《Toxins》:The Utility of the Electromyography and Ultrasound Guidance Combination for Botulinum Neurotoxin Injection: Focus on the Added Value of Electromyography
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肉毒神经毒素(Botulinum neurotoxin, BoNT)的疗效高度依赖其向过度活动肌肉、理想情况下向运动终板区域的精准递送。尽管肌电图(Electromyography, EMG)与超声(Ultrasound, US)等引导技术可提升注射精度,但两
肉毒神经毒素(Botulinum neurotoxin, BoNT)的疗效高度依赖其向过度活动肌肉、理想情况下向运动终板区域的精准递送。尽管肌电图(Electromyography, EMG)与超声(Ultrasound, US)等引导技术可提升注射精度,但两类技术仅能提供功能或解剖学层面的单一维度信息。整合上述技术有望增强靶点定位准确性、优化剂量分布并减少脱靶效应。研究人员通过PubMed开展结构化检索,检索词涵盖BoNT、痉挛/肌张力障碍、EMG及US相关术语,限定纳入近十年发表的临床试验、随机对照试验、荟萃分析与综述类文献。最终59项研究符合纳入标准,相关成果主要发表于神经科学与康复医学领域期刊,其中仅17项研究报告了EMG-US联合引导的应用情况,且研究人群以卒中与颈性肌张力障碍为主。尽管EMG-US整合是极具潜力的策略,研究人员特别强调EMG引导对US技术的增量价值——这在治疗存在复杂重叠肌肉激活模式的神经系统疾病,或靶向常规影像学难以显影的结构时尤为关键。EMG-US联合路径通过结合结构可视化与实时功能评估,是优化BoNT治疗的 promising 策略。尽管其在精度提升与剂量优化方面优势明确,但受限于高质量证据不足,该临床方案的普及仍面临限制。
1. 引言
BoNT注射已成为治疗痉挛、肌张力障碍等肌肉过度活动性疾病的核心干预手段,注射靶点的精准性是决定疗效的关键要素,引导技术的选择直接影响操作精度、效率、患者体验及治疗结局。当前主流引导方案包括解剖标志定位、EMG引导与US引导三类。解剖标志法依赖体表标志、肌肉/骨性结构触诊及关节被动/主动活动度识别靶肌,可及性最高但精度最低,无法可视化单块肌肉或校正个体解剖变异,对深部、小型肌肉的定位价值极为有限。系统性综述显示,该方法对腓肠肌等表浅大肌的命中率为42%~95%,而对指深屈肌等深部肌肉的精度显著下降,凸显了单纯体表解剖引导的局限性。
EMG引导通过肌电信号记录确认针头位于电活动肌肉内,除解剖定位外还可实现功能层面的位置验证,支持实时评估肌肉激活模式、区分解剖毗邻的单块肌肉活动,并能鉴别原发性病理性肌肉过度活动与继发性代偿反应——这对肌张力障碍的治疗决策至关重要。此外,EMG可将针头精准定位于乙酰胆碱受体富集的运动终板区域,最大化BoNT的治疗效应。由于BoNT作用于突触前胆碱能神经末梢,将毒素直接递送至运动终板高密度区可在提升疗效的同时降低总给药剂量,减少药物向邻近肌肉扩散,进而降低免疫原性风险。但该技术无法区分支配模式相似的肌肉,也难以可视化周围神经血管结构或确认药物在肌肉内的弥散情况,属于有创操作且可能引发疼痛,即使用于多层肌肉注射,仍有16%~29%的概率误入邻近非靶肌肉。
