脑性瘫痪是指发生于发育中胎儿或婴幼儿脑部，非进行性损伤导致的可引起活动受限的运动和姿势发育性持续障碍的一组疾病，常伴有感知觉行为障碍及继发性肌肉骨骼变形等问题。痉挛型脑瘫为最常见脑瘫类型，约占70％。痉挛型脑瘫患儿随着年龄的增长，其痉挛肌群与拮抗肌群的肌力失衡现象越趋明显，特别是运动功能发育到最高峰之后，其功能障碍反而有可能加重，并导致恶性循环，其相关的具体机制目前尚未明确，但有研究显示这与神经性和肌肉性的因素均有明显的相关性，而且还可能与内分泌、营养以及机械因素有关，由此可知脑瘫患儿肌肉发育受到多因素的调控且机制复杂。因此，若能准确了解脑瘫患儿的肌肉形态特点及发展规律，并针对性进行干预，使肌肉与骨骼尽可能匹配生长，则有可能使患儿的继发性肌肉骨骼畸形发展最小化，甚至可防止出现畸形。　　肌肉的形态结构特征与其收缩发力密切相关。有研究显示肌肉形态与肌力有密不可分的关系，尤其在儿童力量增长的过程中显著相关，但与性别无相关性。肌厚度（muscle thickness）、肌束长度（fascicle length）和羽状角度（pennation angle）是衡量肌肉功能中最常见的指标。现有关于脑瘫肌肉形态结构特征的研究结果不一致，一方面，有文献报道并非所有脑瘫患儿的肌长度都会明显缩短，甚至有学者认为他们的肌长度没有显著差异；另一方面，有人指出与正常儿童肌和偏瘫患儿未受累肢体肌比较，痉挛肌的肌长度明显缩短。综上可知，关于脑瘫患儿的肌形态结构特征仍未充分了解，研究结果尚存在明显争议，这或许与研究对象的年龄、痉挛的受累程度、个体发育以及肌肉测量技术尚未统一等因素有关，因此迫切需要进一步研究以提供客观科学的参考数据。　　肢体痉挛是当前脑瘫康复治疗中最迫切需要解决的问题之一，目前针对痉挛的治疗方法主要有物理治疗、矫形器、药物和手术等，它们各有特点，其中物理治疗虽然基本无不良反应，但见效慢、证据水平较低；口服抗痉挛药物的不良反应较大，且脑瘫患儿出现局部肢体痉挛的居多，口服抗痉挛药物之后可能会导致全身肌张力下降从而影响其活动功能，故甚少应用；苯酚和乙醇神经阻滞可能会造成永久性周围神经感觉障碍，故在脑瘫中应用较少；手术治疗的短期疗效较明显，但手术时机的选择很重要，若过早手术，对患儿的长期影响可能偏负面，并且手术的创伤及风险较大，故应用时需慎重。因此，选择安全而有效性、不良反应小的抗痉挛治疗方法十分重要。现有研究推荐A型肉毒毒素（botulinum toxin A，BTX-A）注射可作为脑瘫患儿痉挛管理的优选治疗手段。但对BTX-A注射后肌形态变化的影响尚不清楚，且研究结果不一致。有动物实验提示BTX-A注射后可引起明显的肌肉萎缩和肢体功能下降。此外，有研究显示BTX-A注射可改善脑瘫患儿的腓肠肌体积、肌束长度和生理横截面积。迄今，脑瘫患儿的肌形态特征仍有很多未知之处，并且BTX-A治疗对脑瘫患儿肌肉形态及生长发育的影响仍然不清楚。　　目的:（1）利用超声检测技术分析比较痉挛型脑瘫患儿与正常同龄儿童的小腿肌形态的特征和差异；（2）观察BTX-A注射对痉挛型脑瘫患儿小腿三头肌和胫前肌的生长发育的影响，并分析肌形态的变化与临床功能的相关性，以期为BTX-A治疗可改善脑瘫肌肉骨骼的匹配生长提供客观的科学依据。　　方法:　　第一部分痉挛型脑瘫患儿与正常同龄儿童的肌形态结构对比分析　　1.