肌电生物反馈疗法在脊髓损伤康复中的疗效:系统评价与叙述性综合

《Frontiers in Neurology》:Electromyography biofeedback therapy for spinal cord injury rehabilitation: a systematic review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月14日 来源:Frontiers in Neurology 3.3

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  背景:肌电生物反馈(electromyographic biofeedback,EMG-BF)正越来越多地被用作脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)康复的辅助手段,但现有证据受限于样本量小、对照措施异质性大以及结局报告不一致。研究人员旨在系

  
背景:肌电生物反馈(electromyographic biofeedback,EMG-BF)正越来越多地被用作脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)康复的辅助手段,但现有证据受限于样本量小、对照措施异质性大以及结局报告不一致。研究人员旨在系统识别并叙述性综合EMG-BF在SCI康复中作用的证据。

方法:研究人员检索了PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、CNKI、万方、维普等数据库,检索时间从建库至2026年1月8日。两名评审员独立筛选文献、提取数据,并使用Cochrane RoB 2工具评估偏倚风险。由于存在显著的临床和方法学异质性以及结局数据类型不一致,研究人员未合并效应量;相反,研究人员按照无Meta分析的叙述性综合(synthesis without meta-analysis,SWiM)进行了结构化综合,并使用GRADE对证据确定性进行分级。

结果:共纳入10项随机对照试验(randomized controlled trials,RCTs),涉及537名受试者。全部10项研究均报告EMG-BF的效应方向有利,但每个结局的证据确定性均为低或极低。在报告表面肌电(surface electromyography,sEMG)的5项RCT中,所有研究均报告EMG-BF组的信号振幅更大,尽管结局数据类型各不相同(均值对比中位数),且肌肉部位和对照措施存在差异。2项RCT报告EMG-BF组下肢肌力更高。1项RCT报告功能独立性测量评分更高,2项报告使用EMG-BF后ASIA运动评分更高。4项RCT报告痉挛减轻(改良Ashworth量表,modified Ashworth scale,MAS),但MAS的报告不一致,有的呈有序等级分布,有的为等级衍生评分,因此无法进行合并估计。3项RCT报告使用EMG-BF后Berg平衡量表评分更高。仅1项初步RCT报告了疼痛,且仅允许组内比较。

结论:低至极低确定性证据表明,EMG-BF可能改善SCI患者的sEMG信号、下肢肌力、功能独立性、ASIA运动评分、痉挛和平衡,但这些发现是初步的。需要进行具有分配隐藏、结局评估者盲法、标准化对照措施和前瞻性注册的大型、设计良好的RCT。

系统评价注册:https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/view/CRD420261282923,识别号:[CRD420261282923]。
1 引言

脊髓损伤(SCI)是一种每年影响全球25万至50万人的神经系统疾病,常导致损伤平面以下部分或完全功能丧失,显著影响生活质量。步行能力的恢复是许多患者的主要关切。步行功能的预后主要与损伤严重程度(ASIA损伤量表分级)、神经损伤平面、下行运动通路保留情况、残留随意肌力及感觉运动完整性相关。肌电生物反馈疗法(EMG-BF)是一种主动、有意识的康复技术,通过视觉或听觉形式向患者提供肌肉电活动的实时反馈,以促进肌肉收缩和运动再学习。既往研究显示,肌电生物反馈电刺激可改善SCI后的肌肉激活、肌力、痉挛评分、特定功能性表现及疼痛评分。然而,直接验证其长期疗效的研究多为小样本、单中心试验。本研究旨在系统整合现有研究,对EMG-BF在SCI康复中的疗效进行结构化叙述性综合,为未来临床实践和研究提供证据与指导。

2 材料与方法

2.1 检索策略

研究人员对PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、CNKI、万方和维普中文科技期刊数据库进行了系统性计算机检索,时间从建库至2026年1月8日。检索采用中英文检索词,各数据库完整检索策略见补充材料。同时筛选纳入研究的参考文献以识别更多相关研究。

