李 波 李建華

（浙江中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院·杭州 310053）

表面肌電(surface electromyography sEMG)是一種通過貼附在人體骨骼肌表面的電極記錄和觀測肌肉活動情況的技術(shù)[1],它能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動。與傳統(tǒng)的針肌電相比，它的信號態(tài)具有較強的隨機性和不穩(wěn)定性的弱點，但同時也具有無痛，可重復性好和探測空間較大的優(yōu)點。在規(guī)范化控制的條件下，表面肌電信號可以定量的反映出肌肉的疲勞程度、肌力水平、多肌群的協(xié)調(diào)性等功能狀況[2]。本文針對表面肌電在目前針灸療效評估中的一些應(yīng)用做出總結(jié)與討論。

1 表面肌電信號特點及其常用分析指標

sEMG 信號源于大腦運動皮質(zhì)控制之下的脊髓α 運動神經(jīng)元的生物電活動,形成于眾多外周運動單位電位在時間和空間上的總和,經(jīng)表面電極引導、放大、顯示和記錄所獲得的一維電壓時間序列信號,具有較大的隨機性和不穩(wěn)定性。其振幅約為0—6000μV,頻率0—350Hz,振幅和頻率等特征變化取決于中樞神經(jīng)系統(tǒng)運動單位活動同步化、肌纖維募集水平和與細胞酸中毒有關(guān)的肌纖維興奮傳導速度等生理性因素,以及探測電極大小和位置、表皮溫度、肌肉運動方式等測量性因素的共同作用[3]。表面肌電圖在神經(jīng)肌肉病損功能評估中常用的指標有時域分析的積分肌電值(integrated EMG,IEMG)、平均肌電值(average EMG,AEMG)、均方根值(rootmean-square,RMS),以及頻域分析的平均功率頻率(meanpower frequency,MPF) 和中位頻率(median frequency,MF)。其中時域分析指標常被應(yīng)用于實時、無損傷地反映肌肉活動狀態(tài),其數(shù)值變化通常與肌肉收縮力大小等有關(guān)。而頻域分析指標則被用來定量描述sEMG 信號功率譜曲線的轉(zhuǎn)移或者各種頻率分量的相對變化,通常與肌肉功能狀態(tài)即疲勞程度有關(guān)。上述時域分析和頻域分析均屬于線性分析，但電生理研究表明每一運動神經(jīng)元都具有本身的發(fā)放閾值和募集等級，在肌肉關(guān)節(jié)和脊髓細胞之間存在本體感覺纖維即存在反饋通道，因此運動神經(jīng)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個高度非線性的動力學[4]，所以非線性指標熵、復雜度，確定性線段百分比等也逐漸被用于表面肌電信號分析中。

2 臨床應(yīng)用

2.1 表面肌電圖在針刺治療腦卒中患者中的應(yīng)用

腦卒中是危害中老年人生命與健康的常見病，存活者中70%以上存在著不同程度的功能障礙[5]。其中20%～30%的腦卒中患者在3 個月內(nèi)不能恢復獨立行走，而更多數(shù)的患者雖然恢復獨立步行能力，卻呈典型的偏癱步態(tài)。王薌斌等[6]通過表面肌電來觀察不同頻率電針對腦卒中下肢痙攣患者的影響，證實100Hz 與50Hz 組的療效較2Hz 組好,不僅膝伸肌和踝跖屈肌群的痙攣得到一定的控制,膝屈曲與踝背屈的協(xié)同收縮率下降,100Hz 的電針治療還使踝背屈時健患側(cè)的協(xié)同收縮比值也趨于平衡。王東巖等則利用表面肌電研究了不同針刺方法對腦卒中后腕背伸功能重建的對比，發(fā)現(xiàn)合谷刺法加斷續(xù)波組表面肌電信號特征值提高明顯，在臨床應(yīng)用中具有明確療效[7]。Zhao JG 等[8]則對針灸治療中風后的痙攣狀態(tài)進行了觀察，通過對受影響的肢臂的肌電活動分析，認為針刺椎體交叉的表面投影區(qū)可以有效的改善中風后的痙攣狀態(tài)。與此同時，F(xiàn)raqoso AP 和Ferreira AS 則提出了不同的看法，他們通過對健康志愿者和中風患者針刺曲池與天泉穴后肱二頭肌表面肌電信號的觀察，發(fā)現(xiàn)手捻針對健康患者組的肌肉募集有顯著改變，而中風患者組則沒有顯現(xiàn)出肌電活動的減少和最大肌力收縮的改變，認為需要更大樣本的試驗來進行進一步的評估[9]。

2.2 表面肌電圖在針刺治療腰間盤突出癥中的應(yīng)用

腰椎間盤突出癥在不同程度上與腰部肌肉疲勞和收縮能力下降有著互為因果的關(guān)系[10]。朱思剛等[11]對12 例健康志愿者(對照組)和12 例腰椎間盤突出癥患者(腰椎間盤突出組)的表面肌電圖平均肌電值、頻域分析、時頻分析和復雜度C(n)等指標變化斜率進行檢測及比較。發(fā)現(xiàn)腰椎間盤突出組頻域分析、時頻分析和C(n)的變化斜率較對照組明顯加快。王瑞琦[12]采用表面肌電對電針的不同波型對腰椎間盤突出癥緩解期肌肉功能恢復的療效進行了觀察，發(fā)現(xiàn)電針疏密波組頻率斜率差值相比電針連續(xù)波組有顯著差異，證明電針疏密波更能改善肌肉功能。而吳淑平和陳彩霞[13-14]則利用肌電圖對不同穴位治療腰間盤突出癥進行了比較認為針刺可以改善腰椎間盤突出癥患者腰部表面肌電異常的EMG 波幅值，調(diào)節(jié)雙側(cè)表面肌電趨向平衡，并為優(yōu)化取穴方案提供依據(jù)。

