2.1  参与者数量分析  纳入患儿20例，测试过程无脱落，全部进入结果分析。

2.2  静止站立过程中两侧测试肌肉的平均肌电振幅及平均肌电积分情况  受试者静止站立，其尖足侧腓肠肌内侧的平均肌电振幅、平均肌电积分均低于对侧(P < 0.05)，见表1。

2.3  常态行走过程中两侧肌肉的平均肌电振幅及平均肌电积分情况  受试者常态行走，其尖足侧腓肠肌内侧的平均肌电振幅、平均肌电积分均低于对侧(P < 0.05)，见表2。

2.4  静止站立过程两侧肌肉的平均频率及中位频率情况  受试者静止站立，其尖足侧胫前肌的平均频率、中位频率均高于对侧(P < 0.05)；其尖足侧腓肠肌内侧的平均频率、中位频率均高于对侧(P < 0.05)，见表3。

2.5  常态行走过程中两侧肌肉的平均频率及中位频率情况  受试者常态行走，其尖足侧胫前肌的平均频率、中位频率均高于对侧(P < 0.05)；其尖足侧腓肠肌内侧的平均频率、中位频率均高于对侧(P < 0.05)，见表4。

脑瘫是指受孕开始到新生儿或婴儿期发病的非进行性脑损伤所导致的综合征，主要表现为中枢性运动功能障碍及姿势异常。脑瘫常见病因为妊娠期感染、接触了放射线、化学药物的侵害以及早产、难产、窒息缺氧、遗传因素等引起，临床上主要分为痉挛型、混合型、强直型、共济失调型等几大类型。痉挛型脑瘫为临床最多见的类型，占脑瘫儿童总数的60%-78%^[1]，而尖足是痉挛型脑瘫的最常见临床症状，也是痉挛型脑瘫患儿最为普遍的问题，直接原因多由于下肢肌肉的运动异常导致，严重影响患儿日常生活及活动能力，如果长时间的尖足症状不能缓解则可导致关节周围挛缩，最终出现固定畸形^[2]。所以如何科学地评价脑瘫尖足患儿的肌肉活动情况，进而更有效地指导患儿的康复治疗，最大限度地纠正“尖足步态”，促进其步行功能的改善，一直以来是痉挛型脑瘫康复治疗的关键点和难题，也是脑瘫研究的重要课题^[3-4]。

长期以来，对于脑瘫尖足个体所表现的异常运动模式及肌肉系统的上述问题，在康复治疗过程中康复医师及治疗师往往凭借主观判断及相关量表评估，缺乏指导训练参数的客观数据，难以对训练参数进行优化以取得最佳治疗方案，训练的针对性较差，训练效率及康复效果难以保证。因此，迫切需要一种对临床康复训练具有指导意义的客观评价指标。

鉴于脑瘫尖足是由于下肢肌肉的运动异常导致，目前缺少一种客观的评估方式以弥补量表评价的不足。表面肌电图(surface electromyography，SEMG)是分析相关肌肉功能状况的一种无创性检查手段，可以客观评定静止或运动时肌肉的活动情况。在控制良好的情况下，肌电信号活动的变化在很大程度上能够定量反映肌肉功能状态、肌张力、肌力水平、多肌群协调性等肌肉的变化，对肌肉功能状况提供客观指标，对于肌肉相关疾病的康复设计、康复治疗，特别是疗效评定有着不可替代的重要作用^[5]。故研究通过表面肌电图对20例痉挛型脑瘫尖足患儿站立和行走时胫前肌、腓肠肌进行测试分析, 更加准确、量化地评估脑瘫尖足患儿下肢肌群的活动情况，为患儿尖足的康复评估和康复治疗提供参考依据。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1  设计  采用尖足侧、对侧自身对照试验方法设计。

1.2  时间及地点  于2013至2017年在上海市伤骨科研究所运动功能测试室完成。

1.3  对象  选取2013至2017年在上海瑞金医院就诊的20例脑瘫单侧尖足患儿，男13例，女7例；年龄2-12(6.25±2.85)岁；体质量11-42(22.35±8.68)kg；身高84-148 cm，平均(115.65±18.13)cm；右侧尖足11例，左侧尖足9例。研究方案经过了上海瑞金医院伦理委员会批准。所有受试者及监护人均对试验的全过程完全知情同意，并签署了“知情同意书”。

