肩袖撕裂患者肱骨内收肌的神经肌肉电刺激：一项观察性研究

参与者根据初步研究，计算出 30 名患者的样本量，以提供 80% 的功效，效果大小为 0.5（肩峰距离差异 = 0.9 毫米，使用和不使用 NMES）。 肩袖撕裂受试者将从国立台湾大学医院 (NTUH) 骨科外科或物理医学与康复科招募。 在纳入实验之前，将向所有受试者提供书面知情同意书。 该研究得到了 NTUH 机构审查委员会的批准。

仪器仪表 三维电磁运动跟踪系统 Polhemus 3Space FASTRAK®（Polhemus Inc.，科尔切斯特，美国佛蒙特州），一种带有 MotionMonitor 软件（Innovative Sports Training, Inc.，芝加哥，伊利诺伊州，美国）的电磁运动分析系统用于跟踪和收集三维肩胛骨运动学。 三个传感器用胶带连接到肩峰和胸骨的平坦骨表面，并通过带胶带的维可牢尼龙搭扣带连接到外侧和内侧上髁之间的肱骨远端（图 1）。 其他传感器通过手写笔连接，以数字化骨性标志上的 3 维位置，包括胸骨切迹、剑突、C7 椎骨、T8 椎骨、T12 椎骨、前盂肱关节和后盂肱关节、肩锁关节、脊柱根部肩胛骨、肩胛骨下角以及外侧和内侧上髁，以构建肩关节复合体模型。 每个接收器将以 120 次更新/秒除以传感器数量的速率进行采样。

超声检查 (USG) 测量 带有 L154BH 线性阵列 4-15MHz 宽带换能器的 BenQ T3300 平板电脑超声系统（BenQ Medical Technology Corp.，台湾，台湾）将用于在 3 个主动外展位置（在 0 °、60° 和 90° 肩外展）。 实时成像将通过快速 B 模式扫描进行，以生成具有以下设置的图像：增益，66-68；动态范围，75；坚持，3； QScan，4，锐度和平滑；灰度图，3；色度0；转向角，0；和换能器，5.5 MHz。 本USG最小测量距离为1mm，误差小于±5%。

神经肌肉电刺激 (NMES) GM300TE COMBO NMES（台湾新北市金茂科技有限公司）是一款具有双通道和手动开关的便携式机器，将应用于 PM 和 TM。 根据之前的一项研究，肌肉力量的产生受刺激频率、脉冲宽度和强度的调节。 它随受激振幅和脉冲持续时间线性增加。 该装置的电子元件产生输出频率为 50 赫兹和脉冲宽度为 300 微秒的电脉冲。 在整个实验过程中使用同步 (S) 模式和不对称矩形波脉冲。 幅度设置为肌肉运动水平收缩，具有最大可耐受强度的自我感知。 强直刺激的时间为 7 秒，刺激之间的间隔为 20 秒，以避免肌肉疲劳。 两个圆形电极用于每个内收肌，以尽量减少对附近肌肉的刺激干扰。

表面肌电图 (sEMG) 将以 1000 Hz/通道的分辨率收集肌肉激活，分辨率为 16 位 A/D 转换器到 16 位 D/A 模拟转换器（型号 MP 150，Biopac Systems Inc.，Aero Camino Goleta，美国加利福尼亚州）。 该系统包括成对的氯化银圆形电极（直径：10 毫米；Ludlow Company LP, Chicopee, MA），电极间距离为 20 毫米（中心到中心）。 收集到的信号用 Grass AC/DC 放大器（型号 15A12，Astro-Med Inc.，West Warwick，RI，USA）放大，增益为 1000 dB，共模抑制比 (CMRR) 在 60 Hz 时为 86 dB , 以及 10 至 1000 Hz 的带宽 (-3 dB)。 全带宽数据（由数据采集和分析系统软件 AcqKnowledge、Biopac、Aero Camino Goleta、CA 捕获）使用均方根 (RMS) 算法减少，以生成有效采样率为每秒 50 个样本的包络。 计算每个任务的三个试验的平均值以进行数据分析。

