為了進一步提升我國肌電學(xué)術(shù)研究氛圍，為我國表面肌電領(lǐng)域的學(xué)者提供一個重要的學(xué)術(shù)交流平臺，2025表面肌電論壇暨表面肌電技術(shù)培訓(xùn)班將于2025年6月27日-29日在杭州召開。會議相關(guān)信息見：會議通知|2025表面肌電論壇：前沿技術(shù)與康復(fù)臨床應(yīng)用

小編從該會議報告專家課題組發(fā)表論文中選取一些高密度表面電極相關(guān)研究分享給大家。下文即來源于張迎春教授課題組，是一篇關(guān)于高密度肌電應(yīng)用在腦卒中后康復(fù)的有趣研究，請~

腦卒中作為死亡原因及首要致殘疾病，約 20%-40% 的幸存者會出現(xiàn)痙攣癥狀，表現(xiàn)為牽張反射亢進導(dǎo)致的肌肉張力異常升高。當(dāng)前一線療法肉毒毒素（BoNT）注射雖能緩解肌肉張力，但其療效評估依賴改良 Ashworth 量表（MAS），改良 Ashworth 量表主要是測試者對肌肉緊張的定性或半定量評估，所以可能是主觀的，且難以準(zhǔn)確量化肌肉狀態(tài)。且有研究表明：MAS不能在肉毒毒素注射后的被動牽張評估中，檢測肌肉痙攣的變化。

生物力學(xué)指標(biāo)（如扭矩）也已被用于評估 BoNT 注射前后牽張反射的變化。扭矩雖能反映關(guān)節(jié)活動，卻難以定位具體痙攣肌群。而（HD-sEMG）憑借高空間分辨率（可穿透肌肉/ 纖維化干擾），為單肌肉精準(zhǔn)評估提供了可能。

圖1. 文章信息

來自張迎春課題組在2024 年 IEEE 工程與生物醫(yī)學(xué)學(xué)會年會的一篇報告，題為“High-Density Electromyography Biomarkers for Detecting and Monitoring of Spastic Muscles During Passive Stretch”，揭示了一種新的定量評估卒中肌肉痙攣的可行方向。該研究在前人使用（sEMG）研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了分辨率更高的高密度表面肌電（HD-sEMG）來研究BoNT 注射前后牽張反射和肌肉張力變化，驗證了HD-sEMG 的均方根（RMS）包絡(luò)信號及快慢被動伸展（FPE/SPE）斜率作為痙攣量化生物標(biāo)志物的有效性，量化了肘關(guān)節(jié)快慢速被動伸展時均方根（RMS）振幅的關(guān)系。

本研究招募了10名半側(cè)痙攣腦卒中患者，納入標(biāo)準(zhǔn)為：（1）缺血性或出血性腦卒中繼發(fā)的偏癱；（2）病程≥6 個月；（3）殘留自愿性肘屈曲力；（4）改良 Ashworth 量表（MAS）評分為 2-3 分；接受肱二頭肌 100 單位肉毒毒素（BoNT）注射。排除多發(fā)性腦卒中患者、其他病因引起的阻力增加、有既往肌肉骨骼損傷史、及其他可能導(dǎo)致痙攣的合并癥，如脊髓損傷。

受試者在注射肉毒毒素前 1 周與注射肉毒毒素后 3 周接受訪視并完成實驗數(shù)據(jù)采集。把HD-sEMG（荷蘭TMSi Refa-136 放大器，采樣率 2048 Hz， 分辨率24 位）（8×8 電極陣列，直徑 4.5mm，間距 8.5mm）貼于受試者肱二頭肌肌腹上方，記錄被動牽張下每位測試者的痙攣肱二頭肌的高密度表面肌電信號。

受試者需要完成被動牽張任務(wù)：伺服電機驅(qū)動前臂做 50° 屈伸運動，初始位置為快速手動（a quick manual passive stretch被動拉伸期間可檢測到異常肌肉張力時的角度減去 10 度。，位置在肘關(guān)節(jié)伸展之前，使肘關(guān)節(jié)以兩種速度做伸展和屈曲運動（快速：FPE, 100°/s，慢速：SPE, 5°/s），每次伸展和屈曲后分別保持2秒靜止休息。每種速度采集 3 次，實驗之間休息 1 分鐘。

研究者計算了采集所得HD-sEMG的移動均方根（RMS） 包絡(luò)， 并計算了斜率指標(biāo)。研究者還計算了斜率與 MAS （改良 Ashworth 量表）的相關(guān)性。

斜率指標(biāo)：對于每次訪問，用快速拉伸速度的峰值 RMS 包絡(luò)值減去慢速拉伸速度的峰值 RMS 包絡(luò)值，得到兩者的差值；該差值（斜率）表征了肌肉在不同拉伸速度下活動強度的變化率。在痙攣肌肉中，由于拉伸反射的速度依賴性，快速拉伸會引發(fā)更強的肌肉反應(yīng)，因此斜率較大；而 BoNT 注射后，肌肉痙攣減輕，速度依賴性反應(yīng)減弱，斜率會降低。

圖2(A)顯示了每次訪視中各拉伸速度下的峰值均方根（RMS）值特征。慢速（5°/s ）拉伸速度的峰值 RMS 值在兩次訪問中均顯著低于 快速（100°/s ）拉伸速度（A），表明隨著拉伸速度增加，峰值 RMS 值增加，反映痙攣肌肉在被動拉伸反射中依賴速度的 “卡頓” 現(xiàn)象。在注射肉毒毒素（BoNT）后，每個拉伸速度對應(yīng)的峰值 RMS均顯著降低，表明肌肉張力得到緩解。

圖2(B)展示了斜率指標(biāo)在注射BoNT后顯著降低，且所有受試者在注射后斜率指標(biāo)均比注射前更低。這表明斜率可提供與 BoNT 注射相應(yīng)的痙攣肌肉拉伸反射的客觀定量測量，也可能是區(qū)分痙攣肌肉和健康肌肉的潛在特征，因為健康肌肉對任何拉伸速度都沒有阻力，斜率接近零。

而10名受試者中僅5名注射后改良 Ashworth 量表（MAS）分值降低。進一步探索與斜率的相關(guān)性（見表1），并未發(fā)現(xiàn)兩者之間的顯著關(guān)系。表明 MAS 始終缺乏量化痙攣中異常張力的適當(dāng)敏感性。

圖2. 注射肉毒毒素前后HD-sEMG特征的變化。（A）注射前后兩種拉伸速度的均方根包絡(luò)峰值特征。（B）注射前后的斜率指標(biāo)。?p<0.05。

表1. 斜率指標(biāo)與MAS評分相關(guān)性

本研究旨在探究HD - sEMG作為生物標(biāo)志物檢測和監(jiān)測痙攣肌肉的功效，通過對 10 名腦卒中患者注射肉毒桿菌毒素（BoNT）前后的被動拉伸反射進行分析，發(fā)現(xiàn) HD - sEMG 的峰值 RMS 包絡(luò)和斜率特征在注射后顯著降低，而改良 Ashworth 量表（MAS）僅部分患者改善，表明 HD - sEMG 衍生特征可作為 MAS 的定量替代指標(biāo)。但研究存在樣本量較小、僅評估肱二頭肌單一肌肉等不足，未來可擴大樣本規(guī)模，納入更多肘屈伸肌進行綜合評估，以優(yōu)化 BoNT 注射的個性化治療方案，進一步提升腦卒中患者痙攣管理的精準(zhǔn)性。

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