纳入标准：①诊断参照符合《痉挛型脑瘫尖足与疾病的诊治》诊断标准^[6]；②均存在不同程度的单侧尖足；③Footsacn足底压力测试仪显示一侧有完整的足底压力图形,另一侧仅可见前足或中前足足底压力图形，后中足或后足压力图形缺失(见图1)；④有独立行走能力；⑤智力水平能理解语义并能配合完成检查；⑥测试前1周未服用任何影响肌肉活动的药物；⑦最近6个月内，下肢未出现过扭伤、断裂等影响运动功能的伤病。

排除标准：①由于外周神经或肌肉病变造成的尖足；②合并癫痫、严重的智力低下及运动异常等，不能配合完成测试；③伴有心、肝、肾及造血系统等严重原发性疾病患儿；④测试日或测试前1 d服用抗痉挛和抗癫痫药或接受肉毒素注射者。

1.4  试验仪器  采用美国NORAXON TELEMYO 2400R G2 型号的表面肌电图遥测仪。Ag/AgCI表面电极：德国TYCO HEALTHCARE DEUTSCHLAND GmbH生产的一次性使用心电电极。肌电信号数据采集频率为1 500 Hz。用无线接收器将原始数据储存于电子计算机中，应用美国Noraxon公司专用信号处理软件MyoResearch进行分析。

1.5  方法  测试在专门的检查室内进行，室温25 ℃。测试前，向患儿介绍配合注意事项，尽量放松。然后充分暴露患儿双侧小腿，体积分数75%医用乙醇局部擦拭皮肤充分脱脂，以降低电极与检测表面的接触电阻，待干后将电极牢固固定于胫前肌(胫骨外侧胫骨前肌肌腹隆起处)、腓肠肌内侧(小腿内侧肌腹最丰满处)。共测试4块肌肉(右胫前肌、右腓肠肌内侧、左胫前肌、左腓肠肌内侧)。每块测试肌肉贴2个电极片，这2个测试电极片的中心间距为2 cm，与测试肌肉纤维的长轴方向平行。分别采集静止站立位、常态行走2种不同状态下患儿的肌电信号。①静止站立位：患儿独立静止站立，双足平行与肩同宽，脚尖向前，躯干正直，全身放松，持续10-20 s，同时记录肌电图信号；②常态行走：让受试患儿以自由步行状态直走约10 m，记录行走过程中的肌电活动情况。

原始肌电图信号利用软件自带的信号处理中的全波整流及平滑功能进行处理，平滑采用均方根公式计算。并利用软件自带的标准表面肌电报告(standard EMG analysis)和频谱/疲劳报告(frequency/fatigue analysis)分别进行平均振幅、平均肌电积分和平均频率、中位频率数据的处理及导出等。标准表面肌电报告分析取静止站立和常态行走过程中信号最平稳的5 s波段进行平均振幅、平均肌电积分进行分析。频谱/疲劳报告分析取静止站立和常态行走过程中按每1 s为一节段标记进行平均频率、中位频率分析。

1.6  主要观察指标  受试者静止站立位和常态行走时测试肌群的平均肌电振幅、平均肌电积分、平均频率、中位频率。

1.7  统计学分析  应用SPSS 13.0软件进行配对t 检验，计量资料采用x(_)±s表示，P < 0.05为差异有显著性意义。

3.1  脑瘫尖足  部分脑瘫患儿的脑部由于各种因素受损而导致下肢瘫痪、肌肉痉挛或挛缩，关节活动受限。在关节制动情况下，疏松的结缔组织会在1周内变为致密的结缔组织，如果没有对抗性拉力，胶原蛋白会进行性缩短，使踝关节逐渐固定，跟腱挛缩，形成尖足^[7]。“尖足”畸形是脑瘫常见的临床症状，其最根本原因在于小腿胫前肌、腓肠肌的张力、肌力的失衡导致，表现为站、行时足跟不能正常着地而产生尖足畸形，踝关节活动受限，患足支撑面减少，支撑面的稳定性下降^[8]。病程长时，肌肉的内在特性会发生一定程度的变化，继发肌肉融合、胶原和弹性组织纤维化等系列结构改变，出现双下肢不等长、踝关节挛缩畸形、骨盆倾斜、脊柱侧弯、膝反张等继发问题^[7]。