研究设计　　本研究为横断面研究（试验注册号：ChiCTR-IPR-14005660），家长签署知情同意书（见附录1）后，根据年龄匹配原则将研究对象分为三组：①痉挛型偏瘫组（健侧组和患侧组）；②痉挛型双瘫组；③正常儿童对照组。　　2.研究对象　　2.1脑瘫患儿入选标准　　（1）符合痉挛型偏瘫和双瘫的诊断和分类标准[2]；（2）GMFCSⅠ-Ⅲ级，存在较明显的尖足步态；（3）年龄2-13周岁；（4）在此研究前至少6个月内未进行过BTX-A注射治疗；（5）双下肢踝关节没有固定挛缩或畸形，双下肢未进行过或在研究期间内不准备接受任何骨科或矫形手术治疗；（6）家长能够配合研究并签署知情同意书；（7）没有与脑瘫不相关的其它疾病，如未控制的癫痫发作；（8）在本研究前6个月内没有接受过化学去神经注射治疗，如巴氯芬鞘内注射、苯酚、乙醇阻滞等。　　2.2正常对照儿童入选标准　　（1）无发育落后及运动障碍史；（2）无明显姿势和步态异常，如O型腿、X型腿、小腿内收内旋、足内、外翻等；（3）年龄2-13周岁；（4）无相关神经系统疾病病史（如癫痫）；（5）不存在下肢有骨折、手术、累及肌肉的软组织损伤及肌病等影响步行能力的病史。　　2.3入选对象　　选择2014年12月-2015年12月，在广州市妇女儿童医疗中心康复科的痉挛型偏瘫及双瘫患儿共97例，其中49例不符合入选标准故剔除，最终进入资料分析的有48例痉挛型脑瘫患儿（男30例，女18例），其中痉挛型偏瘫组和痉挛型双瘫组各24例，GMFCS等级为Ⅰ-Ⅲ级。此外选择身体发育状况良好并与入选脑瘫患儿年龄相匹配（±1岁）的正常儿童24例（男12例，女12例），作为正常儿童对照组。　　3.研究方法　　记录三组的年龄、性别、身高、体重、小腿长度及围度。痉挛型偏瘫组和双瘫组均记录双侧小腿长度及围度，正常儿童对照组仅记录右侧的小腿长度及围度。对痉挛型偏瘫组和双瘫组进行小腿痉挛程度、粗大运动功能和日常社会生活能力测评；本研究选用改良Ashworth量表（modified Ashworth scale，MAS）及改良的Tardieu量表（modified Tardieu scale，MTS）评定小腿痉挛程度，采用粗大运动功能量表（gross motor function measure, GMFM）进行粗大运动功能测评，采用婴儿-初中生社会生活能力量表进行日常社会生活能力评定。　　本研究采用西门子ACUSON S2000彩色多普勒超声诊断仪对所有研究对象的小腿（内侧腓肠肌、外侧腓肠肌、比目鱼肌、胫前肌）进行肌厚度、肌束长度和羽状角度的检测，其中对痉挛型偏瘫组及痉挛型双瘫组均测量双侧小腿，正常儿童对照组测量右侧小腿，进行数据分析时痉挛型双瘫组肌形态数据取双侧平均值，痉挛型偏瘫组则分为健侧与患侧两个子组进行分析。　　采用One-Way ANOVA比较三组的一般资料、临床测量结果及肌形态参数的差异，若方差齐，则采用Bonferroni法进行两两比较，若方差不齐，则采用Tambane’s T2法进行两两比较，其中对于小腿痉挛程度和肌形态参数的对比中，痉挛型双瘫组数据为双侧均值，痉挛型偏瘫组数据分为健侧及患侧两个子组数值，正常儿童对照组为右侧小腿数值，因此分为四组对比；采用卡方检验比较三组性别及实验组间GMFCS水平差异；肌形态参数与小腿痉挛程度、步行能力及社会生活能力的相关性采用Pearson相关（符合双正态分布数据）或Spearman’s秩相关（非双正态分布数据）分析；双侧检验，设定P<0.05为差异有统计学意义。　　