腓腸肌表面肌電圖評估腰椎椎間盤突出癥手術(shù)效果

呂 宏,黃土林,劉小壘

腰椎椎間盤突出癥(lumbar disc herniation, LDH)是臨床上的常見病、多發(fā)病。依據(jù)病史、癥狀、體征及CT、MRI等影像學(xué)檢查不難診斷，手術(shù)治療效果確實(shí)。但對手術(shù)療效的評定，臨床上除了依靠患者主訴以外，很少有客觀的檢查依據(jù)。本文通過采集患者術(shù)前、術(shù)后腓腸肌表面肌電圖(surface electromyography, sEMG)信號并加以分析，對手術(shù)效果進(jìn)行早期評定。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇2008年1月～2012年9月經(jīng)病史、癥狀、體征結(jié)合CT或MRI等影像學(xué)檢查，確診為腰椎椎間盤突出癥的患者38例，男22例，女16例；年齡為38～65歲，平均54歲。CT或MRI顯示均為單側(cè)、單間隙側(cè)方突出，其中L4/L527例，男17例, 女10例，年齡為41～64歲，平均51歲；L5/S111例，男5例，女6例，年齡為38～65歲,平均57歲。所有受試者均未接受過手術(shù)治療；于術(shù)前及術(shù)后1周時復(fù)查腓腸肌sEMG。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

采用加拿Infiniti10通道表面肌電圖儀，檢查時室溫為25℃左右，根據(jù)踝關(guān)節(jié)跖屈肌群的工作原理，采用自行設(shè)計的頭高足底成角20°檢測床。測試時被測對象俯臥位，骨盆由牽引皮帶固定作為對抗，踝關(guān)節(jié)90°中立位，足底抵于床位的踏板，進(jìn)行腓腸肌等長收縮測試。皮膚用酒精消毒后，再將2對一次性的圓形Ag-AgCl電極置于腓腸肌內(nèi)側(cè)頭肌腹隆起處，每個記錄部位的兩電極相距2 cm，參考電極位于兩測量電極內(nèi)側(cè)3 cm處。測試開始時，前腳掌撐于踏板上，盡力踮起腳跟，腓腸肌保持最大等長收縮，持續(xù)10 s，同時記錄肌電圖。隨后將測驗(yàn)中貯存在隨機(jī)存取存儲器(RAM) 中的EMG信號經(jīng)光纖傳遞到計算機(jī)中，經(jīng)快速富利葉轉(zhuǎn)換(FFT)頻譜分析程序處理，分別提取肌電圖的中位頻率斜率(median frequency，MFs)及平均肌電圖(average electromyography, aEMG) 波幅。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

38個受試者接受手術(shù)治療后，35例癥狀不同程度的緩解，3 例癥狀無緩解或加重。癥狀緩解者治療前后的aEMG波幅和MFs分別見表1,2 。38例患者手術(shù)前各節(jié)段健側(cè)與患側(cè)aEMG波幅、MFs的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。手術(shù)后各節(jié)段健側(cè)與患側(cè)aEMG波幅的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，各節(jié)段健側(cè)與患側(cè)MFs相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05) 。手術(shù)前、后各節(jié)段患側(cè)aEMG波幅、MFs值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

sEMG檢查操作方便、無創(chuàng)，不受體位、姿勢、環(huán)境的影響，肌電信號可貯存，可在脫機(jī)狀態(tài)下測試，了解神經(jīng)肌肉活動時的整體功能，尤其是對神經(jīng)肌肉病損時產(chǎn)生的肌電信號變化進(jìn)行分析，具有動態(tài)肌電圖(Dynamic EMG)之稱，并已廣泛用于康復(fù)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等方面的神經(jīng)肌肉功能檢查。LDH 好發(fā)于負(fù)重多和活動度大的L4/L5和L5/S1椎間隙，易出現(xiàn)腰腿痛癥狀。通過術(shù)前sEMG檢查，對LDH患者腰部肌肉在運(yùn)動負(fù)荷下出現(xiàn)的時域和頻域指標(biāo)的改變進(jìn)行研究分析，可以為手術(shù)提供客觀依據(jù)。但是由于腰部手術(shù)傷口疼痛，無法在術(shù)后早期對腰背肌進(jìn)行表面肌電圖測試，對于手術(shù)療效的判定除了換裝主訴以外，很難找到客觀指標(biāo)作為依據(jù)。

