深层肌肉刺激与肌电生物反馈干预脑卒中后患者小腿三头肌痉挛和步态的改变

doi:10.12307/2025.202

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (2): 385-392.doi: 10.12307/2025.202

• 肌肉肌腱韧带组织构建 tissue construction of the muscle, tendon and ligament • 上一篇下一篇

深层肌肉刺激与肌电生物反馈干预脑卒中后患者小腿三头肌痉挛和步态的改变

张其明，廖迪，钟志亮，林利华，郑翔，李琼，单莎瑞

广东药科大学附属第一医院，广东省广州市 510000

收稿日期:2023-12-09 接受日期:2024-01-24 出版日期:2025-01-18 发布日期:2024-05-25
通讯作者: 单莎瑞，博士，副主任医师，广东药科大学附属第一医院，广东省广州市 510000
作者简介:张其明，男，1987年生，广东省韶关市人，汉族，硕士，主管治疗师，主要从事神经与运动康复的研究。
基金资助:
广东药科大学附属第一医院2023年教育教学研究与改革项目(2023JX07)，项目负责人：单莎瑞；广东药科大学2023年度本科教学质量与教学改革工程项目(202333)，项目负责人：单莎瑞

Effect of deep muscle stimulation combined with electromyographic biofeedback on the spasms of the triceps surae and gait changes after stroke

Zhang Qiming, Liao Di, Zhong Zhiliang, Lin Lihua, Zheng Xiang, Li Qiong, Shan Sharui

Zhang Qiming, Liao Di, Zhong Zhiliang, Lin Lihua, Zheng Xiang, Li Qiong, Shan Sharui
First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China

Received:2023-12-09 Accepted:2024-01-24 Online:2025-01-18 Published:2024-05-25
Contact: Shan Sharui, MD, Associate chief physician, First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
About author:Zhang Qiming, Master, Therapist in charge, First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
Supported by:
The Education and Teaching Research and Reform Project of the First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University, No. 2023JX07 (to SSR); 2023 Undergraduate Teaching Quality and Teaching Reform Project of Guangdong Pharmaceutical University, No. 202333 (to SSR)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
深层肌肉刺激治疗仪：是一种通过机械振动产生特定频率的振动波作用于深层肌肉组织的医疗设备，能有效激活肌肉、肌腱、关节囊内等各种感受器，促进本体感觉恢复，促进肌肉弹性的恢复，起到缓解肌肉紧张作用。
数字化肌肉检测仪：一款能够量化任意体位和角度状态下浅层肌肉的生物力学特性的检测设备，常用的指标为阻尼振荡频率和动态刚度，分别反映的是肌肉张力和硬度。
三维步态分析仪：是一款实时捕捉人体步行周期的时间、空间步态参数，并生成步态分析报告的定量检测仪器。

背景：深层肌肉刺激疗法具有松解粘连、缓解痉挛、改善和恢复肌肉顺应性和弹性等作用；肌电生物反馈疗法能有效促进神经恢复和改善下肢运动功能和步态。

目的：利用数字化肌肉检测仪和三维步态分析仪等手段综合评估深层肌肉刺激联合肌电生物反馈对脑卒中后小腿三头肌痉挛及步态改变的影响。
方法：选取2020年10月至2023年10月在广东药科大学附属第一医院康复科住院且符合纳入标准的患者72例，随机分为对照组和联合组，每组36例。对照组接受常规康复治疗+肌电生物反馈+假性深层肌肉刺激，联合组在对照组基础上增加真性深层肌肉刺激治疗，5次/周，连续4周。统计分析两组治疗前、后患侧腓肠肌内外侧振荡频率和动态刚度、踝背屈主动关节活动度、胫骨前肌肌电信号、下肢Fugl-Meyer评分量表和三维步态分析相关参数。
结果与结论：①两组患者治疗后患侧腓肠肌内外侧的振荡频率和动态刚度值较治疗前明显降低(P < 0.05)，联合组较对照组降低更明显
(P < 0.05)；②两组患者治疗后踝背屈主动活动度、胫骨前肌肌电信号和下肢Fugl-Meyer量表评分较治疗前明显增大或提高(P < 0.05)，联合组较对照组增大或提高更明显(P < 0.05)；③两组患者步速、步频、步幅均较治疗前明显增大(P < 0.05)，联合组较对照组增大更明显(P < 0.05)；健患侧支撑相百分比时间较治疗前降低(P < 0.05)，联合组较对照组降低更明显(P < 0.05)；④除健侧支撑百分比治疗前后变化量两组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)外，其余指标治疗前后的变化量联合组均较对照组效果更明显(P < 0.05)；⑤结果说明，深层肌肉刺激治疗仪联合肌电生物反馈短期内能有效缓解脑卒中后小腿三头肌痉挛、改善踝背屈功能和提高下肢运动功能及改善步态，治疗效果显著。

https://orcid.org/0000-0003-2754-4713(张其明)
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