3.2  表面肌电图  表面肌电图是神经肌肉系统进行随意和非随意收缩性活动时的生物电变化经表面电极引导放大显示和记录的一组电压时间序列信号。它与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性，因而能在一定程度上反映神经肌肉的活动如：肌力水平、肌肉功能状态、多肌群协调性等肌肉和中枢控制特征的变化规律。表面肌电图提供了安全、无创的客观量化检测方法，可以克服主观评价的不足，具有测量相对简单、被测对象无痛苦等优点，故可采用表面肌电信号分析技术评价患者神经肌肉功能^[9-10]。

尖足主要是由于小腿肌肉运动失调引起踝关节的活动障碍导致。踝关节在站立和行走中具有重要作用，踝关节背伸时胫骨前肌起主要作用，踝关节跖屈时腓肠肌起主要作用，胫骨前肌和腓肠肌互为拮抗肌。上述肌肉为导致脑瘫患儿下肢姿势异常和运动障碍的主要肌肉^[11]。因此，选择胫骨前肌和腓肠肌进行表面肌电图测试和分析。

此次研究通过表面肌电图检测患儿站立和行走时胫骨前肌和腓肠肌内侧的情况，不仅可以在真实环境中检测脑瘫患儿尖足步态的肌肉活动情况，还可以根据实际检测结果个性化的指导康复训练、评估疗效，进而纠正尖足步态。

3.3  脑瘫尖足的表面肌电图情况  表面肌电图的分析主要包括时域分析和频域分析^[12]。时域分析是将表面肌电图信号看作时间的函数，用来刻画时间序列信号的振幅特征，主要分析指标包括平均振幅、平均肌电积分等；频域分析是指对表面肌电图信号进行快速傅立叶转换后，获得表面肌电图信号的频谱或功率谱，能较好地在频率上反映表面肌电图的信号变化特征，常用指标主要为平均频率和中位频率等。

3.3.1  时域分析  平均振幅是用来描述一段时间内肌电幅值的平均变化特征。一般认为与运动单位募集程度和兴奋节律的同步化有关，它间接反映肌肉收缩力大小。一定范围内，平均振幅与肌肉收缩过程中参与工作运动单位数量呈正比，反映了肌肉收缩强度的变化。当肌肉收缩增强时，参加工作的运动单位数量增多，振幅随之增加；当肌肉收缩减弱时，参加工作的运动单位数量减少，振幅随之降低。振幅值不但可以用于评估肌力，还可用于肢体运动功能测试及评价^[13]。平均肌电积分是对所得的表面肌电图信号进行整流平滑后单位时间内曲线下面积的总和的平均变化情况，它可以反映肌电信号随时间进行的强弱，在时间不变的前提下，其值的大小在一定程度上反映参加工作的运动单位的数量多少和每个运动单位的放电大小。该指标主要体现肌肉在单位时间内的收缩特性。肌肉收缩时，肌电积分与肌力之间存在着线性关系。当肌肉收缩的力量增强时，参加工作的运动单位数量增多并且每个运动单位的放电增加，因此，肌电积分随之增加，反之亦然^[14-15]。

此次研究结果显示：受试者静止站立和常态行走时，其尖足侧腓肠肌内侧的平均肌电振幅、平均肌电积分均低于对侧(P < 0.05)，与一些作者的研究基本一致^[16-17]，但也与一些报道有所不同^[18-19]。对此可能的原因是：①脑瘫患儿由于中枢神经系统受损，参与活动的肌纤维数目较少，肌肉收缩激活(或募集)的速率也较慢。②脑瘫患儿肌肉收缩的同步性较差。大多数研究证实在不同强度和不同类型的运动中，肌肉是以不同数目的肌纤维有序地交替参加工作，并且以一定数量的肌纤维作为一个个集体进行全或无的收缩，而脑瘫患儿并不能很好地产生这种有序、交替且全或无的收缩。因此同步性较差。③与尖足侧腓肠肌内侧肌肉力量下降有关。④同时脑瘫患儿尖足侧存在运动持久性障碍和动作稳定性欠缺，不能充分持重，站立和行走时尖足侧支撑时间相对较短，则参与腓肠肌内侧的运动单位数目相应较少^[20]。⑤脑瘫患儿早期小腿三头肌痉挛，跟腱痉挛，可以引起腓肠肌内侧的肌电振幅和肌电积分增高；但是病情持续时间长时，患儿将会出现跟腱挛缩、关节僵直以及邻近关节的继发性损害^[21]。这种改变会导致患儿站立和行走时尖足侧支撑时间短、踝关节活动受限，动员腓肠肌内侧的运动单位数目少且不能被充分激活，尤其是无法有效动员可用的运动单位，肌肉募集能力弱。此次研究的患儿均为出生时发病，病程较长(2年以上)，尖足症状可能由跟腱挛缩、关节僵直等继发性损害引起。所以基于上述原因，尖足侧腓肠肌内侧的肌电振幅和肌电积分低于对侧。

