世界针灸学会联合会

基于sEMG的电针促进中风后腕手功能重建的量效关系研究

作者:孙梦晓 来源:本站原创 点击:1066次 更新:2018-08-30
  

王东岩1 ,董 旭1,2 ,王 斌3

(1.黑龙江中医药大学附属第二医院针灸三病房,黑龙江哈尔滨  150000;2.黑龙江中医药大学;3.哈尔滨理工大学)

摘要:研究目的:观察电针促进中风后腕手功能重建的量效规律,寻找电针治疗的最佳单次时间。研究方法:针刺120例中风患者双侧手三里穴、外关穴,连电针仪,选择断续波,连续治疗60min,于电针前、电针10min、20min、30min、40min、50min、60min七个时间点采集患者双侧指伸肌sEMG,提取特征值MAX、RMS、MF。应用SPSS16.0统计软件对实验相关数据进行两两配对t检验比较。研究结果:1、累计刺激量E*随时间呈线性增加。sEMG特征值MAX、RMS、MF随累计刺激量E*(或累计时间)的增加而出现明显变化。2、患者健侧的指伸肌在电刺激20~40min时间内,RMS、MAX、MF均呈现了显著性的变化;在电刺激40~60min时间内,RMS、MAX、MF均不再有明显的改变。患侧指伸肌RMS、MAX、MF在电针60min治疗过程中并未呈现出统一的变化规律。RMS、MAX特征值往往在电针刺激之初即表现为迅速的下降,MF特征值则是在电针10分钟后才呈现出明显的上升,MF、RMS特征值在电针40min后无显著改变,MAX特征值在电针30min后即无明显改变。研究结论:电针促进中风后腕手功能重建的单次最佳刺激时间应小于40min。

关键词:中风;腕背伸;电针;量效关系; 表面肌电信号

Study on the dose effect relationship of Electroacupuncture on wrist function reconstruction after stroke by sEMG

Wang Dongyan1 , Dong Xu1,2 , Wang Bin3

(1. NO.3 Accupuncture Ward ,The second affiliated hospital of Heilongjiang University of  Traditional Chinese Medisine , Harbin 150000 , Heilongjiang Province , China; 2. Heilongjiang University of  Traditional Chinese Medisine; 3. Haebin University of Science and Technology)

ABSTRACT

Objectives: Observing the effect of Electroacupuncture on wrist function reconstruction after stroke, and to find the best single time. Methods: 120 cases of stroke patients with acupuncture of bilateral hand three points, Waiguan, even electroacupuncture choose intermittent wave, continuous treatment of 60min, before EA, EA, 10min , 20min, 30min, 40min, 50min, 60min seven time points collected in patients with bilateral extensor sEMG, MAX, RMS, feature extraction value MF. Statistical analysis was performed using SPSS16.0 statistical software. Results:1.the cumulative stimulation of E* increased linearly with time. The MAX values of sEMG, RMS and MF were significantly changed with the increase of E* (or cumulative time). 2.Patients with contralateral extensor during electrical stimulation time 20~40min, RMS, MAX and MF showed obvious changes; in the stimulation of 40~60min time, RMS, MAX and MF were not significantly changed. The ipsilateral extensor RMS, MAX and MF in the EA 60min during treatment showed no changes in the law of the unity of the. RMS, MAX eigenvalue often in ea that is the beginning of the performance for the rapid decline, MF eigenvalue is in EA 10 minutes before showing a marked rise in MF, RMS no significant change in the characteristic value of EA 40min, MAX eigenvalue in electroacupuncture after 30min had no obvious change. Conclusions: The single optimal stimulation time of electroacupuncture to promote the reconstruction of wrist function after stroke should be less than 40min.

Key words: Stroke, Arm, Electroacupuncture, Dose-effect relationship, Surface electromyography

引言

       大量研究表明,电针是治疗中风后肢体功能障碍的有效手段,且对于电针的相关参数影响研究较多[1-4],对电针的规范化治疗提供了很多的理论依据。但是,对于电针治疗的单次治疗时间、疗程等并没有统一的量化研究。对于单次治疗时间,各家学者认识不同[5-6]。本研究基于以上背景,以表面肌电信号(surface electromyogram signal , sEMG)为平台,采集不同电针刺激量时指伸肌的表面肌电信号,提取特征值,从而客观上说明针灸治疗中风后腕背伸功能的最佳单次治疗时间,为规范针灸治疗提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 病例选择

本研究共选择病例120例,来自2010年04月~2011年11月黑龙江中医药大学附属二院针灸三科的门诊及住院的脑出血和脑梗死患者,其中男性72例,女性48例,年龄在30~70岁之间;病程最短2周,最长12个月。

