Brunnstrom各期偏癱患者雙側最大等長收縮屈伸肘時的表面肌電分析①

干 崢，繆永娟，唐曉曉，闞秀麗，冀磊磊，湯 艷，吳建賢，洪永鋒

(安徽醫科大學第二附屬醫院康復醫學科，安徽 合肥 230601)

我國每年約有240萬人新發腦卒中，每年約110萬人死于腦卒中，現存的腦卒中患者1100多萬人[1]，其中約一半以上的患者存在上肢功能障礙[2]。腦卒中后上肢功能恢復明顯較下肢困難，屈、伸肌群肌力下降及協同收縮機制的異常是導致偏癱后上肢功能障礙的重要原因[3，4]。表面肌電(surface electromyography，sEMG)是肌肉收縮產生的生物電反應在皮膚表面處時間和空間上的綜合，sEMG的檢測方法簡單、無創，容易被受試者接受[5]，可以更好的反應主動肌與拮抗肌在整個運動控制過程中的活動情況。與傳統的針式肌電圖相比，sEMG的空間分辨率相對較低，但探測空間較大，重復性較好，因而sEMG在康復醫學臨床和基礎研究中具有重要價值[6～8]。常用的肌電指標包括積分肌電(integrated electromyographic，iEMG)和均方根值(root mean square，RMS)，用于評價肌肉在單位時間內的收縮特性[9，10]。本研究通過采集不同Brunnstrom分期腦卒中偏癱患者雙側上肢在最大等長收縮(maximum isometric voluntary contraction，MIVC)狀態下肱二、三頭肌的RMS數值變化，并計算協同收縮率(co-contraction ratio，CR)，以揭示腦卒中患者在不同Brunnstrom分期時肱二、三頭肌的表面肌電特征，從而為臨床制定相應的康復治療方案提供有益的電生理依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016-01～2018-03在安徽醫科大學第二附屬醫院康復醫學科住院的30例腦卒中后偏癱患者作為研究對象，所有患者均滿足全國第四屆腦血管病學術會議通過的診斷標準[11]，并經CT或MRI證實。

入選標準：(1)經頭顱CT、MRI證實為腦出血/腦梗死的單側肢體癱瘓；(2)雙側上肢均無皮損、骨折等；(3)病情平穩，無嚴重心臟病、肝腎功能等異常；(4)MMSE≥22分；(5)患者本人及家屬對本研究知情同意并簽署知情同意書。

排除標準：(1)意識不清；(2)上肢存在軟組織損傷、骨折、周圍神經損傷；(3)患側肘關節因攣縮等因素引起被動活動受限；(4)完全性和感覺性失語；(5)腦干及小腦病變的患者；(6)正在口服或注射抗痙攣或抗抑郁藥物者。

1.2 方法

1.2.1 測試儀器與材料：表面肌電設備系美國Delsys公司生產Trigno型號，分析軟件為EMGworks Acquisition 4.0.2與EMGworks Analysis 4.0.2；將Delsys自帶傳感器，緊貼于皮膚表面，采集表面肌電信號。

1.2.2 sEMG描記：Delsys無線表面肌電系統，外置傳感器，測試參數：共模抑制比>80dB，噪聲<750nV RMS, 模擬/數字轉換 16位, 采樣頻率 2000 Hz，每次測試時間5秒鐘，噪聲<0.75μV，在分析軟件中使用帶通濾波。有效測量范圍±8000μV，可用通道數8。

1.2.3 測試方法：由同一專業臨床醫生在22～28℃室溫條件下完成所有測試。患者取仰臥肩關節稍外展位(上臂長軸與正中矢狀線呈30°)。檢測時暴露被檢側上肢，局部皮膚清潔并以酒精脫脂后，于肱二、三頭肌肌腹最隆起處貼緊表面電極(走向與所測肌纖維長軸一致)。囑患者MICV狀態下屈伸肘關節，并保持5秒以上。分析每次sEMG信號中3秒峰值片段，每個動作均重復3次取平均值，每次間隔1min。

1.2.4 分析指標：統計分析MIVC屈肘與伸肘時肱二、三頭肌均方根值(RMS)的均值(M1)；并按照以下公式計算協同收縮率(CR)：協同收縮率=拮抗肌iEMG/(主動肌iEMG+拮抗肌iEMG)×100%。分析不同Brunnstrom分期健、患側RMS、CR的差異。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 一般資料情況

符合入選標準的30例研究對象，男∕女 19∕11；年齡(56.13±10.41)歲，最大73歲，最小37歲；腦梗死11例(左側偏癱7例、右側偏癱4例)，腦出血18例(左側偏癱10例、右側偏癱8例)，腦出血伴腦梗死1例(左側偏癱)；28例右利手，2例左利手；各個Brunnstrom分期均5例；病程(141.63±239.79)d，最長1298d，最短17d。

