表面肌电技术在临床康复中的应用进展.pdf

综 述表面肌电技术在临床康复中的应用进展秦路峰1,焦丰叶2,彭玲2,王媛2*(1.海军青岛特勤疗养中心康复科,山东 青岛 2 6 6 0 7 1;2.青岛市卫生健康委员会医院发展中心)摘要:表面肌电技术是一种用于检测肌肉状态的技术,广泛应用于康复医学,如评估肌肉的功能状态、评价康复疗效等,现就表面肌电技术在临床疾病的肌肉功能评价及疗效的评价中的应用作一综述,以期为康复治疗提供指导。关键词:表面肌电;肌肉状态;康复治疗;疗效中图分类号:R 4 9 3 文献标识码:A d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 6-5 5 7 1.2 0 2 3.0 5.0 0 8作者简介:秦路峰,E-m a i l:1 3 5 7 3 8 3 0 0 4q q.c o m通讯作者:王媛,E-m a i l:9 8 1 7 9 3 1 3 3q q.c o mP r o g r e s s i n t h e a p p l i c a t i o n o f s u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y i n c l i n i c a l r e h a b i l i t a t i o nQ I N L u-f e n g1,J I A O F e n g-y e2,P ENG L i n g2,WANG Y u a n2*.1 R e c u p e r a t i o n D e p a r t m e n t,N a v y Q i n g d a o S p e c i a l S e r v i c e R e c u p e r a t i o n C e n t e r,Q i n g d a o 2 6 6 0 7 1,S h a n d o n g;2 H o s p i t a l D e v e l o p m e n t C e n t e r o f Q i n g d a o M u n i c i p a l H e a l t h C o mm i s s i o nA b s t r a c t:S u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y i s a t e c h n o l o g y u s e d t o d e t e c t m u s c l e s t a t u s,w h i c h i s w i d e l y u s e d i n r e h a b i l i t a t i o n m e d i c i n e,s u c h a s a s s e s s i n g m u s c l e f u n c t i o n s t a t u s a n d e v a l u a t i n g r e h a b i l i-t a t i o n e f f i c a c y,e t c.T h i s a r t i c l e r e v i e w s t h e a p p l i c a t i o n o f s u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y i n m u s c l e f u n c t i o n e v a l u a t i o n a n d c u r a t i v e e f f e c t e v a l u a t i o n o f c l i n i c a l d i s e a s e s,i n o r d e r t o p r o v i d e g u i d a n c e f o r r e h a b i l i t a t i o n t r e a t m e n t.K e y w o r d s:S u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y;M u s c l e s t a t u s;R e h a b i l i t a t i o n t r e a t m e n t;C u r a t i v e e f f e c t 表 面 肌 电 图(S u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y,s EMG)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(R o o t m e a n s q u a r e,RM S)、平均振幅值(A v e r a g e e l e c t r o m y o-g r a m,A EMG)和积分肌电值(I n t e g r a t e d e l e c t r o-m y o g r a m,i EMG);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(M e a n p o w e r f r e q u e n c y,MP F)和中位频率值(M e d i a n f r e q u e n c y,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053Q i n g d a o M e d J,2 0 2 3,V o l 5 5 N o.5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1 0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,C a r a y等1 1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1 2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RM S值作为评价肢体痉挛的指标,K i m等1 3研究发现RM S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1 4,国外研究1 5-1 6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,D a S i l v a等1 7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1 8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1 9、肌 肉 疲劳2 0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,R i b e i r o等2 1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。