表面肌电图在神经肌肉功能评定中的应用

【摘要】表面肌电图（sEMG）作为无创的一种功能测评方法，通过对运动时肌肉肌电图的频率和振幅等指标变化进行记录，可以将肌肉的功能水平充分反映出来。因此，本文从sEMG的基本简介和临床应用两个方面进行了探讨，以期为临床康复水平的提高提供一定帮助。

【关键词】脑卒中、肌肉疲劳、表面肌电图

表面肌电图主要指的是在特定肌肉表面放置皮肤电极，通过对一组或单个肌肉的动作或肌肉活动的肌电信号进行采集和记录，从而将神经肌肉活动状态充分反映出来的一种检查方法。表面肌电图的临床应用范围较广，对于脑卒中患者或正常人的疲劳判定、康复评定、特定肌肉功能评定，尤其是对特定肌肉检测运动过程中的肌肉收缩情况有着极其重要的意义。因此，本文对神经肌肉功能评定中运用表面肌电图的临床价值进行了综述，如下报道。

1.sEMG的简介

1.1sEMG的基本工作原理

通过激活肌肉的电生理学，可以为机械力学力的产生提供有效依据。肌电图可以记录这种肌肉活动，并且能够将激活的程度充分反映出来，即在一定的范围内，肌肉表现出的力量和产生收缩的程度与肌电图数据的数值呈正比关系[1]。利用针式电极或表面电极可以对肌电信号进行引导和记录，其中前者称为针肌电信号，而后者则为表面肌电信号，并且描绘出的数据图则为表面肌电图。

1.2sEMG的常用分析指标

在sEMG分析中，通常包括两个方面，分别是频域分析和时域分析，常见的分析指标有很多，包括中位频率（MF）、平均功率频率（MPF）、均方根值（RMS）、平均肌电值（AEMG）以及积分肌电值（IEMG）等，其中前两者为频域指标，而后三者则为时域指标。一般来说，RMS指的是瞬间肌电图在一段时间内的振幅平方平均的平方根；AEMG则是瞬间肌电图振幅在一段时间内的平均，可以将sEMG信号振幅变化充分反映出来，并且与肌肉不同负荷强度条件下的中枢控制功能有关；IEMG指的是肌肉一段时间内参与活动的运动单位放电总量[2]。

1.3sEMG的影响因素

通常情况下，sEMG存在着诸多的影响因素，主要体现在以下几个方面：①脂肪组织。sEMG信噪比与皮下脂肪组织呈反比关系，并且脂肪层厚度对等速收缩和等张收缩的影响小于等长收缩。与肌肉运动时相比，脂肪组织对肌肉放松时的sEMG影响较大，但是不会对双侧对称性产生影响；②电阻影响。皮肤表面存在的分泌物会使皮肤的电阻增加，降低sEMG信噪比，所以在行sEMG检测时，应该将皮肤的电阻降低，即运用75%酒精脱脂，待酒精充分挥发后，再对电极进行粘贴，并且尽量将导线的长度缩短；③噪音干扰。sEMG的干扰以心电信号和电源为主，其中电源干扰通过扩大仪器与受试者之间的距离可以减少；而肌电信号低于心电信号，并且持续存在，对身体左侧有着较大的影响，所以在受试者放松的情况下，sEMG信号表现为左右不对称。但是，通过将两个记录电极之间的距离缩小，能够减少心电干扰；④电极移动。在检测sEMG时，应该顺着肌肉走行放置电极，并且连接两记录电极尽量平行于肌纤维。但是在运动的过程中，电极也可能出现移位，所以在检测的过程中，尽量选择漂浮电极，能够将这种干扰减少。

2.sEMG的临床应用

因为sEMG检测具有无创性、操作简单的优点，尤其是信号变化与肌肉本身和中枢控制的生理过程有关，所以临床上常用于评价脑卒中患者神经肌肉系统的功能状态和肌肉的疲劳度，并且也可以诊断其他疾病和评价疗效。