关键词: 脑卒中, 深层肌肉刺激, 数字化肌肉检测仪, 痉挛, 步态

Abstract: BACKGROUND: Deep muscle stimulation has the effects of releasing muscle adhesion, relieving muscle spasm, improving and restoring muscle compliance and elasticity. Electromyographic biofeedback therapy can promote nerve recovery and improve lower limb motor function and gait.
OBJECTIVE: To observe the effect of the effect of deep muscle stimulation combined with electromyographic biofeedback therapy on the spasm of the triceps surae and gait changes after stroke by using a digital muscle detector and three-dimensional gait analysis system.
METHODS: A total of 72 patients who met the inclusion criteria were selected from the Rehabilitation Department of the First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University from October 2020 to October 2023. And they were enrolled and randomly divided into two groups (n=36 per group): a control group and a combined group. The control group received routine rehabilitation therapies, electromyographic biofeedback and pseudo deep muscle stimulation, while the combined group received true deep muscle stimulation treatment on the basis of the control group, five times per week, for 4 consecutive weeks. The oscillation frequency and dynamic stiffness of the affected gastrocnemius muscle, active range of motion of the ankle dorsiflexion muscle, electromyographic signal of the tibialis anterior muscle, Fugl-Meyer assessment of the lower limbs, and three-dimensional gait analysis parameters were statistically analyzed before and after treatment in two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: After treatment, oscillation frequency and dynamic stiffness values of the inner and outer sides of the affected gastrocnemius muscle in both groups of patients were significantly reduced compared with before treatment (P < 0.05), and the combined group showed a more significant decrease compared with the control group (P < 0.05). The active range of motion of the ankle dorsiflexion muscle, electromyographic signal of the tibialis anterior muscle, and Fugl-Meyer scores after treatment were significantly increased or improved compared with before treatment (P < 0.05), while the combined group showed a more significant increase or improvement compared with the control group (P < 0.05). In terms of gait parameters, the walking speed, frequency, and stride in both groups of patients were significantly increased compared with before treatment (P < 0.05), while the combined group showed a more significant increase compared with the control group (P < 0.05). The percentage time of support phase on the healthy side was shortened compared with before treatment (P < 0.05), while the combined group showed a more significant decrease compared with the control group (P < 0.05). In addition, there was no significant difference between the two groups except for the percentage of healthy side support (P > 0.05). To conclude, the combination of deep muscle stimulation and electromyographic biofeedback can effectively alleviate triceps spasm in the short term after stroke, improve ankle dorsiflexion function, enhance lower limb motor function, and improve gait. The treatment effect is significant and worthy of clinical promotion and application.

Key words: stroke, deep muscle stimulation, digital muscle detector, spasm, gait

中图分类号:

张其明, 廖迪, 钟志亮, 林利华, 郑翔, 李琼, 单莎瑞. 深层肌肉刺激与肌电生物反馈干预脑卒中后患者小腿三头肌痉挛和步态的改变[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(2): 385-392.

Zhang Qiming, Liao Di, Zhong Zhiliang, Lin Lihua, Zheng Xiang, Li Qiong, Shan Sharui. Effect of deep muscle stimulation combined with electromyographic biofeedback on the spasms of the triceps surae and gait changes after stroke [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(2): 385-392.

图/表（结果） 9

2.1 参与者数量分析纳入患者72例，分为2组，试验过程对照组出现1例脱落，其余病例均进入结果分析。
2.2 两组患者基线资料比较两组间的性别、年龄、病程、体质量指数、疾病类别和偏瘫侧别等基本情况无明显差异(P > 0.05)，具有临床可比性，见表1。
2.3 试验流程图见图5。
2.4 数字化肌肉检测仪结果治疗前，两组患者患侧腓肠肌内、外侧的数字化肌肉检测仪结果数据分析差异无显著性意义(P > 0.05)；治疗后，两组患者患侧腓肠肌内、外侧经数字化肌肉检测仪检测显示振荡频率和动态刚度值均较治疗前降低(P < 0.05)；组间对比时，联合组较对照组下降更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大(P < 0.05)，见表2-5。

2.5 踝背屈主动活动度治疗前，两组患者的患侧踝背屈主动活动度值差异无显著性意义(P > 0.05)；治疗后，两组踝背屈主动活动度值均较治疗前明显变大(P < 0.05)；

组间对比时，联合组较对照组增大幅度更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大(P < 0.05)，见表6。

2.6 胫骨前肌肌电信号值治疗前，两组患者的患侧胫骨前肌肌电信号值结果分析差异无显著性意义(P > 0.05)。治疗后，两组胫骨前肌肌电信号值均较治疗前明显变大
(P < 0.05)；组间对比时，联合组较对照组增大幅度更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大(P < 0.05)，见表7。

2.7 FMA-L评分治疗前，两组患者的患侧FMA-L评分差异无显著性意义(P > 0.05)；治疗后，两组患侧FMA-L评分均较治疗前明显提高(P < 0.05)；组间对比时，联合组较对照组提高幅度更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大
(P < 0.05)，见表8。

2.8 三维步态分析参数治疗前，两组患者三维步态分析参数(步速、步频、步幅、健患侧支撑相百分比等)分析差异无显著性意义(P > 0.05)；治疗后显示，两组患者步速、步频和步幅均较治疗前明显变快、提高和增大(P < 0.05)；与对照组相比，联合组的步速、步频和步幅变快，提高和增大更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大(P < 0.05)；而健、患侧支撑相百分比较治疗前降低(P < 0.05)，与对照组相比，患侧支撑相百分比下降更明显(P < 0.05)，治疗前后差值变化更大(P < 0.05)；健侧支撑相百分比下降更明显(P < 0.05)，但治疗前后差值变化差异无显著性意义(P > 0.05)，见表9-13。

2.9 不良事件试验过程中，两组患者未发生严重不良反应。对照组1例因治疗过程中依从性较差，不愿配合而脱落；联合组中出现2例刚开始不适应深层肌肉刺激治疗仪振动产生的麻震感导致小腿肌肉紧张感加重，休息后可缓解后继续疗程，故联合组未出现脱落病例。