结果:　　1.痉挛型偏瘫组健侧和患侧比较　　健侧和患侧比较，其胫前肌（P=0.002）、内侧腓肠肌（P=0.02）和比目鱼肌（P=0.01）的肌束长度，内侧腓肠肌厚度（P=0.017）、羽状角度（P=0.038）的差异均有统计学意义。　　2.痉挛型偏瘫组与正常儿童对照组比较　　与正常儿童对照组比较，痉挛型偏瘫组患侧的胫前肌（P=0.000）和内侧腓肠肌（P=0.017）的厚度，胫前肌（P=0.000）、内侧腓肠肌（P=0.000）、外侧腓肠肌（P=0.006）及比目鱼肌（P=0.000）的肌束长度，差异均有统计学意义。　　3.痉挛型偏瘫组与痉挛型双瘫组比较　　与痉挛型双瘫组比较，痉挛型偏瘫组患侧的内侧腓肠肌厚度（P=0.000），偏瘫组健侧胫前肌（P=0.004）、内侧腓肠肌（P=0.001）、外侧腓肠肌（P=0.001）和比目鱼肌（P=0.004）的肌束长度，胫前肌（P=0.003）和外侧腓肠肌（P=0.022）的厚度，差异均有统计学意义。　　4.痉挛型双瘫组与正常儿童对照组比较　　与正常儿童对照组比较，痉挛型双瘫组小腿的胫前肌（P=0.000）、内侧腓肠肌（P=0.01）、外侧腓肠肌（P=0.000）和比目鱼肌（P=0.004）的厚度，胫前肌（P=0.000）、内侧腓肠肌（P=0.000）、外侧腓肠肌（P=0.000）和比目鱼肌（P=0.000）的肌束长度，差异均有统计学意义。　　5.肌形态与临床功能的相关性　　屈膝状态下踝关节MTS差值与内侧腓肠肌肌束长度（r=0.251, P=0.034）呈正相关；GMFM得分与外侧腓肠肌肌束长度（r=0.414, P=0.003），比目鱼肌厚度（r=0.402, P=0.005）呈明显正相关；社会生活能力量表原始分得分与胫前肌（r=0.411, P=0.004）、内侧腓肠肌（r=0.436,P=0.002）外侧腓肠肌（r=0.488, P=0.000）和比目鱼肌（r=0.444, P=0.002）的厚度，内侧腓肠肌（r=0.341,P=0.018）、外侧腓肠肌（r=0.370, P=0.01）和比目鱼肌（r=0.316, P=0.029）的肌束长度呈明显正相关。　　第二部分 A型肉毒毒素注射对痉挛型脑瘫患儿小腿肌肉生长发育影响的前瞻性研究　　1.研究设计　　本研究为自身前后对照试验。应用BTX-A注射脑瘫患儿的小腿三头肌，并进行物理治疗，选用超声检测技术观察患儿的胫前肌、内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌治疗前后的生长发育变化。　　2.研究对象　　2.1入选标准　　（1）符合痉挛型偏瘫和双瘫的诊断和分类标准；（2）GMFCSⅠ-Ⅲ级，存在较明显的尖足步态；（3）年龄2-7周岁；（4）在此研究前至少6个月内未进行过BTX-A注射治疗；（5）双下肢未进行过任何骨科或矫形手术治疗；（6）家长能够配合研究并签署知情同意书。　　2.2排除标准　　（1）患有与脑瘫不相关的其它疾病，如未控制的癫痫发作；（2）患者下肢踝关节固定挛缩或畸形，在本研究之前接受过或在研究期间内准备接受骨科手术等治疗；（3）在本研究前6个月内曾接受过化学去神经注射治疗，如BTX-A、巴氯芬鞘内注射、苯酚、乙醇阻滞等。