肌电图学基本原理及应用课件

肌电图学基本原理及应用 北京大学第一医院神经内科 孙相如 1 一 运动单位的解剖生理： 1.运动单位(motor unit,MU)是指一 个运动神经元及其所支配的全部肌 纤维共同组成的结构，它包括运动 神经元（脊髓的前角细胞或颅神经 运动核的神经细胞、轴突（axon） 、神经肌肉接头和一组肌纤维。运 动单位在肌肉上所占的部位的大小 ，称为运动单位范围。 2 运动单位是肌肉收缩的最小功能单 位，运动神经元单次发放冲动，可 引起其轴突所支配的全部肌纤维同 步收缩。所记录到的电位，称为运 动单位动作电位。 (motor unit action potential,MUA P)。 3 2.神经支配比例：是指一个运动神 经元所支配的肌纤维数，用此来表 示运动单位范围的大小。 肱二头肌的神经支配比例是1：800， 即一个神经元支配800条肌纤维；如 此，臀大肌为1：100，腓肠肌为1： 1934，面肌1：5-7，眼肌、舌肌1： 3-7，颈阔肌1：25； 4 运动单位支配的肌纤维数目越少， 肌肉越灵活，能作精细动作；而运 动单位较大的肌肉，能产生较大的 肌力，亦较不灵活。 5 在病理情况下，运动单位范围及神 经支配比例会发生变化： 神经源性损害：运动单位范围增大 ，神经支配比例增大。主要由于正 常的前角细胞的神经纤维的远近端 ，以芽生的方式去支配坏变的前角 细胞所支配的肌纤维。 6 肌源性损害：由于运动单位中，肌 纤维的变性、坏死，使肌纤维的数 目减少，致使运动单位范围缩小， 神经支配比例减小。 7 8 9 3.运动单位兴奋的生理特征： （1） 不同步性：肌肉收缩的力量的大小 ，通过调节参加兴奋的运动单位的数量 来实现的。由于运动单位发放频率的不 同，因而在同一时间段落中，不同的运 动单位在不同的时间、相继参加兴奋， 活动终止的时间也不同。这样就能保证 肌肉受缩的平滑、稳定。 10 （2）运动单位兴奋的累增性：运动单 位可根据生理需要的不同改变参加 发放的运动单位的数量和频率。随 着肌力的增加，参加发放的运动单 位的数量和频率均升高；反之，均 下降。此与运动单位募集相关。 11 （3）运动单位的募集规律：一块肌 肉中，包含有各种大小发放阈值的 运动单位。 运动单位的募集是按着大小的原则 进行的，Henneman首先提出运动单 位募集(motor unit recruitment) 的大小原则(size principle)。 12 13 既在缓慢增加的肌肉收缩时，最先 募集的是小的、低阈值的运动单位 ，而后是大的、高阈值的运动单位 ，直至达到最大用力受缩。当轻微 受缩时，所有的运动单位以同样的 频率发放冲动，即5-10 Hz，强力收 缩的瞬间频率可达60-120 Hz。 14 二. 肌电图及神经电图 1肌电图(Electromyography,EMG)通过记 录肌肉静止和收缩时的电活动，以及记录 神经在刺激下的诱发反应，来判定： 肌纤维受神经支配的状态 肌纤维本身的状态 终板的功能状态 神经的传导 性 15 它主要用于下运动神经元损害。当 然，某些经皮层、脑干、脊髓的反 射对上运动神经元损害的功能改变 提供有价值的资料。 16 EMG检查可协助鉴别神经源性损害和 肌源性损害；用于各种肌肉病；在 周围神经病中区分轴索损害与髓鞘 损害，或混合性损害。确定神经损 伤和神经压迫的部位、程度和予后 ，以及判定神经吻合后功能恢复的 情况。 17 例如:耳源性面神经麻痹；研究眼肌 瘫痪的性质、咀嚼肌及下頜关节的功 能，膀胱、直肠括约肌的功能；研究 各种麻醉方法及药物的效果等，EMG 都是一种很好的工具。 18 2肌电图检查的特殊问题： 下列各种情况应避免EMG检查： 有血液病的患者，有出血傾向或血小板 明显减少到20000/mm者不宜行EMG检查； 有病毒或其它感染因子感染时，有可能 通过针极造成医源性传染。 19 装有心脏起波器的病人，在用电 刺激时，有一定的危险性，应该用 适当的地极。应用电刺激，离起波 器越近、刺激量越大，越容易引起 起波器的抑制。 