参考文献

[1] 王瑞平,陈卓,冯晓东.发散式体外冲击波结合常规康复训练对老年脑卒中病人下肢痉挛及步行功能的影响[J].实用老年医学, 2019,33(11):1113-1116.
[2] Tyson SF, Hanley M, Chillala J, et al. Balance disability after stroke. Phys Ther. 2006;86(1):30-38.
[3] 张志杰,王季,洪文侠,等.深层肌肉刺激对小腿三头肌张力影响的短期效果[J].中国康复医学杂志,2016,31(11):1253-1254.
[4] 章荣,叶陈,周蜜娟.肌电生物反馈疗法在脑卒中偏瘫异常步态患者中的应用研究[J].川北医学院学报,2019,34(4):445-447.
[5] POŻAROWSZCZYK B, PAWLACZYK W, SMOTER M, et al. Effects of Karate Fights on Achilles Tendon Stiffness Measured by Myotonometry. J Hum Kinet. 2017:56:93-97.
[6] SOHIRAD S, WILSON D, WAUGH C, et al. Feasibility of using a hand-held device to characterize tendon tissue biomechanics. PLoS One. 2017; 12(9):e0184463.
[7] 刘春龙,徐凯,张志杰,等.肌肉状态检测系统评估脑卒中患者肌肉张力的信度研究[J].中国康复,2014,29(2):99-100.
[8] 鲍赛荣,张其明,杨杏萍,等.体外冲击波对脑卒中患者桡侧和尺侧腕屈肌肌肉张力、刚度及弹性的即刻影响[J].中国组织工程研究, 2021,25(2):228-231.
[9] 张其明,鲍赛荣,单莎瑞,等.电动深层肌肉刺激慢性非特异性腰痛患者竖脊肌的张力及硬度变化的数字化肌肉检测[J].中国组织工程研究,2023,27(8):1250-1256.
[10] 单莎瑞,黄旭明,张明兴,等.三维步态分析低频重复经颅磁刺激治疗脑卒中后偏瘫的步态变化[J].中国组织工程研究,2022,26(5): 762-767.
[11] 钟迪,张舒婷,吴波.《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》解读[J].中国现代神经疾病杂志,2019,19(11):897-901.
[12] 葛瑞东,白硕,郭京伟,等.局部肌肉振动对男性慢性非特异性腰痛患者腰背肌疲劳的即刻效应[J].中国康复医学杂志,2019,34(3):287-292.
[13] 李亚鹏,冯亚男,朱毅,等.基于新型肌肉定量评估仪分析影响小腿三头肌硬度的因素[J].中国康复理论与实践,2018,24(4):442-446.
[14] BIZZINI M, MANNION AF. Reliability of a new, hand-held device for assessing skeletal muscle stiffness. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2003; 18(5):459-461.
[15] CHUANG LL, WU CY, LIN KC, et al. Quantitative Mechanical Properties of the Relaxed Biceps and Triceps Brachii Muscles in Patients with Subacute Stroke: A Reliability Study of the Myoton-3 Myometer.Stroke Res Treat. 2012:2012:617694.
[16] 秦丽.按压肌腹或肌腱对肌张力改变及其机制的研究[D].成都:成都体育学院,2018.
[17] 王玉龙.康复评定[M].北京:人民卫生出版社,2019.
[18] 蔡琛,杨宁,孙秋芳,等.任务导向同步生物反馈治疗脑卒中后上肢功能障碍的临床研究[J].中国康复医学杂志,2020,35(3):345-347.
[19] 何雯雯,李岩,顾旭东,等.Thera-Band抗阻肌力训练对脑卒中患者下肢运动功能及步态的影响[J].中华物理医学与康复杂志,2018, 40(2):106-109.
[20] LI S, FRANCISCO GE. New insights into the pathophysiology of post-stroke spasticity. Front Hum Neurosci. 2015;9:192.
[21] 张如芳.筋膜释放技术联合常规治疗对脑卒中后患手痉挛的疗效观察[D].太原:山西医科大学,2021.
[22] 张如芳,武俊英.脑卒中后肢体痉挛康复治疗的研究进展[J].中西医结合心脑血管病杂志,2022,20(24):4524-4528.
[23] 叶大勇.深层肌肉刺激对脑卒中后下肢痉挛及肌肉形态的影响[D].长春:吉林大学,2017.
[24] COWMAN MK, SCHMIDT TA, RAGHAVAN P, et al. Viscoelastic Properties of Hyaluronan in Physiological Conditions. F1000 Res. 2015: 4:622.
[25] 何雯,王凯.脑卒中后上肢功能康复研究进展[J].中国康复理论与实践,2014,20(4):334-339.
[26] JONSDOTTIR J, CATTANEO D, REGOLA A, et al. Concepts of Motor Learning Applied to a Rehabilitation Protocol Using Biofeedback to Improve Gait in a Chronic Stroke Patient: An A-B System Study With Multiple Gait Analyses. Neurorehabil Neural Repair. 2007;21(2):190-194.
[27] 单莎瑞,张明兴,石艺华,等.肌电生物反馈疗法对脑卒中偏瘫患者步态影响的临床研究[J].按摩与康复医学,2016,7(24):43-45.
[28] NOLLET F, BEELEN A, SARGEANT AJ, et al. Submaximal exercise capacity and maximal power output in polio subjects. Arch Phys Med Rehabil. 2001;82(12):1678-1685.
[29] GIOMBINI A, MACALUSO A, LAUDANI L, et al. Acute effect of whole-body vibrationat optimal frequency on muscle power output of the lower limbs in older women. Am J Phys Med Rehabil. 2013;92(9):797-804.
[30] CARLUCCI F, ORLANDO G, HAXHI J, et al. Older Age Is Associated with Lower Optimal Vibration Frequency in Lower-Limb Muscles During Whole-Body Vibration. Am J Phys Med Rehabil. 2015;94(7):522-529.
[31] 张园园.人体肌肉生物谐振刺激的初步研究[D].南京:南京医科大学,2012.
[32] POENARU D, CINTEZA D, PETRUSCA I, et al. Local Application of Vibration in Motor Rehabilitation-Scientific and Practical Considerations.Maedica (Bucur). 2016;11(3):227-231.
[33] 陈钊德,龙耀斌,梁天佳,等. 局部振动对脑卒中后偏瘫患者上肢痉挛和功能障碍的影响[J].中华物理医学与康复杂志,2015,37(8):600-601.
[34] Peer KS, Barkley JE, Knapp DM. The acute effects of local vibration therapy on ankle sprain and hamstring strain injuries.Phys Sportsmed. 2009;37(4):31-38.
[35] 杨光显,缪吉,梅强,等.深层肌肉刺激疗法对痉挛型双瘫患儿步态的影响[J].中国康复,2020,35(4):194-196.
[36] Saggini R, Bellomo RG. Integration to focal vibration in neurorehabilitation.Eur J Phys Rehabil Med. 2015;51(4):508.
[37] Paoloni M, Tavernese E, Fini M, et al. Segmental muscle vibration modifies muscle activation during reaching in chronic stroke: A pilot study. NeuroRehabilitation. 2014;35(3):405-414.
[38] Lee SM, Cynn HS, Yi CH, et al. Wearable tubing assistive walking device immediately enhances gait parameters in subjects with stroke: A randomized controlled study. NeuroRehabilitation. 2017;40(1):99-107.
[39] 夏清,穆景颂.三维步态分析在偏瘫康复中的研究进展[J].安徽医学,2011,32(4):553-555.
[40] 张伟,冯晓东,任彬彬,等.局部振动结合肌电生物反馈治疗对脑卒中后偏瘫患者步行能力的影响[J].中华物理医学与康复杂志, 2019,41(11):850-852.
[41] 席建明,门薇,刘承梅,等.局部肌肉振动疗法对偏瘫患者步行及平衡功能的临床疗效[J].中国康复,2019,34(8):411-413.

