理论教育 运动功能检查和肌力分级:神经损伤法医学鉴定

运动功能检查和肌力分级:神经损伤法医学鉴定

时间:2023-07-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:肢体周围神经损伤后运动功能的评定,目前国内外临床医学、康复医学以及法医学实践中均主要根据神经相应支配肌肉的肌力和受累关节的活动度两大指标。测定受试者在主动运动时单一肌肉或肌群的力量,可以反映被评价肌肉的功能状态,从而判断肌肉功能损害的范围及程度,并间接判断神经功能损害的情况。第二次世界大战期间及之后,出现了大量的周围神经损伤患者,促使临床检查中形成一个系统的肌肉力量分级方法。

运动功能检查和肌力分级:神经损伤法医学鉴定

肢体周围神经损伤后运动功能的评定,目前国内外临床医学、康复医学以及法医学实践中均主要根据神经相应支配肌肉肌力和受累关节的活动度两大指标。周围神经损伤后肌肉的其他功能(如爆发力、耐力等)均不在现有临床医学和法医临床学鉴定的检查范畴之内,本书中不再展开讨论。肢体大关节活动度检查的要求与骨关节损伤后的检查一致,在本书中不再赘述。由于肌力检查、评价与周围神经损伤后的评定息息相关,因此本书将对此详细阐述。

测定受试者在主动运动时单一肌肉或肌群的力量,可以反映被评价肌肉的功能状态,从而判断肌肉功能损害的范围及程度,并间接判断神经功能损害的情况。根据肌力检查依靠的手段,肌力测定方法可以分为徒手肌力检查和器械肌力检查两大类,其中器械肌力检查又可以细分为便携装置肌力检查和大型固定装置的肌力检查,前者如最新的数字化便携定量肌力仪,后者如临床康复医学评价、体育科学运动功能评定中较为常用的大型仪器如Contrex、Biodex 等。根据肌肉收缩特点,肌力检查可以分为等长肌力检查(IMMT)、等张肌力检查(ITMT)和等速肌力检查(IKMT)等。在临床诊疗实践中,为了客观地预测神经损伤后恢复情况,常常根据神经电生理指标作为判断神经恢复程度的指标之一,而在法医临床学鉴定实践中,出于识别伪装和夸大肌力功能障碍,更加注重神经电生理指标与肌力的相互关系,也常将神经电生理指标作为判断肌力的重要客观指标。

(一)徒手肌力评估及肌力分级

徒手肌力评估(manual muscle testing,MMT)是一种不借助任何器材,靠检查者使用双手,凭借自身的技能和判断力,通过观察肢体主动运动的范围及感觉肌肉收缩的力量,根据现行标准或普遍认可的标准,确定所检查肌肉或肌群的肌力是否正常及其等级的一种检查方法。这种方法简便、易行,是国内外临床医学、康复医学领域中使用最广泛的肌力评定方法之一,也是法医临床学鉴定实践中一直以来采用的肌力评定方法。但作为康复医学与康复治疗学的一个重点内容,很多书上对其由来及分级方法的介绍,存在很多差异性。编者在下文中对徒手肌力评估的演变史及与分级系统相关的一些争议进展加以详细介绍,以便于法医鉴定人更加熟悉徒手肌力评估的特点。

徒手肌力检查(MMT)最先由美国哈佛大学矫形外科教授Robert Lovett 于1912年提出。Lovett 教授在1917年出版的《小儿麻痹症治疗》一书中将MMT 分为1~6级,并作出详细的描述(表7-6)。基于此法,Lowman 描述了一种肌力分级的数字表示方式,Kendall 在1939年制定了一种肌力分级的百分比表示方式(表7-6)。

表7-6 Lovett 分级法与Kendall 肌力分级的百分比

注:*另一种百分比为20%,**另一种百分比为80%。

第二次世界大战期间及之后,出现了大量的周围神经损伤患者,促使临床检查中形成一个系统的肌肉力量分级方法。英国医学研究会(medical research council,MRC)基于Lovett 的分级方式在1943年制定MRC 量表(表7-7),将Lovett 分级顺序倒置,并将每一级数字减1。1976年,英国医学研究会对MRC 量表进行了更新;传统上,MRC 量表是使用数字分级0~5级,但量表指南认为肌力4级使用“+/-”进行细化分类是有用的。

表7-7 MRC量表

注:*各级肌力后被进一步细分,其中4+、4、4-级肌力分别是指抗较大阻力、抗中度阻力和抗轻微阻力时的运动。

其后一些研究者又不断尝试将徒手肌力检查分级方法进行改良。例如,Kendall 法建议使用0~100%或0~10的分级数字表示,Daniels 和Whorthingham 法建议使用一个0~5分的分级数字表示(表7-8)。