1.2 诊断标准、入选标准、排除标准及脱落标准

   1.2.1疾病诊断标准:参照1995年中华医学会第四次全国脑血管病学术会议修订的《各类脑血管疾病诊断要点》进行诊断[7]。

1.2.2纳入标准:

(1)符合上述诊断标准的中风病人;(2)年龄30周岁以上,70周岁以下;(3)所有患者均经过CT或MRI证实;(4)意识清醒,无严重智能、听力、语言障碍,病情基本稳定;(5)病程2周~12个月;(6)肘部、手腕部MMT1~2级;(7)无严重心、肺、肾功能损害;(8)单侧偏瘫;(9)自愿参加本研究。

1.2.3 排除标准:

    (1)严重智能障碍;(2)严重失语者;(3)伴有严重心、肺、肾、肝、造血系统和内分泌系统等严重原发性疾病,精神病患者;(4)急性化脓性炎症、急性湿疹、出血倾向、安装心脏起搏器者、对直流电过敏患者;(5)发病前有影响功能恢复的神经或肌肉骨骼疾病;(6)脑干梗死或双侧脑梗死者;(7)短暂性脑缺血发作;(8)检查证实由脑肿瘤、脑外伤、脑寄生虫病、代谢障碍、风湿性心脏病、冠心病及其他心脏病合并房颤引起脑栓塞者;

1.2.4  脱落标准:

(1)试验中途退出者;(2)不能耐受电治疗者;(3)不能配合治疗者。

1.3 治疗方法

  1.3.1 神经内科常规药物治疗

  1.3.2 康复治疗  

    包括良肢位摆放,上肢关节活动度训练,神经生理学方面的康复措施等。

    1.3.3 电针治疗[8]

取穴:手三里、外关

治疗方法:患者卧位或坐位,穴位常规消毒,取∮0.30×40mm毫针在所选穴位中心垂直刺入,得气后平补平泻;连KWD-808Ⅱ功能脉冲电疗仪,选择50Hz、续断比为1:1的断续波,刺激强度以患者出现抬腕动作且患者能耐受为度。连续治疗60min(sEMG信号采集时,电刺激间断约10s)。

1.4 观察指标

    于电针前、电针10min、电针20min、电针30min、电针40min、电针50min、电针60min共7个时间点分别采集患者双侧指伸肌的sEMG信号,提取MAX、RMS、MF三个特征值。

1.5 数据处理

1.5.1 参照王东岩[9]等针刺刺激量公式,推导在本实验中的计算公式为:

刺激强度W=(Um2/R)×tm×F1×(1/F)=U×I×0.5×10-3×50×60=1.5UI①

刺激量E=W×t ;累计刺激量En*=E1+E2+…En-1②

应用公式①和公式②计算相应刺激强度W与相应累计刺激量E*。

1.5.2应用SPSS16.0统计软件对实验相关数据进行两两配对t检验比较。

2 研究结果

2.1 电针60min,患者双侧累计刺激量、sEMG特征改变

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       由表1、2可得出,累计刺激量E*随时间呈线性增加。sEMG特征值MAX、RMS、MF随累计刺激量E*(或累计时间)的增加而出现明显变化。提示,患者在腕手功能重建的单次电针治疗中,存在刺激量-效应关系。

       由图1、2得出,患者健侧的指伸肌在电刺激20~40min时间内,RMS、MAX、MF均呈现了显著性的变化;在电刺激40~60min时间内,RMS、MAX、MF均不再有明显的改变。患侧指伸肌RMS、MAX、MF在电针60min治疗过程中并未呈现出统一的变化规律。RMS、MAX特征值往往在电针刺激之初即表现为迅速的下降,MF特征值则是在电针10分钟后才呈现出明显的上升,MF、RMS特征值在电针40min后无显著改变,MAX特征值在电针30min后即无明显改变,健患侧对比分析后,我们认为,50Hz断续波的最佳刺激时间应小于40分钟。即患侧电针以(9.25±0.48)×10-6W为刺激强度,其最佳刺激量应小于(536.55±5.42)×10-6J。

讨论

1. sEMG在肌肉功能评价中的应用

1.1 MAX与肌肉功能

MAX:最大振幅值。实际的意义是采拾电极与参考电极在某一瞬间所采集到电信号的最大电压差。反映的是某瞬间,所有被募集的运动单位所释放电量的代数和的最大值。所以,在一定程度上,它可以反映某瞬间运动单位募集的数量,亦即某瞬间肌肉的紧张程度,最基本的观点是,肌肉紧张(强力收缩)则MAX值大;肌肉舒张(放松)则MAX小。