不能耐受针极检查者。 20 3检查方法： （1）肌电图机的要求： 肌电图机由以下各部分构成：放大 器、示波器、扬声器、刺激器、记 录器及平均器六个主要部分构成。 每部分均有自己的技术指标供参考 。 21 （2）常用电极： 同心圆针极：用于检测运动单位 电位。有效面积0.07mm，可接触十 几条肌纤维 ，引导几十个肌电位； 单纤维针 极：电极面开口在针体侧 方，有效面积0.005-0.001mm，接 触1-2条肌纤维 。 22 表面电极：置于皮肤表面，记录整 块肌肉的电活动，用于记录诱发电 位、脊髓反射、不随意运动等。 复式电极：用于侧量运动单位范 围。 23 （3）肌电图的测定： 问病史、作神经系统检查,以决定 要检查的肌肉。原则上少作几肌肉， 又能说明问题。 24 .根据神经解剖中神经根、丛、周围神经 分布选择肌肉 .肌肉病从近端开始查； .活检前后的肌肉不用于肌电，肌电检查 后19天仍有损伤后的改变； .尽量选择在正常情况下很少受到损害的 肌肉，称为可靠的肌肉。 25 检查程序：先观察插入状态，而 后安静状态、轻受缩，轻收缩时可 同时观查同步现象、运动单位的发 放频率，而后是大力收缩。最后是 神经电图及各种反射的检查。 26 （4）神经电图：是检查神经冲动沿神 经传导性能的好坏的方法。 27 运动神经传导速度： 用双极表面电极刺激神经干远、近端； 刺激：用超强刺激，一般100-200V 或 10mA左右 持续时间0.2-0.3ms，频率1Hz，使不同 阈值的神经纤维均兴奋起来 测定方法： MCV=（S1M-S2M）10/T1 T2 （米/秒） 28 29 在神经干远近端用方形脉冲刺激， 在所支配的肌肉上记录诱发电位， 测定由刺激开始到出现诱发电位的 时间，称为潜伏期，再测定两刺激 点的距离，进行计算。 30 所得到的远端潜伏期是比较恆定的， 可以作为判定正常与异常的指标；其 次其包含复杂的内容： 31 刺激通过皮肤、皮下达到神经干的时间 ； 神经干接受刺激产生兴奋，并将兴奋转 化为神经冲动的时间； 神经干向远端传导冲动的时间； NM接头激发起肌肉的动作电位前的延 迟； 肌肉动作电位的潜伏期； 鉴于除神经传导时间外，其它时间均极 短，可忽略不计。 32 感觉神经传导速度： 1956年Dawson首先经皮肤记录了SCV，目 前常用的是顺行法，因为它和感觉神经 生理的传导方向一致。用指环电极在周 围感觉神经刺激，用表面电极或针极记 录，记录电极越接近神经干越好；刺激 强度最大20-50mA(0.2ms)病变的神经可 能需要80mA。1966年，Buchthal改进了 信噪比，应用了特殊的输入电路，及电 子学的平均法，在远近端均可记录。 33 34 传导速度各项指标的解释： 传导速度获得的结果，反映了神 经传导冲动的能力；诱发电位代表 神经纤维总和的传导，因此它是一 复合反应（包括快纤维及慢纤维） 。 35 刺激伪迹和诱发电位之间的时间潜 伏期（latency），代表最快纤维的传 导 诱发电位的波幅(amplitude)反映传导 纤维的数目及这些纤维同步的程度 诱发电位的持续时间(duration) 代表最快纤维与最慢纤维传导速度的差 异，如果各种纤维不同比例的减少，持 续时间延长，波幅下降，相数增加 36 （4） 重复频率刺激检查 用于检查N-M接头的功能，一般认为1- 5Hz的刺激为低频刺激，20-30Hz为常用的 高频刺激。低频刺激时，健康人递减不超 过5%-8%，因此递减超过15%以上认为有异 常。在患MG的病人中，通常递减最明显出 现在第4-6个波，所以用第5个波与第1个波 作比较，计算递减的百分比。 37 38 检查前停药12-18小时，特别是胆碱脂 酶抑制剂 刺激量7- 14倍阈值， 持续时间0.1-0.2ms 注意位置固定，有学者认为3Hz最有效 39 操作按下列顺序进行： 3Hz 持续3秒钟 休息2分钟 10Hz 持续1秒钟 休息2分钟 20Hz 持续1秒钟 休息2分钟 50Hz持续1秒钟 休息3分钟 分别在30秒、50秒、80秒观察恢复情况 。 