表7-8 Kendall 和McCreary 法、Daniels 和Worthingham 法的分类比较

Palmer 在其《骨骼肌肉评估技术的基础》一书中对各个版本的徒手肌力评估方法进行了比较(表7-9)。

表7-9 抗重力肌肉力量分级标准的比较

通过上述比较,可知每个版本的分级都是基于英国医学研究会的6级分级法。分别在减重、抗重力或抗阻力的条件下做一定的动作,3级是徒手肌力检查方法的中心值。Kendall 和McCreary 按照其分级标准,使用了百分比。Daniels 和Worthingham 使用单词(normal、good、fair、poor、trace 或zero)或字母(N、G、F、P、T、0)或数字(0~5)代表基本的分级类别。MRC 传统量表的分级仅用数字(0~5)表示,MRC 改良版是对基本的类别加“+/-”以表示更大或更小的阻力或活动范围,如MRC4级就被分为4+级、4级和4-级,分别表示阻力大小为强、中、轻度。在各种方法中,MRC 传统量表由于分级较少且又相对较为简单、清晰,而MRC 改良版能更加准确、灵敏地反映神经损伤后肌力恢复的程度。因此在临床实践中,包括神经病学、骨科学、手外科、神经外科和整形外科等和法医学实践中,仍以MRC 传统量表和改良法最被广泛使用。当然,MRC 法中关于肌肉对抗的阻力仍是描述性的,而未加以量化。也由此造成不同学者对细化分级的具体描述产生争论。

在一项关于Duchenne 型肌营养不良的研究中,作者做出的细化分级描述为:5-级是指微弱的可测力弱,3+级是指短暂抗阻、肢体很快掉落,3-级是指抗重力、不全范围关节运动。Paternostro-Sluga 等比较了MRC 量表及其改良版,并将改良版分为9级:0、1、2、2~3、3、3~4、4、4~5和5。2~3代表抗重力,完成可动范围(feasible)50%以下的主动运动;3代表抗重力,完成可动范围50%以上的主动运动;3~4代表抗阻,完成可动范围50%以下的主动运动;4代表抗阻,完成可动范围50%以上的主动运动;4~5代表抗最大阻力,完成可动范围的主动运动,但与对侧比较力弱;其余与原版相同。Vanhoutte 在研究中指出,1、2、3级范围太窄而4级范围太宽,即3~5级的范围太宽,因此提出将MRC 的分级从6级改为4级(0,瘫痪;1,严重力弱;2,轻微力弱;3,正常肌力),使每一级别之间间隔均等。Vanhoutte 认为这种改良MRC 法能解决有些临床医师不能有效地区分原有的6级分级界限,提高临床的应用性。在康复医学实践中,值得探讨的问题是如何保证每个等级之间的均衡性,使得数字具有量化的可比性。

Frese 研究表明,MMT 在Fair 以下(0~2)分级的测试者间信度差。相似地,Beasley 发现在Fair 分级以下的区别能力差。Kendall 和Daniels 在其专著中未设“1+”级,国内也有学者建议去除“1+”。而这些研究中没有对0~2级进行再分类(即没有“+”或“-”)。所以增加0~2级的“+”“-”可能会增加测试时组间的信度,及对临床情况的区别能力,1+的存在还是有必要的。

在肌力分级系统里,无论是Normal(肌力5级)、Good(肌力4级)、还是Fair(肌力3级),都仅仅是对力量的主观描述词,而不是完全定量的。因此这些仅是序数数字:数字的顺序是有意义的,但是两个数字或两个级别之间的距离是不能作为实践解释的,也不能进行算术性处理。3~5级的细化(3+、4-、4、4+、5-)仅仅是为了使得分级系统更加精确,同样是主观的,不能被量化。

有很多学者提出,可以通过比较伤侧和健侧肌肉肌力之间的差别而更加准确的判断伤侧肌力,这一方法的前提是基于Kendall 法中提出的不同肌力分级对应的肌力百分比。例如,健侧肌力的100%是正常肌力(5级),健侧肌力的80%是4级肌力,健侧肌力的50%是3级肌力,健侧肌力的20%是肌力2级,健侧肌力的5%是肌力1级。但是,近年来有学者的研究证明,根据所检肌群的不同,肢体完成抗重力全范围活动时所需的力量(肌力3级)为最大肌力的5%~30%,并非Kendall 法提出的50%;而另有学者研究指出,肘部和膝部肌群的4级肌力是最大肌力的10%,而肩部和髋部肌群分别为20%、30%~40%。Shahgholi 等对92例臂丛神经损伤后的屈肘肌力进行检测,发现屈肘肌4级肌力的力量约是最大肌力的16%,3级肌力的力量不到最大肌力的6%;而Macavoy 等研究认为,屈肘肌的4级肌力可达到最大肌力的96%,3级肌力量约为最大肌力的4%。编者于2018年选取62例健康受试者对屈肘肌力定量检测进行研究时发现,1级定量肌力约是最大肌力的3%,2级定量肌力约是最大肌力的5%,3级定量肌力约是最大肌力21%,4级定量肌力约是最大肌力的28%。相比以往报道的3级、4级肌力占最大肌力的百分比相比,有高有低。编者认为,这与受试者的体位、测试肌力的方法、测试仪器等因素有很大的关系。当然,尽管不同研究结果并不完全一致,但均与Kendall 法提出的不同肌力分级对应百分比不同。所以编者认为,今后需要对全身各大关节、手足肌力的定量化评估进行大数据的研究,方能更加准确地确定不同肌力分级对应的最大肌力百分比。