US引导通过实时显影解剖结构与针道轨迹、可视化药物弥散,革新了BoNT注射的操作范式。针对卒中后上肢痉挛的研究显示,与电刺激引导相比,US引导下BoNT注射在术后4周与12周的临床功能评分改善更显著;在下肢痉挛人群中,US引导可提升毒素向深部肌肉的递送精度,较解剖标志法获得更优的痉挛缓解与步态参数改善,对解剖结构复杂区域的小型深部肌肉,精度可提升35%~40%。在颈性肌张力障碍治疗中,该技术可实现复杂颈部肌肉的精准靶向,在保证疗效的前提下降低总BoNT用量。此外,US可实时显影血管、神经等毗邻结构,降低复杂解剖区域、解剖变异患者及儿科人群的操作损伤风险——后者常因配合度限制难以应用EMG。动态评估能力也使其对深部、小型肌肉的靶向更具优势。剂量优化层面,US引导下的容量调整给药在儿科痉挛管理中价值明确,基于肌肉容积的个体化剂量制定可优化治疗指数,实时可视化药物弥散也能进一步保障肌肉渗透与分布的充分性。但US无法评估肌肉过度活动状态,难以鉴别肌张力障碍的原发与继发代偿活动,且受声波衰减、三维解剖复杂性、骨性结构与含气脏器声窗限制,对深部颈肌、喉肌及咽肌的显影与靶向存在显著局限。
综上,EMG与US单独应用各有短板,二者联合在治疗重叠肌肉激活模式疾病或靶向体表标志与传统影像难以到达的结构时优势突出,可融合解剖与生理定位方法的互补优势,同时实现精准解剖靶向与肌肉活动模式验证,有望突破单一技术的效能上限。本综述旨在系统梳理US与EMG联合引导在BoNT治疗中的角色演变,探索其克服单一技术局限、提升治疗安全性与有效性的潜在价值。
2. 结果
初始检索共获得65篇文献,排除5篇无关研究后最终纳入60项研究。期刊分布以神经科学类为主,其次为康复医学类,另有毒素学、综合医学与放射学类文献。发表时间集中于2015至2021年,地域分布以欧洲为首,其次为北美,远东与澳大利亚亦有产出,印度、阿联酋、智利与巴西各贡献1篇。文献类型以综述(35.6%)与临床试验(33.9%)为主,荟萃分析仅占8.5%,且全部来自亚洲与欧洲。发文科室以康复科(38.9%)与神经内科(30.5%)为主,93.2%的文献以英文发表。研究疾病谱中卒中占20.3%,颈性肌张力障碍占18.6%,脑性瘫痪(Cerebral Palsy, CP)占15.3%,35.6%的文献未限定单一病种、覆盖多类病理。
59项研究中仅12项报告了EMG与US同步引导BoNT注射,其中超半数发表于神经科学期刊,2023年为发表峰值,文献类型以综述(41.2%)与临床试验(29.4%)为主,地域覆盖欧亚与北美,仍以神经科与康复科为主要贡献科室,语言以英语为主,靶病种聚焦于卒中与颈性肌张力障碍。限定于EMG-US联合相关的综述时,病种以颈性肌张力障碍为主,无卒中相关综述;临床试验则全部针对卒中人群。
现有研究多对比US引导与解剖标志法的差异,除1项研究外,US引导在主要结局指标上均优于徒手定位。颈性肌张力障碍领域有3项US与徒手法的对比研究,仅1项显示US可同时改善临床指标与生活质量。EMG与徒手法在颈性肌张力障碍中的对比仅2项,1项显示EMG可更显著改善改良多伦多西部痉挛性斜颈评定量表(Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale, TWSTRS)与患者报告结局,另1项仅在16周随访时发现EMG组的吞咽困难发生率更低。仅1项研究评估了EMG-US联合在颈性肌张力障碍中的应用,结果显示吞咽困难的年发生率从35%降至0%。脑性瘫痪领域仅1项US与徒手法的非随机前瞻性研究显示US引导的疗效更优,且6岁以下患儿获益更显著,尚无US与EMG的对比研究或二者联合的应用证据。此外,痉挛性发声障碍、吞咽困难、环咽肌功能障碍等疾病均无EMG-US联合引导的相关研究。
3. 讨论
本综述显示,US与EMG联合引导BoNT注射的研究占比极低。期刊分布体现了该技术的多学科属性,要求操作者兼具物理医学与康复、神经病学甚至介入放射学资质。地域集中于欧美与亚洲,反映了先进医疗资源与技术专长的聚集特征。病种聚焦卒中与颈性肌张力障碍,说明临床端认为该技术对注射选择性与精度要求高的场景价值更突出。
颈性肌张力障碍的EMG与US引导研究结论存在差异:一项52例的随机双盲研究显示EMG引导较徒手定位的总体改善率达71%;另一项65例研究未发现两组在注射后4、8、12周的Tsui量表评分上有差异,但16周时EMG组的吞咽困难更少;US引导的75例回顾性研究未显示其可降低吞咽困难发生率,而另一项35例研究显示US组在TWSTRS残疾与疼痛亚量表上的改善优于徒手组,且总体症状评分降幅更大。唯一的EMG-US联合研究纳入5例患者,显示联合引导使吞咽困难完全消失,而单纯EMG引导的累积吞咽困难发生率为34%,研究者认为联合技术可通过避免毒素向胸锁乳突肌外扩散预防吞咽困难复发。
