表面肌电图基础知识课件

1、表面肌电图基础知识1 一、表面肌电图的原理一、表面肌电图的原理 双极电极的模型双极电极的模型 表面肌电图表面肌电图:肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电，肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电， 在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值，在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值， 经过放大器放大、记录后所得到的图形经过放大器放大、记录后所得到的图形 ，称为表面，称为表面 肌电图。肌电图。 表面肌电信号示意图表面肌电信号示意图 图形显示的是一块肌图形显示的是一块肌 肉的许多肌纤维的电肉的许多肌纤维的电 压值叠加后的效果。压值叠加后的效果。 表面肌电图基础知识2 产品产品 特点特点 表面肌电图表

2、面肌电图 针肌电图针肌电图 定义定义 表面肌电信图是从皮肤表面通过电极表面肌电信图是从皮肤表面通过电极 引导、放大、显示和记录下来的神经肌肉引导、放大、显示和记录下来的神经肌肉 系统活动时的生物电信号。系统活动时的生物电信号。主要是运动功主要是运动功 能障碍的评估。能障碍的评估。 针肌电图是针肌电图是应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩 时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传 导功能的方法。导功能的方法。通过此检查可以确定周围神经、神经通过此检查可以确定周围神经、神经 元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。元、神

3、经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。 仪器通道仪器通道 多为多为1010通道，最多可达到通道，最多可达到4040通道。通道。 多为多为2-42-4通道。通道。 应用领域应用领域 医院神经科、康复科：医院神经科、康复科：肌力、肌张力、肌力、肌张力、 协调性、步协调性、步 态分析评定、脑瘫评定、斜态分析评定、脑瘫评定、斜 颈、下背痛颈、下背痛 体育：体育：运动员动作分析及运动员损伤评运动员动作分析及运动员损伤评 定定 人机工程学：人机工程学：人体工程学设计及科研、人体工程学设计及科研、 工伤（职业病）判定工伤（职业病）判定 医院神经科：医院神经科：运动神经元疾病：神经根与神经丛运动神经元疾病：神经根与

4、神经丛 疾病疾病; ;周围神经病周围神经病; ;单神经病和嵌压性神经病及颅神经单神经病和嵌压性神经病及颅神经 疾病疾病; ;神经肌肉接头传递障碍性疾病神经肌肉接头传递障碍性疾病 肌肉疾病：肌肉疾病：以肌肉异常活动为特征的神经肌肉疾以肌肉异常活动为特征的神经肌肉疾 病病 神经科应用神经科应用 神经科：神经科：中风病人急性期的运动功能中风病人急性期的运动功能 障碍的康复评估，包括病人的肌力，肌张障碍的康复评估，包括病人的肌力，肌张 力的定量评估，运动协调能力的评估等。力的定量评估，运动协调能力的评估等。 神经科：神经科：神经源性疾病和肌源性疾病的鉴别诊断，神经源性疾病和肌源性疾病的鉴别诊断， 创伤

5、情况创伤情况 无创，可反复多次检查，无创，可反复多次检查， 肌电图检查多用针电极及应用电刺激（神经传导）肌电图检查多用针电极及应用电刺激（神经传导） 技术，检查过程中有一定的痛苦及损伤技术，检查过程中有一定的痛苦及损伤 。 扩展功能扩展功能 表面肌电传感器结合关节角度、压力表面肌电传感器结合关节角度、压力 等进行全方位的检查分析，对临床的步态等进行全方位的检查分析，对临床的步态 分析给出综合的指导分析给出综合的指导 以探测感觉运动神经静息、动作电位为主，还可以探测感觉运动神经静息、动作电位为主，还可 做诱发电位做诱发电位 检查项目检查项目 时域指标：时域指标：原始表面肌电图、均方根原始表面肌电

6、图、均方根 分析、积分肌电图分析、积分肌电图 频域指标：频域指标：中位频率、平均功率频率中位频率、平均功率频率. . 定量肌电图（定量肌电图（MUPMUP分析），神经电图（运动神经分析），神经电图（运动神经 和感觉神经传导），和感觉神经传导），H H反射，反射，F F波等波等 表面肌电图基础知识3 二、电极片的贴放及波形的采集二、电极片的贴放及波形的采集 1 关于所使用的表面电极关于所使用的表面电极 两表面电极片与电极线要固定好。两表面电极片与电极线要固定好。 2 主要骨骼肌的电极摆放点的参主要骨骼肌的电极摆放点的参 考位置考位置 电极片要放在要测量骨骼肌的肌腹电极片要放在要测量骨骼肌的肌腹

