VE-PC MRI技術(shù)在評估腦卒中患者小腿肌肉功能中的應(yīng)用研究.pdf

1、背景: 腦卒中是中老年常見病、多發(fā)病，中國是腦卒中高發(fā)國家。偏癱是腦卒中患者常見的功能障礙，偏癱步態(tài)是患者行走時的典型異常表現(xiàn)。對小腿前后肌群運動模式的研究有助于下肢功能評價和指導(dǎo)康復(fù)治療。 康復(fù)評估是康復(fù)醫(yī)學(xué)的重要內(nèi)容。常用的偏癱肢體功能評估方法有半定量評估方法和定量評估方法。徒手肌力評定(manual muscle test，MMT)及Brunnstrom法屬半定量方法，此類評定方法受主觀因素影響較多，不能反映出患者

2、功能恢復(fù)的真實變化；表面肌電圖(surface electromyography，sEMG)是目前使用較多的定量評定方法，但也只能提供表淺肌肉的電生理活動信息。普通磁共振雖然可以提供準(zhǔn)確的肌肉解剖影像，但不能反映肌肉結(jié)構(gòu)及相應(yīng)功能之間的關(guān)系。 速度編碼相位對比MRI(velocity encoded cine phase contrast MRI，VE—PC MRI)又稱相位對比電影MRI(cine PC MRI)，是電影MRI

3、與相位對比MRI技術(shù)的結(jié)合，最早用來進行心臟搏動的影像學(xué)研究，后來被加以改進并應(yīng)用于運動時骨骼肌組織的圖像研究中。VE—PC MRI技術(shù)可以獲得骨骼肌在整個運動周期中的解剖圖像、運動速度及方向等數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的軟件加以定量分析，闡述不同狀態(tài)下骨骼肌的動力學(xué)特征。 本課題組前期對小腿前后肌群的sEMG特征進行了初步研究，結(jié)果表明在周期性踝關(guān)節(jié)屈伸運動時，患側(cè)小腿脛骨前肌(tibialis anterior muscle，TA)及腓

4、腸肌內(nèi)側(cè)頭(medial head of gastrocnemius muscle，MG)收縮功能均明顯下降，而比目魚肌(soleus muscle，SOL)收縮明顯增強，成為跖屈主要肌。在此基礎(chǔ)上，我們擬采用VE—PC MRI影像學(xué)技術(shù)，在踝關(guān)節(jié)無負荷自主屈伸運動中，研究正常對照及腦卒中患者小腿前后肌群的動力學(xué)特點。并進行康復(fù)訓(xùn)練，了解小腿前后肌群的最大收縮速度、協(xié)調(diào)性、踝關(guān)節(jié)屈伸最大等長收縮(maximal isometric vo

5、luntary contraction，MIVC)力矩及平衡功能改善情況。 目的: 1.明確腦卒中患者與正常對照(年齡、性別相匹配)小腿肌群動力學(xué)特征的差異； 2.闡明康復(fù)訓(xùn)練是否改善患者小腿前后肌群的最大收縮速度、協(xié)調(diào)性及患者平衡功能； 3.腦卒中患者患側(cè)小腿前后肌肉收縮速度與患者平衡功能是否有相關(guān)性； 4.進一步驗證VE—PC MRI技術(shù)對腦卒中患者小腿肌肉功能在體評估的有效性。 方法

6、: 1.研究對象 2008年7月至2009年1月，在中山三院、陸軍總院、廣醫(yī)二院康復(fù)科及神經(jīng)內(nèi)科就診的腦卒中患者中選取符合入選標(biāo)準(zhǔn)的患者11例(8男3女)為病例組，平均病程3.95±3.65月，平均年齡56.09±12.16歲，左側(cè)偏癱5例，右側(cè)偏癱6例；另在我院選取年齡、性別相匹配的健康自愿者11例(8男3女)作為正常對照組。 2.實驗設(shè)備 2.1 GE1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀； 2.2

7、Goodstrenth測力系統(tǒng)。 3.評價方法 3.1康復(fù)治療前后患者平躺在磁共振倉內(nèi)進行踝關(guān)節(jié)主動屈伸運動，運用GE1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀進行圖像采集，共采集到小腿肌肉運動時解剖圖和相位圖像各一套。每套圖像均包含踝關(guān)節(jié)一個屈伸運動周期的20個時相。病例組雙側(cè)小腿均進行檢查，對照組僅檢查左側(cè)小腿。 3.2康復(fù)治療前后測量踝關(guān)節(jié)背伸及跖屈最大等長收縮(maximal isometric voluntary