2.2 健側與患側肱二、三頭肌最大等長收縮屈伸肘時RMS及CR比較

在MICV狀態下肘關節屈曲或伸展時，健側肱二、三頭肌RMS值均顯著高于患側(P<0.05)。患側肱二、三頭肌的協同收縮率明顯大于健側(P<0.05)。見表1。

表1 肱二、三頭肌健、患側MIVC時RMS及

2.3 不同Brunnstrom分期健、患側最大等長收縮伸肘時的RMS及CR

將不同Brunnstrom分期患者在MICV狀態下雙側上肢伸肘時的肱三頭肌RMS值兩兩比較：均(P<0.05)。健側CR：除了Ⅰ、Ⅱ期間比較，Ⅲ期分別與Ⅳ、Ⅵ期比較，Ⅳ分別與Ⅴ、Ⅵ期比較，Ⅴ、Ⅵ期間比較無顯著性差異外，其余期間兩兩比較均有顯著性差異(P<0.05)。患側CR：除Ⅲ、Ⅳ期間比較無統計學差異外，其余期間兩兩比較差異均有顯著性(P<0.05)。健、患側CR比較：除Ⅵ期無顯著性差異外，其余期均有顯著性差異(P<0.05)。從趨勢上看，無論系健側還是患側在MICV狀態下伸肘時，在Brunnstrom Ⅰ期肱三頭肌RMS最小、CR最大，之后肱三頭肌RMS逐漸增加、CR逐漸下降，至Brunnstrom Ⅵ期肱三頭肌RMS趨于最大，CR降至最低。見表2及圖1、2。

表2 BrunnstromⅠ～Ⅵ期健、患側MICV狀態下伸肘時的RMS及

圖1 MICV狀態下伸肘時健、患側肱三頭肌RMS變化

圖2 MICV狀態下伸肘時健、患側CR變化

2.4 不同Brunnstrom分期健、患側MICV狀態下屈肘時的RMS及CR值

將不同Brunnstrom分期患者在MICV狀態下健/患側上肢屈肘時的肱二頭肌RMS值兩兩比較發現均有統計學意義(P<0.05)。除了健側Ⅳ、Ⅴ期間CR值比較無統計學差異外，其余健側或者患側各期間CR值兩兩比較差異均有顯著性(P<0.01)。健側與患側CR值比較：各期均有顯著性差異(P<0.01)。從趨勢上看，無論系健側還是患側在MICV狀態下屈肘時，在Brunnstrom Ⅰ期肱二頭肌RMS最小、CR最大，之后肱二頭肌RMS逐漸增加、CR逐漸下降，至Brunnstrom Ⅵ期肱二頭肌RMS趨于最大，CR降至最低。見表3及圖3～4。

表3 BrunnstromⅠ～Ⅵ期健、患側MICV狀態下屈肘時的RMS及

圖3 MICV狀態下屈肘時健、患側肱二頭肌RMS變化

圖4 MICV狀態下屈肘時健、患側CR變化

3 討論

本研究結果顯示，在MIVC狀態下屈肘時，健、患側肱二頭肌RMS分別為21.380±5.623、12.820±7.349，在MICV狀態下伸肘時，健、患側肱三頭肌RMS分別為16.216±5.779、 8.988±6.07，健側均顯著高于患側(P<0.05)；該結果說明，腦卒中偏癱患者肘關節無論主動屈曲或伸展，健側肱二、三頭肌RMS值均顯著大于患側，與余濱賓[12]等觀察到腦卒中偏癱患者MIVC狀態下患側屈肘肌群RMS平均值和最大值均明顯低于健側的研究結果相符。RMS值在一定程度上反應參與肌肉收縮過程中募集活動的運動單位數量，是評價運動單位募集數量的有效指標，其在評估肌力上有良好的線性關系，而患側RMS值均顯著小于健側的原因考慮可能與腦卒中后高位神經控制中樞損害有關，也可能與外周肌肉廢用性萎縮導致患側肌力下降，健側肌力顯著大于患側肌力有關[13，14]。另外，圖1、3中可明顯看出隨著Brunnstrom分期的增加，患側RMS值呈現逐步增加的趨勢，說明患側上肢肌肉主動收縮能力隨著Brunnstrom分期的增加而逐漸改善。這與偏癱患者臨床病情逐漸恢復的過程一致。劉綿綿[15]等通過分析腦卒中患者不同手功能Brunnstrom分期時正中神經電生理的差異，結果可知腦卒中恢復期偏癱側自發電位分級與手功能Brunnstrom分期具有相關性,這與本文結論一致。劉騫豪[16]等通過觀察20例腦卒中后偏癱患者及20例正常人的雙側主動外展動作時肱三頭肌、三角肌后束及斜方肌上束表面肌電信號，發現腦卒中患者健、患側肩帶肌肉與正常人相比均有受損，其偏癱側上述肌群RMS均顯著小于非偏癱側及對照組(P<0.05)，非偏癱側RMS均顯著大于對照組(P<0.05)。劉桂杉[17]等對60例腦卒中偏癱患者采取兩組不同的治療手段，對治療后患者的sEMG信號進行對照研究，結果顯示兩組偏癱側上肢所檢肌肉的RMS值及上肢FMA評分、MBI評分均隨著康復日程延長逐漸增大,且末次值顯著大于首次值(P<0.05)。據此，劉桂杉等認為RMS既可反映腦卒中偏癱側上肢的康復進程,又可評價肌力與運動功能改變。由研究結果可知，患側肱二頭肌的協同收縮率為24.843±9.102，健側為20.873±7.210，患側肱三頭肌協同收縮率為45.164±19.509，健側為28.353±17.297，兩組肌肉患側均顯著高于健側(P<0.05)，由CR的計算公式可知，CR值反應的是拮抗肌在主動肌的收縮過程中所占的比例大小，因而提示患側肱二頭肌在主動屈肘時，其拮抗肌即肱三頭肌參與成分明顯高于健側，肱三頭肌在主動伸肘時其拮抗肌即肱二頭肌參與成分較健側明顯增加，由圖2、4可看出，在MIVC狀態下無論患側肘關節是屈曲還是伸展，其CR值均隨著 Brunnstrom分期的增肌呈現整體下降的趨勢，說明拮抗肌在主動肌收縮運動時所參與的比例愈來愈少，患側肘關節在主動運動時的靈活性及肌群協調性愈來愈好。

