腰痛表面肌电图检查应用1

表面肌电图检查技术在腰痛患者诊疗中的应用浙江大学医学院附属邵逸夫医院康复医学科李建华腰痛（LowBackPain，LBP）是美国临床医生就诊中第二常见的症状性病因[1]，高达84%的成人在他们的一生中有过腰痛经历[1,2]腰痛发作具有自限性，但腰痛可反复发作或长期存在，对工作和生活质量都会造成影响危险因素—吸烟、肥胖、高龄、女性、体力工作、久坐不动或心理预后—腰痛的长期结局通常良好。因腰痛而就诊于初级保健机构的患者中90%在3个月后没有再就医[3]—采用MRI评估以使患者放心并没有带来更好的预后[4]腰痛1.DeyoRA,Tsui-WuYJ.Descriptiveepidemiologyoflow-backpainanditsrelatedmedicalcareintheUnitedStates.Spine(PhilaPa1976)1987;12:264.2.CassidyJD,CarrollLJ,CôtéP.TheSaskatchewanhealthandbackpainsurvey.TheprevalenceoflowbackpainandrelateddisabilityinSaskatchewanadults.Spine(PhilaPa1976)1998;23:1860.3.CroftPR,MacfarlaneGJ,PapageorgiouAC,etal.Outcomeoflowbackpainingeneralpractice:aprospectivestudy.BMJ1998;316:1356.4.ChouR,QaseemA,SnowV,etal.Diagnosisandtreatmentoflowbackpain:ajointclinicalpracticeguidelinefromtheAmericanCollegeofPhysiciansandtheAmericanPainSociety.AnnInternMed2007;147:478.腰痛临床评估包括临床症状及资料收集手法检查：查体阳性体征、感觉、肌力和活动度等辅助检查手段：影像学、形态学、神经电生理量表与生活质量评估：下腰痛JOA量表，Oswestry功能障碍指数和步态分析等腰痛的临床评估维持腰椎稳定的三个系统—被动支持系统：韧带、软组织、筋膜等—主动收缩系统：腰椎周围深浅层肌群—神经控制系统：中枢+周围腰椎稳定性主动系统被动系统神经系统运动训练腰椎稳定性评估—稳定性评价：X线检查观察骨骼情况和椎体滑移程度等情况—稳定肌形态：影像学检查，包括B超、MR等手段—稳定肌功能：肌肉收缩情况和神经肌肉募集情况，肌肉激活时序情况腰痛的稳定性评估稳定性评价稳定肌形态稳定肌功能锥体滑脱：MRI＋CTCSA：MRI＋超声功能：收缩性＋抗疲劳性＋协同性＋控制性表面肌电图(surfaceelectromyography，sEMG)信号源于大脑运动皮层控制下的脊髓运动神经元的生物电活动，形成于众多外周运动单位电位在时间和空间上的总和，生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得，其振幅约为0-5000μV，频率约为30-350Hz。特点无创、实时、客观信号受多因素影响一定程度反映肌肉局部疲劳、肌力水平等表面肌电图表面肌电图的常用分析指标•临床常用单块肌肉(群)分析指标（一）线性指标时域指标频域指标协调性指标（二）非线性指标复杂度变异度•步态分析常用肌肉分析指标（一）振幅（二）触发时间（三）触发序列（四）协同收缩比时域指标反映运动单位募集数量的变化，其值与局部肌肉收缩力有关平均肌电值（averageelectromyogram，AEMG）积分肌电(integratedelectromyogram，iEMG）频域指标通过对原始数据做快速傅立叶变换，根据功率谱密度确定表面肌电信号中不同频段信号分布情况，随着肌肉运动后疲劳，会出现肌电频谱左移，肌电值下降，因此该值与局部肌肉的疲劳有关中位频率值（medianfrequency，MF）平均功率值（meanpowerfrequency，MPF）协调性指标反映肌肉活动时，拮抗肌和主动肌的协调程度和肌肉放松能力屈曲-放松现象（Flexion-relaxationphenomenon，FRR）屈曲-放松比（Flexion-relaxationRatio，FRR）协同收缩率（co-contractionratio）非线性指标（临床研究较少）其它指标触发时间（onsettime）触发顺序（onsetorder）腰痛的表面肌电研究在20%MVC和100%MVC用力程度下做腰部前屈、外展、后伸等动作，腰痛者腰部肌群肌电值与正常人存在差别[1]腰痛患者静息状态下竖脊肌的肌电波幅较正常人高，提前激活的肌肉可应对突然的震动来避免腰椎损伤[2]腰痛者屈曲-放松比值较正常人低，且罗兰莫里斯残疾问卷得分、直腿抬高阳性率高，提示腰痛患者肌肉功能下降和临床症状存在一定相关[3]老年腰痛患者正常步行时，腹部肌群激活减少，腰背部肌群激活增加，提示腰腹部肌肉激活协调模式改变[4]1.KumarS,PrasadN.TorsomuscleEMGprofiledifferencesbetweenpatientsofbackpainandcontrol.