肌電生物反饋對(duì)正常人腦血流動(dòng)力學(xué)的影響及其變化規(guī)律

傅 賢 張 波 高慶春

肌電生物反饋對(duì)正常人腦血流動(dòng)力學(xué)的影響及其變化規(guī)律

傅 賢 張 波 高慶春

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（廣州510260）

目的 探討肌電生物反饋對(duì)正常人腦血流動(dòng)力學(xué)的影響及其變化規(guī)律。方法 總數(shù)30人的健康正常受試者納入研究，按照表格法隨機(jī)分為生物反饋實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。其中生物反饋組20人，對(duì)照組10人。該試驗(yàn)采用肌電生物反饋?zhàn)鳛榉答伔椒ǎ涗泝山M試驗(yàn)前后雙側(cè)大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈的平均血流速度和脈動(dòng)指數(shù)。每次生物反饋試驗(yàn)后間隔3天，作為一個(gè)生物反饋階段，總共進(jìn)行7個(gè)階段。結(jié)果 生物反饋組大腦中動(dòng)脈的平均血流速度在試驗(yàn)前、后高于對(duì)照組（P＜0.05），而其脈動(dòng)指數(shù)則低于對(duì)照組（P＜0.05）。生物反饋組在試驗(yàn)前、后大腦中動(dòng)脈的平均血流速度隨著生物反饋次數(shù)的增加而增快（P＜0.05），而脈動(dòng)指數(shù)則隨之而降低（P＜0.05）。結(jié)論 肌電生物反饋能夠增加正常人大腦中動(dòng)脈的平均血流速度和降低其脈動(dòng)指數(shù)，且隨著生物反饋次數(shù)的增加而呈現(xiàn)累積效應(yīng)。

肌電生物反饋 腦血流速度 脈動(dòng)指數(shù) 經(jīng)顱多普勒

生物反饋是一種對(duì)于某一生理指標(biāo)產(chǎn)生實(shí)時(shí)反饋的技術(shù)，受試者通過訓(xùn)練，從而能夠根據(jù)生物反饋的信息來自我調(diào)節(jié)生理指標(biāo)的變化，通過正反饋可控制生理指標(biāo)朝希望的方向發(fā)展。大量的研究認(rèn)為生物反饋可被廣泛應(yīng)用于缺血性卒中的康復(fù)期治療，甚至還發(fā)現(xiàn)其在缺血性卒中的急性期也有顯著的療效［1-3］。但是，生物反饋是依靠何種機(jī)制發(fā)揮作用尚不清晰。既往的研究顯示生物反饋不僅會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能［4］，它還能影響其他生理系統(tǒng)［5］，而生物反饋對(duì)人腦血流動(dòng)力學(xué)是否產(chǎn)生影響尚不明確。本研究主要是了解肌電生物反饋對(duì)人腦血流動(dòng)力學(xué)的影響及其變化規(guī)律，從而為其在缺血性卒中的急性期治療提供理論依據(jù)和機(jī)制探討。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 在廣州醫(yī)科大學(xué)二年級(jí)本科生中，隨機(jī)抽取醫(yī)學(xué)專業(yè)在校大學(xué)生志愿者30名，男20名，女10名，年齡19～21歲，平均（19.7±0.7）歲。無重大病史，體格檢查未見異常。表格法隨機(jī)分為生物反饋實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。試驗(yàn)組男13名，女7名，共20名。對(duì)照組男7名，女3名，共10名同學(xué)。所有參與者均簽署同意書。此研究經(jīng)過了廣州醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)審核通過。

1.2 肌電生物反饋 按照常規(guī)的生物反饋訓(xùn)練方法［6］，利用肌電生物反饋儀（JD/PW-5，北京博達(dá)電子公司）對(duì)生物反饋組進(jìn)行額肌肌電信號(hào)生物反饋訓(xùn)練。并利用多導(dǎo)生理儀（美國COULD lnc.Instruments Division）同步采集額肌肌電信號(hào)，利用腦電圖儀（LQWY-N，廣州三瑞公司）按照國際10/20系統(tǒng)同步采集16導(dǎo)腦電信號(hào)。每次實(shí)驗(yàn)前先記錄閉目平靜狀態(tài)下肌電、腦電5分鐘，然后進(jìn)行生物反饋訓(xùn)練20分鐘。期間連續(xù)記錄肌電和腦電信號(hào)。每3天進(jìn)行生物反饋訓(xùn)練1次，共進(jìn)行7次。對(duì)照組除不進(jìn)行生物反饋外，其余同生物反饋組。