（4）在本研究前半个月内无发热、上呼吸道感染等情况。　　2.3入选对象　　根据入选标准，选择2014年12月-2016年3月在广州市妇女儿童医疗中心康复科门诊，进行小腿三头肌BTX-A注射治疗的痉挛型脑瘫患儿40例，研究过程中失访7例，最终完成本研究进入资料分析的共有33例患儿（男19例，女14例），其中痉挛型偏瘫10例，痉挛型双瘫23例，年龄最小为2岁，最大为7周岁，GMFCS等级为Ⅰ-Ⅲ级。　　3.研究方法　　3.1结局测评　　痉挛型脑瘫患儿分别在接受注射前1周内、注射后2周、注射后3个月和6个月进行临床功能评估和小腿肌形态的超声检测（包括胫前肌、内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌的厚度、羽状角度和肌束长度）。采用GMFM（D、E）评定步行技能；采用MAS和MTS评定小腿痉挛程度；采用婴儿-初中生社会生活能力量表评定日常社会生活能力。　　3.2 BTX-A注射　　本研究采用美国产的保妥适?BTX-A和兰州产的衡力?BTX-A进行注射，由患儿家长自由选择，最终入选对象中选择保妥适有23例，选择衡力有10例。利用经皮电刺激引导定位，本研究注射剂量为每公斤体重不超过15U的BTX-A，每位点注射最大量为10U，每个位点注射药液容积0.2ml，注射总剂量每人不大于400U。10例痉挛型偏瘫患儿接受BTX-A注射的下肢痉挛肌群有：腘绳肌4例，小腿三头肌10例；23例痉挛型双瘫患儿接受BTX-A注射的下肢痉挛肌群有：大腿内收肌7例，腘绳肌6例，小腿三头肌23例。注射后患儿均无明显的不良反应，患儿在注射后1天即开始接受物理治疗。在23例痉挛型双瘫患儿中，有22例均进行双侧注射，有1例仅对右侧小腿三头肌进行注射；10例痉挛型偏瘫患儿进行了患侧注射，总注射肢体数为55。　　3.3物理治疗　　BTX-A注射治疗后，患儿在医院接受2周的常规物理治疗，持续进行2周的院内康复后，指导家长及患儿按家庭康复训练计划归家进行家庭康复，训练时间延长至每天2小时，连续6个月。康复治疗师根据患儿的功能状况，制定针对性的康复治疗计划，具体内容包括牵伸跟腱及痉挛肌群、股四头肌力量训练、站立与步行训练、蹲起和坐起训练、搭桥、痉挛肌治疗仪、油缸踏步器、配戴AF O等。　　3.4统计学分析　　采用重复测量方差分析比较患儿治疗后2周、3个月和6个月的结果与治疗前的差异，经Mauchly球形检验，若P<0.05,不满足协方差矩阵球形检验，需要对结果进行校正，采用Greenhouse-Geisser校正；肌形态参数与MAS、MTS角度差（R2-R1）、GMFM得分、社会生活能力量表原始分的相关性比较采用Pearson相关（符合双正态分布数据）或Spearman’s秩相关（非双正态分布数据）分析。双侧检验，设定P<0.05为差异有统计学意义。　　结果:　　1.肌形态变化　　患儿的胫前肌肌束长度在治疗后3个月、6个月分别与治疗前比较，有明显增长（P<0.05）；内、外侧腓肠肌厚度在治疗后各个时间点，分别与治疗前比较，均可见明显增大（P<0.05）；内、外侧腓肠肌羽状角度在治疗后3个月与治疗前比较有明显增大（P<0.05）；内侧腓肠肌肌束长度在治疗后6个月与治疗前相比，可见明显增长（P<0.05）；比目鱼肌厚度在治疗后2周与治疗前比较，可见明显增大（P<0.05），其羽状角度在治疗后3个月、6个月分别于治疗前比较，均见明显减小（P<0.05）。　　