[J].ClinicalBiomechanics,2010,25(2):103-109.2.JacobsJV,HenrySM,JonesSL,etal.Ahistoryoflowbackpainassociateswithalteredelectromyographicactivationpatternsinresponsetoperturbationsofstandingbalance[J].JNeurophysiol,2011,106(5):2506-2514.3.OwensEF,GudavalliMR,WilderDG.Paraspinalmusclefunctionassessedwiththeflexion-relaxationratioatbaselineinapopulationofpatientswithback-relatedlegpain[J].JManipulativePhysiolTher,2011,34(9):594-601.4.HanadaEY,JohnsonM,HubleyC.Acomparisonoftrunkmuscleactivationamplitudesduringgaitinolderadultswithandwithoutchroniclowbackpain[J].PMR,2011,3(10):920-928.腰痛的表面肌电评估评估内容腰部肌群肌肉收缩募集能力腰部肌群肌肉耐疲劳性腰部肌群肌肉放松和协调能力评估指标平均肌电值（AEMG）中位频率值（MF）屈曲-放松现象（FRR）屈曲-放松比（FRR）协同收缩率（CCR）常用的腰痛表面肌电评估方案方案一：BST等长收缩方案全称为Biering-SørensonTest测试腰背部肌肉收缩募集能力和耐疲劳性观察指标AEMG值、MF值、动作维持最大时间注意事项电极粘贴L3竖脊肌和/或L5多裂肌疼痛明显者可能不能完成该动作执行过程中做好保护措施耐力测试至少需要30s，最好维持60s以上1.LatimerJ,MaherCG,RefshaugeK,etal.ThereliabilityandvalidityoftheBiering–Sorensentestinasymptomaticsubjectsandsubjectsreportingcurrentorpreviousnonspecificlowbackpain[J].Spine,1999,24(20):2085.常用的腰痛表面肌电评估方案方案二：屈曲-放松测试方案全称为屈曲-放松（Flexion-relaxationphenomenon，FRP）测试测试腰背部肌肉放松能力观察指标：屈曲-放松现象是否出现、屈曲-放松比值、各个时相的肌肉激活强度注意事项电极粘贴L3竖脊肌和/或L5多裂肌疼痛明显者可能不能完成该动作每个时相的时间维持在3-4s之间肌肉激活强度以某一时相肌电值占全部时相肌电值总和的比值确定normalabnormal1.PialasseJ,DuboisJ,ChoquetteMP,etal.Kinematicandelectromyographicparametersofthecervicalflexion-relaxationphenomenon:theeffectoftrunkpositioning.[J].AnnalsofPhysical&RehabilitationMedicine,2009,52(1):49-58.临床应用案例1健康女性，23岁生活习惯良好，否认既往半年内腰痛病史；测试方案：腰背部BST等长收缩测试和FRP测试观察指标（1）：BST方案下两侧AEMG值、MF值、动作维持时间观察指标（2）：FRP是否出现、FRR、各时相肌肉激活强度AEMG值：左70.58右73.44；MF值：左96右97测试结果—BST测试维持时间为90s，测试期间表面肌电原始肌电图形稳定，躯干无明显偏离基线；—BST测试结果提示两侧竖脊肌肌肉收缩募集较为对称；—BST测试结果提示两侧竖脊肌肌肉耐疲劳性较为对称；①BST等长收缩测试②屈曲-放松测试数据分析结果测试结果—屈曲-放松测试动作完成准确、平滑，测试期间表面肌电原始肌电图形稳定；—第3时相肌电值明显下降，且小于第4时相肌电值的10%，提示屈曲-放松现象存在；—屈曲-放松比（第四时相/第三时相）比值为12.07（左侧），10.95（右侧）；—第1至第4时相的肌电激活强度比值分别为：4.48%，41.73%，4.32%，49.47%；❶❷❸❹左侧右侧1：3.703.982：30.7040.803：3.304.104：39.8444.91临床应用案例2受试者2：陈某，男性，35岁教师，长期伏案工作，反复腰痛伴左下肢放射3年，加重1月；测试方案：腰背部BST等长收缩测试和FRP测试观察指标（1）：BST方案下两侧AEMG值、MF值、动作维持时间观察指标（2）：FRP是否出现、FRR、各时相肌肉激活强度①BST等长收缩测试受试者2：测试结果—BST测试维持时间为45s，测试期间表面肌电原始肌电图形尚稳定，在动作持续至45s时躯干明显下偏伴有躯干抖动而终止测试；—BST测试结果提示两侧竖脊肌肌肉收缩募集不对称，左侧较低；—BST测试结果提示两侧竖脊肌肌肉耐疲劳性较为对称；AEMG值：左169.17右195.22；MF值：左99右94②屈曲-放松测试测试结果—屈曲-放松测试动作完成准确、平滑，测试期间表面肌电原始肌电图形如上；—第3时相肌电值下降不明显，大于第4时相肌电值的10%，提示屈曲-放松现象消失；—屈曲-放松比（第四时相/第三时相）比值为1.81（左侧），1.88（右侧）；464.94—第1至第4时相肌电激活强度比值分别为：10.23%，26.27%，22.36%，41.14%；❶❷❸❹左侧右侧1：24.5722.982：73.6648.483：61.1542.824：110.6080.68腰部多裂肌肌骨超声评估（定位L5棘突旁开位置）测试结果—右侧多裂肌厚度2.15cm，面积5.94cm2；左侧多裂肌厚度2.14cm，面积5.83cm2；—提示两侧多裂肌虽有差异，但不明显问题：肌肉功能的变化是否先于肌肉形态变化？●科研应用案例138例腰突症患者实验组（19例）对照组（19例）2周常规治疗2周腰部核心机群训练2周常规治疗2周门诊随访评估①VAS②JOA③竖脊肌与多裂肌的肌电指标结果：腰突症患者存在腰部竖脊肌与多裂肌抗疲劳能力差(MF值下降）和肌肉收缩能力差(AEM