1.3 腦血流的記錄 生物反饋組和對(duì)照組兩組所有受試者，在安放腦電電極以前，先用TCD經(jīng)顳窗探測并記錄雙側(cè)大腦前動(dòng)脈（Anterior cerebral artery，ACA）、大腦中動(dòng)脈（Middle cerebral artery，MCA）和大腦后動(dòng)脈（Posterior cerebral artery，PCA）的血流速度和脈動(dòng)指數(shù)。每一次反饋或試驗(yàn)結(jié)束后，告知受試者盡量保持生物反饋或?qū)嶒?yàn)中的狀態(tài)，輕輕拆除腦電電極，再次測定上述腦血管雙側(cè)腦血流速度和脈動(dòng)指數(shù)。對(duì)試驗(yàn)前后雙側(cè)ACA、MCA和PCA的血流頻譜進(jìn)行人工閱讀，排除偽差后，計(jì)算相應(yīng)頻譜的平均血流速度（Mean velocity，Vm）和脈動(dòng)指數(shù)（Pulse Index，PI）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 全部數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件包和Microsoft Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料用（ˉx±s）表示，多組數(shù)據(jù)的比較用方差分析，兩樣本的比較采用兩樣本t檢驗(yàn)和/或配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 肌電生物反饋對(duì)ACA血流動(dòng)力學(xué)的影響及變化規(guī)律對(duì)照組每次試驗(yàn)前、后測定的Vm和PI，在7次試驗(yàn)中未見明顯改變。生物反饋試驗(yàn)組試驗(yàn)前、后的Vm隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加有逐漸加快的趨勢，但均未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。生物反饋試驗(yàn)組的PI，則隨著試驗(yàn)次數(shù)增加有輕度降低的現(xiàn)象，試驗(yàn)前第7次試驗(yàn)的結(jié)果低于對(duì)照組（P＜0.05）。

2.2 肌電生物反饋對(duì)MCA血流動(dòng)力學(xué)的影響及變化規(guī)律生物反饋組試驗(yàn)前后的Vm，隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加逐漸加快，尤其是試驗(yàn)前的Vm，試驗(yàn)期第3、4、5、6、7次測定的結(jié)果快于對(duì)照組（P＜0.05），試驗(yàn)后第4、6、7次的結(jié)果也快于對(duì)照組（P＜0.05）。而對(duì)照組每次試驗(yàn)前、后測定的Vm在7次試驗(yàn)中未見明顯改變。生物反饋組的PI值在試驗(yàn)前后均隨著試驗(yàn)次數(shù)增加而下降，試驗(yàn)前第7次，及試驗(yàn)后第6、第7次的結(jié)果對(duì)于低于對(duì)照組（P＜0.05）。而對(duì)照組每次試驗(yàn)前后測定的PI在7次試驗(yàn)中未見明顯改變。

2.3 肌電生物反饋對(duì)PCA血流動(dòng)力學(xué)的影響及變化規(guī)律對(duì)照組在試驗(yàn)前后測定的Vm，7次試驗(yàn)中沒有明顯改變，PI有輕微增高的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。生物反饋組Vm輕微快于對(duì)照組，但也未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。生物反饋組的PI隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加輕微降低，試驗(yàn)前、后第7次試驗(yàn)的結(jié)果低于對(duì)照組（P＜0.05）。

3 討 論

本研究顯示在顱底Willis環(huán)附近的大動(dòng)脈中，肌電生物反饋主要對(duì)MCA的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響，具體體現(xiàn)在平均血流速度增快和脈動(dòng)指數(shù)降低。在生理狀態(tài)下，腦血管口徑保持恒定不變，TCD檢測的平均血流速度的改變可以準(zhǔn)確反映通過它的腦血流量的變化［7］。故本研究在每次生物反饋試驗(yàn)前后，用TCD檢測MCA的平均血流速度變化，可以用來觀察肌電生物反饋對(duì)腦血流量的影響。因此，本研究結(jié)果提示肌電生物反饋能增加通過MCA的腦血流量和降低MCA的阻抗。這為肌電生物反饋應(yīng)用于缺血性卒中的康復(fù)期和急性期的治療提供了理論依據(jù)。Sachinder Vasudeva等［8］在2003年曾對(duì)比偏頭痛患者在生物反饋前后的MCA腦血流速度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)偏頭痛患者在生物反饋后其MCA的血流速度明顯增加，與本研究的結(jié)果一

