李范玲，张惠佳，李欣，王跑球，方科，刘宏，文捷，曾鸣，唐仲文

生长痛患儿小腿肌肉表面肌电图研究①

李范玲1，张惠佳2，李欣1，王跑球2，方科1，刘宏1，文捷1，曾鸣1，唐仲文1

目的采用表面肌电技术比较生长痛患儿与正常儿童站立、提踵时小腿肌肉肌电活动的差异。方法32例伴有旋前足的生长痛患儿作为生长痛组，32名正常儿童作为对照组。所有受试者均测试站立与提踵时胫前肌、腓骨长肌、腓肠肌内侧头、胫骨后肌表面肌电信号。结果站立时，生长痛组腓骨长肌均方根值(RMS)较对照组明显增加(P＜0.01)；提踵时，生长痛组腓肠肌RMS值较对照组降低(P＜0.05)，胫骨后肌RMS较对照组明显增加(P＜0.01)。结论伴有旋前足的生长痛患儿在站立和提踵时小腿肌肉肌电活动会发生相应改变。

生长痛；立姿跟骨休息位；旋前足；表面肌电图；均方根值

[本文著录格式]李范玲，张惠佳，李欣，等.生长痛患儿小腿肌肉表面肌电图研究[J].中国康复理论与实践,2015,21(3): 311-314.

CITEDAS:Li FL,Zhang HJ,Li X,et al.Surface electromyography of calf muscle in children with growing pains[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):311-314.

生长痛是儿童骨科门诊常见病，发生机制不十分明确。我们临床检查发现，大部分生长痛患儿存在下肢力线异常，尤其是足部力线异常[1]。我们随机选取伴有旋前足的生长痛患儿与正常足非生长痛儿童进行表面肌电(surface electromyography,sEMG)测试，分析站立和提踵(踮足)时两组儿童小腿肌肉的肌电活动差异，探讨生长痛患儿足部力线与肌体表面肌电之间的关系，以期为临床治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2012年9月～2013年10月在本院小儿骨科门诊确诊为生长痛且伴有旋前足的患儿179例(3～7岁)进行编号，采用单纯随机抽样法选取随机数字对应编号的32例作为生长痛组。将同期在本院小儿骨科门诊就诊的3～7岁非生长痛且足部力线正常的儿童58例进行编号，采用单纯随机抽样法选取随机数字对应编号的32例作为对照组。两组儿童年龄、性别、身高、体重无

显著性差异(P＞0.05)，后距跟角有显著性差异(P＜0.05)。见表1。

1.2 诊断标准

生长痛：①发作年龄3～12岁；②疼痛发生于白天晚些时候或晚间，能自行缓解；③可能几天、几周或几个月不发生疼痛；④疼痛3个月以上；⑤疼痛部位为双侧大腿、小腿和膝关节处，活动不受限，不伴跛行；⑥体格检查无骨科异常、红肿、压痛、局部外伤、感染或关节活动度减少；⑦实验室检查结果均在正常参考值以内[2-4]。

旋前足：围绕足的长轴旋转的足部运动，脚底平面朝向外侧时称为旋前[5]。立姿跟骨休息位(relaxed calcaneal stance position,RCSP)跟腱轴线与足跟部中轴线向外侧所形成的夹角增大，即后胫距跟角＞8°时诊断为旋前足。

1.3 测试方法

采用Flexcomp表面肌电测试系统(加拿大THOUGHT TECHNOLOGY公司)，测试电极为一次性Triodes干电极，圆形，总直径约5.6 cm，电极直径约1.0 cm，记录电极与参考电极的中心距离2.0 cm。

测试在表面肌电图室进行，室温25℃。受试者暴露双侧小腿，75%医用酒精局部擦拭皮肤充分脱脂。电极放置于6个待测肌肉(左右侧胫前肌、腓骨长肌、腓肠肌内侧头)肌腹最丰满处，并与肌纤维长轴方向平行，另2个电极置于双侧内踝上方胫骨后肌体表投影处。

站立位测试要求：受试者双脚开立，与肩同宽，脚尖朝前平行站立，身体正直，全身放松，持续时间30 s，取信号最平稳波段20 s分析。

提踵测试要求：初始体位站立位，双脚开立与肩同宽，身体正直，双足脚后跟同时踮起至最高处，维持时间＞5 s，再恢复站立位。采集从初始体位回到初始体位整个过程sEMG，对执行提踵动作至维持提踵姿势共5 s的信号进行分析。

