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

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1 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
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

2 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。

3 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,MUAP)。

4 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；

5 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。

6 在病理情况下，运动单位范围及神经支配比例会发生变化：
①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。

7 ②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。

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10 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。

11 （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。

12 （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)。

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14 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 Hz。

15 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： ①肌纤维受神经支配的状态 ②肌纤维本身的状态 ③终板的功能状态 ④神经的传导性

16 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。

17 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。

18 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。

19 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/mm³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。

20  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。

21 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。

22 （2）常用电极： ①同心圆针极：用于检测运动单位电位。有效面积0.07mm²，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 mm²，接触1-2条肌纤维。

23 ②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。 ③复式电极：用于侧量运动单位范围。

24 （3）肌电图的测定： ①   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。

25 ⅰ.根据神经解剖中神经根、丛、周围神经 分布选择肌肉
ⅱ.肌肉病从近端开始查； ⅲ.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； ⅳ.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。

26    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。

27 （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。

28 ①运动神经传导速度： ⅰ 用双极表面电极刺激神经干远、近端； ⅱ 刺激：用超强刺激，一般 V 或 10mA左右 持续时间 ms，频率1Hz，使不同 阈值的神经纤维均兴奋起来 ⅲ 测定方法： MCV=（S1M-S2M）×10/T1— T2 （米/秒）

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30 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。

31 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：

32 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； N–M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。

33 ②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。

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35 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）。

36 ⅰ 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
ⅱ 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 ⅲ 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

37 （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。

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39 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 ms 注意位置固定，有学者认为3Hz最有效

40 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 Hz 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。

41 （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：

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44 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/ M/2

45 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

46 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

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49 （6） 运动单位数目的估测（MUNE）：

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51 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。

52 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10-40μV不规则的电活动，短时限（0
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10-40μV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。

53 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。

54 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
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 ms，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）

55 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 ∼5000μV，手小肌波幅较高，可达5000μV；四肢大块的肌肉一般不超过2000μV。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。

56 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。

57 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。

58 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。

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62 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。

63 （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。

64 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300μV。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。

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67 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。

68 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。

69 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。

70 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300μV，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。

71 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。

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73 4.束颤电位：为运动单位的自发发放，时限宽、波幅高，时限2∼10ms,波幅100∼2000μV.

74 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。

75 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< 1秒为界。 束颤见于前角、前根、及周围神经病，但也见于甲亢性肌病、手足搐愵、低镁、高胰岛素、尿毒症。

76 5.正锐波：又称正相电位，是一“V”字形 的双相电位。
第一相为陡峭的正相。 第二相为一缓慢地由负相回至基线。 时限在10-20ms以上，有时可大于100ms，波幅 μV，频率 4-11Hz，声音为粗钝的“砰”声。

77 正锐波是多数去神经支配的肌纤维同步放电的结果，是细胞内外电流在接近点受阻的现象。常见于神经源性损害，也见于肌病，如肌强直综合征、缺血性挛缩性肌病。

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79 6．群放电位：一组肌束或肌群的自发放电，是节律出现的一组运动单位电位，频率4-11Hz，多伴随不自主运动出现，定位、定性均很困难。如帕金森病、面肌抽搐等。

80 （二）轻收缩异常肌电图

81 1．  运动单位电位改变 ① 时限：应用100μV/cm灵敏度测定时限，按各肌肉不同年令组正常值作比较，超出均值20%为异常，常见于运动神经元病、及周围神经病中、后期。前角细胞慢性损害100%、周围神经病50%可见时限延长；或随机选择灵敏度，超过13ms； 时限缩短：低于正常均值20%或更多，或低于5ms，常见于肌肉病。

82 波幅：正常人波动范围大； 增高：较正常均值高出三倍以上，方认为有波幅升高，有时可高出正常10-20倍，高于5mV的电位称为巨大电位。是去神经支配的运动单位同步放电的结果，也是运动单位范围扩大。 波幅升高见于前角细胞病变，也见于周围神经病晚期。 波幅降低：较正常均值低70%，或低于200μV,重收缩低于1mV，常见于肌病、周围神经病早期。

83 次 波 宽 >3ms <3ms总时限20-30ms 声 音 粗钝 撕裂声 疾 病 前角细胞病变 肌肉病 陈旧性神经损伤 神经再生
   波形改变：多相电位超过8-12%为异常，多相电位有两型： 群多相电位 短棘波多相电位 相 数 相以内 相以上 波 幅 μV μV 次 波 宽 >3ms <3ms总时限20-30ms 声 音 粗钝 撕裂声 疾 病 前角细胞病变 肌肉病 陈旧性神经损伤 神经再生