7、中央部位。中央部位。 3 参考电极的摆放参考电极的摆放 参考电极一般放置于没有肌肉的骨参考电极一般放置于没有肌肉的骨 性标志上。性标志上。 干扰因素干扰因素解决方法解决方法 劣质电极劣质电极更换电极更换电极 皮肤不够清洁皮肤不够清洁用酒精清洁皮肤用酒精清洁皮肤 毛发毛发必要时可刮去毛发必要时可刮去毛发 射频干扰（短波，微波等电磁干扰）射频干扰（短波，微波等电磁干扰）关闭射频干扰源或远离射频发射源关闭射频干扰源或远离射频发射源 表面肌电图基础知识4 表面肌电图的分析包括时域分析和频域分析：表面肌电图的分析包括时域分析和频域分析： 时域分析以时间为函数的图形，横坐标为时间，纵坐标为时域分析以时间为

8、函数的图形，横坐标为时间，纵坐标为 幅值；幅值； 频域分析以频率为函数的图形，横坐标为频率，纵坐标为频域分析以频率为函数的图形，横坐标为频率，纵坐标为 波幅或功率。波幅或功率。 三、表面肌电信号分析三、表面肌电信号分析 时域波形分析频域波形分析 表面肌电图基础知识5 3.1时域分析时域分析 峰值峰值 波型平均值波型平均值 波型面积波型面积 原始信号原始信号 正波信号正波信号 （肌电信号只有（肌电信号只有 正波后才可做平正波后才可做平 均值、峰值和面均值、峰值和面 积计算）积计算） 峰值：峰值：肌电信号幅度出现的最高值； 波形平均值：波形平均值：是一段时间内瞬间肌电图振幅的平均，其变化主要反映肌

9、肉活动时 运动单位激活的数量、参与活动的运动单位类型以及其同步化程度，与不同肌肉 负荷强度条件下的中枢控制功能有关。 ） 波形面积：波形面积：肌电信号下面振幅的积分面积；反映的是一定时间内肌肉中参与活动 的运动单位的放电总量，即在时间不变的前提下其值的大小在一定程度上反映了 参加工作的运动单位的数量多少和每个运动单位的放电大小，体现肌肉在单位时 间内的收缩特性 ） 表面肌电图基础知识6 3.2频域分析频域分析 高峰高峰 中位频率中位频率 平均频率平均频率 总功率总功率 频率（频率（Hz） 量度（量度（v2/Hertz） 时域的肌电原始信号进行快速傅立叶转换时域的肌电原始信号进行快速傅立叶转换(

10、FFT)，转换为横坐标为频率，转换为横坐标为频率， 纵坐标为波幅或功率的图形；获得表面肌电信号的频谱或功率谱，反映表面肌纵坐标为波幅或功率的图形；获得表面肌电信号的频谱或功率谱，反映表面肌 电信号在不同频率分量的变化，较好地在频率维度上反映表面肌电的变化。目电信号在不同频率分量的变化，较好地在频率维度上反映表面肌电的变化。目 前，在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频率和中位频率。前，在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频率和中位频率。 中位频率中位频率：将功率谱面积等分的那点对应的频率。 平均频率平均频率：频率的平均值。 过零率过零率 ：是信号在单位时间内的穿过基

11、线的次数。 平均功率频率和中位频率则是临床判别肌肉活动时的疲劳平均功率频率和中位频率则是临床判别肌肉活动时的疲劳 度的最常用指标度的最常用指标 。 表面肌电图基础知识7 表面肌电图的信号检测是一种无创表面肌电图的信号检测是一种无创 电生理检测方法，其信号的检测分析在电生理检测方法，其信号的检测分析在 临床诊断、康复医学及运动医学中具有临床诊断、康复医学及运动医学中具有 重要意义。重要意义。 四、表面肌电临床应用四、表面肌电临床应用 表面肌电图基础知识8 4.1脑瘫、卒中后偏瘫评估（脑瘫、卒中后偏瘫评估（神经内科、康复科神经内科、康复科） sEMG进行肌力、肌张力评估可以尽量减少测试者主观评价的

12、进行肌力、肌张力评估可以尽量减少测试者主观评价的 误差，采集的数据即反映肌肉收缩力。误差，采集的数据即反映肌肉收缩力。 评估治疗患者受损神经肌肉功能的变化状况及与健侧的差异评估治疗患者受损神经肌肉功能的变化状况及与健侧的差异 观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况并据此制定和调整下一观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况并据此制定和调整下一 步的治疗方案。步的治疗方案。 病例解析病例解析:（8岁脑瘫患儿采集某块肌肉的肌电信号岁脑瘫患儿采集某块肌肉的肌电信号） 结论：结论： 术前：被动活动有异常增高的峰；自主收缩仅在术前：被动活动有异常增高的峰；自主收缩仅在150v左右左右 术后：被动活动，未见