H a w k e s 等2 2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2 3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2 4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2 5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J i e Q i a o等2 6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2 7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2 8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2 9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3 0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。153青岛医药卫生2 0 2 3年第5 5卷第5期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。参考文献1 G o h e l V,M e h e n d a l e N.R e v i e w o n e l e c t r o m y o g r a p h y s i g n a l a c q u i s i t i o n a n d p r o c e s s i n gJ.B i o p h y s R e v,2 0 2 0,1 2(6):1 3 6 1-1 3 6 7.2 汪菲,李建华.脑卒中下肢肌肉痉挛状态患者不同收缩状态下的表面肌电特征分析J.浙江临床医学,2 0 1 9,2 1(1 1):1 5 3 0-1 5 3 1,1 5 3 4.3 J o c h u m s e n M,N i a z i I K,R e h m a n M,e t a l.D e c o d i n g A t-t e m p t e d H a n d M o v e m e n t s i n S t r o k e P a t i e n t s U s i n g S u r f a c e E l e c t r o m y o g r a p h yJ.S e n s o r s,2 0 2 0,2 0(2 3):6 7 6 3.4 D o n o s o B r o w n E V,M c C o y S W,F e c h k o A S,e t a l.P r e l i m i-n a r y i n v e s t i g a t i o n o f a n e l e c t r o m y o g r a p h y-c o n t r o l l e d v i d e o g a m e a s a h o m e p r o g r a m f o r p e r s o n s i n t h e c h r o n i c p h a s e o f s t r o k e r e c o v e r y J.A r c h P h y s M e d R e h a b i l,2 0 1 4,9 5(8):1 4 6 1-1 4 6 9.5 F e n g Z.S u r f a c e E l e c t r o m y o g r a p h y S t u d i e s o f P h a r y n g e a l S w a l l o w i n g i n N o r m a l s u b j e c t s:E s t a b l i s h m e n t o f T i m i n g a n d Am p l i t u d e D a t a b a s eJ.P m&R,2 0 1 3,5(9):S 1 5 7.6 杨玺,刘进,马明.深层咽肌神经刺激和表面肌电生物反馈在脑卒中后咽期吞咽障碍中的应用J.中国康复医学杂志,2 0 1 6,3 1(4):4 5 1-4 5 3.7 吕文,张锦明,吕政,等.表面肌电图在偏瘫患者下肢肌肉动力学分析中 的 应 用 J.医 学 综 述,2 0 2 0,2 6(2 4):4 8 8 3-4 8 8 6,4 8 9 1.8 M a r a t e b H R,F a r a h i M,R o j a s M,e t a l.D e t e c t i o n o f m u l t i-p l e i n n e r v a t i o n z o n e s f r o m m u l t i-c h a n n e l s u r f a c e EMG r e-c o r d i n g s w i t h l o w s i g n a l-t o-n o i s e r a t i o u s i n g g r a p h-c u t s e g-m e n t a t i o nJ.P l o s O n e,2 0 1 6,1 1(1 2):1-2 3.9 马玲,刘悦.表面肌电图在脑卒中偏瘫患者功能评价中的应用J.医药论坛杂志,2 0 2 1,4 2(1 4):7 2-7 4.1 0 陈煜,管红波,黄桂兰,等.偏瘫肩痛患者肩胛肌肉的表面肌电特征研究J.中国康复医学杂志,2 0 2 0,3 5(4):4 4 7-4 5 2.1 1 C r a r y M A,B a l d w i n B O.S u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h i c c h a r a c-t e r i s t i c s o f s w a l l o w i n g i n d y s p h a g i a s e c o n d a r y t o b r a i n s t e m s t r o k e J.D y s p h a g i a,1 9 9 7,1 2(4):1 8 0-1 8 7.1 2 刘玲玲,冯珍.表面肌电图技术在卒中后咽期吞咽功能障碍评估中的应用研究J.中国康复医学杂志,2 0 1 7,3 2(5):5 3 4-5 3 8.1 3 K i m K S,S e o J H,S o n g C G.P o r t a b l e m e a s u r e m e n t s y s t e m f o r t h e o b j e c t i v e e v a l u a t i o n o f t h e s p a s t i c i t y o f h e m i p l e g i c p a-t i e n t s b a s e d o n t h e t o n i c s t r e t c h r e f l e x t h r e s h o l dJ.M e d E n g P h y s,2 0 1 1,3 3(1):6 2-6 9.1 4 F D F a r r a,R G R i s i o,L V i s m a r a,e t a l.E f f e c t i v e n e s s o f o s-t e o p a t h i c i n t e r v e n t i o n s i n c h r o n i c n o n-s p e c i f i c l o w b a c k p a i n:A s y s t e m a t i c r e v i e w a n d m e t a-a n a l y s i s J.C o m p l e m e n t T-h e r M e d,2 0 2 1,5 6:1 0 2 6 1 6.1 5 K o u m a n t a k i s G A,O l d h a m J A.P a r a s p i n a l s t r e n g t h a n d e l e c-t r o m y o g r a p h i c f a t i g u e i n p a t i e n t s w i t h s u b-a c u t e b a c k p a i n a n d c o n t r o l s:R e l i a b i l i t y,c l i n i c a l a p p l i c a b i l i t y a n d b e t w e e n-g r o u p d i f f e r e n c e sJ.