Cousins E[18]等指出sEMG能很好地反映腦卒中患者肌肉痙攣狀況，且在準確度和靈敏度方面優于改良Ashworth評分。尤其是CR常被用以評價肌肉痙攣程度[19，20]。腦卒中患者癱瘓側肢體在恢復期往往存在不同程度的肌肉痙攣，因而其CR值多表現為異常增高[21，22]。原因考慮與偏癱患者的皮質脊髓束下行抑制作用減弱,原始皮質下運動中樞興奮性亢進，導致肌肉間過度的協同收縮有關[3]。然而，表2顯示，偏癱側最大等長收縮伸肘肱二頭肌CR在Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期分別為30.307±15.314、28.476±5.706，均顯著高于Brunnstrom Ⅲ期24.014±7.588(P<0.05)，但臨床上Brunnstrom Ⅲ腦卒中患者屈肘肌痙攣程度明顯高于Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期，提示在采用CR值評估腦卒中患者肌痙攣時，需要結合Brunnstrom 分期綜合評價才更為客觀。

在表2、3中Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期與功能相對較好的Brunnstrom Ⅵ期健側屈/伸肘CR相比均有顯著性增加(P<0.01)，該結果提示在Brunnstrom分期較早期的患者健側主動肌收縮時參與成分不足，腦卒中后患者健側屈肘、伸肘功能均有受損,該結果與陳小紅[13]等的研究結果相符。故而我們對腦卒中偏癱側進行屈、伸肘訓練的同時，需要同時對健側上肢的屈伸肘運動功能進行適度訓練，以提高患者的整體功能。健側在MIVC狀態下屈、伸肘時的CR均在Brunnstrom Ⅰ、Ⅱ期最高，而在Ⅲ期及以后則顯著下降，提示在腦卒中后Brunnstrom分期早期時健側的屈、伸肘運動訓練較其后各期更為重要。以上發現支持了腦卒中后一定時間內通過Bobath握手進行屈、伸肘運動對于改善雙側上肢活動能力具有積極意義。李貞晶[14]等將31例腦卒中偏癱患者隨機分成單側(患側)肢體康復訓練組、雙側肢體康復訓練組，治療4周后結果表明雙側肢體訓練組在患側肢體肌力以及整體運動功能方面均顯著優于單一的患側訓練組。臨床上在腦卒中早期階段采用強制性使用運動治療(constraint-induced movement therapy,CIMT)[23]即限制健側肢體活動以強制增加患側肢體活動，可能會有助于患側上肢運動功能的恢復，但如果患側使用過度而健側活動時間過短則有可能負面影響健側上肢屈、伸肘功能的改善。如澳大利亞卒中指南指出每天大于20h的CIMT治療對早期腦卒中患者有害[24]。Kim[25]等對腦卒中恢復期患者采用改良強制性使用運動治療(mCIMT)，每天健側佩戴6h的手套，對其患側進行2h的任務訓練，比較結果發現mCIMT組患者較常規康復組呈現顯著的功能提高。因此，在應用CIMT治療早期階段偏癱患者時應注意選擇合適的治療時間和頻率，以避免過度鍛煉患側肢體而忽略健側功能的恢復。

總之，本研究通過分析腦卒中不同Brunnstrom分期患者的健患側肱二、三頭肌的表面肌電信號，發現隨著Brunnstrom分期的進展，其健患側肱二、三頭肌的功能均有進步，尤其是患側肱二頭肌；因此我們可根據不同Brunnstrom分期或者表面肌電信號為臨床上下一步治療方案的制定提供主觀及客觀的參考依據，以有利于患者最大程度的康復。

本研究的不足之處：納入的個別患者病程較長；樣本量不大；所檢的sEMG指標未與肌力、肌張力、日常活動能力等臨床量表評估進行關聯性分析等，以上這些均有可能對研究結果造成一定影響，今后將在科研設計中注意補足。