VE-PC MRI技術(shù)在評(píng)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(jiàn)病、多發(fā)病，中國(guó)是腦卒中高發(fā)國(guó)家。偏癱是腦卒中患者常見(jiàn)的功能障礙，偏癱步態(tài)是患者行走時(shí)的典型異常表現(xiàn)。對(duì)小腿前后肌群運(yùn)動(dòng)模式的研究有助于下肢功能評(píng)價(jià)和指導(dǎo)康復(fù)治療。 康復(fù)評(píng)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(píng)估方法有半定量評(píng)估方法和定量評(píng)估方法。徒手肌力評(píng)定(manual muscle test，MMT)及Brunnstrom法屬半定量方法，此類評(píng)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(shí)變化；表面肌電圖(surface electromyography，sEMG)是目前使用較多的定量評(píng)定方法，但也只能提供表淺肌肉的電生理活動(dòng)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(duì)比MRI(velocity encoded cine phase contrast MRI，VE—PC MRI)又稱相位對(duì)比電影MRI(cine PC MRI)，是電影MRI

3、與相位對(duì)比MRI技術(shù)的結(jié)合，最早用來(lái)進(jìn)行心臟搏動(dòng)的影像學(xué)研究，后來(lái)被加以改進(jìn)并應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)時(shí)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(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的解剖圖像、運(yùn)動(dòng)速度及方向等數(shù)據(jù)，通過(guò)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(dòng)力學(xué)特征。 本課題組前期對(duì)小腿前后肌群的sEMG特征進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明在周期性踝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(qiáng)，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(wú)負(fù)荷自主屈伸運(yùn)動(dòng)中，研究正常對(duì)照及腦卒中患者小腿前后肌群的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)。并進(jìn)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(zhǎng)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(duì)照(年齡、性別相匹配)小腿肌群動(dòng)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(jìn)一步驗(yàn)證VE—PC MRI技術(shù)對(duì)腦卒中患者小腿肌肉功能在體評(píng)估的有效性。 方法

6、: 1.研究對(duì)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(duì)照組。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備 2.1 GE1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀； 2.2

7、Goodstrenth測(cè)力系統(tǒng)。 3.評(píng)價(jià)方法 3.1康復(fù)治療前后患者平躺在磁共振倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行踝關(guān)節(jié)主動(dòng)屈伸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用GE1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀進(jìn)行圖像采集，共采集到小腿肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)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(gè)屈伸運(yùn)動(dòng)周期的20個(gè)時(shí)相。病例組雙側(cè)小腿均進(jìn)行檢查，對(duì)照組僅檢查左側(cè)小腿。 3.2康復(fù)治療前后測(cè)量踝關(guān)節(jié)背伸及跖屈最大等長(zhǎng)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(cè)3次，取其中最大值。中間休息30秒。病例組雙側(cè)小腿均進(jìn)行測(cè)量，對(duì)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(duì)腦卒中患者進(jìn)行Berg平衡量表(Berg balance scale，BBS)評(píng)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(píng)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(guò)Xcode圖像分析軟件分析計(jì)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(yùn)動(dòng)速度)。20張圖像按采集時(shí)間前后排序，對(duì)應(yīng)于不同序列點(diǎn)。1-

10、10代表背伸運(yùn)動(dòng)，11-20代表跖屈運(yùn)動(dòng)。 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(jì)方法 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS16.0對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?；颊呋紓?cè)與健側(cè)、患側(cè)基線期與隨訪期進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)方差齊性檢驗(yàn)后，采用配對(duì)t檢驗(yàn)；患者健側(cè)與患側(cè)分別與正常對(duì)照左側(cè)肢體進(jìn)行對(duì)比，利用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；各肌肉收縮速度值與BBS評(píng)分相關(guān)采用Spearman相關(guān)分析；P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

11、 結(jié)果: 1.病例組與對(duì)照組一般資料對(duì)比，經(jīng)分析無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。 2.基線期踝關(guān)節(jié)背伸時(shí)，腦卒中患者患側(cè)TA作為主動(dòng)肌收縮速度下降，與正常對(duì)照及患者健側(cè)小腿對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)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(shì)，而MG速度呈減弱趨勢(shì)，與正常對(duì)照及健側(cè)對(duì)比，部分時(shí)相差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；患者健側(cè)TA速度有下降，但與正常對(duì)照相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P

12、>0.05)。患者患側(cè)踝關(guān)節(jié)跖屈時(shí)，MG收縮速度明顯下降，與正常對(duì)照左側(cè)和患者健側(cè)對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；SOL活動(dòng)相反，其收縮速度明顯增強(qiáng)，與正常對(duì)照左側(cè)和患者健肢對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)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(jì)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(duì)照相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)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(duì)照及患者健側(cè)踝屈伸MIVC力矩對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；患者健側(cè)踝屈伸MIVC力矩下降，與正常對(duì)照踝屈伸MIVC力矩對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)?；颊呋紓?cè)踝關(guān)節(jié)背伸階段小腿前后肌群相共同收縮增強(qiáng)，與正常對(duì)照相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 4.基線期及隨訪期，BBS評(píng)分與TA及GM作為主動(dòng)肌收縮速度值正相關(guān)，與SOL速度值無(wú)相關(guān)。 5.康復(fù)訓(xùn)練后，患側(cè)TA、MG作為主動(dòng)肌收

14、縮速度提高，SOL作為跖屈主動(dòng)肌收縮速度下降，與治療前對(duì)比，差異均有統(tǒng)計(jì)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(jì)學(xué)意義(P<0.05)；患者患側(cè)踝關(guān)節(jié)背伸時(shí)小腿前后肌群發(fā)生異常共同收縮的時(shí)相減少；患者BBS評(píng)分改善，與其治療前BBS評(píng)分相比，差異均有統(tǒng)計(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)，患側(cè)TA及MG作為主動(dòng)肌收縮功能下降，SOL