通过上述回顾可知,MMT 因其简便性,仍在临床医学和法医临床学的肌力评定实践中占据极其重要的地位。当然,MRC 经典的5级分级法及其改良法也是争议最大、研究最多的方法。对于3~5级的4级评估,因其“中等阻力”或“次最大阻力”的主观描述,在临床评估中具有很大的误差性,3~5级的过大间距也值得我们的关注与研究;同时对某些肌肉、肌群,例如,多组协同肌各自的肌力检查,手足小肌肉的肌力检查,以及不同年龄、性别、职业人群的MMT是否有所区别,也应该进行一定的系统研究,以利于肌力评定的标准化和准确性。

(二)大型肢体功能评定仪器与肌力检查

肌肉收缩的类型大致可分为等长收缩、等张收缩、等速收缩。等长收缩也称静止性收缩,指肌肉收缩时,肌力明显增加,但肌长度基本无变化,不产生关节运动的收缩,在日常生活和工作中常用于维持特定的体位和姿势。等张收缩指肌肉收缩时,肌力基本不变,但肌长度改变,引起关节运动的收缩,可分为向心性收缩和离心性收缩。等速收缩指肌肉收缩时运动速度(角速度)保持不变的肌肉收缩形式,是借助特定的等速装置来完成,不是肌肉的自然收缩形式,而是一种肌力评定和训练的方法。(www.daowen.com)

1959年,Asmussen 提出评定肌力最理想的方法是在关节全范围的活动过程中连续测出最大的肌张力,而后美国学者Hislop 等在1967年最先提出了等速运动的概念,被认为是肌肉测试和训练技术的一项革命。在国外,等速肌力测试已被广泛用于基础医学、临床医学、康复医学、体育训练等研究,被认为是目前国际上最先进的肌肉功能评估方法,在国内也已逐渐被应用于康复医学及体育训练等研究。等速运动又称恒定速度运动,是指利用等速设备,预先将受检者受测肢体的运动速度强制恒定,运动过程中等速仪器为运动肢体提供与肌肉张力相匹配的阻力,这种阻力是一种顺应性阻力,阻力大小随着肌肉张力的大小而改变,同时这也是一种动力性收缩,阻力随肌力大小而改变,兼有等长收缩和等张收缩的优点。运用等速运动对肌肉进行测试的技术称为等速肌力测试。

目前等速肌力测试的评价指标主要包括峰力矩(peak torque,PT)、峰力矩体重比(peak torque to body weight,PT/BW)、峰力矩角度(peak torque angle,PTA)、力矩加速能(torque acceleration energy,TAE)、屈伸肌峰力矩比值(flexion/extension,F/E)、平均功率(average power,AP)、总功(total work,TW)。

等速肌力测试的应用与进展 等速肌力测试作为一种新的肌肉功能测试和评定方法,已广泛应用于康复医学和运动医学的临床及基础研究中。等速肌力测试技术的客观性可靠性已有很多国内外学者进行过相应研究,认为此方法在等速模式下,低角速度测量较高角速度测量具有更好的可重复性和稳定性,在等长和等张模式下测量时均具有良好的信度、可重复性和稳定性。我国康复理疗科医师郑光新等在1997年对等速肌力测试膝关节伸肌群进行效度研究,并证明等速肌力测试符合产生运动肌肉横断面积的变化,不仅能有效地评定肌力,而且能反映用徒手肌力测试观察不到的肌力变化,可以作为客观评定临床和康复治疗效果及康复医学等研究的工具。

目前,等速肌力测试的应用主要集中在肩关节、膝关节等伤病较多的关节,且在对于肩关节及膝关节屈伸肌力的正常值及相关影响因素方面的研究已有报道,尤其对于膝关节屈伸肌肉的研究较为关注,而在肘关节、腕关节的研究相对较少。Andersen 等对正常人膝关节伸屈和肩关节内外旋运动进行了徒手肌力测定和等速测试的比较,发现即使是在徒手肌力测定5级的人群中,有10%~30%的人存在力量缺陷。因此,等速肌力测试在评定肌肉功能方面具有高精确度、高敏感度,且可以全面评定肌肉在关节活动任意位置的肌力情况。然而,2007年Tiffreau 等对15例神经损伤者进行膝关节屈伸肌群的等速肌力检测,并将检测结果与徒手肌力评定结果进行相关性分析,两者具有较好的相关性,因此认为可以将膝关节屈伸肌群的等速肌力测试结果与传统的徒手肌力法检测结果综合考虑,从定性、定量两个方面客观评定肌肉功能。