8、contraction，MIVC)肌力；囑患者用最大力背伸或跖屈踝關(guān)節(jié)3秒，記錄最大力，共測3次，取其中最大值。中間休息30秒。病例組雙側(cè)小腿均進行測量，對照組僅檢查左側(cè)小腿。 3.3康復(fù)治療前后，由同一治療師對腦卒中患者進行Berg平衡量表(Berg balance scale，BBS)評分。 4.康復(fù)治療方法 4.1抗阻訓(xùn)練； 4.2耐力訓(xùn)練； 4.3小腿后群肌牽伸訓(xùn)練。 5.分析指標(biāo)

9、 5.1小腿前后肌群最大向心收縮速度； 5.2小腿前后肌群共同收縮； 5.3踝關(guān)節(jié)屈伸MIVC力矩； 5.4 BBS評分。 6.數(shù)據(jù)處理 6.1 VE—PC MRI圖像分析：手工描畫解剖圖像中相關(guān)肌肉感興趣區(qū)，并將感興趣區(qū)邊界投射至相位圖中相應(yīng)區(qū)域，通過Xcode圖像分析軟件分析計算該區(qū)域內(nèi)的肌肉速度的最小值(代表向近端的最大運動速度)。20張圖像按采集時間前后排序，對應(yīng)于不同序列點。1-

10、10代表背伸運動，11-20代表跖屈運動。 6.2踝關(guān)節(jié)屈伸MIVC力矩(Nm)：踝關(guān)節(jié)MIVC肌力×力臂 7.統(tǒng)計方法 應(yīng)用統(tǒng)計軟件SPSS16.0對數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計?；颊呋紓?cè)與健側(cè)、患側(cè)基線期與隨訪期進行對比，通過方差齊性檢驗后，采用配對t檢驗；患者健側(cè)與患側(cè)分別與正常對照左側(cè)肢體進行對比，利用兩獨立樣本t檢驗；各肌肉收縮速度值與BBS評分相關(guān)采用Spearman相關(guān)分析；P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

11、 結(jié)果: 1.病例組與對照組一般資料對比，經(jīng)分析無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。 2.基線期踝關(guān)節(jié)背伸時，腦卒中患者患側(cè)TA作為主動肌收縮速度下降，與正常對照及患者健側(cè)小腿對比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；同作為背伸拮抗肌，MG及SOL表現(xiàn)不同，SOL速度有增加的趨勢，而MG速度呈減弱趨勢，與正常對照及健側(cè)對比，部分時相差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患者健側(cè)TA速度有下降，但與正常對照相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P

12、>0.05)。患者患側(cè)踝關(guān)節(jié)跖屈時，MG收縮速度明顯下降，與正常對照左側(cè)和患者健側(cè)對比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；SOL活動相反，其收縮速度明顯增強，與正常對照左側(cè)和患者健肢對比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，患側(cè)TA作為拮抗肌，其收縮速度下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)?；颊呓?cè)MG收縮速度下降，SOL收縮速度有所提高，但與正常對照相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 3.基線期，患者患側(cè)踝屈伸MIVC力

13、矩下降，與正常對照及患者健側(cè)踝屈伸MIVC力矩對比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患者健側(cè)踝屈伸MIVC力矩下降，與正常對照踝屈伸MIVC力矩對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。患者患側(cè)踝關(guān)節(jié)背伸階段小腿前后肌群相共同收縮增強，與正常對照相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。 4.基線期及隨訪期，BBS評分與TA及GM作為主動肌收縮速度值正相關(guān)，與SOL速度值無相關(guān)。 5.康復(fù)訓(xùn)練后，患側(cè)TA、MG作為主動肌收

14、縮速度提高，SOL作為跖屈主動肌收縮速度下降，與治療前對比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患側(cè)踝關(guān)節(jié)屈伸MIVC力矩提高，與其治療前相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患者患側(cè)踝關(guān)節(jié)背伸時小腿前后肌群發(fā)生異常共同收縮的時相減少；患者BBS評分改善，與其治療前BBS評分相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。 結(jié)論: 1.基線期，腦卒中患者踝關(guān)節(jié)自主周期性屈伸運動時，患側(cè)TA及MG作為主動肌收縮功能下降，SOL