2.2 纳入与排除标准

纳入标准包括:(1)随机对照试验(RCT)设计;(2)受试者临床诊断为SCI;(3)实验干预为肌电生物反馈,单独使用或联合常规康复;(4)报告至少一项综述范围内的结局;(5)可获得全文。排除标准包括非随机设计、综述、病例报告、会议摘要、重复发表以及结局超出综述范围的研究。研究资格严格按照预设标准判定,不受任何单个研究结果的影响。

2.3 数据提取

两名研究人员独立筛选文献、提取数据并交叉核对,分歧通过讨论或第三方协商解决。提取的数据包括基本信息(第一作者、发表年份、样本量)、患者特征(年龄、性别、损伤严重程度、损伤部位、病程)以及干预细节(EMG-BF方案参数、常规康复内容)。每个提取值均记录其在原始报告中的来源位置,以确保综合中的每个数字均可追溯。

2.4 结局指标

关注的结局包括下肢肌肉表面肌电(sEMG)、下肢肌力徒手肌力测试(股四头肌、腘绳肌和胫骨前肌)、功能独立性测量(FIM)、美国脊柱损伤协会(ASIA)运动评分、改良Ashworth量表(MAS)、Berg平衡量表(BBS)以及经验证的疼痛评定量表。所有结局指标均为经过验证且常规用于SCI人群的工具。

2.5 偏倚风险评估

使用修订版Cochrane随机试验偏倚风险工具(RoB 2)评估纳入RCT的偏倚风险,该工具涵盖五个领域:随机化过程产生的偏倚、偏离预期干预的偏倚、缺失结局数据的偏倚、结局测量的偏倚以及报告结果选择性偏倚。两名研究人员独立评估,分歧通过讨论或咨询第三方解决。

2.6 综合方法

在完整重新提取并核实原始数据后,判定定量合并不合适。原因包括:(1)研究人群、结局定义和干预方案存在显著临床异质性;(2)对照措施存在方法学异质性,范围从单纯常规康复到几种不同的积极替代方案;(3)结局数据类型不一致,尤其是MAS部分研究报告有序等级分布而另一些报告等级衍生数值评分,sEMG和肌力一项研究报告为中位数(四分位间距)而其他报告为均值(标准差)。因此,研究人员按照无Meta分析的叙述性综合(SWiM)指南进行了结构化综合。在每个结局内,研究按对照类型分组(常规康复对比积极对照),并报告效应方向、差异是否具有统计学意义、结局数据类型及偏倚风险背景。未计算或报告任何合并效应量,也未提供森林图。

2.7 证据确定性

使用GRADE方法评估每个结局的证据确定性。来自随机试验的证据初始评为高确定性,并根据五个领域(偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性和发表偏倚)降级一或两级。因未计算合并估计值,证据总结表报告研究数量、受试者数量、确定性评级以及方向和一致性的叙述性总结,而非效应量。

3 结果

3.1 文献检索结果

从各数据库建库至2026年1月8日,系统检索共识别1286条记录(数据库1211条,注册库75条)。去除452条筛查前记录后,834条记录进行标题和摘要筛查,排除627条。对207篇报告全文获取,其中5篇无法检索,202篇评估资格,最终纳入10项RCT。排除原因包括研究设计不足(59篇)、数据不完整或不可获取(78篇)、研究人群不合格(43篇)、重复发表(6篇)、无相关结局指标(5篇)以及EMG-BF作为对照而非干预(1篇)。

3.2 纳入研究基本特征

10项纳入RCT的样本量为15至120例。所有研究中实验组均接受EMG-BF,单独或联合对照干预。对照条件分为两类:常规康复对照组(7项)和积极对照组(3项,包括中频电疗、核心稳定性训练和悬吊运动)。结局指标包括sEMG、下肢肌力、FIM、ASIA运动评分、MAS、BBS和疼痛。不良事件未在各研究中一致报告,因此该综述对EMG-BF的安全性不作断言。

