．68±2．208．89±1．569．28±2．2616．67±3．14a6．12±1．79

與組內對側比較，aP<0.01；與正常組同側比較，bP<0.01

注：左側對應腦卒中組的偏癱側，右側對應腦卒中組的非偏癱側

組別n腹直肌左側右側腹外斜肌左側右側胸段豎脊肌左側右側腰段豎脊肌左側右側背闊肌左側右側腦卒中組174．18±1．184．83±1．524．68±1．36c4．53±1．21c6．68±1．03ac12．36±1．25c6．66±2．91b6．33±1．52b8．22±2．51a14．63±6．35正常組 165．28±1．565．52±1．2921．95±3．25a13．12±2．799．01±1．73a23．88±5．7612．16±4．57a10．07±3．797．40±1．91a19．04±6．11

與組內對側比較，aP<0.01；與正常組同側比較，bP<0.05，cP<0.01

注：左側對應腦卒中組的偏癱側，右側對應腦卒中組的非偏癱側

3 討論

偏癱患者早期和恢復期均會出現由于軀干控制差而引發的一系列問題，腦卒中后軀干控制對其肢體的靈活性、平衡協調能力、步行能力及日常生活能力都有著密切的聯系，軀干控制是腦卒中功能恢復的前提[5]。對腦卒中偏癱患者的軀干控制能力進行準確客觀的評估是提高其軀干控制訓練的關鍵，表面肌電圖作為一種無創性的檢查技術，已逐漸成為神經肌肉功能障礙檢測與評價的一種重要手段和方法，RMS是一段時間內瞬間肌電圖振幅平方平均的平方根，是放電有效值，取決于肌肉負荷性因素和肌肉本身的生理、生化之間的內在聯系，RMS較常用于表面肌電圖(Surface Electromyography, SEMG)的定量分析，較少假象干擾[6]，在一定程度上可反映出肌肉活動時運動單位激活的數量、每個運動單位的放電大小、參與活動的運動單位類型以及同步化程度[7]，本研究選用RMS作為反映軀干肌肌電活動的指標。

研究發現腹直肌、豎脊肌在等軸軀干旋轉中主要用于維持軀干的穩定性[8-10]。本研究中正常人腹直肌與腰段豎脊肌在旋轉過程中雙側基本對稱，未出現交叉性，胸段豎脊肌在旋轉過程中出現了雙側交叉性，綜合表1、表2可以看出在旋轉動作中同側胸段豎脊肌RMS值明顯高于對側。背闊肌為全身最大的扁肌，位于背的下半部及胸的后外側，以腱膜起自下6個胸椎的棘突、全部腰椎的棘突、骶正中嵴及髂嵴后部等處，肌束向外上方集中，以扁腱止于肱骨小結節嵴；國外研究表明單側背闊肌做向心收縮時，可使軀干向同側旋轉，故背闊肌在旋轉中對其他旋轉肌起協同作用，背闊肌的最大活動出現在軀干等軸旋轉時[8-10]，本研究結果也證實了這點，背闊肌參與了旋轉動作。腹外斜肌參與構成腹壁的淺層肌肉，研究表明腹外斜肌在旋轉中起作用[10-13]，同時可增加腰椎穩定性，本研究中也顯示正常人在旋轉動作中腹外斜肌出現了雙側交叉性。

綜上所述，對側腹外斜肌、同側背闊肌、同側胸段豎脊肌均參與了旋轉動作，但本研究中發現腦卒中偏癱患者這3組肌群在旋轉動作中均未出現明顯的交叉性，尤其是腹外斜肌在向兩側旋轉時均未出現明顯的肌電信號變化，偏癱患者在向癱瘓側旋轉時腦卒中患者偏癱側(即轉向側)腹外斜肌、胸段豎脊肌和背闊肌的RMS值低于正常組左側(即轉向側)，向非癱瘓側旋轉時癱瘓側(即對側)腹外斜肌、腹外斜肌、胸段豎脊肌的RMS值低于正常組左側(即對側)，在旋轉動作中，偏癱患者非癱瘓側的腹外斜肌的RMS值也低于正常組的相應側腹外斜肌，提示腦卒中偏癱患者的腹外斜肌、胸段豎脊肌、背闊肌均存在功能損害，尤其是腹外斜肌非癱瘓側也出現了明顯的損害，將嚴重影響患者的軀干控制能力。本研究的不足之處：受表面肌電圖的限制，影響軀干控制的深層肌群電生理變化未能在本研究中揭示。

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