递增超过100%以上有意义。 40 （5） F波与H反射 H 反射是低强度刺激下，经感觉纤维 传入、运动纤维传出的、经脊髓的单突 触的反射。F波是超强刺激下，经运动纤 维逆行传入，使1%5%的运动神经元兴奋 ，再由运动纤维传出，在肌肉记录的反 应。二者对诊断周围神经近端的神经根 病是很有价值的。H反射因为其变异性较 大，限制了它的应用。F波在健康人出现 率约为79%。二者潜伏期相近，但尚有许 多不同： 41 42 43 F波 H反射 刺激 超强刺激 低强度刺激， 较M大1/2 经路 运动传入 感觉传入 运动传出 运动传出 波幅 M/20 M/2 44 计算F波的传导时间： （F潜伏期-M潜伏期-1ms*）/2 * 在脊髓的延搁 计算F波传导速度： （C7刺激点的距离X10）/F波传导时间 45 应用自身对比的方法，评价F波的潜伏期是 否正常，建立一个F波的估测方法： F-EST=（2x距离*）/传导速度 +远端潜伏期 * 上肢 胸锁关节刺激点 下肢 剑突内踝 异常标准：上肢 F-EST+3ms 下肢 F-EST+5ms 46 47 48 （6） 运动单位数目的估测（MUNE） ： 49 50 三 正常肌电图 1插入电位：插入或挪动针极时，由于机 械刺激和损伤的作用，对神经轴突末端及 肌纤维产生刺激，而诱发的电位。这种猝 发的电位，持续时间短、瞬间即逝，示波 器上只能看到基线漂移。 51 终板噪声：终板是高度分化的肌纤维膜 ，对乙酰胆碱敏感。当针极邻近终板时 ，出现10-40V不规则的电活动，短时 限（0.5ms-2ms）、低波幅，扬声器中出 现海啸声，挪动针极即消失；另外，还 可以出现高频负电位。 52 2肌肉完全放松时，没有电活动，不出现 电位，示波器上为一平线，称为电静息 。此时应注意来自放大器、针极、和外 周的干扰信号。 3轻收缩时的肌电图：轻收缩可观察到孤 立的运动单位电位，它是运动单位电活 动的总和。 53 时限：反映肌纤维同步活动的程度，正 常运动单位电位的时限在5.0-12.0ms， 不同年龄、不同肌肉、不同疲劳程度， 以及使用不同电极，均会对时限有影响 。（请参阅正常值） 54 波幅：反映针极附近活动的肌纤维的数 目，波幅的正常范围200 5000V，手 小肌波幅较高，可达5000V；四肢大块 的肌肉一般不超过2000V。波幅与年龄 有关；与用力的大小、针极的位置关系 密切。距离相差0.5mm，波幅可相差十倍 。 55 波形：二、三、四相；双相和三相 占80%，单相15%，可有少量多相电 位，大多不超过8-12%，少数肌肉， 如胫前肌可达25%。针极和肌纤维的 位置关系，影响位相。 56 运动单位的发放频率：运动单位最初以3-8Hz 的频率发放，随着用力的增加，可达20-40Hz ；正常人所有的运动单位均以上述频率发放 ；发放频率可以不规律、也可恒定、也可迅 速改变。 如果轻收缩以平均5Hz的频率发放，那么 200ms中只发放一次，当肌力进一步增加时， 就会有第二个运动单位加入活动。 如果肌力增加时，第一个运动单位发放频率 增加，说明了运动单位数目减少。发放频率 作为前角细胞，通过中枢神经系统调节，所 表现的兴奋强度的指标。 57 4用力收缩的肌电图： 用力大小的不同，参加收缩的运动单位的数 目的不同： （1）轻收缩出现孤立的运动单位电位，称单 纯相。 （2）中等用力参加的运动单位数目增加，发 放频率也增加，肌电图上有些电位不能分开, 有些能分开，称为混合相。 （3）大力收缩各个电位交错密集，不能分出 单个运动单位电位，称为干扰相。 58 59 60 61 四 异常肌电图 肌电图的异常，只能反映一类疾 病的电生理改变，不能作病因诊 断。 62 （一）插入与安静 1插入电位延长：插入及挪动针极时，电 位并不立即消失，而持续一段时间，逐渐 地频率与波幅均有所减少、消失，称为插 入电位延长。其组成常由纤颤、正锐波、 高频负电位，以及正常的运动单位电位组 成。最常见的是在正锐波的基础上叠加有 纤颤电位，也最有意义。