最新的多关节等速肌力测试系统还拥有一项特殊的功能,即重力补偿,该功能可以在整个运动过程中自动抵消被测肢体的重力影响,因而对于肌力较差者也同样可使用等速肌力测试系统进行肌力检测。

(三)便携式肌力定量测试仪与肌力检查

大型等速肌力测试设备检测肢体肌力时,需要肌力至少达到3级以上,即至少可以抗重力完成关节范围内的活动,而若受试者局部肌肉或肌群的肌力未达3级时,则难以采用等速肌力测试设备进行检测。另外,大型等速肌力测试设备因为昂贵而难以普及,因此限制了等速肌力测试设备的广泛应用。为了解决大型等速肌力测试设备的先天不足,国外学者开始研究便携式肌力定量测试仪。根据便携式肌力定量测试仪检测肢体部位的不同,可以分为握力测试仪、捏力测试仪和通用型便携式定量肌力测试仪。此类肌力测试仪可以直接测得目标肌肉的肌力,其测试均基于等长肌肉收缩对肌肉功能进行评定。

1.握力测试 握力是指在特定情况下用手紧握目标物时所产生的力量总和,其力量是由前臂外侧肌群和手内在肌群的共同收缩而产生。握力测试的仪器从原理上可以分为液压式、气压式、电子读表型等。在众多的握力测试仪器中,Jamar 握力计(液压式)是目前为止信度最高、应用最广泛的握力测试仪器,被美国手功能治疗师协会(American Society of Hand Therapist,ASHT)推荐为握力测试的标准工具,并被认为是握力测试仪器中的“金标准”。在临床上,主要利用最大握力值(maximal voluntary contract,MVC)来判断受检者握力强弱的程度。Fraser等对81名健康成人人体计量资料与握力之间相关性进行了研究,发现前臂和手部肌肉体积与握力的相关性最为明显。用握力指数反映肌肉的相对力量,避免了由个体体质量的差异而导致握力水平的差异。握力指数=握力(kg)÷体质量(kg)×100,正常参考值应大于50。然而,影响握力大小的因素不仅仅是体质量,包括年龄、身高、性别、营养状况、锻炼因素等均有可能影响握力的大小。在对握力的正常值研究过程中,不同地区、不同人群因身体结构因素的差异,握力值的范围也存在差异。所以,对一定地区的正常值范围进行界定有利于对参与握力的肌肉功能进行更准确的评定。

2.捏力测试 手部捏力是人类手指持握物完成日常书写、各类日常精细动作以及劳动生产、仪器操作最为频繁的手部用力类型。用拇指和其他手指的指腹捏压握力计或捏力计可测得捏力。常见的捏力类型有3种,即指尖-指尖型(Pulp 2型)、指头-指头型(Chuck 型)和指头-指侧型(Latera 1型)。目前数字化的捏力计和握力计(如Jamar 品牌的捏力计和握力计)已被认为是捏力测试的“金标准”。捏力测试的正常值约为握力的30%。捏力测试同样可以反映前臂和手部肌肉的功能,主要检测拇指对掌肌力及屈曲肌力,评价的肌肉包括拇长屈肌、拇短屈肌、拇对掌肌、拇收肌等。有研究表明,性别、年龄、身高、捏力类型等均对捏力有明显影响,而3种不同捏力类型之间具有明显相关性。捏力测试与握力测试一样,具有操作简便、耗时少、成本低等优点,且能够精确定量评定手部肌肉功能。

3.通用型便携式肢体肌力定量测试设备 早期的肢体肌力定量测试,主要是通过牵引绳与滑轮装置牵拉固定的测力计,可测试四肢各组肌群的肌力,评定肌肉功能。主要测试的肌群包括腕关节、肘关节、膝关节、踝关节的屈伸肌群及肩关节的外展肌群等。但该测试方法由于需要经常组装、拆卸,而且滑轮与牵引绳之间的摩擦又难以避免,因此作为定量评定肌肉功能的方法时其可信度相对不高。此外,由于装置往往根据测试肌群的不同而自由组装,缺乏全面、统一的操作规范,因此临床上应用也不普及。随着工业技术和数字化技术的发展,开始逐步出现数字化的便携的定量肌力测试设备,如MicroFET2这一类设备,可以用于四肢所有关节包括手指、足趾小肌肉肌力的精确定量测试。