引言

文献报道有1/3-1/2的患者在脑卒中发病后3个月仍存在行走功能障碍[1-2]。脑卒中患者肢体痉挛和行走困难的发生率较高，若未能及时控制小腿三头肌的痉挛程度，则会影响踝部功能恢复，迫使患者以代偿式的异常步态模式行走，严重地阻碍患者回归家庭和社会的步伐。因此，如何科学检测痉挛肌肉的力学特性和分析步态并为预后提供可视化客观的依据，缓解脑卒中后小腿三头肌痉挛，改善患者下肢运动能力，纠正异常步态，加快患者恢复进程已成为患者及家属心中迫切的愿望。
深层肌肉刺激治疗仪(Deep Muscle Stimulate)是一种通过机械振动产生特定频率的医疗设备，其振动波作用于深层肌肉组织，可有效激活肌肉、肌腱、关节囊内等各种感受器，松解肌肉粘连，促进本体感觉和肌肉弹性的恢复，起到缓解肌肉紧张作用[3]，因其无创便携、操作简单有效，近年来常用于痉挛的治疗。肌电生物反馈疗法(Electromyographic Biofeedback)是一种强化患者主动参与意识和肌肉收缩的低频电刺激疗法，能有效促进患者神经恢复和改善下肢运动功能，改善步态[4]。数字化肌肉检测仪(MyotonPro)是一款能够量化任意体位和角度状态下浅层肌肉的生物力学特性的检测设备，常用的指标为阻尼振荡频率和动态刚度，分别反映的是肌肉张力和硬度[5-6]。
研究显示，数字化肌肉检测仪在对肱二头肌[7]、腕屈肌[8]、竖脊肌[9]、腓肠肌等肌群的力学特性检测中具有较高的信效度。三维步态分析仪(GaitWatch)是一款实时捕捉人体步行周期的时空间步态参数，并生成步态分析报告的定量检测仪器[10]。
此次研究应用数字化肌肉检测仪和三维步态分析仪及相关量表等综合评价深层肌肉刺激治疗联合肌电生物反馈对脑卒中后小腿三头肌痉挛和步态改变的疗效影响。

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

材料方法

1.1 设计随机对照单盲试验(患者不知分组情况)。组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验，计数资料采用卡方(χ2)检验。
1.2 时间及地点选取2020年10月至2023年10月在广东药科大学附属第一医院康复科住院且符合纳入标准的脑卒中偏瘫患者。
1.3 对象
1.3.1 患者入选标准
(1)纳入标准：①偏瘫，年龄35-75 岁，体质量指数18-25 kg/m2，病程≤6个月；②患侧下肢Brunnstrom分期在Ⅲ-Ⅴ期，患侧踝背屈肌力≥2级；③患侧小腿三头肌肌张力MAS评分为1-3级，能完成步行12 m及以上；④认知功能基本正常，能配合康复训练；⑤签署知情同意书者。
(2)排除标准：①生命体征不平稳，或合并心、肝等重要脏器或其他严重疾病者；②局部皮肤破溃或感染者；③有认知障碍不能配合训练以及无法完成整个试验者；④其他不符合纳入标准者。
(3)脱落标准：治疗过程中发生严重不良事件者；主动退出该试验者。
该研究方案的实施符合《赫尔辛基宣言》和广东药科大学附属第一医院相关伦理要求，批件号为医伦审[2022]第(33)号。

1.3.2 样本量估算此项研究中重要的计量指标为步行速度。样本量计算采用双侧检验，检验水准α=0.05，检验效能1-β=0.90，两者对应的u值，分别为1.96和1.282。步速：对照组的效能均值x1为44.16，标准差s1为14.69，联合组效能均值x2为58.89，标准差s2为18.19。对照组和联合组的样本量之比为1∶1，相关数值代入样本量计