13、异常增高波形；自主收缩峰值高达术后：被动活动，未见异常增高波形；自主收缩峰值高达360v 术前自主收缩：术前自主收缩：术术 前肌力差，最大值前肌力差，最大值 150v 术后自主收缩：术后自主收缩： 术术 后肌力好转，最大后肌力好转，最大 值值360v 术前被动收缩：术前被动收缩：术术 前肌张力高，平均前肌张力高，平均 值值20v 术后被动收缩：术后被动收缩：术术 后基本正常后基本正常 术前 术后 表面肌电图基础知识9 4.2疼痛评估（疼痛评估（康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、 骨科骨科） n腰部肌肉收缩协调性腰部肌肉收缩协调性 n肌肉疲劳程度肌肉疲劳程度 n

14、肌肉收缩力量肌肉收缩力量 腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试；腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试； 辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能；辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能； 在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下，在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下， 通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严 重程度。重程度。 评价肌肉功能水平及评价肌肉功能水平及 状态，为腰痛病人寻状态，为腰痛病人寻 找临床指标找临床指标 表面肌电图基础知识10 4.3脊柱侧弯、斜颈评估脊柱侧弯、斜颈评估（儿科、康复科儿

15、科、康复科） 临床研究：临床研究： 记录患者凸、凹侧椎旁肌表面肌电信号频域指标中位频率、平记录患者凸、凹侧椎旁肌表面肌电信号频域指标中位频率、平 均功率频率、过零点率。均功率频率、过零点率。 结果：结果： 1.患者顶椎区凸、凹侧中位频率、平均功率频率、过零点率波形患者顶椎区凸、凹侧中位频率、平均功率频率、过零点率波形 曲线波幅较其他测试部位低平、数值降低；曲线波幅较其他测试部位低平、数值降低； 2.中位频率斜率、平均功率频率斜率、过零点率斜率随运动负荷中位频率斜率、平均功率频率斜率、过零点率斜率随运动负荷 时间的延长均呈线性递减。时间的延长均呈线性递减。 结论：患者脊柱旁顶椎区椎旁肌耐力较差结

16、论：患者脊柱旁顶椎区椎旁肌耐力较差,容易疲劳容易疲劳,表面肌电图可用表面肌电图可用 作评定脊柱旁凸、凹侧肌电活动差别的客观指标之一作评定脊柱旁凸、凹侧肌电活动差别的客观指标之一,具有较好的具有较好的 临床应用价值。临床应用价值。 表面肌电图基础知识11 4.4疲劳研究（疲劳研究（康复科、各体育学校、竞技运动队、康复科、各体育学校、竞技运动队、 体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方 向向 ） 肌肉疲劳的测定无论在康复医学还肌肉疲劳的测定无论在康复医学还 是体育科研都有重要意义是体育科研都有重要意义 有研究表明，中位频率在肌肉疲劳有研究表明，

17、中位频率在肌肉疲劳 时向低频转移，并与肌肉疲劳有较时向低频转移，并与肌肉疲劳有较 好的相关性。好的相关性。 病人是否容易疲劳和疲劳太快病人是否容易疲劳和疲劳太快 ? 治疗后是否耐受疲劳？多长？治疗后是否耐受疲劳？多长？ 什么样的训练能提高对疲劳的什么样的训练能提高对疲劳的 耐受？耐受？ 表面肌电图基础知识12 揭示肢体有无残疾、确定揭示肢体有无残疾、确定 步态异常的性质和程度，为进步态异常的性质和程度，为进 行行走功能评定和矫治异常步行行走功能评定和矫治异常步 态提供必要的依据。态提供必要的依据。( (例如：例如： 某患者根据其他康复评定结果某患者根据其他康复评定结果 认为股四头肌的肌张力正常

18、且认为股四头肌的肌张力正常且 无肌痉挛，但是通过步态分析无肌痉挛，但是通过步态分析 却可能发现股四头肌的异常运却可能发现股四头肌的异常运 动。动。) 通过对康复训练前后的步通过对康复训练前后的步 态检查和手术、安装支具前后态检查和手术、安装支具前后 步态的对比，可以定量地、客步态的对比，可以定量地、客 观的反映患者治疗前后的功能观的反映患者治疗前后的功能 状态，为确立有效的康复训练状态，为确立有效的康复训练 方案提供依据，尤其在偏瘫康方案提供依据，尤其在偏瘫康 复中应用广泛。复中应用广泛。 4.5步态分析步态分析（康复科、神经科、骨科、各体育学校、（康复科、神经科、骨科、各体育学校、 竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的 人体工效学方向人体工效学方向