肌电图在肉毒毒素治疗技术中的应用

【摘要】肉毒毒素通过阻断突触前膜乙酰胆碱的释放,能够抑制肌肉过度收缩引起的运动障碍及姿势异常,已经成为局限性肌张力障碍和痉挛等病症的重要治疗手段。肌电图技术能够检测到肌肉静息状态、自主收缩状态、被动牵伸状态及神经受刺激后收缩等情况下的电生理活动变化,从而被广泛应用于肉毒毒素治疗中。随着痉挛责任肌肉的电生理表现、运动终板定位技术等方面的研究进展,肌电图已经成为实现肉毒毒素精准注射的关键。本文研究就肌电图在筛选过度活动的靶肌肉、引导肉毒毒素准确注入靶肌肉、选择目标肌肉内最佳注射位点及注射肉毒毒素后的疗效评价等方面的研究进展进行综述,为最大程度提高肉毒毒素疗效、减少肉毒毒素用量及不良反应奠定基础。

肉毒毒素通过阻断突触前膜乙酰胆碱的释放,能够有效抑制肌肉过度收缩引起的运动障碍及姿势异常,已经成为治疗局限性肌张力障碍和痉挛的重要手段[1]。由于肉毒毒素注射后主要在局部发挥作用,因此能否筛选出责任肌肉并且精确注射到位是治疗成功的关键；同时,肌肉内部注射位点的选择及毒素的剂量等因素也会对疗效产生影响。肌电图技术(electromyography,EMG)通过记录肌肉在静息、随意收缩、被动牵伸及神经刺激后收缩等情况下的各种电活动特性,被广泛应用于神经、肌肉病变的诊断及鉴别,也对注射肉毒毒素时痉挛肌肉的判定、肉毒毒素注射导引、运动终板集中区定位及注射后作用评价等具有重要作用。

1 肌电图在筛选靶肌肉中的应用

肉毒毒素最常用于肌张力障碍及上运动神经元损伤后继发性痉挛的治疗。正常情况下除部分肌肉为维持姿势保持低幅肌电图活动外,多数肌肉处于静息状态；运动时则需要双侧肌肉协同收缩,屈肌和伸肌在运动的不同阶段其活动性亦有不同。以转头为例,这一动作需要通过同侧夹肌和对侧胸锁乳突肌收缩、相应拮抗肌群放松来实现。肌电图通过检测不同肌肉肌电发放的时序特征及波幅变化,可以将协同运动的各肌肉加以区分并得到屈肌和伸肌各自活动特点,从而准确找到引起相应运动的目标肌肉[2]。Von Werder SC发现正常人向心收缩比离心收缩的标准化表面肌电图振幅更大(19.14±7.30% MVC vs 13.76±5.62% MVC)[3]；Lim OB发现当肩关节外旋时,三角肌后部活动显著减少,冈下肌活动显著增加,冈下肌/三角肌后部活动比率增加[4],这些肌肉活动的细微差别只有通过肌电技术才可能辨别出来。

在痉挛和肌张力障碍的治疗中,根据其电生理特征就可能采用肌电图判断出引起异常运动的责任肌肉。肌张力障碍是一种主动肌和拮抗肌不协调或持续收缩导致运动或姿势异常的锥体外系疾病,其受累肌肉肌电图检查呈现3种基本异常类型: 强直型、异常收缩型和震颤型。强直型呈现振幅和密度变化很小的肌电干扰相；异常收缩型表现为不同时间段里(250ms至几秒钟)肌电活动的同步爆发；震颤型表现为50ms至300ms左右数块肌肉节律性的肌电发放；通常肌张力障碍受累肌肉不自主肌电图活动振幅不低于100UV。上运动神经元损伤后继发痉挛受累肌肉静息时可观察到不规律的群放电位,活动停止后运动单位电位消失延迟,而插入电位、运动单位时限、振幅和相位基本正常,最大收缩时募集不完全,可有阵挛、协同肌-拮抗肌共同收缩等相关肌电异常活动[5-6]。