计算得出样本量n=26.45。考虑每组脱落率为20%，需要最小样本量为33例，此次研究纳入研究样本量共72例，每组36例，符合最小样本量要求。
1.3.3 单盲随机对照分组研究择取符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南标准2018版》标准的患者72例入组[11]。将患者按照就诊先后进行编号，依次为1，2，3，……72号，然后从随机数字表中的第3行第4列开始向右连续抄下72个随机数字，如遇到相同的数字，则抄取下一个随机数字，最后将所抄的72个数字按从小到大排序，规定前36个数字为对照组，后36个数字为联合组，患者不知分组情况。
1.4 方法
1.4.1 常规康复治疗两组患者均进行常规康复治疗，见图1。①运动疗法：患侧肢体的肌耐力训练、踝背屈的诱发训练、下肢行神经肌肉本体感觉促进技术(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation)和痉挛小腿牵伸疗法、体位转移训练、单腿负重和步行功能训练等，1次/d，总时长60 min；②作业疗法：任务导向训练、日常生活动作训练等，1次/d，总时长40 min；③常规理疗：痉挛机治疗仪和中频脉冲电治疗等，1次/d，总时长20 min；④中医疗法：普通针刺+电针+艾灸，1次/d，总时长45 min。以上治疗均由3年以上工作经验医师和治疗师完成，5次/周，连续4周。

1.4.2 对照组的治疗
(1)肌电生物反馈治疗：对照组在常规治疗的基础上增加肌电生物反馈治疗。对患侧胫骨前肌增加肌电生物反馈仪治疗(广州市三甲医疗信息产业有限公司，粤械注准20162260062，型号WOND2000F2)治疗，20 min/次，1次/d。
具体操作如下：①患者坐位双下肢自然摆放，暴露患侧小腿并用体积分数75%的乙醇清洁和消毒后，将刺激电极(白、红色)、记录电极(棕、绿色)和接地电极(黑色)分别置于胫骨前肌的近端和远端的肌腹处等位置，并确保电极间不接触以防电流短路和信号干扰；②首次治疗前，治疗师详细跟患者示范相关操作和踝背屈外翻的动作要领，说明仪器的治疗作用、治疗时长和疗程，同时讲解用力踝背屈外翻跟屏幕显示的肌电信号曲线变化之间的关系；③治疗过程中治疗师一旁指导和要求患者跟随系统画面和语音指令，做好“休息”“用力”“刺激”和“维持”等状态的循环模式，如此循环直到结束；④系统参数：设置PBF自动反馈刺激模式，脉宽为200 μs，频率为50 Hz，刺激时长为8 s、维持时长5 s及休息时长为10 s，刺激强度(0-40 mA)视患者耐受情况而定；⑤治疗师需根据每次治疗前患者胫骨前肌的最大肌电信号的80%设置初始阈值。疗程结束后统计患者治疗前后的最大的肌电信号值。
(2)假性深层肌肉刺激治疗仪治疗：为保证患者接受同等剂量的振动刺激，故对对照组行假性深层肌肉刺激治疗仪治疗。具体操作方法与联合组相同，不同的是在患侧小腿三头肌上垫上约5 cm厚的治疗毛巾以确保患者只听到振动声音但不会引起肌肉振动[12]。两组深层肌肉刺激治疗仪的操作者均为固定1名治疗师操作，避免不同操作者带来剂量的改变。
1.4.3 联合组的治疗联合组在对照组基础上最后行真性深层肌肉刺激治疗仪治疗。给予患侧小腿三头肌深层肌肉刺激治疗仪治疗(上海乾康医疗设备有限公司，型号为DMS-1000)。设备参数：尺寸为25.4 cm×5.08 cm×13.97 cm；伸缩深度为0.6 cm；频率为36.7 Hz，10 min/次，1次/d，5次/周，连续振动治疗4周，见图2。

具体操作如下：患者俯卧位，双膝关节保持伸直位、踝关节中立位并暴露患侧小腿，垫上约1 cm厚的治疗巾。振动前，需向患者详细介绍深层肌肉刺激治疗仪的作用及其他注意事项以防止治疗过程中小腿痉挛加重情况。治疗时，顺小腿三头肌肌肉纤维走向将深层肌肉刺激治疗仪探头按3 cm/s的速度自上而下，从外至内缓慢移动，循环往复。其他注意事项：振动过程中，治疗师仅以深层肌肉刺激治疗仪本身重力垂直刺激肌肉，以免引起肌肉形变加重痉挛。
1.4.4 评定指标治疗前、后应用患侧腓肠肌内外侧振荡频率和动态刚度、踝背屈主动关节活动度、胫骨前肌肌电信号、下肢Fugl-Meyer评分量表(Fugl-Meyer Assessment of Lower Limbs，FMA-L)和三维步态参数来综合评估两组患者患侧腓肠肌内外侧的张力和硬度改变、踝部功能、下肢的运动功能以及步态功能的改善情况。
(1)数字化肌肉检测仪检测[13]：治疗前、后应用数字化肌肉检测仪(MyotonPro，Müomeetria有限公司，爱沙尼亚，欧盟)检测患侧腓肠肌内外侧的振荡频率和动态刚度。振荡频率指的是肌肉放松时测得的振荡频率，能反映出肌肉放松状态下的张力，振荡频率值越大则表示张力越大；动态刚度指的是肌肉抵抗收缩产生形变的能力，能反映出肌肉硬度，动态刚度值越大则表示硬度越高，肌肉收缩能力越低，运动效率随之变低。文献报道皮下脂肪会影响机械冲击的传导[14-15]。因数字化肌肉检测仪是通过轻触探头产生一个约15 ms且低于0.4 N的机械脉冲垂直轻微冲击所测肌肉并使之产生振动。若皮下脂肪层过厚或位于其他肌肉下方而不能被触诊的深层肌肉是很难产生肌肉形变而获得准确的测量结果。因此研究选取体质量指数 < 25 kg/m2的患者和能够触及的最大且表浅的腓肠肌进行小腿三头肌痉挛改变的研究。
具体操作方法：见图3。①患者俯卧位，全身放松，双膝伸直，踝关节中立位；②定位患侧小腿腓肠肌内外侧的检测点在小腿中上1/3部位处(根据患者体型略有不同)，标记为a和b点；③检测时治疗师将数字化肌肉检测仪指针探头分别垂直冲击a和b点，连续冲击5下，屏幕显示为5次检测平均值。数字化肌肉检测仪的检测时机[16]：每次患者接受深层肌肉刺激治疗仪振动刺激前休息5 min进行1次检测，振动刺激结束休息10 min后再检测。整个疗程结束后，待患者充分休息大概半小时后再复测治疗后的结果。