3.3 偏倚风险

所有10项RCT均使用RoB 2评估,无一被评为总体低偏倚风险,均评为“存在一些问题”,任何领域均未评为高偏倚风险。随机化过程领域:8项研究描述了具体随机序列生成方法,2项仅提及随机化;仅1项研究因描述了由独立人员实施的区组随机化、使用连续编号密封信封进行分配隐藏且基线特征均衡而评为低风险。偏离预期干预领域:所有10项研究均评为存在一些问题,因参与者和人员难以盲法且均未报告盲法。缺失结局数据领域:8项研究评为低风险,2项存在一些问题(一项随机40例仅分析33例且未说明原因,另一项未明确各组人数)。结局测量领域:1项因结局为客观仪器测量而评为低风险,其余9项因结局主观或半主观且未报告评估者盲法而评为存在一些问题。报告结果选择性领域:仅1项因前瞻性注册而评为低风险,其余9项因未报告前瞻性注册或发表方案而评为存在一些问题。

3.4 表面肌电(sEMG)

5项RCT报告了sEMG结局,全部报告EMG-BF组信号振幅大于对照组,效应方向一致。但研究在测量肌群(臀大肌、股四头肌、胫骨前肌)、对照措施和数据类型上存在差异:4项报告均值(标准差),1项报告中位数(百分位数)而无法与均值结果合并。两项研究需谨慎解读:一项内部数据不一致且未报告每组人数,另一项使用积极对照(中频电疗)而非常规康复。总体而言,sEMG证据一致支持EMG-BF,但确定性极低。

3.5 下肢肌力

2项RCT报告下肢肌力,均报告EMG-BF组肌力更高。其中一项报告了中位数(四分位间距),另一项报告的Lovett分级肌力值在0-5级量表上不合理,且与另一项研究的胫骨前肌sEMG数值相同,提示可能存在数据标注错误。因此肌力证据确定性极低。

3.6 功能独立性测量(FIM)

仅1项RCT报告FIM,EMG-BF组治疗后改善明显。这是一项单一小样本研究且存在一定偏倚风险,FIM证据确定性极低。

3.7 ASIA运动评分

2项RCT报告ASIA运动评分,均报告使用EMG-BF后评分更高。两项研究方向一致但均为小样本且存在一定偏倚风险,证据确定性为低。其中一项还报告了EMG-BF组的自尊量表改善,但该量表不在本综述运动与功能范围内。

3.8 改良Ashworth量表(MAS)

4项RCT报告MAS用于评估痉挛,均报告EMG-BF组痉挛减轻,方向一致。但MAS报告方式不一致:2项报告有序等级分布(n,%),2项将等级转换为数值评分并报告均值(标准差)。由于MAS为有序量表,这些报告均不适合合并为连续均差,因此未计算合并估计。一项三臂试验显示,EMG-BF联合悬吊运动对MAS的降低幅度大于单纯悬吊运动,提示相对于积极替代方案,EMG-BF对痉挛有额外获益。MAS证据确定性极低。

3.9 Berg平衡量表(BBS)

3项RCT报告BBS,均报告使用EMG-BF后平衡评分更高。在一项三臂试验中,EMG-BF联合悬吊组BBS改善优于单纯悬吊组,但单独EMG-BF组与悬吊组的点估计接近零,提示相对于积极替代方案,EMG-BF对平衡的额外获益有限。BBS证据确定性为低。

