山东体院与哈佛大学、佐治亚南方大学联合开展周围神经病变的霍夫曼反射研究

山东体育学院宋祺鹏教授，哈佛大学Brad Manor教授，佐治亚南方大学Li Li教授等人开展合作，联合进行了周围神经病变的霍夫曼反射研究。该研究实证了相较于常用的比目鱼肌，腓肠肌外侧头可以在负重及运动状态为外周神经病变老年人提供更可靠，重复性更好的霍夫曼反射数据。研究成果Lateral Gastrocnemius Is More Reliable than Soleus in Hoffmann Reflex Tests among Elderly with Peripheral Neuropathy被SCI期刊《老年神经科学前沿》（Frontiers in Aging Neuroscience）接收，影响因子5.750。

尽管名为周围神经病变，此病症除了累及周围神经外，还会引起中枢神经的可塑性变化，表现为脊髓处中间神经元敏感性和兴奋阈值的变化。这种中枢性变化会引起单突触牵张反射的潜伏期和振幅改变，这些信号可以被霍夫曼反射捕捉。因此，霍夫曼反射是观察外周神经病变中枢适应性变化的窗口，负重及运动状态的霍夫曼反射数据可以反映中枢神经调控肌肉运动的原理，解答躯体感觉的重新加权对外周神经病变患者姿势控制的影响。

图1. 霍夫曼反射示意图

然而，周围神经病变引发了感觉及运动神经结构性退化，因此很难在周围神经病变人群中获取可靠的霍夫曼反射数据。此外，霍夫曼反射易外界条件的影响，温度，身体姿势，运动强度，心理状态甚至身体末端的细微动作均会引起反射数据的偏移。因此，在负重及运动状态测量霍夫曼反射难上加难。2015年路易斯安那州立大学研究团队的数据指出负重状态霍夫曼反射中H/M比率指标的ICC指数仅为0.21，显示数据的可靠性很差。

山东体院，哈佛大学和佐治亚南方大学的联合团队更新了实验方案来攻克此项难关。在最新的实验中，团队使用0.5ms的方波取代1ms方波对胫神经进行电刺激，并将原来恒压的刺激方式改为了恒流。较短的刺激时间减少了反射性干扰的可能性，恒定的电流降低了的刺激信号的变异性。此外，团队还对小腿三头肌的三块肌肉，即比目鱼肌，腓肠肌内/外侧头同时进行了测试，以期找到稳定性更好的目标肌肉。

图1. 刺激电极及肌电电极粘贴位置

为了测量到运动过程中的稳定数据，团队研制了Foot Switch软件进行步行过程中的电刺激测试。该系统可以自动搜集个性化的步态信息，以保证电刺激发生在特定的步态时相中。

图2. 步行测试流程图

最终，团队在外周神经病变患者负重及运动状态检测到了可靠，重复性好的霍夫曼反射信号。具有启发意义的是，这些信号存在于腓肠肌外侧头，而不在常用的比目鱼肌。腓肠肌外侧头霍夫曼反射中H-index指标的ICC范围为0.713 ~ 0.871, H/M ratio指标的ICC范围为0.856 ~ 0.958；而比目鱼肌H-index指标的ICC范围为0.486 ~ 0.737, H/M ratio指标的ICC范围为0.263 ~ 0.702。团队猜测这一现象是由外周神经病变由远端向近端测累进的特点造成的。相对于腓肠肌，比目鱼肌更靠近肢体远端，因此其收到周围神经病变的影响更大，这可能导致了难以在此肌肉取得可靠信号。

该研究为进一步进行外周神经病变霍夫曼反射的相关研究提供了理论和实践基础。