所有测试均由同一人操作。测试前让受试者尽量放松，讲解和示范要完成的动作。测试时，受试者听口令执行动作，每个动作执行3次并记录保存，每次动作完成后休息2 min。

采用仪器自带的信号处理软件BioNeuro Infiniti系统对所采集的sEMG进行均方根(root mean square, RMS)处理，得到站立、提踵时所测肌肉的平均RMS。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 站立

与对照组相比，生长痛组腓骨长肌RMS明显增大(P＜0.01)。见表2。

对照组腓肠肌内侧头RMS较腓骨长肌增大(t=-3.17,P=0.002)，而生长痛组腓骨长肌、腓肠肌内侧头之间RMS无显著性差异(t=-1.55,P=0.13)。

2.2 提踵

与对照组相比，生长痛组腓肠肌内侧头肌电活动减少(P＜0.05)，胫骨后肌电活动明显增加(P＜0.01)。见表3。

表1 两组儿童一般资料比较

表2 站立时两组各肌肉RMS比较

表3 提踵时两组各肌肉RMS比较

3 讨论

生长痛是指反复发作的双下肢间歇性疼痛，尤其以小腿、膝关节及其周边部位为重。人们最初认为生长痛是由于生长速度过快导致。但研究发现，生长痛患儿大部分处于青春期前，2～12岁儿童发病率为6%～49%[6]，学龄前儿童发病率可达36.9%[7]，而青春期才是生长速度最快的阶段。Morandi等研究发现，生长痛患儿的生长速度与碱性磷酸酶值均处于正常范围，与非生长痛儿童并无明显差异[8]。我们研究也显示，生长痛患儿与正常儿童身高并无明显差别。因此，“生长痛”这一术语似乎不妥，应该有其他因素导致生长痛的发生。

当前生长痛存在3种病因学理论，分别为疲劳、解剖学和情感因素[3]。疲劳理论最早由Bennie提出，其认为“小腿白天需要完成不同寻常的工作量”，由于疲劳而诱发肌痛，是“对肌肉过度活动提出的本能抵抗”[2]。解剖学理论由Hawksley提出，认为腿痛是由于与扁平足、膝外翻或内翻、股骨前倾、胫骨过度扭转或肢体不等长等有关的姿势缺陷造成的[2-3]。情感因素由Naish和Apley提出，认为情绪困扰常见于生长痛患儿，是对家庭情绪困扰反应模式的一种表达[9]。这3种理论都未经研究证实。

根据跟骨相对于小腿在冠状面的姿势，足姿势可分为旋前、旋后和中立位[10]。旋前包括足的外展、背屈和外翻3个动作[5]。RCSP和立姿跟骨中立位(neutral calcaneal stance position,NCSP)是足静态评估的核心要素，并直接影响矫形处方的制定[10]。旋前足表明更大的后足外翻和中足矢状面运动[11]，具体表现为承重位时跟骨外翻，内侧纵弓降低，冠状面前足外展，跟腱缩紧；非承重位时，足弓看似正常；步行时，旋前足患儿被认为缺乏推进力及低效步态[12]。生物力学观点认为，异常的足姿势或足功能会改变下肢功能力线和肌肉激活模式，并推测足过度旋前导致小腿过度内扭转和骨盆过度前倾，同时改变膝关节活动，导致关节应力过度，对髋、膝关节产生影响[13-14]。后足过度外翻被认为是膝关节周围疼痛的一个危险因素[15]。

足异常旋前是扁平足、外翻足、柔韧性扁平足和外翻畸形足生物力线/病理学最重要的发现[16]。尽管人们认为旋前足(柔韧性扁平足)属于异常，并可能导致相关的下肢问题，但仅有少数学者对此进行研究。Chen等调查发现，27%的5～13岁儿童存在扁平足[17]。Benedetti等研究显示，柔韧性扁平足儿童后足外翻发生率为83%，前足外展发生率为22%[18]。

刘宏等对1789例生长痛患儿临床检查发现，所有患儿均存在下肢肢体和/或足部力线的改变，其中54.7%存在双旋前足伴不对称，28.7%存在单足旋前，22.8%存在双旋前足[1]。国外学者调查发现，90%的生长痛儿童存在下肢症状，部分儿童存在足过度旋前，推测承重期足的机械不稳定可能是引起儿童生长痛的一个重要因素，而对生长痛患儿采用鞋垫或矫形器治疗可以纠正这种不良姿势，减少疼痛发生[19]。通过临床实践，我们也认为生长痛可能与足的不良姿势有密切联系，或在迅速发育时步态不稳，足部力线异常使关节面受力不均匀，从而导致踝关节、膝关节不稳定而引起疼痛[20]。