(2)踝背屈主动关节活动度测量[17]：治疗前、后用量角器记录患侧踝背屈主动活动度。主动活动度越大，说明踝关节灵活性越好、踝功能控制力越强。
(3)胫骨前肌肌电信号[18]：治疗前、后应用肌电生物反馈记录患侧胫骨前肌最大收缩时产生的肌电信号。肌电信号值越大，说明患侧胫骨前肌收缩能力越大，主动控制力越强。
(4)FMA-L量表[19]：FMA-L用于评估脑卒中后下肢运动功能障碍水平。治疗前、后应用FMA-L量表评估患者下肢运动功能，囊括7大项目，含有17个小项，每项得分2分(不能执行记0分，部分执行记1分，完全执行则记2分)，总分34分。得分越高，说明患者下肢运动功能水平越高。
(5)三维步态分析参数[10]：治疗前、后应用三维步态分析系统(广州市章和智能科技有限责任公司，型号为GaitWatch，数据采样频率为500 Hz)捕捉患者步态的相关参数：步频、步速、步幅、健患侧支撑相百分比等，见图4。

1.5 主要观察指标
1.5.1 主要观察指标 ①数字化肌肉检测仪测量振荡频率和动态刚度；②三维步态分析参数。
1.5.2 次要观察指标 ①主动关节活动度和肌电信号；②FMA-L量表。
1.6 统计学分析数据分析采用SPSS 26.0软件。所有计量资料的数据均经过正态性检验，符合正态分布。组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验，数据以x±s表示；其他计数资料数据如性别、疾病类别和偏瘫侧别等比较采用卡方(χ2)检验，以“例”表示。P < 0.05为差异有显著性意义。文章的统计学方法已经通过广东药科大学附属第一医院的生物统计学专家审核。