需要注意的是,MAX所直接反映的是肌肉的紧张程度,这与肌力的概念并不完全相同。因为,当肌张力高时,肌肉同样是紧张的,也会出现MAX值较大的情况。若要应用MAX评定肌力,还应观测其肌肉动作过程中,sEMG是否有明确的周期,周期长短(即动作快慢),主动肌与协同肌的同步性,sEMG信号的平滑程度等。

 1.2 RMS与肌肉功能

RMS:均方根值。它反映神经放电的有效值。相当于被募集到的运动单位在放电时的瞬时电功率。所以,RMS与神经兴奋的节律性有关系,也与运动单位募集的同步化有关系。多个运动单位同时放电,电功率大,RMS值高;多个运动单位同时放电,所释放电量的代数和大,MAX值大。故而,RMS与MAX具有一定的相关性,一般情况下,RMS值高,MAX值也高。

MAX和RMS都是间接评定肌力的良好的参数指标。当然,正如前文所说,要评价肌力,还应观测动作过程中,sEMG是否有明确的周期,周期长短(即动作快慢),主动肌与协同肌的同步性,sEMG信号的平滑程度等。

1.3 MF与肌肉疲劳

MF:中位频率。即将所统计的频谱区域分为1/2时的频率,亦即指骨骼肌收缩过程中肌纤维放电频率的中间值。一般,快肌纤维兴奋呈现高频放电,慢肌纤维兴奋呈现低频放电。以往的研究大多数认为:从初始态到疲劳态,sEMG的频率谱向低频转移,即低频比重增加,高频比重减少。

但在本实验的实际研究中却意外发现,在单次电针60min过程中,MF在电针20min至电针40min的过程中却呈现出增高的态势。这与以往的研究结果是不相符的。

细心考虑MF的意义,可知MF与快肌纤维和慢肌纤维的构成比例直接相关。在实验的实际检测过程中我们观察到,被检测者腕背伸动作的幅度初始时小,后动作幅度逐渐变大,至40min时出现竭力收缩,被测者往往主诉有肌肉的酸痛,直至坚持完成60min实验。考虑到手腕部的肌肉以肌腱等快肌纤维兴奋为主,红肌等慢肌纤维为辅,所以至40min后,在50Hz断续波刺激下,肌肉发生强直竭力收缩,被募集的运动单位以快肌纤维为主,故而呈现出MF增高的态势,如此,MF没有下降反而升高的现象也就可以理解了。

2. 研究结果分析

在研究过程中我们发现健侧MAX、MF、RMS均呈现了明显的规律性的改变。在20至40min时间内特征值明显变化(MF升高,MAX、RMS降低),至40分钟以后则变化不明显。我们由此认为在50Hz断续波耐受的刺激强度下,40min是一个关键的时间点,亦即最佳治疗时间,相应的最佳刺激量为536.55×10-6J。但健侧的这一明显规律在患侧则并不明确,RMS、MAX特征值往往在电针刺激之初即表现为迅速的下降,但MF特征值则是在电针10分钟后才呈现出明显的上升,这与RMS、MAX特征值明显变化的时间点并不完全吻合。MF、RMS特征值在电针40min后无显著改变,MAX特征值在电针30min后即无明显改变。患侧在治疗10min至20min,即呈现出明显的变化,这可能与患侧肌肉由于废用更容易出现疲劳有关。但循着“没有疲劳就没有训练”、“没有恢复就没有提高”的观点,我们仍然认为,患侧的最佳刺激时间与健侧是相同的,但由于患侧的实际刺激强度略低于健侧,所以其最佳刺激量与健侧相比仍然要低些。

参考文献

[1] 周清辰,赵吉平.针刺刺激量临床应用分析[J].中华中医药杂志,2016.31(11):4461-4463

[2] 陆霞.不同针刺频率治疗缺血性中风后运动功能障碍临床研究[J].上海中医药杂志,2016,50(552):48-50

[3] 王旭东.不同电针波形治疗中风195例疗效观察[J].中医药学报,2011,39(2) :111-112

[4] 胡元水,熊键,张喆,等.不同针刺时间对脑卒中下肢痉挛患者的临床疗效和肌电图分析[J].中国老年学杂志,2016,36(20) :5120-5121

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[6] 石学敏.针灸学[M].北京:中国中医药出版社,2003,2:2

[7] 中华神经科学会.各类脑血管疾病的诊断要点[J].中华神经科杂志,1996.29(6):379-380.

[8] 王东岩,董旭,冯丽媛.不同针刺方法对脑卒中后腕背伸功能重建的对比研究[J].中医药学报,2011,39(2) :83-85

[9] 王东岩,李姝,王斌,邢继杰. 关于针刺刺激量定量化研究的设想[J]. 上海针灸杂志,2013,32(05):410-412.