力测量系统力敏测量系统（FlexiForce ELFTM，台湾新北市）结合了三个单点 FlexiForce B201 传感器、一个包含 USB 接口电子设备的手柄和 Windows 兼容软件。 三个圆形传感器（直径 9.53 毫米；厚度 0.203 毫米）能够检测低至（4.4-111 N)、中 (111-667 N) 和高 (667-4448 N) 水平。 这确保可以通过适当的传感器测量最大自主等长收缩期间的各种力。 当传感器检测到力时，软件会显示直方图、曲线图或检测到的力的数量作为实时生物反馈。 数据采集​​的采样率设置为 200 Hz。

程序要求男性受试者脱掉衬衫，要求女性受试者在整个实验过程中穿露背泳衣。 要求受试者分别针对定制铁环上的力传感器进行等长外展和内收最大等长收缩测试。 最大力同时记录为等长最大等长收缩任务期间的平均值。 然后通过 USG 探头在 3 个外展位置（静止位置、60° 和 90°）评估肩肱距离，并使用围绕肱骨远端的定制设计的动态测角仪。 USG 探头平行应用于肱骨干和前肩峰边缘的前部。 每个位置需要三个图像。 每幅图像之间间隔 20 秒可防止肌肉疲劳。 在 USD 成像之后，在用酒精擦拭干净并擦洗以降低皮肤阻抗后，将 sEMG 电极放置在大圆肌和胸大肌上。 放置电极后，受试者将他/她的手臂悬挂在中立的坐姿中，力测量传感器接触手腕。 根据实时力值反馈，每个受试者分别以 60% 的最大力执行等距外展和内收任务的五次试验。

之后，在 5 个试验中通过 FASTRAK 测量手臂抬高过程中的肩胛骨运动学。 首先，物理治疗师连接传感器以建立肩部的局部坐标系。 然后操作员要求受试者抬高手臂以确保角度超过 90°，并收回肩胛骨以确认系统上显示的肩胛骨内/外旋转的轴向方向。 其次，指示受试者在 3 秒内以舒适的速度将手臂尽可能高地抬高，然后慢慢将手臂降低到起始位置。 设置为 1 Hz 的可听节拍器用作海拔任务期间的提示。

所有受试者都被要求使用 NMES 执行相同的评估。 NMES 应用于大圆肌或胸大肌的顺序将是随机的。 所有最佳 NMES 附件都通过电机点笔的招募活动得到确认。 随后，确保并记录三个外展位置的最大可容忍强度。 然后在 NMES 期间对目标内收肌之一执行手臂抬高期间的肩胛运动学和特定手臂位置的肩峰距离测量。 在肩肱距离测量期间，要求受试者在每次试验中使用 NMES 保持特定手臂位置至少 3 秒。 此外，在手臂抬高期间的肩胛运动学跟踪期间，NMES 持续至少 7 秒。 评估后休息 10 分钟后，对另一块内收肌进行 NMES。 在 NMES 刺激之后，受试者立即进行共同收缩评估。 在 NMES 之前和之后立即收集等距外展和内收的肌肉活动数据。 然后分析上臂抬高过程中的肩胛骨运动学数据以及静止位置和肩外展60°和90°时的肩肱距离数据。

统计分析 数据将在社会科学统计软件包 (SPSS) 第 22 版（国际商业机器公司，美国纽约）中进行分析。 Shapiro-Wilk 测试用于测试正态性。 对于正态分布，将使用双向方差分析（3 个条件 x 3 个肩峰距离测量位置和 3 个条件 x 6 个肩胛骨运动学位置）。 双尾测试的 alpha 水平设置为 0.05。 在没有正态分布的情况下，非参数检验（弗里德曼检验）用于数据分析。 通过 t 检验或 Wilcoxon 符号秩检验比较基线和 NMES 后立即之间的共同收缩率，无论分布是否正常。