Edwards 等于20世纪90年代开始提出使用便携式定量肌力测试仪进行四肢关节肌力测试。此后一些学者对便携式定量肌力测试仪和等速肌力测试仪之间的相关性进行研究,发现两者有很好的相关性。考虑到便携式定量肌力测试仪具有重量轻、体积小、携带方便、检查费用低、结果可靠等优点,便携式定量肌力测试仪在国外临床医学和康复医学界的使用日益普及。Schwartz 等观察颈4、5、6水平四肢瘫痪患者122例,在发病后72小时、1周、2周、1个月、2个月、3个月、4个月、6个月、12个月、18个月、24个月行徒手肌力测试和便携式定量肌力测试,发现徒手肌力测试的灵敏度低,不能反映轻度肌力改变,而便携式定量肌力测试灵敏度高,例如有些仪器的检测精度达到0.1的数量级水平(如0.1N)。当然,也有学者认为便携式定量肌力测试仪的信度不够好。例如,Bohannon 总结10位学者404个病例的便携式定量肌力测试结果,认为测试股四头肌肌力的信度不理想。还有学者通过对16例青壮年下肢屈髋、伸膝、外展、后伸肌力进行便携式定量肌力测试,得出类似结论。对于便携式定量肌力测试最新的研究认为,该方法用于四肢肌力测试可达到很高的信度,但需要对不同肌肉的测试条件加以规定。例如,有学者提出为提高便携式定量肌力测试仪测试下肢肌力的信度,建议把测量仪器固定在测试椅上、墙壁上、床边或被试者的肢体上等。进一步分析发现,既往研究都是试图用便携式定量肌力测试仪测量受试者某个肢体肌肉等长收缩的最大值,实际上,肌肉力量受测试条件、性别、年龄、体质等多种因素的影响,个体差异很大;同一肌肉的最大力量和初始收缩长度(不同关节活动角度)密切相关。为探索提高便携式定量肌力测试仪检查结果的可靠性(信度),首都医科大学康复医学团队曾提出如下假设:①肌肉力量在同一肢体不同关节角度的强弱不同,某些位置较强或较弱;②同一肢体不同位置较强和较弱肌肉力量之间存在相关性;③测试较弱位置的肌肉力量可靠性更高。据此他们选择21例健康成年人,用便携式定量肌力测试仪分别进行肘、髋、膝关节肌力测试。测试肌肉和关节角度要求如下:双侧肘屈肌(肘屈曲45°和90°)、双侧肘伸肌(肘屈曲90°和150°)、双侧屈髋肌(髋屈曲45°和90°)、双侧膝伸肌(膝屈曲90°和135°)。测试在仰卧位进行,间隔1周重测1次。结果提示,不同关节角度的肘屈肌、肘伸肌、屈髋肌、膝伸肌力量有非常显著的差异,肘屈曲90°时肘屈肌力量明显强于肘屈曲45°时的力量,肘屈曲150°时的肘伸肌力量明显强于肘屈曲90°时的力量,髋屈曲45°时屈髋肌力量明显强于髋屈曲90°时的力量,膝屈曲135°时膝伸肌力量明显强于膝屈曲90°时的力量;同一肢体不同位置较强和较弱肌肉力量之间存在明显相关性(ICC=0.71~0.96);测试较弱位置的肌肉力量可靠性更高(较弱位置ICC≥0.74,较强位置ICC≤0.62)。提示通过改变被测肢体的关节角度,有可能提高便携式定量肌力测试仪检查结果的可靠性。另外该团队的研究发现,测试体位对测试结果有显著影响。既往研究一般选择坐位或站立进行肌肉力量测试,测试值较高。选择仰卧位进行测试,测试值低于类似研究结果。选择仰卧位进行测试有两个明显优势:首先,坐位肌肉力量较高,要求测试者有更强的臂力,较难获得准确的测量;其次,脊髓损伤患者保持坐姿非常困难。仰卧位的优势在于它适合几乎所有患者,在临床上有更大应用范围。

(四)神经电生理检查和肌力

肌肉的收缩运动由神经系统内产生的冲动而激活,尤其是α 运动神经元。其中,α 运动神经元的细胞体位于脊髓前角内,每个α 运动神经元有一个轴突,该轴突从脊髓延伸出来,与整块肌肉中的多条肌纤维相连。单个α 运动神经元与受其支配的整组肌纤维被称为一个运动单位。当更多运动神经元同时发放冲动时,更多的肌纤维被激活,肌肉也就产生了更多的收缩力。此外,运动单位可以通过以更快的释放速度来增大瞬时力的输出。肌电图是记录与解释由收缩的骨骼肌产生的电活动的技术。一般认为,较大的EMG 波幅表明较大的肌肉收缩力度,其相关参数可提供有关肌肉收缩时限、收缩程度与最终功能的有益信息。目前国内外对于神经电生理检测的价值已达成的共识是,通过将更多相关的神经电生理技术与肌力定量检测相结合,有助于更全面准确地评估肌肉功能。

神经电生理检测的方法主要包括肌电图、神经传导速度测定、各种反射检查、诱发电位检查等。EMG、运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity,MNCV)测定大多用于临床评价神经损伤后的神经功能及恢复情况,同时也是目前法医学进行周围神经损伤鉴定的重要辅助手段。