插入电位延长， 说明肌膜的兴奋性增高，常见于神经源性 损害。 63 2.肌强直发放：是插入电位延长一种特殊 形式，在插入或挪动针极瞬间产生的高 频猝发放电。肌强直发放的组成差异很 大，可由纤颤、正锐波和正常的运动单 位电位组成。放电频率和波幅逐渐增加 ，可达150次/秒，而后逐渐衰减至10次/ 秒而消失，一般呈低波幅，约300V。 重复插针肌强直发放持续时间越来越短 ，发放时可听到摩托车起动的声音。 64 65 66 肌强直发放是肌膜兴奋性增高的结果。 其原因：可由肌纤维膜本身的缺陷，钙 离子不足，影响了细胞膜对钾钠离子通 透性，膜对氯离子 渗透性下降。 67 肌强直发放为肌强直现象（包括先 天性肌强直、萎缩性肌强直、副肌 强直）的特殊表现，但在多发性肌 炎、进行性肌营养不良、少数周围 神经损伤、及运动神经元病、高钾 性周期性麻痹及Schwartz-Jampel综 合征也可见到。 68 3.纤颤电位：是单个肌纤维自发受缩 产生的电位，其发生的机理是去神 经支配的肌纤维，对循环中的乙酰 胆碱的敏感，如周围神经损伤，两 周左右出现纤颤电位。 69 纤颤电位是肌纤维表面膜的损害，使兴 奋传导受阻。呈双相小尖波，第一相为 正相；也可以呈单相或三相. 时限小于2.0ms，波幅一般小于300V， 频率2-10Hz-3OHz，大多不规则，也可规 律发放；与束颤比，有一定规律。 70 在扬声器上可听到像雨点落在橡皮布上 的声音，如较密集像粘稠液体沸腾的声 音。 应注意与终板电位鉴别。除神经源性损 害外，一些肌病，如多发性肌炎进展期 、肌营养不良也可见到。 71 72 4.束颤电位：为运动单位的自发发放，时 限宽、波幅高，时限210ms,波幅 1002000V. 四相以下称为单纯束颤；五相以上称 为复合束颤，其时限可达30ms，不规律 出现，扬声器上呈现“嘭”“嘭”的声 音，不如纤颤清脆。 73 束颤是运动单位兴奋性增高的表现， 监测运动神经元病，100%均有束颤，有 报告其中48%为复合束颤。 健康人和未确定有神经系统疾病的人， 束颤出现率达15%，多为单纯束颤，评价 时应慎重。等。 74 另外，两束颤间的时间间隔有鉴别意义 ：一系列运动神经元病观察，间隔为 3.5“(SD 2.5”)，良性束颤0.8“。 目前以 或3ms 30-40% 诱发电位波幅低 波幅低下，波形离散 单纤维肌电 纤维密度增加 正常密度 95 轴索损害 髓鞘损害 常见疾病 酒精中毒 糖尿病 缺血性、血紫质症 CMT、 GBS CMTVitB12缺乏 POEMS、白喉性 丙烯酰胺中毒 副肿瘤综合征、 三磷酸甲酚脂中毒 遗传性 部分糖尿病 压迫性神经病 结节性动脉炎 异染性脑白质营养不良 96 （2）电生理检查在周围神经病中的应用除诊断 外，尚协助确定予后及恢复程度： Bell麻痹：病程早期测定面神经兴奋阈值及病 后三周CMAP。 i.兴奋阈值：应用0.1ms恒定电流刺激双侧面神 经，于病后 57天，健康人阈值双侧不大于 2mA，两侧相差3-5mA予后良好，相差10mA予 后差，相差5-10mA予后介于二者之间。此法最 早能在24小时确定予后。 97 .病后三周CMAP波幅： 患侧CMAP波幅健侧CMAP波幅10%，恢 复期6月-1年，留有中等-严重后遗症； 患侧CMAP波幅度=健侧20-30%，恢复2-8 月，遗留轻-中度后遗症； CMAP波幅至健侧30%以上，2个月内全恢 复。 98 神经损伤：分三类 神经失用 轴索损害 神经全切断 99 后两者在肌电图上无法区别。 急性期注意有无运动单位电位，无干扰 相不一定有问题。 传导速度价值很大，切断后断端只要有 接触，神经传导速度可正常或稍慢；切 断后第十天，无任何传导性。 如为神经失用或压迫，远端传导可能正 常。 100 损伤第四周出现纤颤波，肌力恢复 前8-16周，出现短棘波多相电位，6 -12月运动单位电位变宽大，多相电 位增加。神经再生速度1mm/d，传导 速度逐渐变快，但其恢复晚于短棘 波多相电位出现。 101 （二）肌源性损害： 1