世界骨科杂志:英文版,2 0 2 1,1 2(1 1):8 1 6-8 3 2.1 6 S a i k l a n g P,P u n t u m e t a k u l R,S e l f e J,e t a l.A n E v a l u a t i o n o f a n I n n o v a t i v e E x e r c i s e t o R e l i e v e C h r o n i c L o w B a c k P a i n i n S e d e n t a r y W o r k e r sJ.H u m a n F a c t o r s T h e J o u r n a l o f t h e H u m a n F a c t o r s a n d E r g o n o m i c s S o c i e t y,2 0 2 2,6 4(5):8 2 0-8 3 4.1 7 S i l v a R A D,V i e i r a E R,G u i l l a u m e L o n a r d,e t a l.A g e-a n d l o w b a c k p a i n-r e l a t e d d i f f e r e n c e s i n t r u n k m u s c l e a c t i v a t i o n d u r i n g o n e-l e g g e d s t a n c e b a l a n c e t a s kJ.G a i t&P o s t u r e,2 0 1 9,6 9:2 5-3 0.1 8 蔚二文.表面肌电图评价腰椎间盘突出症的临床应用J.中国医学工程,2 0 1 4,2 2(9):1 5 0,1 5 2.1 9 M c L a i n e S J,B i r d M,G i n n K A,e t a l.S h o u l d e r e x t e n s i o n s t r e n g t h:A p o t e n t i a l r i s k f a c t o r f o r s h o u l d e r p a i n i n y o u n g s w i mm e r s?J.J S c i M e d S p o r t,2 0 1 9,2 2(5):5 1 6-5 2 0.2 0 A l i b a z i R J,M o g h a d a m A N,C o o l s A M,e t a l.T h e E f f e c t o f s h o u l d e r m u s c l e f a t i g u e o n a c r o m i o h u m e r a l d i s t a n c e a n d s c a p u l a r d y s k i n e s i s i n w o m e n w i t h g e n e r a l i z e d j o i n t h y p e r m o-b i l i t yJ.J A p p l B i o m e c h,2 0 1 7,3 3(6):4 2 4-4 3 0.2 1 R i b e i r o D C,d e C a s t r o M P,S o l e G,e t a l.T h e i n i t i a l e f f e c t s o f a s u s t a i n e d g l e n o h u m e r a l p o s t e r o-l a t e r a l g l i d e d u r i n g e l e v a-t i o n o n s h o u l d e r m u s c l e a c t i v i t y:A r e p e a t e d m e a s u r e s s t u d y o n a s y m p t o m a t i c s h o u l d e r sJ.M a n T h e r,2 0 1 6,2 2:1 0 1-1 0 8.2 2 H a w k e s D H,A l i z a d e h k h a i y a t O,K e m p G J,e t a l.E l e c t r o-m y o g r a p h i c a s s e s s m e n t o f m u s c l e f a t i g u e i n m a s s i v e r o t a t o r c u f f t e a rJ.J E l e c t r o m y o g r K i n e s i o l,2 0 1 5,2 5(1):9 3-9 9.2 3 宋娟,徐茂婷,朱博涵,等.慢性颈痛患者颈肩肌的表面肌电信号特征分析J.按摩与康复医学,2 0 2 3,1 4(1):2 1-2 4.2 4 陈清云,林频容,谢雨濛,等.表面肌电技术指导下督脉电针治疗脑卒中下肢痉挛的临床价值J.东南国防医药,2 0 2 0,2 2(5):4 7 7-4 8 0.2 5 张立峰,王岩,刘妍妍.中频电刺激结合综合康复对脑卒中患者躯干肌运动功能重建的临床研究J.黑龙江医药科学,2 0 1 2,3 5(3):1 1-1 2.2 6 J i e Q i a o,S h u-L i,Z h a n g J u n,e t a l.A s t u d y o n t h e p a r a s p i-n a l m u s c l e s u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y i n a c u t e n o n s p e c i f i c l o w-e r b a c k p a i n.J.M e d i c i n e,2 0 1 9,9 8(3 4):e 1 6 9 0 4.2 7 胡兴律,杨光,王向阳,等.基于表面肌电图评估理筋手法治疗慢性非特异性下腰痛患者肌肉功能恢复情况的价值J.临床医学研究与实践,2 0 2 1.6(2 5):1 3 5-1 3 7.2 8 周楠,房敏,朱清广,等.推拿手法治疗腰椎间盘突出症腰背伸肌群生物力学特性评价研究J.中华中医药杂志,2 0 1 2,2 7(3):5 6 2-5 6 6.2 9 卫杰.表面肌电图与腰椎间盘突出症临床表现和疗效的相关性研究D.北京:中国中医科学院,2 0 0 7.3 0 刘飞来,闫秀丽,李瑞青,等.肌肉牵张辅助治疗对脑卒中后偏瘫肩痛的疗效观察J.中国康复医学杂志,2 0 1 8,3 3(1 0):1 2 2 0-1 2 2 2.(本文编辑:张玉超)253Q i n g d a o M e d J,2 0 2 3,V o l 5 5 N o.5