1.MNCV 测定 MNCV 检测能直接反映神经的兴奋性和传导性,是检查周围神经功能较为客观的方法。李开等研究显示,尺神经损伤患者的小指展肌、第一骨间肌、尺侧腕屈肌的徒手肌力结果与尺神经MNCV、波幅存在显著相关性,认为可以根据MNCV 等指标初步评估相应肌肉的肌力丧失程度。随后,李开等又对正中神经损伤者行MNCV 及正中神经支配肌肌力检测,结果显示,神经损伤组肌力与MNCV、远近端波幅存在显著相关性。赵永等在探讨周围神经损伤后MNCV 改变与靶肌肌力级别的相关性中发现,MNCV 中波幅下降率、面积下降率等指标均与靶肌肌力存在显著负相关性。以上研究表明,MNCV 值的变化可大致反映损伤导致相应肢体功能的异常,这与国外的相关报道一致。

在神经损伤的法医学鉴定中,肌力是最重要的肢体功能状态评测指标,MNCV 检查具有一定的客观性,可作为MMT、定量肌力测量仪等的辅助检查,为鉴定提供资料性证据。MNCV检查不受被鉴定人主观意愿的控制,能够客观反映神经功能状态,不仅是神经损伤的有力证据,也是排除诈病及诈伤的有效手段。

2.表面肌电图 表面肌电图(surface electromyogram,sEMG)是从肌肉表面记录的神经肌肉系统活动时生物电变化的一维时间序列信号,能够反映神经肌肉的活动状态,在康复医学、体育科学等领域具有重要的实用价值。李克军等通过观察股四头肌sEMG 相关指标评估膝骨关节炎康复训练中的效果。陈彦等将sEMG 联合等速肌力测试用于不完全腰髓损伤患者康复治疗的精准量化评估。研究结果表明,通过评估表面肌电信号水平可定量反映受检肌肉的局部疲劳程度、肌力状况、关节肌肉激活模式、运动神经元传导速度等肌肉活动的变化规律。于在洋等通过同时采集肱二头肌sEMG 信号和屈肘力矩探索sEMG 复杂性与肌力的关系,结果显示,健康受试者的屈肘肌力与sEMG 复杂性呈现良好的线性关系。王国祥等对肘关节等速运动过程中sEMG 特征的研究发现,肱二头肌和肱三头肌sEMG 的中位频率下降曲线与肘关节屈伸运动中的屈、伸力矩峰值变化呈显著相关性。侯文生等征集健康受试者探讨手部握力与前臂表面肌电信号的关系,结果表明,肌电信号特征值与握力大小均具有较好的一致性,呈正相关。吴小鹰等发现,腕长伸肌sEMG 与握力大小同样具有正相关性,即受试者桡侧腕长伸肌的sEMG 随着握力增大呈线性增强。华立君等研究显示肌肉收缩时的肌电积分值与肌肉强度呈正相关。

现有的文献报道多是sEMG 与等速技术结合运用,结果均表明某些电生理指标与肌力之间具有良好的相关性,提示应用神经电生理指标对肌肉功能进行客观评估具有可行性,但如何将其进一步量化并与最新的肌肉功能评估技术(如便携式定量肌力测试仪)相结合,尚有待进一步研究。

3.针极肌电图 针极肌电图(needle electromyogram,nEMG)是将同芯圆针电极插入肌肉内,观察某个运动单位的动作电位,主要针对下运动神经元包括运动前角、神经根、神经丛、周围神经及肌肉系统的病损进行检查。nEMG 已广泛应用于临床,多用于神经损伤的定性、定位等诊断。夏晴等认为,对已证实周围神经损伤的受试者同时行nEMG 及神经传导检测,可有效避免假阴性的发生,提高检测结果的准确性。赵永对60例周围神经损伤患者行EMG、MNCV 检查,计算各项指标的变化率并探讨其与肌力的相关性,结果显示,复合肌肉动作电位(compound muscle action potential,CMAP)波幅下降率、面积下降率是与肌力相关性最高的指标,并认为以此可大致推定肌力的级别。编者于2015年的一项研究中采取手持数字式测力计测量足趾背伸肌力,同步进行nEMG 检测,发现:随着神经未损伤受试者和神经功能部分恢复受试者足趾背伸肌力的变化,其募集反应类型、运动单位电位(motor unit potential,MUP)数量、MUP 波幅均与肌力的变化具有一定相关性,而神经传导检测指标如趾短伸肌的CMAP 波幅、潜伏期以及MNCV 并不随肌力的不同而改变;对于神经损伤者,除了上述nEMG 指标,趾短伸肌的CMAP 波幅、MNCV 与最大背伸肌力之间亦存在一定相关性(各指标与肌力相关性见表7-10)。临床及法医学应用中有关nEMG 的研究较为缺乏,基于现有研究结果,如何对募集反应类型、MUP 数量、MUP 波幅等指标进行量化并确定其与肌力的相互关系,是值得进一步研究的方向。