3.10 疼痛

仅1项初步RCT(n=15)报告疼痛,使用轮椅使用者肩痛指数,但作者仅报告了组内比较,因此无法估计EMG-BF对疼痛的组间效应。疼痛证据确定性极低。

3.11 证据确定性

所有7个结局的证据确定性均评为低或极低,没有结局达到中等或高确定性。降级的主要原因包括:偏倚风险(所有10项RCT均存在一些问题,分配隐藏和盲法几乎均未报告);间接性(sEMG和肌力为替代身体功能指标,而非患者重要结局;多项对照为积极干预);不精确性(每个结局仅基于1至5项小样本研究,总样本量远低于最优信息量)。发表偏倚未正式评估,因为每个结局的研究数量均少于10项。

4 讨论

以往认为中枢神经系统再生能力有限,但近期研究表明中枢神经系统细胞间连接在整个生命过程中不断修饰和细化,潜在通路和突触可充当储备,通过定向训练可能被激活。轴突萌发和生长在不完全性SCI中通常更明显。临床研究表明EMG-BF可能增强中枢神经系统可塑性并促进神经突触再生,但大部分机制证据来自临床前模型和小型临床研究,其治疗相关性对保留部分下行运动通路的不完全损伤患者最为明确。

EMG-BF在SCI后功能康复中的应用日益增多。早在2001年即有研究将其作为神经系统疾病的康复技术。本综述纳入的所有研究均报告EMG-BF在运动、功能、痉挛和平衡等结局上方向有利,但各结局的发现仍是初步的。例如,在sEMG方面,所有5项研究均报告EMG-BF信号振幅更大,但因肌肉部位、对照和数据类型不同而无法可靠量化。肌力、FIM和疼痛证据仅基于一两项小研究,疼痛研究仅报告组内比较。MAS结局数据类型不一致。最重要的是,对照组条件高度异质,从单纯常规康复到多种积极替代方案,这意味着现有研究估计的是EMG-BF相对于混合疗法的优势,而非相对于无治疗或常规护理,这也是不进行定量合并的主要原因。此外,原始数据可靠性存在问题,如一项研究治疗组和对照组颠倒、MAS等级数据和中位数数据被误作均值处理、以及一项不合理的肌力值与其他研究数值相同。分配隐藏和盲法普遍缺失以及样本量小均带来真实的偏倚风险。

EMG-BF在SCI的其他辅助神经康复技术背景下也有价值。功能性电刺激(FES)、重复经颅磁刺激(rTMS)和机器人辅助步态训练已在随机试验和汇总分析中评价,效应量与EMG-BF报告的数量级大致相当。因人群、结局指标和对照条件的差异,无法进行直接定量比较,但EMG-BF似乎属于一类辅助性、低风险干预,在常规康复基础上可产生适度获益。EMG-BF是否优于、等效于或劣于这些替代方案仍有待头对头试验回答。

发表偏倚无法对任何结局进行正式评估,因为每个结局的研究少于10项。本综述还有其他局限性:多数纳入研究在单一国家开展,部分研究选择性纳入特定亚组(如不完全性胸腰段损伤、下肢痉挛、手动轮椅使用者肩痛),限制了普遍性;干预参数如治疗时长、频率、强度、目标肌肉和装置类型差异很大;肌电信号本身易受电极放置和信号处理伪迹影响。因此,本发现应视为产生假说,支持但并非确定EMG-BF的常规临床使用。

5 结论

低至极低确定性证据表明,EMG-BF可能改善SCI患者的sEMG信号、下肢肌力、功能独立性、ASIA运动评分、痉挛和平衡。由于每项纳入研究均存在一定偏倚风险,多数结局仅基于1至4项小样本研究,且对照条件高度异质,这些发现应谨慎解读而非视为确定的获益。EMG-BF具有非侵入性、易于实施的特点,可视为常规康复的一种有前景的辅助手段,但其有效性仍需更高确定性证据证实。未来研究应进行大型、多中心随机对照试验,具备充分的分配隐藏、结局评估者盲法、标准化对照和前瞻性注册,并进一步开发整合肌电信号与脑电图(EEG)和功能性近红外光谱(fNIRS)的闭环智能反馈系统,以确定EMG-BF的最佳治疗参数和干预周期。
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