卒中后痉挛的相关研究同样支持两种引导技术的有效性:一项81例的腓肠肌注射研究显示US引导在改良Ashworth量表与踝关节被动活动度上的改善优于其他技术;30例的上肢痉挛研究显示US组的改良Ashworth量表改善幅度大于徒手组;27例的上下肢痉挛随机对照试验显示EMG组在改良Ashworth量表与改良Barthel指数上的改善更显著;脑性瘫痪下肢痉挛的研究也显示US引导的疗效更优,但尚无痉挛领域的EMG-US联合研究。此外,脑性瘫痪、痉挛性发声障碍、神经源性吞咽困难等领域完全缺乏联合引导的研究证据。
当前颈性肌张力障碍的综述占比高,卒中领域已有1篇荟萃分析,反映出证据合成的关注度上升,但多中心对照试验的匮乏限制了临床推荐的可信度。尽管US的解剖显影与EMG的功能验证具有明确的协同潜力,可提升精度、减少定位误差、优化剂量,尤其适用于解剖复杂或个体差异大的场景,但目前仍缺乏联合技术与单一技术的头对头比较证据,无法得出确定性结论。基于临床神经生理学背景,研究人员强调EMG的增量价值:其可识别最受累肌群与特定激活模式,对环咽肌功能障碍所致吞咽困难、喉肌张力障碍等需精准评估肌肉活动的场景不可或缺;可区分原发性病理活动与继发性代偿活动,避免误将代偿肌作为靶肌导致病情恶化——颈性肌张力障碍中,原发肌在被动摆位放松时仍存在持续活动,代偿肌仅在主动运动时激活;喉肌张力障碍研究也证实EMG可识别临床误判的代偿肌激活。
此外,EMG可辅助针头精准定位于运动终板区,通过特征性的“终板噪声”“终板棘波”信号确认最佳位置,该策略已在痉挛管理中实现30%~40%的BoNT剂量削减,同时提升临床疗效。剂量节约可降低治疗成本与累积暴露的免疫原性风险,为更多肌群的同期安全治疗提供空间,因此研究人员认为EMG引导对BoNT注射具有不可替代的价值。
4. 结论
当前EMG-US联合引导在颈性肌张力障碍与卒中领域的高质量多中心试验稀缺,脑性瘫痪、喉肌张力障碍等其他肌肉过度活动性疾病的相关证据完全空白,两种引导技术的优劣也缺乏确定性比较结论,亟需更多研究填补空白。尽管尚未证实联合技术优于单一技术,但其发展潜力值得关注:一是拓展适用病种,覆盖更多神经系统与肌肉疾病,扩大受益人群;二是整合人工智能、EMG信号与US图像自动处理等新兴技术,降低操作者依赖性,提升操作效率与可重复性;三是开发基于模拟教学、增强现实与电子学习模块的多学科培训体系,缩短学习曲线、统一质量标准;四是制定国际共识,明确联合应用的优先场景;五是建立多中心国际注册系统与成本-效益研究,精准界定其临床与经济价值,推动其纳入官方指南。
5. 材料与方法
研究人员采用结构化PubMed检索,检索式为“Botulinum toxin AND (spasticity or dystonia) AND (electromyography or diagnostic ultrasound or sonography)”,限定文献类型为临床试验、随机对照试验、荟萃分析、指南、综述与系统性综述,发表时限为近10年。检索结果导出为题录、摘要与出版信息,经筛选排除无关文献后,提取期刊类别(多类别时按期刊分区选取最高影响力类别)、发表年份、第一作者所在科室与国家、文献类型、研究病种、EMG与US的应用方式(单独/联合、诊断/引导)及临床试验的样本量中位数。数据导入Power BI(版本2.153.910.0)构建可视化分析数据库,采用树状图展示期刊类别分布,条形图展示发表年份趋势,分组条形图统计EMG与US的应用情况,地理地图展示地域分布,环形图展示文献类型、发文科室、语言与病种的构成比,并通过自定义筛选器提取EMG-US联合引导的研究子集,支持按变量动态筛选与亚组分析,重点对比整体结果与联合应用研究的特征差异。