表7-10 腓总神经电生理指标与足趾背伸肌力的相关性

4.运动单位数目估计 运动单位数目估计(motor unit number estimation,MUNE)是一种定量测定支配某一骨骼肌或肌群有功能的下运动神经元数目的电生理技术。Mccomas 等于1971年首先提出MUNE 技术并运用于临床,随着方法的逐渐进步,多项研究已表明该技术的可行性及可重复性。运动单位(motor unit,MU)是指一个下运动神经元及所支配的所有肌纤维。在进行MUNE 测定时,首先给予运动神经超强刺激,兴奋全部有功能的运动纤维,在其所支配肌肉记录CMAP,测定其波幅或面积;然后采集单个MU 电位的反应并进行平均,从而获得平均的、有代表性的表面记录到的运动单位电位(surface-recorded motor unit potential,SMUP)的波幅或面积。以最大的CMAP 波幅或面积除以平均的SMUP 波幅或面积,即可获得MU 的数目。获得平均SMUP 波幅或面积的不同方法对应着不同的MUNE 技术,这也是目前该技术在应用中的最大争议所在。1995年DAUBE 提出的统计法MUNE 即为MUNE 技术的一种,并成为目前广泛应用的方法之一。统计法MUNE 基于Poisson 统计学方法来计算SMUP 的大小。基于统计法MUNE 的研究多集中在肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者以及ALS 鼠模型中。刘明生等在一项针对拇短展肌MUNE 的研究中发现:ALS 患者组MU 数目较健康对照组明显下降,最大SMUP 波幅明显增高;与健康对照组和ALS 组比较,脱髓鞘组平均SMUP 波幅明显下降,而MUNE、最大SMUP 波幅与健康对照组差异无统计学意义。Lomen-hoerth 等研究认为,对于反映ALS 疾病的进展变化而言,MUNE 较神经传导速度、CMAP 波幅、肌力等更加敏感,可在出现症状前检出MU 的丢失。也有学者认为,统计法MUNE 适用于肢体远端的浅表神经,而近端肌肉的动作伪差较大,结果的准确度下降。其他获取SMUP 的方法还有递增法、F 波法、多点刺激法、棘波触发平均法等。递增法是最早计算SMUP 的方法,根据运动轴突“全或无”的特点,以非常小的幅度增加电流,理论上可检测到连续募集的单个SMUP,CMAP 除以逐步递增的SMUP 平均值便可得到MUNE 数值。但实施该方法时存在选择偏倚,容易选择易于兴奋的较大的MU,从而导致SMUP 偏大,MUNE 结果偏低。Kadrie 等首次提出多点刺激法(multiple point stimulation,MPS),并认为MPS 可用来定量评估肌肉中的运动单位计数。Lomen-hoerth 等比较了不同的MUNE 方法,认为MPS 可通过在神经走行多处刺激来获得单个SMUP,从而计算平均SMUP。F 波法的假设是可重复的F波代表单个MU,每次刺激可得出不同的SMUP,多次刺激以得出平均SMUP。有学者将MUNE 和解剖上的MU 数目相比较。Eisen 等对大鼠的比目鱼肌分别行MUNE 及解剖学数目检测,结果显示两者有很好的相关性。SANTO 等收集了10具新鲜的33~74岁的尸体,并运用解剖学方法估计了趾短屈肌的MU 数目,与MUNE 多种方法得到的结果相符。还有一些学者的研究结果显示,解剖学得到的MU 数目稍高于MUNE。这些研究均表明,MUNE 技术得出的特定肌肉的MU 数目近似于解剖学上的推导值。MUNE 的几种方法均经过研究证实具有可行性,每种方法也均有优点和缺陷,尽管目前MUNE 的检测方法没有统一,但MUNE 在评估神经轴索损伤方面仍被认为具有重要的价值且尚待深入发掘。