84 多相电位的产生是电激动在神经末梢，到终板、再到各肌纤维传导速度不同，造成运动单位在时程上的分散。

85  晚成分：神经源性损害时，残存的神经末梢以芽生的方式，去支配较远的肌纤维，形成了晚成分，此晚成分可达30ms。
 同步现象：80%以上的电位同步称为完全同步，属神经源性损害；正常人可有20%的电位同步，称为不完全同步。

86 （三）重收缩异常肌电图： 1．  无运动单位电位：见于大力收缩时，常为严重的神经、肌肉疾病、癔病性瘫痪。后者无自发电位，痛觉刺激可诱发运动单位电位。也见于外伤性神经失用。

87 2.运动单位数量减少：因病损的程度不同可表现为单纯相、混合相，其中高频单纯相最有意义。肌力正常也有意义。
一般说来，每个运动单位发放超过10-15Hz以上，有其它运动单位参加，病损呈高频单纯相时，可达50Hz。

88 3．病理干扰相：有如下特点：波幅低，肌力与肌电图的浓密不成比例，即肌电呈过分浓密。扬声器呈高调碎裂声，主要由于运动单位发放频率增加，见于肌病。

89 五．    各类疾病的肌电图 （一）神经源性损害

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92 1．前角细胞的病变：  可有插入电位延长；  纤颤、正相分布在整个肌肉，出现在 大部分病例，缺如者占 20-30%；  轻收缩运动单位电位时限宽，波幅高， 可有巨大电位、晚成分、同步现象、 多相电位增多，一般为群多相电位；  重收缩运动单位电位数量减少：运动单位损失60-70%时，临床上呈中等度瘫痪，肌电图呈混合相；运动单位损失75%，出现重度瘫痪，肌电图呈单纯相；

93  运动单位范围扩大，单纤维肌电图纤维密度增加。
     %运动传导速度正常，严重病例由于轴突变性，也可有异常；     运动单位范围扩大，单纤维肌电图纤维密度增加。

94 2.周围神经病

95 （1）肌电图上应着重区分轴索损害和髓鞘损害，
如下表：   轴索损害 髓鞘损害 自发电位 有 无 运动单位 轻收缩 时限增宽 时限正常 波幅增高 波幅正常 大力收缩 数目减少 大量减少 传导速度 正常或偏低 明显低下，>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

96 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 CMTⅠ、 GBS CMTⅡVitB12缺乏 POEMS、白喉性
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 CMTⅠ、 GBS CMTⅡVitB12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

97 （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：
①Bell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 5—7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。

98 ⅱ.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。。

99 ② 神经损伤：分三类 神经失用 轴索损害 神经全切断

100 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。

101 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。

102 （二）肌源性损害： 1．基本改变： ①运动单位电位时限缩短，可达3ms左右，波幅降低至几十到100μV左右。波幅是由单位面积中残存的肌纤维数决定的。这样的小电位，应与纤颤鉴别。

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105 ②多相电位增加，短棘波多相电位可达正常的3-4倍，严重病例全部为多相电位，见于肌病各个时期；
③病理干扰相； ④运动单位范围缩小； ⑤传导速度正常。

106 2.    进行性肌营养不良 肌电图改变的广泛性：萎缩的、肥大的、外观正常的肌肉均有肌原性改变； 早期出现少量纤颤、正相、肌强直电位、病理干扰相，晚期自发电位可不出现； 有明显家族史、无临床症状的亚临床型，也有上述肌源性改变的肌电图。

107 3.多发性肌炎：除基本改变外，尚有： 急性期：插入电位延长显著，多为纤颤及短时限、低波幅的电位组成。可出现正相和肌强直电位，重频刺激时递增或递减。

108 慢性期：呈多样化的肌电图： 纤维化处——电静息； 新鲜病灶区——呈急性肌炎改变； 肥大肌肉处：时限延长，波幅增高，可有同步，类似于神经源性损害。应仔细探查。

109 4．肌强直综合征：包括先天性、萎缩性、及副肌强直。EMG中均有肌强直发放；
先天性肌强直或副肌强直，可无肌源性损害的一般表现，萎缩性肌强直有肌源性改变； 可有强直后放； 重频可递增或递减。

110 5．重症肌无力 ①  可有、也可无肌源性损害的肌电改变，大多数正常； ② 随意收缩有疲劳现象，并可被新斯的明改善； ③ 重频刺激典型改变是低频递减；低频（5-8Hz）迅速出现波幅下降。高频可递增、递减、或不变。

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115 6. 肌无力综合征：常见于肺的燕麦细胞癌 ① 肌电图可有、无肌源性损害的表现； ② 肌电图检查中新斯的明不能改善肌无力现象； ③ 高频刺激可有递增现象。

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