2.3 表面肌電圖在針刺治療痙攣型腦癱中的應(yīng)用

痙攣型腦癱患兒占腦癱患兒的60%～70%，其臨床特點為痙攣性癱瘓。由于受損傷的腦所支配部位的肌肉緊張性增高，導致運動功能障礙。針刺治療痙攣型腦病的效果已得到臨床的廣泛認可，但未有明確的衡量指標對針刺的效果作出定量的判斷[15]。表面肌電圖的出現(xiàn)，使得動態(tài)監(jiān)測腦癱患兒的肌張力變化成為可能。張學君[16]等通過觀察針刺與運動進行不同干預次序組合，對痙攣型腦癱患兒腓腸肌即時肌電積分的影響，發(fā)現(xiàn)單純針刺委中、承山穴及先針刺后運動的治療組合可使患兒腓腸肌的肌電積分值升高，單純運動及先運動后針刺的治療組合不會使患兒腓腸肌的肌電積分值發(fā)生變化。

2.4 表面肌電圖在針刺評估中其他方面的應(yīng)用

除上述方面，許多作者在表面肌電圖應(yīng)用于針刺治療其他疾病方面也進行了一些研究。

Fabiano Politti 等[17]研究了耳針對骨骼肌的影響。他們將15 名正常人分為安慰劑組和耳針組，觀察針刺耳穴前后的前、中、后三角肌和斜方肌的RMS(均方根值)，發(fā)現(xiàn)安慰機組同針刺前組的三次測試結(jié)果并無顯著差異（秩和檢驗，P>0.05），但ACP（針刺前）和ACP2（針刺后）差異具有顯著性P<0.003。大量文獻表明針刺在肢體功能障礙患者的康復治療過程有明顯的效果,針刺鎮(zhèn)痛已經(jīng)在大量的實驗中得以證實,針刺能從整體調(diào)動機體神經(jīng)、循環(huán)、內(nèi)分泌系統(tǒng)達到一個相對平衡的穩(wěn)態(tài)來改善患者局部癥狀并提高肌肉的抗疲勞性。有作者通過觀察針刺俠白穴對志愿者的雙側(cè)肱二頭肌上的表面肌電指標與肌肉疲勞的變化，結(jié)果顯示針刺組的MF和MPF 值比休息組的明顯升高,表示針灸對緩解肌肉疲勞有效果[18]，但Larissa Araujo Costa 等[19]的實驗得出的結(jié)論認為局部穴位可以減少附近肌肉的活動。此外有作者對表面肌電圖應(yīng)用于針灸治療周圍性面癱評價方面進行了嘗試，研究對147 例發(fā)病在7 天內(nèi)的周圍性面癱患者分別在針灸治療前后進行表面肌電圖檢測與H-B 量表評分，然后將二者進行比較，結(jié)果顯示表面肌電圖與H-B 量表對面癱程度評價的比較，未見顯著性差異，利用表面肌電圖檢測周圍性面癱，不僅可較為客觀的評價面癱嚴重程度，而且對周圍性面癱的預后還能進行比較準確的預測[20]。亦有日本學者應(yīng)用表面肌電對針刺外關(guān)治療痙攣性斜頸效果進行評價，發(fā)現(xiàn)針刺后平均整流電位均呈明顯的經(jīng)時性下降，表明患肌的異常放電降低，異常姿勢亦有改善。提示針刺遠端經(jīng)穴對痙攣性斜頸有效[21]。

3 結(jié)語

針灸學是祖國醫(yī)學的寶貴遺產(chǎn)，具有獨特的醫(yī)療保健作用，針灸治療疾病以其適應(yīng)癥廣泛、療效迅速、治療方便及經(jīng)濟安全無毒副作用等特點，不僅深受國內(nèi)廣大人民群眾歡迎，而且被愈來愈多的國家和地區(qū)人們所接受，但是在針灸的發(fā)展過程中也面臨著一些問題：①針刺操作規(guī)范研究，即針刺的量—效規(guī)律。②腧穴效應(yīng)特異性研究，以指導臨床選穴。③重視針灸優(yōu)勢病種的研究。④科學規(guī)范的療效評價體系的建立[22]。這些問題的解決必然要借助現(xiàn)代科技和各種自然科學方法。表面肌電(Surface electromyography,sEMG)信號分析技術(shù)因其特點和優(yōu)點在國外已被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學，康復運動學和人體工程學等領(lǐng)域，應(yīng)用日趨成熟，國內(nèi)外也逐漸開始利用表面肌電圖對針灸的臨床效果進行評價，但缺乏統(tǒng)一的評價指標，目前應(yīng)用指標主要集中在RMS、MF、MPF等線性分析指標上。為了更為有效、可靠地提取表面肌電信號的特征，可以考慮利用信號中所蘊含的非線性動力學信息。而關(guān)聯(lián)維數(shù)，復雜度，確定性線段百分比等非線性指標也已被用于肌肉收縮舒張狀態(tài)和病理診斷的研究[23]但是這些指標的算法復雜且都需要信噪比較高和較長的時間序列，難以滿足實時性要求。相信隨著研究的深入進行，表面肌電圖的信號分析技術(shù)將會越來越成熟，其在針灸臨床療效評估中的應(yīng)用價值也將會被人們越來越認識到。

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