2.小腿痉挛程度、粗大运动功能和日常社会生活能力的变化　　患儿的踝关节肌张力的（MAS得分）在治疗后2周、3个月和6个月均有显著下降（P<0.05）；在伸膝、屈膝状态下对患儿进行踝关节MTS测量，所得角度差值在治疗后各时间点与治疗前对比可见显著减小（P<0.05）。粗大运动功能（GMFM得分）治疗后与治疗前比较可见显著改善，差异均有统计学意义（P<0.05）。患儿的婴儿-初中生社会生活能力量表得分，在治疗后2周、3个月和6个月，与治疗前比较可见显著提高，差异均有统计学意义（P<0.05）。　　3.肌形态与小腿痉挛程度、粗大运动功能变化和日常社会生活能力变化的相关性　　经Spearman’s秩相关性分析，治疗后3个月，伸膝下踝MTS角度差变化值与比目鱼肌肌束长度变化值呈负相关（P<0.05），与比目鱼肌羽状角度变化值成正相关（P<0.05）；屈膝下踝MTS角度差变化值与比目鱼肌肌束长度变化值呈负相关（P<0.05）；治疗后2周，比目鱼肌羽状角度变化值与踝MAS得分变化值呈正相关（P>0.05）；治疗后3个月，内侧腓肠肌肌束长度变化值与踝MAS得分变化值呈负相关（P<0.05）；治疗后6个月，伸膝状态下MTS角度差变化值与比目鱼肌羽状角度变化值呈正相关（P<0.05）,与内侧腓肠肌羽状角度变化值成正相关。治疗后6个月，患儿的粗大运动功能的改善（GMFCS等级）与内侧腓肠肌厚度的增长呈正相关（P<0.05）。治疗后3个月患儿的日常社会生活能力（婴儿-初中生社会生活能力量表原始分得分）的提高与比目鱼肌羽状角度呈负相关（P<0.05）。　　结论:　　1.痉挛型偏瘫患儿患侧胫前肌、内侧腓肠肌的肌厚度均明显小于正常同龄儿童；痉挛型偏瘫患儿患侧胫前肌、内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌肌束长度明显短于正常同龄儿童；痉挛型双瘫患儿胫前肌、内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌厚度和肌束长度均明显小于正常同龄儿童；痉挛型双瘫患儿胫前肌和外侧腓肠肌厚度明显小于偏瘫患儿健侧；正常同龄儿童的比目鱼肌和内侧腓肠肌羽状角度明显小于痉挛型偏瘫患儿患侧，痉挛型偏瘫患儿内侧腓肠肌的健侧羽状角度明显小于患侧；提示痉挛型脑瘫患儿肌肉发育及肌肉功能明显弱于正常同龄儿童，且痉挛型双瘫患儿的肌肉发育及功能明显弱于偏瘫。　　2. BTX-A注射结合物理治疗可明显增加痉挛型脑瘫患儿的胫前肌厚度、肌束长度以及腓肠肌厚度，且6个月内的肌束长度和肌厚度平均增长约为6%，提示该治疗可明显改善患儿的肌肉生长发育。　　3.脑瘫患儿比目鱼肌厚度、外侧腓肠肌肌束长度与粗大运动功能呈正相关，内侧腓肠肌厚度变化值与粗大运动功能的变化值呈正相关；比目鱼肌肌束长度与日常社会生活能力呈正相关，其变化值与小腿痉挛程度的变化值呈负相关；比目鱼肌羽状角度变化值，与小腿痉挛程度的变化值呈正相关，与日常社会生活能力的变化值呈负相关；提示脑瘫患儿肌形态的改善与其肢体痉挛、运动功能和社会生活能力的提高密切相关。