致。但國外的另一項(xiàng)研究［9］則得出了相反的結(jié)果。對(duì)于這種差異性，Sachinder Vasudeva等［8］將其歸究于不同的TCD設(shè)備和操作者間可靠性。此外，我們還發(fā)現(xiàn)生物反饋組MCA的Vm隨著生物反饋次數(shù)的增加逐漸明顯加快，同時(shí)其PI值在試驗(yàn)前、后也均隨著試驗(yàn)次數(shù)增加而下降。這提示多次肌電生物反饋對(duì)MCA的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響具有累積效應(yīng)，從而為生物反饋的治療提供頻率上的參考。

表1 連續(xù)七次試驗(yàn)大腦前動(dòng)脈平均血流速度（Vm）和脈動(dòng)指數(shù)（PI）的變化

表2 連續(xù)七次試驗(yàn)大腦中動(dòng)脈平均血流速度（Vm）和脈動(dòng)指數(shù)（PI）的變化

表3 連續(xù)七次試驗(yàn)大腦后動(dòng)脈平均血流速度（Vm）和脈動(dòng)指數(shù)（PI）的變化

其次，本研究比較了生物反饋組和對(duì)照組在試驗(yàn)前后各顱底大動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化，但只有MCA的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)在兩組中存在顯著性差異，而ACA和PCA的腦血流速度在兩組中無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。AlbertWauquier等［10］曾將偏頭痛患者分為生物反饋組和對(duì)照組，然后比較兩組的MCA、眼動(dòng)脈和基底動(dòng)脈血流速度的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有MCA在兩組中存在差異性，與本研究的結(jié)果一致。這可能與而肌電生物反饋引起的位于頭前部、代表神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)增強(qiáng)的θ頻帶功率增高有關(guān)。MCA支配的是大腦半球的凸側(cè)面，當(dāng)進(jìn)行生物反饋時(shí)其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)顯著增強(qiáng)，腦組織代謝率提高，細(xì)小動(dòng)脈擴(kuò)張，故而通過它的腦血流量增加。因而，生物反饋導(dǎo)致的腦血流動(dòng)力學(xué)的改變可能與神經(jīng)功能的變化相一致。

綜上所述，肌電生物反饋能夠增加正常人MCA的平均血流速度和降低其脈動(dòng)指數(shù)，且隨著生物反饋次數(shù)的增加而呈現(xiàn)累積效應(yīng)。但由于生物反饋?zhàn)饔玫臋C(jī)制非常復(fù)雜，下一步需擴(kuò)大樣本量，綜合觀察者的心理特質(zhì)、腦電和呼吸等的變化進(jìn)行更深入的分析。

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The effect of electromyographic biofeedback on cerebral hemodynam ics in health peop le

Fu Xian，Zhang Bo，Gao Qingchun.Department of Neurology，the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Guangzhou 510260，China

Objective To discuss the effectof electromyographic biofeedback on cerebral hemodynamics in health people. M ethods A total of30 healthy volunteerswere enrolled in this study，and randomly divided into biofeedback group（n= 20）and control group（n=10）.The biofeedback group had been done with electromyographic biofeedback for seven timeswith 3 days intervals after each test.The data including themean velocity（Vm）and pulse index（PI）of anterior cerebral artery，middle cerebral artery（MCA）and posterior cerebral artery were collected bilaterally before and after the test using transcranialDoppler in the two groups. Results The values of Vm（P＜0.05）were higher and PI（P＜0.05）were lower in biofeedback group than those in control group before and after the test.The values of Vm（P＜0.05）increased and PI（P＜0.05）decreased gradually in biofeedback group from 1st to 7th tests. Conclusion The electromyographic biofeedback can induce to the increasing of velocity of cerebral blood flow and decreasing of PI in MCA，and the additive effectwas observed during the7 tests in biofeedback group.

Electromyographic biofeedback；Velocity of cerebral blood flow；Pulse index；Ttranscranial Doppler

10.3969/j.issn.1000-8535.2016.04.004

2016-05-02）

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81371573）

高慶春，E-mail：qcgao@263.net