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  新医学  2017, Vol. 48 Issue (4): 229-234  DOI: 10.3969/j.issn.0253-9802.2017.04.006
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樊留博, 韩文胜, 田瑛, 刘宝华, 金欢欢. 超声弹性成像技术在脑卒中后痉挛性偏瘫患者康复疗效评估中的应用[J]. 新医学, 2017, 48(4): 229-234.
Fan Liubo, Han Wensheng, Tian Ying, Liu Baohua, Jin Huanhuan. Application of ultrasound elastography in evaluating clinical efficacy of rehabilitation in spastic hemiplegia patients after stroke[J]. Journal of New Medicine, 2017, 48(4): 229-234.

基金项目

浙江省医药卫生科技计划项目 (2014KYA224);浙江省医药卫生科技计划项目 (2012KYB238);浙江省中医药科技计划项目 (2011ZB158);浙江省医药卫生科技计划项目 (2010KYB124);浙江省台州市科技计划项目 (14SF03)

通讯作者

刘宝华, E-mail:bhbh369@sina.com

文章历史

收稿日期:2016-11-15
超声弹性成像技术在脑卒中后痉挛性偏瘫患者康复疗效评估中的应用
樊留博, 韩文胜, 田瑛, 刘宝华, 金欢欢     
317000 台州,温州医科大学附属台州医院康复医学科 (樊留博,田瑛,金欢欢), 超声医学科 (韩文胜);325035 温州,温州医科大学附属第二医院康复医学科 (刘宝华)
摘要: 目的 探讨超声弹性成像技术用于评估脑卒中后痉挛性偏瘫患者康复疗效的意义。 方法 选取脑卒中后下肢痉挛性偏瘫患者25例 (观察组) 及健康人25名 (对照组) 为研究对象。观察组行常规康复治疗,于治疗前与治疗4周后采用改良Ashworth评分、临床痉挛指数 (CSI)、下肢简式Fugl-Meyer运动量表 (FMA) 进行下肢功能评定,同时以剪切波超声弹性成像技术检测对照组及观察组治疗前后下肢股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌的硬度,记录组织弹性图,比较杨氏模量值,对2组结果进行统计分析。 结果 观察组治疗后改良Ashworth评分及CSI均较治疗前下降 (P < 0.05),下肢FMA评分较治疗前高 (P < 0.01);治疗前观察组患侧与正常对照组相应一侧下肢相关肌肉的杨氏模量值比较差异均有统计学意义 (P均 < 0.01),观察组治疗后患侧股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌杨氏模量值均低于治疗前 (P均 < 0.05),但与对照组比较差异仍有统计学意义 (P均 < 0.01)。 结论 超声弹性成像技术有助于评估脑卒中后痉挛性偏瘫患者痉挛下肢肌张力的变化。
关键词: 痉挛性偏瘫    膝关节控制训练    超声弹性成像    杨氏模量    评价    
Application of ultrasound elastography in evaluating clinical efficacy of rehabilitation in spastic hemiplegia patients after stroke
Fan Liubo, Han Wensheng, Tian Ying, Liu Baohua, Jin Huanhuan     
Department of Rehabilitation Medicine, Taizhou Hospital Affiliated to Wenzhou Medical University, Taizhou 317000, China
Corresponding author: Liu Baohua, E-mail:bhbh369@sina.com
Abstract: Objective To evaluate the significance of ultrasound elastography in the evaluation of clinical efficacy of rehabilitation in spastic hemiplegia patients after stroke. Methods Twenty five patients with spastic hemiplegia in the lower limb after stroke were assigned into the observation group, and 25 healthy counterparts were allocated into the control group. In the observation group, conventional rehabilitation treatment was delivered. The lower limb function was assessed by the modified Ashworth scale, clinical spasm index (CSI) and simplified Fugl-Meyer assessment (FMA) of lower limb before and 4 weeks after therapy. The changes in the hardness of musculus vastus lateralis of the lower limb, vastus medialis, rectus femoris and biceps muscle of thigh before and after treatment between two groups were detected by shear-wave ultrasound elastography. The tissue elasticity mapping was recorded. The Young's modulus value was statistically compared between the observation and control groups. Results In the observation group, the modified score and CSI were significantly decreased (both P < 0.05), whereas the FMA score of the lower limb was considerably increased after therapy (both P < 0.01). Prior to treatment, the Young's modulus values in the affected side of patients from the observation group significantly differed from those of the corresponding side in their counterparts from the control group (all P < 0.01). After treatment, the Young's modulus values of the musculus vastus lateralis of affected side, vastus medialis, rectus femoris and biceps muscle of thigh were significantly decreased in the observation group (all P < 0.05), which still significantly differed from those in the control group (all P < 0.01). Conclusion Ultrasound elastography can be utilized to evaluate the changes of lower limb muscle tension in spastic hemiplegia patients after stroke.
Key words: Spastic hemiplegia    Knee joint control training    Ultrasound elastography    Young's modulus    Evaluation    