准确选择出异常运动的主要责任肌肉是注射肉毒毒素治疗痉挛和肌张力障碍的关键,上述肌电特征使得肌电图成为筛选靶肌肉的重要工具。既往主要根据异常运动模式来判断靶肌肉,但相似的异常运动所累及的肌肉不尽相同[5],采用肌电图后责任肌肉的筛出率明显提高。Nijmeijer等人报道: 采用多导肌电图引导后96%的患者的肌肉注射情况发生变化,与传统定位时选择的肌肉相比平均改变4块,其中新增加平均2块、剔除平均1块[5]。Werdelin等研究发现: 没有肌电导引进行肌张力障碍治疗时,90块责任肌肉中22块没有得到治疗,而105块非责任肌肉中37块却被注射了肉毒毒素[5]。Buchman等人发现: 通过临床特征选择的肌肉,只有59%有异常肌电活动；而肌电活动异常的肌肉,只有45%的肌肉通过临床评估被选择；如果没有多导肌电图的引导,41%的张力障碍肌肉会被忽略,25%的非责任肌肉会被误判而导致错误注射[7,8]。

采用肌电图分析后,同时有助于拓展对痉挛及肌张力障碍异常运动模式的了解。既往认为肩胛提肌主要引起肩胛抬高,采用肌电分析后发现单纯扭转性斜颈的患者肩胛提肌明显受累的比例达30%,说明肩胛提肌会参与转颈[9]。对于前曲型颈部肌张力障碍的患者,有“双下巴”征时肌电图常可显示舌骨上肌肉活动增强,且异常增强可被向前伸头抑制,反映出了舌骨上肌群引起曲颈的特征[10]。采用肌电图进行震颤分析后有助于找出节律性异常收缩的成对拮抗肌群,结合感觉诡计现象引起的异常运动抑制效应还有助于肌张力障碍性震颤与原发性震颤的鉴别。应用肌电图发现卒中患者和正常人步态肌肉活动模式有显著差异[11]；同时发现患者瘫痪侧腰背肌肉的肌电图振幅明显大于对侧[12]。这些发现同时对筛选靶肌肉、确定注射时机都非常有帮助。

2 肌电图在注射导引至靶肌肉中的应用

判断出异常运动的责任肌肉后,还需要将肉毒毒素精确地注射到靶肌肉,这是缓解症状并减少由毒素弥散到邻近区域引起不良反应的关键。目前注射肉毒毒素常用的定位方法有以下几种: 徒手定位、体表电刺激定位、肌电图定位、超声定位、CT定位等。根据肌肉起止点进行徒手定位是所有定位方法的基础,特别是对体积较大或表浅的肌肉尤为重要。电生理学(肌电图探测模式和电刺激模式)或者成像辅助(超声等)适用于体积较小、位置较深的肌肉。对于定位困难的肌肉,可以联合采用多种导引技术。无论采用什么引导方法,重要的是将肉毒毒素准确注入靶肌肉。

采用肌电导引时,可以通过检测靶肌肉主动活动时伴发的同步肌电发放来判断注射点是否准确,也可以通过刺激模式将电流导入肌肉后根据诱发的运动模式来判定。研究发现,不用肌电图导引时只有37%的针尖到达目标肌肉或肌肉束,而47%针尖插入了非目标肌肉,另有16%完全位于肌肉外；无肌电图导引注射胸锁乳突肌时,有17%的注射位点错误,从而证实肌电图在注射引导中的必要性。

应用肌电图导引注射与单纯凭借体表标记和触诊注射相比较,患者获得良好效果的比例明显增加。在肌电图引导下患者的客观和主观评分都有显著改善,特别是疼痛评分改善更大；超声联合肌电图导引注射肉毒毒素可以减少吞咽困难的发生[13]。在注射颈部肌肉时,通过让患者做吞咽动作来激活相关肌肉,可以帮助避开咽部括约肌,特别是环咽肌,从而减少颈长肌注射最大的副作用——吞咽困难的发生[14]。