我们通过临床检查发现，生长痛患儿下肢力线异常主要表现为旋前足，而提踵时RCSP通常能恢复正常。由于人体站立和提踵时主动肌均为小腿三头肌，腓骨长肌作为次动肌参与这些姿势维持；足外翻、内翻主动肌分别为腓骨长肌、胫骨后肌。基于以上研究，我们假设伴有旋前足的生长痛患儿在活动时，这些肌肉的肌拉力线方向会发生改变，从而导致肌电活动发生相应变化。因此，我们研究旋前足生长痛患儿在站立、提踵时这些肌肉的肌电活动，探讨其与生长痛之间的关系。

sEMG与肌肉的活动状态和功能状态之间存在不同程度的关联性，能在一定程度上反映神经肌肉的活动。RMS作为sEMG的时域指标，用于描述一段时间内肌电的平均变化特征，一般认为与运动单位募集程度和兴奋节律的同步化有关，间接反映肌肉收缩力大小[21]。

本组研究显示，旋前足生长痛患儿站立时腓骨长肌肌电活动水平增加，推测为适应后足外翻这种异常足部力线，腓骨长肌作为外翻主动肌，肌拉力线方向

发生相应改变，同时肌电活动增加。生长痛组腓骨长肌与腓肠肌内侧头RMS值相仿，而对照组腓骨长肌RMS则小于腓肠肌内侧头。参考杨唐柱等研究结果[22]，我们推测生长痛组站立时腓骨长肌可能存在肌电活动过度情况。

提踵时，生长痛组患儿腓肠肌内侧头肌电活动偏少，而胫骨后肌肌电活动过度。推测提踵时，在后胫距跟骨之间的解剖力线恢复过程中，为纠正后足外翻，作为完成提踵动作的次动肌和内翻主动肌的胫骨后肌肌拉力线方向发生相应改变，肌电活动代偿性增加，同时对腓骨肌和小腿三头肌产生有利影响，因而腓肠肌内侧头肌电活动减少。Evans等假设，旋前足类型需要胫骨后肌更多的收缩活动，同时对腓骨肌和小腿三头肌产生影响；进一步推测这些小腿肌肉由于附加的额外负荷而过度使用，从而导致腿痛[19]。这一假设也符合生长痛现有的两个理论——疲劳和解剖力线因素。

综上所述，对伴有旋前足的生长痛患儿与正常儿童进行表面肌电测试对比分析显示：站立时，旋前足生长痛患儿腓骨长肌肌电活动水平提高；提踵时，腓肠肌肌电活动减少，胫骨后肌肌电活动增加。推测足部力线异常时，肌肉活动的改变可能是导致出现生长痛的原因之一。

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Surface Electromyography of Calf Muscle in Children with Growing Pains

LI Fan-ling1,ZHANG Hui-jia2,LI Xin1,WANG Pao-qiu2,FANG Ke1,LIU Hong1,WEN Jie1,ZENG Ming1,TANG Zhong-wen1
1.Department of Pediatric Orthopedics,Hunan Province People's Hospital,Changsha,Hunan 410005,China;2. Department of Rehabilitation,Children's Hospital of Hunan Province,Changsha,Hunan 410007,China

Objective To compare the differences of electrical activity in calf muscle of children with growing pains from normal children when standing and heel raising.Methods 32 children with growing pains and foot pronation were as growing pains group,and 32 normal children as control group.All the children were measure with surface electromyography(sEMG)of tibialis anterior,peroneus longus, medial gastrocnemius and tibialis posterior when standing and heel raising.Results The root mean square(RMS)of peroneus longus increased significantly in growing pains group when standing(P＜0.01).The RMS decreased significantly in medial gastrocnemius(P＜0.05) and increased significantly in tibialis posterior(P＜0.01)when heel raising.Conclusion The characteristics of electrical activity in calf muscle is difference from the normal in the growing pains children with foot pronation during standing and heel raising.

growing pains;relaxed calcaneal stance position;foot pronation;surface electromyography;root mean square

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.016

R681.8

A

1006-9771(2015)03-0311-04

2014-10-31

2015-01-04)

1.湖南省教育厅课题(No.10C0969)；2.湖南省卫生厅课题(No.B2010-066)。

1.湖南省人民医院小儿骨科，湖南长沙市410005；2.湖南省儿童医院康复科，湖南长沙市410007。作者简介：李范玲(1986-)，女，汉族，湖南长沙市人，硕士，技术员，主要研究方向：表面肌电技术在儿童骨科疾病中的应用。通讯作者：刘宏(1957-)，男，汉族，江西南昌市人，教授，主任医师，主要研究方向：儿童骨科疾病。E-mail:liuhong35@sina.com。