肢体痉挛是脑卒中恢复期最常见的并发症之一,严重影响患者后期肢体功能康复效果,尤其是下肢的痉挛会导致站立平衡训练、步行训练困难,当痉挛进一步发展,下肢各关节会出现畸形、挛缩、疼痛,患者训练时安全系数降低,反过来也会使痉挛继续加重,因此下肢痉挛是脑卒中康复的核心和难点[1]。从神经生理学的角度看,神经可塑性与脑卒中后的肌肉运动康复密切相关,包括建立新的神经连接,获得新的功能以及损伤的修复,因此早期通过康复训练可激发神经系统的可塑性及功能恢复,对功能恢复十分重要[2]。能否有效改善膝关节的控制能力是提高步行能力的关键,恢复患者行走能力也是康复的主要目标之一[3-5]。因此痉挛性偏瘫患者下肢控制训练是目前康复治疗的关键及最直接有效的方法之一,但尚缺乏有效的手段来评价其康复效果。在本研究中,笔者通过分析健康者 (正常对照组) 和脑卒中后下肢痉挛患者 (观察组) 股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌等4组肌肉的超声弹性成像,探讨了该技术在脑卒中后痉挛下肢膝关节控制训练疗效评估中的作用。

对象与方法 一、 研究对象

选取2013年7月至2016年7月在温州医科大学附属台州医院住院的脑卒中偏瘫患者25例为观察组,所有患者病程均超过3周并进入康复治疗期。其中男21例、女4例,年龄 (62.8±15.1) 岁;脑梗死18例,脑出血7例,所有入选的病例均符合中华医学会神经病学分会制定的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010》中的诊断标准,经头颅CT或MRI检查明确诊断[6]。所有患者采用改良Ashworth评分法 (MAS) 评定下肢肌张力,结果显示下肢肌张力均有不同程度的增高。所有患者病情稳定,无意识障碍、痴呆和失语症;排除有严重认知障碍、言语障碍及伴有严重心、肺疾病等的患者;均签署知情同意书或委托家属代签知情同意书。选取同期在温州医科大学附属台州医院健康管理中心接受体格检查的健康志愿者25名为正常对照组,其中男20名、女5名,年龄 (61.6±11.3) 岁,均签署知情同意书。2组年龄、性别比较差异无统计学意义,具有可比性 (P均>0.05)。

二、 膝关节控制训练方法

观察组在康复期接受常规药物治疗及常规康复训练,主要包括良肢位的摆放、肢体各关节被动活动、床上翻身坐起训练、坐位平衡训练、坐站转换训练、站立平衡训练等,逐渐过渡到肢体主动、抗阻肌力训练及日常生活活动能力训练等,每周1 d,1次/日,每次40 min,连续治疗4周。同时在此基础上运用Bobath理念框架进行膝关节运动控制强化训练20 min。膝关节控制训练方法主要包括:仰卧位膝关节控制训练、坐位下控制训练、坐站转化时膝关节控制训练、站立位重心转移时膝关节控制训练及平地行走时膝关节控制训练等。每次训练以不疲劳为度,并且训练后及时监测血压和脉搏。

三、 疗效评价

MAS:采用MAS评定患者下肢的肌张力。0级:无肌张力的增高,0分。1级:肌张力轻度增高,受累部分被动屈伸时,关节活动范围之末出现突然的卡住后释放或出现最小的阻力,1分。1+级:肌张力轻度增高,被动屈伸时,在关节活动度后50%范围突然出现卡住,当继续把关节活动范围检查进行到底时,始终有小的阻力,2分。2级:肌张力明显增加,通过关节活动范围的大部分时,阻力明显增加,但受累部分仍能较容易活动,3分。3级:肌张力严重增高,被动活动患侧肢体在整个关节活动范围内均受阻,活动较困难,4分。4级:出现僵直,受累部分被动屈伸时呈现僵直状态,不能活动,5分[7]

