面肌联动症的双侧肌肉激活模式:一项高分辨率表面肌电图研究

《Scientific Reports》:Bilateral muscle activation in postparalytic facial synkinesis: a cross-sectional high-resolution surface electromyography study

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对面瘫后遗症面肌联动症(FS)患者面部肌肉协调障碍的临床评估难题,采用高分辨率表面肌电图(HR-sEMG)技术,通过58个电极同步记录36例患者和36名健康对照在执行11种标准化面部动作时的双侧肌肉活动。研究发现FS患者不仅患侧肌肉出现异常协同收缩,对侧肌肉也呈现非生理性激活模式,提示FS是涉及整个面部神经网络的双侧协调障碍。该成果为个体化评估和治疗提供了客观依据,对改善患者生活质量具有重要意义。

  
当面部神经遭受严重损伤后,许多患者会面临一个令人困扰的后遗症——面肌联动症(FS)。这种疾病就像面部肌肉的"错误接线",当患者试图做出一个特定表情时,不仅目标肌肉会收缩,其他本应放松的肌肉也会不自主地跟着动起来。比如想微笑时眼睛却不由自主地闭上,或者想闭眼时嘴巴却跟着歪斜。这种不协调的肌肉活动不仅影响面部美观,更给患者的日常生活带来诸多不便,如吃饭、饮水困难,甚至导致社交障碍和心理压力。
目前临床上面肌联动症的评估主要依靠医生肉眼观察或使用Sunnybrook、eFACE等评分系统,这些方法虽然实用,但难以精确捕捉肌肉活动的细微变化。而传统的针极肌电图(EMG)虽然能客观记录肌肉活动,但通常只能同时监测少数肌肉,无法全面反映整个面部肌肉网络的复杂互动。正是为了解决这些局限,德国耶拿大学医院的研究团队在《Scientific Reports》上发表了这项创新研究。
研究人员采用高分辨率表面肌电图(HR-sEMG)这一先进技术,在受试者面部对称放置58个电极,同步记录36例面肌联动症患者和36名健康对照在执行11种标准化面部动作时的肌肉活动。研究设计采用横断面观察性病例对照研究,使用两种互补的电极布置方案:Fridlund方案基于面部肌肉解剖 topography 放置电极,Kuramoto方案则像脑电图(EEG)一样按固定间距对称排列电极。
通过线性混合效应模型(LMM)对肌电图振幅进行统计分析,比较患者患侧(定义为既往面瘫侧)、对侧与健康对照的肌肉活动差异。数据分析关注每个动作任务中"预期"(主要负责该动作的肌肉)和"非预期"(非主要参与肌肉)的激活模式,所有统计比较均经过Holm-Bonferroni多重检验校正。
研究结果
Fridlund方案下的面部肌肉激活模式比较
研究发现,每个面部动作都会引发几乎所有被测肌肉的复杂激活模式。健康对照中,肌电图活动在主要负责特定自愿动作的肌肉中最高。而在面肌联动症患者中,患侧肌肉在非预期参与该动作的肌肉区域显示出明显更高的活动度,且对侧肌肉也经常出现类似异常。
以用力闭眼(CEF)为例:健康对照的眼轮匝肌(OOc)活动最强,而患者患侧和对侧该肌肉活动均减弱。与此同时,患者下脸部肌肉(本不应强烈参与闭眼动作)却出现显著活动增强,对侧也可见类似模式。
在张嘴微笑(OMS)任务中:健康对照的口轮匝肌(OOr)和颧肌(Zyg)活动最强,而患者这些区域活动减弱。相反,上脸部肌肉如额肌(MF、LF)、皱眉肌(Corr)和降眉肌(DS)(本不应强烈参与微笑)在患侧呈现显著激活。
统计结果显示,大多数肌肉在几乎所有动作任务中,患者患侧与对侧、患侧与健康对照之间均存在显著差异,对侧与健康对照在许多任务中也存在显著不同。
Kuramoto方案下的激活模式比较
Kuramoto方案结果与Fridlund方案基本一致,再次证实了面肌联动症的双侧异常激活模式。在预期显示高活动度的电极位置,健康对照的活动高于患者;而在非预期区域,患者患侧和对侧均显示活动增强。
两种方案的主要差异在于统计显著性程度:Fridlund方案(采用双极导联,空间特异性更高)发现的显著差异更多,尤其是在下脸部;而Kuramoto方案(基于单极记录,更易受邻近肌肉串扰影响)在下脸部动作中的差异显著性较低,这与其下脸部电极覆盖较稀疏有关。
讨论与结论
本研究首次全面描绘了面肌联动症患者面部肌肉协调障碍的复杂模式,证实了该疾病涉及整个面部肌肉网络,而非仅限于少数特定肌肉。更重要的是,研究发现患侧面肌联动症会同时改变对侧肌肉的激活模式,使其不同于健康状态。
对侧肌肉的异常活动可能源于多种机制:跨中线神经再支配(对侧神经异常支配患侧肌肉)、脑干运动神经元兴奋性增高、皮质重组代偿,以及为维持面部对称性而产生的适应性调整。这些发现解释了为什么对侧面部不应简单称为"健康侧",而应称为"对侧"。
高分辨率表面肌电图技术相比传统评估方法具有明显优势,能够客观、全面地记录面部肌肉活动细节,避免单纯视觉评估的局限性。虽然该技术主要记录肌肉电活动而非机械运动结果,但通过与运动捕捉(MoCap)等技术结合,未来可实现更全面的面部运动功能障碍评估。
研究结果对临床治疗具有重要指导意义:面肌联动症的治疗策略不应仅针对患侧,还需考虑对侧肌肉的异常参与。肉毒毒素注射、生物反馈疗法等个体化治疗方案可基于高分辨率表面肌电图提供的精确肌肉活动图谱进行优化,从而提高治疗效果。
该研究的局限性包括单时间点测量、任务顺序固定可能引入顺序效应、未对振幅进行标准化处理,以及患者性别分布不均(81%为女性)可能影响结果普适性。此外,表面肌电图存在一定串扰问题,未来研究可采用独立成分分析(ICA)等先进信号处理技术进一步优化。
总之,这项研究深化了我们对面肌联动症病理生理机制的理解,强调其为双侧面部网络水平的协调障碍,为开发更精准的评估和治疗方案奠定了坚实基础。
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