2.1评定脑卒中患者神经肌肉系统功能

脑卒中是比较常见的一种脑血管疾病，具有高发病率、高致残率以及高死亡率的特点，近年来，随着现代医学技术的不断发展，虽然其病死率明显下降，但是致残率依然居高不下，并且容易留下诸多后遗症，严重危害患者身心健康。当前在评价脑卒中患者的神经肌肉功能状态和康复效果时，通常以肌肉痉挛度评定和肌力分级评定为主，但是因为检测结果无法精确定量和检测效度的主观性，在一定程度上限制了临床应用。sEMG信号特征的特异性变化如频率、振幅等与诸多因素有关，包括肌肉兴奋传导速度、运动单位募集和同步化等。因为脑卒中偏瘫状态机体中枢神经控制功能障碍与上述因素有关，所以运用sEMG信号分析技术对脑卒中偏瘫患者的康复疗效、患肢肌肉痉挛度以及神经控制机制进行评价，已经成为当前康复医学研究的重要项目之一[3]。

临床研究资料表明，脑卒中患者发病后，由于外周肌肉废用性萎缩和高位神经控制中枢损害等原因，使患肢肌肉的Ⅱ型肌纤维明显萎缩，增加Ⅰ型肌纤维比例，降低肌肉无氧代谢能力，所以MPF和AEMG的特异性变化与Ⅰ型肌纤维活动加强和Ⅱ型运动单位活动减少有关。戴慧寒[4]等在文献报道中，通过研究正常对照组和脑卒中患者静态运动负荷诱发下肢膝关节和上肢肘关节屈肌收缩，对四肢肌肉MPF和AEMG信号进行分别检测，发现负荷重量和观测肌肉分组对MPF和AEMG时间序列曲线斜率变化的作用不明显，而在部分上下肢被检肌肉中，MPF和AEMG变化明显，说明MPF和AEMG均值变化与外周疲劳因素无关，而中枢控制是比较重要的一个影响因素。同时，齐瑞[5]等在研究中发现，处于恢复期或轻偏瘫的脑卒中患者在进行肘关节伸、屈等长收缩时，与患侧相比，健侧屈肘时的IEMG值较大，并且处于伸肘状态时，IEMG拮抗健侧肱三头肌大于患侧，患侧肱二头肌大于健侧。这一研究为脑卒中偏瘫患者发生肘屈肌群痉挛提供了肌电证据，说明在脑卒中偏瘫患者的康复训练中，通过对肌力进行拮抗和使肘伸肌的肌力增强，有助于改善患者肢体功能。

2.2评定疲劳

在疲劳评定中，sEMG是比较常见的一种方法，并且与肌力相比，sEMG通过对肌肉的MF、MPF以及IEMG等指标进行分析，具有客观、科学的特点。在肌肉疲劳的状态下，随着运动时间的延长，RMS或IEMG明显增加，并且呈现出线性关系。有研究发现，在反映肌肉疲劳效果时，sEMG的频域指标明显优于时域指标，不管是动态运动，还是静态运动，频谱在肌肉疲劳时出现左移，并且降低了MF和MPF值。王健[6]在文献中，选择青年男性大学生32例为研究对象，通过开展肱二头肌和竖脊肌等长负荷试验，发现MF和MPF时间序列曲线呈现出线性递减的特点，并且肌肉等长负荷与MF和MPF时间序列曲线下降斜率值具有统计意义，说明sEMG评定肌肉疲劳具有一定的价值。

3.结束语

综上所述，sEMG作为无创、安全的一种神经肌肉功能检查手段，可以为肌肉、神经功能训练提供指导依据，但是也存在着诸多的影响因素，应该深入研究，不断提高技术水平，从而为患者康复方案的制定提供有效依据。 

参考文献：

[1]李芳,安丙辰,郑洁皎. 表面肌电图在脑卒中患者手神经肌肉功能评定中的应用[J]. 中国康复理论与实践,2015,31(03):280-283.

[2] 金佳然,朱玉连. 表面肌电图在脑卒中康复中的应用与研究进展[J]. 中国康复,2016,31(03):197-200.

[3]俞陆子,周鸿飞. 表面肌电图在中风后吞咽障碍评定中的应用[J]. 亚太传统医药,2016,12(08):41-42.

[4]戴慧寒.王健.杨红春.等.脑卒中患者四肢肌肉的表面肌电信号特征研究[J].中国康复医学杂志，2014,19（8）：581-587.

[5]齐瑞.房敏.等.脑卒中偏瘫患者肱二、三头肌表面肌电特征的研究[J].中华物理医学与康复杂志，2016,21（5）：308-310.

[6]王健.静态负荷肌肉疲劳过程中表面肌电图功率谱转移特征[J].中国运动医学杂志，2011,20（2）：199-201.