讨论

3.1 痉挛的机制及对步态的影响痉挛的发生可能由神经和非神经机制共同参与影响[20-21]。神经机制是指因脑卒中后大脑皮质功能区出现受损，调控机制失控，脊髓牵张反射失去上位神经元控制出现亢进导致痉挛[22]，表现为患者肌肉张力硬度增大、松弛能力减弱、控制力下降等。随着康复的进展，非神经机制如肌源性等因素会因神经纤维的修复、肌纤维与软组织结构变性而逐渐占据主导[23]，导致周围组织细胞外基质黏度改变[24]，降低肌纤维滑动及张力传递，破坏主动肌和拮抗肌交互抑制平衡，表现为肌张力增高、肌萎缩、关节挛缩等。脑卒中后典型的步态为“划圈步态”，常见为偏瘫侧踝跖屈内翻伴踝背屈外翻能力不足，表现为小腿三头肌痉挛伴有胫骨前肌力量减弱。而小腿三头肌痉挛会破坏踝部周围肌群的动态平衡，增加踝关节对运动控制的难度和黏滞感，降低步行动作的流畅性和稳定性，同时异常步态会影响行走的协调性和迈步能力，增加跌倒风险指数和患者的心理负担，制约步行功能的恢复。
3.2 肌电生物反馈疗法的作用机制肌电生物反馈能有效提高瘫痪肌肉的肌力和肌电信号[25]，其主要机制是利用脑组织的神经功能重塑性，将瘫痪肌肉的肌电信号转化为可视可听的光声电信号反馈至大脑皮质，激活受损神经系统中潜在性突触，或构建新的突触连接体系，恢复或重建神经传导通道，提高肌肉力量和增强肌电信号，促进肢体运动系统功能的恢复。踝背屈不能或功能减弱是脑卒中后常见的病态体征，制约着髋膝踝足关节协同运动，破坏机体平衡功能和影响步行能力。JOHANNA等[26]研究结果证实肌电生物反馈通过改善患者的踝周肌群力量、增大关节活动度及提高步行速度，有效改善患者步行能力。单莎瑞等[27]研究亦表明肌电生物反馈能够有效提升偏瘫患者下肢的负重能力，增强步行稳定性，改善患者的偏瘫步态。
3.3 深层肌肉刺激的作用机制谐振指的是振动设备作用于机体而产生神经生理变化的最佳振动频率，能最大限度地激活感受器，提升神经-肌肉细胞的放电能力，提高能量代谢效率，加快修复受损神经和恢复生理功能[28]，反映外在振动刺激与机体生物之间的和谐性[29-30]。有研究显示当小腿肌群被不同频率(10-50 Hz)的局部振动刺激后其放电率最高的频率集中在30-50 Hz范围内，表明该频段为小腿肌群的最佳生物诙谐范围[33]。故将深层肌肉刺激治疗仪频率设定为36.7 Hz，处于小腿肌群的最佳谐振范围内，更易激发和增加神经-肌肉的放电频率，促进神经生理功能的恢复。
POENARU等[32]利用局部振动刺激痉挛机体可减少或停止释放Ⅰa类纤维神经信号，降低α运动神经和H反射的兴奋，从而降低肌张力。陈钊德等[33]在痉挛的肱二头肌肌腹上应用低频率局部振动刺激治疗后，结果发现肱二头肌MAS得分较前降低，肌肉弹性得到有效恢复，FMA得分较前提高，表明局部振动刺激有效改善上肢痉挛，提高上肢运动能力。PEER等[34]研究证实局部振动刺激可缓解踝关节活动的僵硬感，有效改善肌肉组织顺应性。叶大勇[23]证实深层肌肉刺激治疗仪能够改善脑卒中后下肢肌痉挛程度和痉挛腓肠肌的肌肉结构参数。
3.4 深层肌肉刺激联合肌电生物反馈疗法对痉挛改变的影响此次研究中联合组经过深层肌肉刺激仪和肌电生物反馈联合治疗后，结果显示腓肠肌的振荡频率和动态刚度值均较前明显降低(P < 0.05)，降低效果较对照组更明显(P < 0.05)，胫骨前肌的肌电信号、踝背屈主动关节活度、下肢FMA-L得分较对照组提高更明显(P < 0.05)，联合组的治疗前后变化值更大(P < 0.05)，治疗效果更佳。作者认为深层肌肉刺激治疗仪刺激小腿三头肌时会产生规律重复性的振动，有助于增加感觉输入和激活本体感受器，有利于本体感觉的恢复，降低肌梭对牵张反射的敏感性和γ神经元活性[35]，有效抑制H反射，H/M比值下降，改善痉挛肌肉的张力和硬度[36]；同时激活Ⅰ、Ⅱ型肌纤维，募集更多的运动单元和能量增强爆发力，提高运动异化程度；再者，振动产生的机械能会转变为动能在局部肌肉组织产生温热效应，促进致密组织的裂解，增加细胞膜的通透性，加快局部血液循环和物质交换，松解粘连肌肉组织，恢复胶原纤维和组织细胞的弹性与活力，改善小腿三头肌的延展性。而在研究中增加肌电生物反馈技术的应用，两组患者治疗后胫骨前肌的肌电信号明显较治疗前明显提高(P < 0.05)，且联合组治疗效果较对照组要明显(P < 0.05)。作者认为通过“主动运动-刺激目标肌肉-维持姿势-休息”的循环反馈方式有意识地提高运动再学习能力，增强患者的主观能动性，刺激其神经和肌肉细胞引起兴奋(去极化和复极化)，强化了踝背屈肌肉群的力量，让患者逐步掌握对踝关节运动的主动控制，增大关节活动度，在一定程度上抑制小腿三头肌张力；另一方面，深层肌肉刺激治疗仪有效缓解小腿三头肌痉挛，有助于提升踝背屈肌群的收缩效率和增大踝背屈主动关节活动度，进一步改善下肢运动功能和矫正异常步态。
另外，PAOLONI等[37]在肱二头肌和腕屈肌进行振动刺激时发现，振动刺激还能提高相邻的三角肌、腕伸肌的肌肉活化能力。故作者认为深层肌肉刺激治疗仪通过增加感觉输入有效激惹相邻肌群，叠加肌电生物反馈的作用，进一步提高胫骨前肌活化能力，增加踝部关节活动度和灵活性，这可能与交互抑制有关。胫骨前肌是踝背屈的主动肌，拮抗肌则以小腿三头肌为主。若肌胫骨前肌因失神经控制而无力，加之小腿三头肌因短缩痉挛时，则步行时无法正常完成踝背屈。研究中联合组的肌电生物反馈有效兴奋胫骨前肌、提高肌肉募集活化程度和肌电信号以及肌肉收缩能力，又通过振动刺激降低小腿三头肌张力和硬度、缓解肌紧张、改善肌肉延展性、提高肌肉活力。这样强化弱肌，弱化强肌，让踝背屈动作的主动肌与拮抗肌协同收缩性更佳，有效改善踝部关节活动，让肌肉的运动更加自如和高效，动作更有序自然，促进下肢运动功能恢复，恢复患者自信心。
3.5 深层肌肉刺激联合肌电生物反馈疗法对步态改变的影响相关文献显示，步速是患者步行能力一个重要且有效的评判指标 [38-39]，步频和步幅等主要反映患者的运动能力：涵盖下肢负重和对运动的控制能力及步态稳定性。治疗前，两组患者均进行了三维步态分析，结果显示，与正常人相比，两组患者的步频、步速降低，步幅减小，健患侧的支撑相比重变大等。这可能是因为：脑卒中后小腿三头肌痉挛和胫骨前肌无力，踝背屈不能完全，踝跖屈内翻，步行时无法提供足够向前的驱动力，摆动困难，导致足廓清动作不充分，呈现拖曳或者“划圈”步态而致步频、步速、步幅减小；另外偏瘫下肢负重能力下降，运动能力减弱，导致健患侧支撑相占比延长等；整个过程，因踝部功能不能充分调动，加大了能量消耗和摔倒的风险。针对以上原因，训练中强化患侧胫骨前肌的力量和踝背屈动作的诱发，手法牵伸以抑制小腿三头肌痉挛，提高患侧负重练习的时间以增强患肢支撑力量等康复训练，抑制和矫正异常运动模式及改善踝部功能和步态。治疗后，两组患者的三维步态参数均较治疗前明显改善(P <
0.05)：步频、步速变快，步幅变大，健患侧的支撑相百分比缩短，特别是联合组三维步态参数改善效果较对照组明显(P < 0.05)，除健侧支撑相百分比外(P > 0.05)，步频、步速、步幅、患侧的支撑相百分比等步态参数指标的治疗前后变化效果均较对照组更明显(P < 0.05)。这与张伟等[40]报道局部振动结合肌电生物反馈治疗能大幅提高脑卒中后患者的步频、步速和步幅，提高下肢运动和步行能力的结果是相似的。作者认为深层肌肉刺激仪能降低患侧小腿三头肌过度兴奋的程度，降低敏感性，有效缓解小腿痉挛，改善肌肉收缩的顺应性[41]；肌电生物反馈进一步增强踝背屈群力量，激活踝关节本体感觉，改善踝部运动功能，提高行走时肌肉反应能力；两者联合治疗进一步提升站立支撑和摆动廓清能力，为向前迈步提高足够的动力，同时为各肌肉群在复杂的步态周期里能够协同收缩提高更好的肌肉募集，明显加快步行的频率、速度和摆动幅度，恢复下肢运动功能。
3.6 研究说明和局限性此项研究采用的是随机单盲，两组患者并不知晓分组情况，故为保证试验准确性，对照组给予假性深层肌肉刺激治疗仪刺激，即在小腿部位铺上足够阻断振动刺激能量传递的治疗毛巾以确保患者只听到振动声但未接受到深层肌肉刺激治疗仪刺激。局限性方面，研究没有测量健侧小腿腓肠肌的张力、硬度等与患侧对比，另外样本量有限，观察时长只有短短4周，未能做到长期的跟踪随访。故下一步研究希望增加病例样本量的纳入，对研究对象进行多维度、多方向、多指标且长时长的观察与随访，为脑卒中后痉挛和步态的临床康复提供客观、科学、精准和有效的理论依据。
结论：深层肌肉刺激治疗仪联合肌电生物反馈短期内能有效缓解脑卒中后小腿三头肌痉挛、改善踝背屈功能和提高下肢运动功能及改善步态，治疗效果显著，值得临床推广应用。
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