临床痉挛指数 (CSI):采用CSI评定患者下肢的痉挛程度。评定的内容包括跟腱反射、小腿三头肌的肌张力和踝阵挛。最低分1分,最高分22分,分数越高痉挛程度越强[7]

下肢简式Fugl-Meyer运动量表 (FMA):采用FMA评定下肢运动功能,共17项检查项目,各项最高分2分,共34分。评分越低,下肢运动功能障碍越严重[7]

四、 超声弹性成像检查

通过超声弹性成像参数量化评估2组目标肌肉的硬度。超声弹性成像检查采用法国Supersonic Imaging公司的Aixplorer实时剪切波弹性成像超声诊断仪,L4-15线阵探头,频率4~15 MHz。主要检测下肢股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌4组肌肉的长轴杨氏模量值。检查体位:受试者面向检查者取侧卧位,将被检查的下肢置于上面,紧贴检查床的下肢处于伸髋伸膝位置,自制超声探头固定装置放置在检查肌肉部位,预先设定探头下陷1~3 cm的压力,启动弹性成像模式,测量股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌4组肌肉长轴杨氏模量值。在进行弹性成像检测时选取8 mm×8 mm~10 mm×10 mm的范围作为检测区域,距皮肤深度设置为0.5~1.0 cm;启动弹性模量值的测量区域 (Q-box) 功能测量目标肌肉组织的杨氏模量值,其圆形取样区域直径设置为3 mm,取3次平均值进行统计。

五、 统计学处理

采用SPSS 11.5处理数据,计量资料以x ± s表示,2组间比较采用独立样本t检验,组内比较采用配对t检验,P﹤0.05为差异有统计学意义。

结果 一、 观察组治疗前后下肢肌张力、痉挛程度及运动功能比较

观察组MAS评分、CSI均较治疗前低 (P均 < 0.01),FMA评分较治疗前高 (P < 0.01),见表 1

表 1 观察组治疗前后MAS、CSI、FMA结果比较 (x ± s)
二、 观察组与正常对照组杨氏模量值比较

治疗前观察组患者患侧与正常对照组相应一侧下肢相关肌肉的杨氏模量比较差异均有统计学意义 (P均 < 0.01);观察组患者患侧治疗后股外侧肌、股内侧肌、股直肌及股二头肌杨氏模量值均较治疗前下降 (P均 < 0.05),见表 2图 1

表 2 观察组与正常对照组杨氏模量值比较 (x ± s)
图 1 观察组与正常对照组肌肉超声弹性图 A:正常对照组股外侧肌超声弹性图,图中方框为感兴趣区位置,方框中的圆为Q-box,图的右侧显示弹性模量具体测量数值,包括杨氏模量平均值 (76.7 kPa)、最小值 (44.5 kPa)、最大值 (109.8 kPa) 及标准差 (11.1 kPa)、深度 (1.5 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。B:观察组股外侧肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (13.7 kPa)、最小值 (9.1 kPa)、最大值 (19.3 kPa) 及标准差 (2.1 kPa)、深度 (1.7 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。C:正常对照组股内侧肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (9.3 kPa)、最小值 (7.6 kPa)、最大值 (17.5 kPa) 及标准差 (2.1 kPa)、深度 (1.6 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。D:观察组股内侧肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (22.9 kPa)、最小值 (12.3kPa)、最大值 (27.6kPa) 及标准差 (2.1 kPa),深度 (1.7 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。E:正常对照组股直肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (10.2 kPa)、最小值 (7.41 kPa)、最大值 (13.7 kPa) 及标准差 (2.1 kPa)、深度 (1.7 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。F:观察组股直肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (19.7 kPa)、最小值 (13.3kPa)、最大值 (32.6kPa) 及标准差 (2.1 kPa)、深度 (1.7 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。G:正常对照组股二头肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (51.3 kPa)、最小值 (25.8 kPa)、最大值 (107.2 kPa) 及标准差 (21.2 kPa)、深度 (1.6 cm) 以及Q-box直径 (6.0 mm)。H:观察组股二头肌超声弹性图,杨氏模量平均值 (11.1 kPa)、最小值 (7.kPa)、最大值 (17.kPa) 及标准差 (2.2 kPa)、深度 (1.8 cm) 以及Q-box直径 (7.0 mm)
结论