3 肌电图在靶肌肉内注射位点选择中的应用

肉毒毒素主要通过阻碍神经肌肉接头处神经递质传递从而抑制肌肉收缩。局部注射肉毒毒素后形成1.5～3cm弥散衰减梯度；而肌肉筋膜仅能限制23%的肉毒毒素弥散,为避免肉毒毒素弥散到临近肌肉中就需要将肉毒毒素注射到靶肌肉中心；将等量肉毒毒素注射到运动终板集中区域时效果最大；注射部位离开终板区域0.5cm则效果减少50%；在脑瘫患儿腰肌注射肉毒毒素前后肌肉体积变化的研究中,以运动终板为靶点的实验组比远离运动终板的对照组肌肉体积减小更明显[15]。同时,不同肌肉的运动终板分布特征不尽相同,肱二头肌成倒V型带分布于肱骨中下段平面,而肩胛下肌很可能主要分布于肩胛下中外带,如何确定特点靶肌肉的运动终板集中区域并准确注射就显得尤为重要。

高密度表面肌电图技术有助于表浅肌肉运动终板集中区域的定位。Lapatki等通过从高密度表面肌电图获得的电信号图形中,找出极性相对的传播位点来判断运动终板集中区域,再次验证等剂量肉毒毒素注射部位离开终板区域1cm后其效果将减低46%[16]。但是该项技术目前只能用于表浅肌肉的分析,如何检测深部肌肉的运动终板集中区域有待于进一步研究。

4 肌电图在疗效评价中的应用

注射肉毒毒素后突触前膜神经递质释放受阻,肌肉收缩功能降低,肌电图能够客观的反应出其电生理改变,且肌电活动总分变化与临床评估结果密切相关,这就可以将肌电图用于疗效的评估及不良反应的分析。肌电图改变与肉毒毒素的剂量有关,单一颈部肌肉注射剂量超过40U肉毒毒素时,81%的注射肌肉肌电活动减少；当注射剂量低于20U时,只有39%的肌肉有肌电图活动减少；在评估卒中后痉挛患者注射肉毒毒素后的效应演变时,肌电图的敏感性优于MAS评分,前者能够检测到痉挛肌电活动异常的改善而MAS评分不能[17]。

肌电图还可用于肉毒毒素继发性无应答患者的原因分析,肌电图证实该现象可能由痉挛模式转变[18]或中和性抗体形成引起。应用多导肌电图分析常可显示中和性抗体阴性的继发性无应答患者存在痉挛模式改变,调整注射肌肉后这类患者症状常可获得明显改善；同时,肌电图辅助下趾短伸肌试验也有助于判断患者是否产生了中和性抗体[20]。

肌电图在实施肉毒毒素治疗过程中所涉及的选择靶肌肉、导引注射、定位运动终板区、检测疗效等多个环节都具有重要作用。合理利用肌电图,联合徒手定位、超声引导、CT/MRI等技术,有助于最大程度提高肉毒毒素疗效,在控制异常运动的同时减少不良反应。

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(Dept. of Neurology, Tongji Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200065, China)

【Abstract】Botulinum toxin can inhibit movement disorders and abnormal postures induced by abnormal muscle contractions through blocking presynaptic acetylcholine release. Botulinum toxin injection become has important method for focal dystonia, spasticity and other myogenic diseases. Electromyography (EMG) can detect the electrophysiological changes of muscles at different states, including resting state, voluntary contraction, passive stretch or contraction after nerve stimulation. With the progress on electrophysiological features of muscle spasm and endplate-location technique, EMG has become the key technique for precise injection of botulinum toxin. This paper focuses on the progress on the application of EMG in accurately selecting target muscles, guiding the injection, finding the best injection sites and evaluating the injection effect, which may be of value in maximizing the efficacy, reducing the dosage and adverse events of botulinum toxin injection.

基金项目：国家自然科学基金(81000481)；上海市青年科技启明星计划(10QA1407500)；中国医学基金会资助项目(GJYX1201)

作者简介：肖莉彬(1989—),女,硕士研究生.E-mail: 1164427300@qq.com