5.运动单位数目指数技术 2004年,Nandedkar 等提出一项新的评估肌肉中MU 的技术,该技术是运用采集到的某肌肉M 波或者CMAP 最大波幅及sEMG 记录肌肉不同程度收缩的波形建立一种数学模型,从而推导出与MU 计数成比例的指数,即运动单位数目指数(motor unit number index,MUNIX)。MUNIX 技术中另一个重要的参数是运动单位大小指数(motor unit size index,MUSIX),MUSIX 值是由CMAP 最大波幅除以MUNIX 值得到。Nandedkar 等运用该技术定量评估ALS 患者的运动神经元丢失时,认为MUNIX 值比CMAP的最大波幅更敏感。该技术被提出后,受到了众多学者的关注,并在一些其他神经系统疾病中取得一定的研究成果。相比MUNE,MUNIX 最大的优点是不需要连续电刺激,很大程度上降低了受试者的不适感,且操作相对简便、用时较短,方便临床上应用。LI 等在运用MUNIX 研究脊髓损伤导致的肌肉瘫痪时,分别记录了损伤组瘫痪的肌肉和正常组同名肌肉的M 波最大波幅及MUNIX 值,结果表明,损伤组的最大波幅和MUNIX 值均低于正常组,且差异具有统计学意义。有研究发现,MUNIX 值与M 波最大波幅紧密相关,对于相同的肌肉,在MU 计数不变的情况下,如果降低单个MU 的波幅,MUNIX 值随即降低。MUNIX 技术识别运动神经元及肌肉性能改变的敏感性也已经被证实,MUNIX 值与实际MU 数目间有着较好的相关性,当肌肉中MU 计数减少时,MUNIX 值也会随之降低,表明该技术可以较准确地反映MU 数量的变化。作为一个指数测量值,MUNIX 提供的不是肌肉中MU 的准确计数,而是一个与肌肉中MU 计数成比例的数值。因此,MUNIX 技术的重点应放在不同肌肉MUNIX 值之间的变化或者是同一肌肉的纵向比较上(如追踪运动神经元疾病MU 变化的进展)。有学者就MUNIX值和MUNE 的相关性进行研究,但并没有得到一致的结果。Furtula 等发现,无论是在正常人还是ALS 患者中,MUNIX 值和递增刺激得到的MUNE 值之间均无显著相关性。Boekestein等发现,在ALS 患者测试得到的MUNIX 值与MUNE 值呈正相关,但在正常组中则无相关性。事实上,有关MU 数目和肌力相关性的研究一直在进行。Doherty 等研究了年龄相关的MU丢失对肌力的影响,用棘波触发平均法采集受试者肱二头肌的MU 数目,并测试受试者肱二头肌屈肘肌力,结果发现MU 数目与肌力退化呈正相关,老年人肱二头肌MU 数目明显低于青年人,研究认为,不管是在老年还是青年个体中,MU 丢失是肌肉收缩力量减弱的主要因素。Mcneil 等用棘波触发平均法采集了受试者胫骨前肌的MU 数目,认为随着年龄的增长,MU 的丢失可看作肌肉功能的丧失,直接导致老年个体的力量减弱。Kaya 等在研究成人夹握力、MU数目、年龄之间的联系时,测量一手拇短展肌的肌力及MUNIX 值,结果显示,老年组的肌力与MUNIX 值呈正相关,青年组的肌力与MUNIX 值无明显相关,与此情况不同的是,青年组的肌力与MUSIX 值呈正相关,而老年组的肌力与MUSIX 值无明显相关。以上研究表明,MU 数目和肌力之间确实存在某种关联,但可能受年龄、健康状况、不同部位肌肉等条件的影响,仍需要进一步的研究。此外,Kaya 等的研究还发现,MUNIX 值与CMAP 最大波幅存在一定的相关性,这也为我们提供了新的研究方向法医学领域的应用前景。

目前法医临床鉴定评估肌肉功能时主要采用的仍是徒手肌力法,便携式握力计、捏力计、通用型便携式肌力定量测试仪、等速肌力测试仪等检测方法在司法鉴定中的应用也有相应报道,可直接定量检测肢体各主要肌群肌力,但目前主要肌群的正常参考值以及规范化的检测方法仍未建立,尚待进一步完善。nEMG 可检测肌肉中的失神经电位,CMAP 波幅、潜伏期、募集反应等指标,以更加直观、准确地体现肌肉功能。在法医临床学鉴定中,nEMG 相关指标并不受被鉴定人主观影响,除了募集反应,亦不需要主动配合。即使被鉴定人在募集反应中存在不配合现象,根据其他指标同样可对实际损伤进行定位和定量诊断。nEMG 可识别伪装,值得在鉴定实践中大力推广,但该技术对检查者的理论基础和实际操作要求均较高,人员的缺乏是该技术推广中的一大问题。MUNE 技术是检测MU 数目减少或是否有神经源性损害的理想手段,是目前可以对某肌肉中有功能的MU 数目进行有效测定的方法。与nEMG 相比,MUNE最大的优点是无创,该方法同样不需要被鉴定人的配合,可识别伪装,是一项适合应用于法医临床学鉴定中的检测方法。临床上对于MUNE 的研究多用于探索疾病的发展或康复过程,且对肢体远端肌肉(如拇短展肌、小指展肌等)的研究已有较多报道,通过进一步增加健康组、神经损伤组及多部位肌肉的研究,建立多部位肌肉的正常范围参考值,MUNE 有望成为有效评估肌肉功能的实用方法之一。与nEMG 和MUNE 技术不同的是,MUNIX 技术不需要借助电刺激完成,受检者不会有任何不适,但是需要受检者的主动配合。因此,该方法在法医学中的发展具有一定的局限性,但通过重复检测、观察相关指标等,MUNIX 亦可在鉴别伪装和夸大障碍中起到一定作用。以往研究显示,nEMG 相关指标、MUNE 及MUNIX 均与肌力存在某种相关性,但如何量化肌群肌力与电生理指标之间的关联程度并应用于实践,有待更加广泛、深入的研究。

在法医临床学鉴定实践中,神经损伤者肌肉功能的评定对于准确进行损伤程度鉴定和伤残等级评定至关重要,多数学者逐渐认识到单一的方法在评定肢体肌肉功能方面的局限性,如何将传统肌力检测方法与新兴的电生理技术相结合,建立一套客观规范的标准化检测方案来解决法医临床学应用中的实际问题,有待于更深层次、更系统的探索和研究。

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