脑卒中后肢体痉挛常常是由于中枢神经损伤或传导系统出现病变,导致下运动神经元的功能过度释放,进而出现肢体主动肌和拮抗肌平衡失调,肢体运动初期主要表现为关节活动迟缓,进而出现动作粗大难以精准控制,若痉挛长时间不能得到有效的治疗则会导致痉挛持续加重、肢体肌肉萎缩、肌腱挛缩、关节畸形等,严重者会出现关节挛缩周围肌肉组织异位骨化,加重肢体功能障碍,给后期的康复治疗造成极大困难,因此当患者肢体开始表现出痉挛趋势时,应尽早作出精确评估并采取有效的治疗措施,这对患者整体康复有重要意义[8]。在脑卒中患者的康复过程中,由于患者卧床时间较久,再加上存在不同程度的焦虑、抑郁,能下床行走成为其最为迫切的需求,能尽早行走不仅能增加患者康复自信心,而且能大大降低由于长期卧床引起的诸多并发症[9-10]。在痉挛性偏瘫患者的步行能力的恢复方面,膝关节的控制能力障碍成为康复治疗的重点,在本次研究中,我们所采用的强化膝关节运动控制训练方案是基于Bobath理念将主动运动、动作控制、任务导向及环境统合入运动控制理论体系中,有针对性地解决任务中的实际问题[11-13]

合理的治疗需要科学的方法来评价,目前对痉挛评定主要采用临床量表形式的半定量化的方法,缺乏敏感性、适用性,更无统一的疗效评定标准,超声弹性成像技术主要通过测量组织发生变形后引起超声回波位移、应变、速度的差异,再结合数字信号处理技术直观、量化地反映出组织内部的弹性模量等力学属性信息。超声弹性成像最早由Ophir等[14]在1991年提出,现已被广泛应用于临床。超声作为一种实时、便捷的肌张力检测方法,通过测量肌肉的力学性能进一步了解肌肉结构和功能间的相互作用,直接量化痉挛肌肉的弹性,提高评估的可靠性,为临床医师准确评估并制定系统康复计划提供科学的数据[15-16]。超声弹性成像技术可以在无创状态下,实时、动态、便捷地在活体和从整体水平上来研究康复运动训练对肢体功能状态的调节效应, 实现功能的可视化。超声弹性成像技术的参数特征反映了肢体运动中肌肉、肌腱和关节的生物力学属性, 量化肌肉硬度更增进对骨骼肌功能的了解,从可视化角度观察脑卒中后肌痉挛康复干预功能调节效应,对于脑卒中后肢体痉挛康复干预机制研究具有特殊意义[17-19]

本研究的观察组经过康复治疗4周后相关肌肉杨氏模量值较治疗前减小,说明肌群的协调性、灵活性较前增强,达到了康复治疗目的。由于患者肢体痉挛后会不自主地发生代偿性的健侧运动增强,进而出现健侧肌群肌力、肌张力不协调,因此,为了避免出现系统误差,我们在整个研究过程中并未选取观察组的健侧肢体作为对照,而是选取健康人作为正常对照组,使整个研究过程更加科学,更能体现研究的最初目的。

超声弹性成像技术评估肢体痉挛和常规的痉挛评定量表相比,评价更客观、准确,受客观因素影响较小,在评估脑卒中后肢体痉挛的程度、肌肉的硬度等方面具有一定的优势,但该技术的应用实践时间尚短,仍存在一些缺点,如技术操作者超声探头压力控制不恒定,会出现人为导致的结果假阳性或假阴性的情况,其次是患者肌肉损伤、钙化、出血、纤维化等情况均会影响检测结果的真实性等。尽管如此,超声弹性成像技术是一种对组织力学特征成像的新兴技术,其能够获得常规影像学技术无法获取的组织弹性信息,因此仍值得在今后不断改进,用以指导康复训练。

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