本研究采用自行設(shè)計檢測床,在腰椎間盤術(shù)后3 d即可做雙側(cè)腓腸肌等長收縮sEMG測試，對健側(cè)、患側(cè)腓腸肌內(nèi)側(cè)頭的sEMG、MFs進(jìn)行研究，結(jié)果表明患者患側(cè)下肢腓腸肌的aEMG波幅和MFs較手術(shù)前明顯提高，說明手術(shù)后患側(cè)腓腸肌肌力和耐力有所提高。

表1 手術(shù)前后健側(cè)、患側(cè)aEMG波幅值Tab.1 Pre- and postoperative aEMG amplitude of unaffected and affected side

表2 手術(shù)前后健側(cè)、患側(cè)的MFs值Tab.2 Pre- and postoperative MFs of unaffected and affected side

注：*與健側(cè)比較，P<0.05；△與術(shù)前比較，P<0.05
Note: *Compared with Unaffected side,P<0.05; △Compared with preoperation,P<0.05

sEMG的分析方法有時域分析和頻域分析等方法。aEMG波幅是一段時問內(nèi)瞬間肌電圖振幅的平均值，屬于時域指標(biāo)，在一定程度上反映肌力的大小[1]。髓核壓迫神經(jīng)可引起肌電波幅的改變，波幅在一定程度上反映了肌力的大小。本實(shí)驗(yàn)中，手術(shù)治療解除神經(jīng)壓迫后患側(cè)肌電波幅有增大趨勢，與術(shù)前相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。而在頻域分析中，MFs在肌肉疲勞時會出現(xiàn)絕對值增大，已被認(rèn)為是測量肌肉疲勞最合適的參數(shù)[2]。本實(shí)驗(yàn)中經(jīng)手術(shù)解除神經(jīng)壓迫后，患側(cè)MFs絕對值有減小趨勢，與術(shù)前相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

研究發(fā)現(xiàn)，缺血對神經(jīng)功能的影響甚于壓迫本身[3]。因?yàn)榫植看x產(chǎn)物的聚集，使得肌肉易疲勞，動作電位傳導(dǎo)速度減慢，相應(yīng)引起MFs 的改變。觀察證明，綜合物理治療使其臨床癥狀緩解時，MFs 的下降程度也同時降低，這反映了神經(jīng)肌肉功能的恢復(fù)，可能是物理治療使局部炎癥消退，肌肉痙攣緩解，血液循環(huán)恢復(fù)，使局部代謝產(chǎn)物得以排除。

本研究認(rèn)為腰椎椎間盤髓核摘除后受壓神經(jīng)血供明顯改善，不僅緩解疼痛，也改善了局部神經(jīng)受壓、循環(huán)不暢、代謝產(chǎn)物積聚導(dǎo)致動作電位傳導(dǎo)減慢而引起的MFs絕對值增加的情況。故利用sEMG作為肌肉功能評價的一種特異性良好的非損傷性檢測手段, 對骨骼肌收縮活動及其疲勞機(jī)制的定量化評定有一定的優(yōu)勢[4 -5]，作為腰椎椎間盤突出癥臨床療效評定的客觀指標(biāo)之一具有一定的臨床研究價值。

參考文獻(xiàn)

[1] Brody IR, Pollock MT, Roy SH, et al. PH induced effects on median frequency and conduction velocity of the myoelectric signal[J]. J Appl Physiol(1985), 1991, 71(5):1878-1885.

[2] Marquis N1, Debigaré R, Bouyer L, et al. Physiology of walking in patients with moderate to severe chronic obstructive pulmonary disease[J]. Med Sci Sports Exerc, 2009, 41(8):1540-1548,

[4] Hamlin MJ, Quigley BM. Quadriceps concentric and eccentric exercise 1: changes in contractile and electrical activity following eccentric and concentric exercise[J]. J Sci Med Sport, 2001, 4(1): 88-103.

[5] Farina D, Madeleine P, Graven-Nielsen T, et al. Standardising surface electromyogram recordings for assessment of activity and fatigue in the human upper trapezius muscle[J]. Eur J Appl Physiol, 2002, 86 (6): 469-478.