深层肌肉刺激与肌电生物反馈干预脑卒中后患者小腿三头肌痉挛和步态的改变

Effect of deep muscle stimulation combined with electromyographic biofeedback on the spasms of the triceps surae and gait changes after stroke

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[1]	朱传喜, 邱龙, 李凌絮, 汲广成 . 中药结合头针运动疗法改善缺血性脑卒中大鼠肢体痉挛[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(35): 7571-7577.
[2]	王贺, 于少泓, . 经颅直流电刺激改善脑卒中患者下肢运动功能障碍的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(30): 6556-6565.
[3]	王之枫, 杨娇, 郗域江, 徐双凤, 施婷, 蓝浚峯, 郝志慧, 和鹏芬, 杨爱明, 潘攀, 王健. 非靶向代谢组学分析影响轻中度脑卒中后认知功能障碍的生物标记物[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(24): 5116-5126.
[4]	邓依然, 王先亮, 李丹丹. 运动干预脑卒中患者心肺功能的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(24): 5203-5211.
[5]	李文静, 高晓, 李爱华, 倪燕, 孙威, 王疆娜. 足部位置和座椅高度对脑瘫儿童坐-站转移下肢运动学和动力学参数的影响[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(21): 4469-4476.
[6]	王珂, 王雷, 李文杉, 公维军. 脑机接口技术在脑卒中患者下肢功能康复中的应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(14): 3027-3033.
[7]	张其明, 鲍赛荣, 单莎瑞, 钟志亮, 刘春龙. 电动深层肌肉刺激慢性非特异性腰痛患者竖脊肌的张力及硬度变化的数字化肌肉检测[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(8): 1250-1256.
[8]	张田田, 李甲民, 欧梁, 商燕, 徐雅倩, 胡国恒. 肌电生物反馈治疗卒中后肢体痉挛的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(29): 4742-4748.
[9]	陈进, 李加斌, 顾铭星, 唐蓉, 陆建霞. 深层肌肉刺激慢性非特异性腰痛患者腰肌表面肌电变化与步态时空及动力学的参数变化[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(18): 2894-2899.
[10]	于栋, 刘侃, 时宗庭, 杨骁侠, 刘恒平, 张清烽. 动力失衡模型兔颈椎间盘病理改变及终板软骨细胞的迁移凋亡规律[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(11): 1675-1679.
[11]	鲍赛荣, 林利华, 单莎瑞, 杨杏萍, 刘春龙. 电动深层肌肉刺激对脑卒中患者肱二头肌张力、弹性及硬度的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3138-3143.
[12]	刘帅, 孙强三. ICB矫形鞋垫有纠正痉挛型双瘫患儿平衡、步行能力及下肢生物力线的作用[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(33): 5272-5276.
[13]	马善新, 许建文, 龙耀斌, 黄浪, 付水生, 苏义基, 刘莹. 超声引导下A型肉毒毒素治疗卒中后不同时期的跖屈肌痉挛[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(27): 4300-4304.
[14]	冯兆海，石鑫，姜磊，郝玉军. 聚四氟乙烯棉片置入治疗Ⅶ、Ⅷ颅神经微血管压迫症状[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(8): 1261-1266.
[15]	杨勤，唐丹，赵艳玲，朱正坤，颜修盛，胡佛生，徐鸿辉. 胸段脊髓损伤患者应用截瘫步行矫形器对下肢康复的影响[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(31): 4967-4972.