3.3.2  频域分析  平均频率表示的是过功率谱曲线重心的频率。是反映信号频率特征的生物物理指标，其高低与外周运动单位动作电位的传导速度、参与活动的运动单位类型以及其同步化程度有关。另外，人体骨骼肌纤维主要有2种成分，慢肌纤维(Ⅰ型纤维)和快肌纤维(Ⅱ型纤维)，即慢肌纤维以低频电位活动为主，快肌纤维兴奋主要表现高频放电。平均频率还与骨骼肌中Ⅰ型纤维比例呈线性负相关，或与Ⅱ型纤维比例呈正相关^[22-23]。中位频率是指骨骼肌收缩过程中肌纤维放电频率的中间值。在正常情况下人体不同部位骨骼肌之间中位频率值高低差异较大，主要受肌肉组织中的慢肌纤维(Ⅰ型纤维)和快肌纤维(Ⅱ型纤维)的组成比例的影响^[24]。

文章结果显示受试者静止站立和常态行走时，其尖足侧胫前肌和腓肠肌内侧的平均频率、中位频率均高于对侧(P < 0.05)。可能是由于：①脑瘫患儿尖足侧与对侧的下肢肌肉组织中参与收缩的快肌纤维和慢肌纤维的组成比例存在差异有关。一些学者的研究结论是，快肌纤维成分高者平均频率较高^[25]。因此，推测脑瘫尖足患儿尖足侧下肢快肌纤维成分较多，慢肌纤维成分较少，提示医师在康复训练时应采取使尖足肢体快肌纤维成分减少、慢肌纤维成分增加的方法。②脑瘫时由于脑损伤，肢体的运动协调性和平衡性被打破，尖足侧小腿肌肉过度兴奋，过频的发放异常冲动^[26]。因此其尖足侧胫前肌和腓肠肌内侧的平均频率、中位频率均高于对侧。

3.4  结论  综上所述，脑瘫尖足患儿站立和行走中尖足侧下肢的胫前肌和腓肠肌内侧具有特征的肌肉活动。根据表面肌电图评估结果与临床其他检查情况相结合，能够更加准确地分析脑瘫患儿尖足的原因，根据个体差异区别对待，进而优化训练处方，选择最适宜患儿的康复治疗方法，提高康复训练效率。表面肌电图是一种简单、实用、可行的肌肉功能状况的定量评估方法，利用其提供的客观数据，不仅可用于评价治疗前患者受损神经肌肉功能的状况及与健侧的差异；而且可用于观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况。通过这些评价来调整和制定更具有针对性的个体化的治疗方案，同时也作为临床上客观评价各种治疗方法有效性的一种新措施，对临床康复训练具有重要的指导意义。

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文题释义：

表面肌电图(surface lectromyography，SEMG)：是分析相关肌肉功能状况的一种无创性检查手段，可以客观评定静止或运动时肌肉的活动情况。在控制良好的情况下，肌电信号活动的变化在很大程度上能够定量反映肌肉功能状态、肌张力、肌力水平、多肌群协调性等肌肉的变化，对肌肉功能状况提供客观指标，对于肌肉相关疾病的康复设计、康复治疗，特别是疗效评定有着不可替代的重要作用。

平均振幅：是用来描述一段时间内肌电幅值的平均变化特征。一般认为与运动单位募集程度和兴奋节律的同步化有关，它间接反映肌肉收缩力大小。一定范围内，平均振幅与肌肉收缩过程中参与工作运动单位数量呈正比，反映了肌肉收缩强度的变化。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

长期以来，对于脑瘫尖足个体所表现的异常运动模式及肌肉系统的上述问题，在康复治疗过程中康复医师及治疗师往往凭借主观判断及相关量表评估，缺乏指导训练参数的客观数据，难以对训练参数进行优化以取得最佳治疗方案，训练的针对性较差，训练效率及康复效果难以保证。因此，迫切需要一种对临床康复训练具有指导意义的客观评价指标。鉴于脑瘫尖足是由于下肢肌肉的运动异常导致，并且缺少一种客观的评估方式，也为了弥补量表评价的不足。

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