肌电图 Electromyography (EMG) Prof. ZHANG Xiong ( 张雄 ) Dept. Of Physiology ZJU School Of Medicine xiongzhang@zju.edu.cn 实验目的 学习肌电图的记录方法 学习利用肌电图测量神经传导速度 ; 学习常规 EMG 的记录 ; 理解各种肌电图记录方式的原理 ; 掌握肌电图的临床应用 1
EMG 原理的相关知识 外周神经的解剖和支配范围 外周神经系统 ( 包括 12 对颅神经 ) 外周神经和神经传导 跳跃式传导 脊神经 2
Motor unit Model of neuromuscular transmission 1. Neuromuscular junction (NMJ) 2. Excitation-contraction coupling 3
What is EMG? 肌电图 (electromyography,emg): 骨骼肌收缩的 信号是细胞的动作电位 (AP), 细胞上的 AP 能通过 容积导体传导, 被细胞外电极或体表电极记录 狭义的 EMG 针电极插入肌肉中, 收集针附近一组肌纤维的 AP 记录下在插入过程中 肌肉处于静息状态下以及肌肉作不同程度随意收缩时的电活动 4
广义的 EMG 有关周围神经 NMJ 和肌肉疾病的电生理诊断医学 如 : 神经传导检测,F 波,H 反射, 重复神经电刺激等 EMG 可帮助诊断的外周神经和骨骼肌病变 1. 神经根病 : 椎间盘突出, 椎体退行性病, 炎性, 癌性, 缺血性, 感染性 2. 神经丛病 : 外伤性, 炎性, 糖尿病性, 放疗所致, 癌性 3. 神经病 : 单发性神经病 ( 嵌压性 ), 多发性神经病 ( 脱髓鞘性, 轴索性 ), 单发性多神经炎 4. 神经肌接头病变 : 重症肌无力, 肌无力综合症, 肉毒中毒, 中毒性, 先天性 5. 肌病 : 肌营养不良, 炎性, 代谢性, 内分泌性, 先天性 5
Why use EMG? 外周神经神经肌接头骨骼肌 中枢神经系统 脑 脊髓 脑电图 诱发电位 CT MRI 肌电图 神经 / 肌肉 / 皮肤活检 体液免疫学 体液生化 可用于检查下神经元 神经根 周围神经 神经肌接头及肌肉本身的功能状态, 有助于神经肌疾患的诊断 1. 精确诊断 : 一条神经内支配某块肌肉的神经纤维相对集中在一起, 这种排列使得某条神经近端损伤时, 表现为支配某块肌肉的某条神经损害比较明显, 易引起误诊 如坐骨神经损伤, 往往以腓总神经损害比较明显, 易误诊为腓神经病变 2. 功能诊断 : 神经失用 ( 局部脱髓鞘 ) 如嵌压性尺神经损伤, 和轴锁断裂 ( 神经外观保持连续 ) 在发病初期很难鉴别 3. 精确定位 : 相邻肌节和皮节的神经支配多有重叠, 单一脊髓节段或单一脊神经受损表现不严重 EMG 检查可以精确诊断 6
在诊断神经和肌肉病变中起着非常关键的作用, 是其他任何检查不可替代的 做 EMS 检查, 患者往往有下列病症 : 颈部 上肢 腰背或腿痛, 上下肢或肢体麻木无力, 可疑单发性周围神经病 ( 腕管综合症, 肘管综合症, 腓总神经损伤等 ), 可疑周围神经病变 ( 糖尿病 ), 外伤引起可疑神经损伤等 医生为了明确诊断 ; 确定神经具体损伤部位, 为手术等提供依据 ; 掌握损伤类型和程度及评估预后, 及时掌握治疗效果 How to record EMG? 肌电图的描记方法 : 1. 表面导出法 : 把电极贴附在皮肤上导出电位的方法, 可作神经传导检查等 主要展示神经和肌接头功能 ( 需给予电刺激 ) 2. 针电极法 : 把针电极刺入肌肉测某个运动单位的插入电位 肌肉放松时的自发电位和肌肉主动收缩时的运动单位电位, 主要展示肌肉本身的功能状态 ( 不需任何电刺激 ) 所有异常都要先排除技术因素, 结合临床表现才能下诊 断 7
针电极的类型 电极类型 电极的记录面积 同心圆针电极 0.07mm 2 单极针电极 0.24mm 2 巨肌电图电极 27mm 2 单纤维针电极 0.0003mm 2 同芯圆针电极 单极针电极 针电极的记录范围 神经传导速度检测 nerve conduction velocity (NCV) 任何可接近的神经均可进行检测 如膈神经传导检测, 正中神经运动传导检测, 正中神经感觉传 导检测等 正中神经 : 腕管综合征 (carpal tunnel syndrome) 尺神经 : 肘管综合征 桡神经 : 星期六夜间麻痹 (Saturday night palsy) 腓总神经 : 日本人 木匠 外伤 臂丛神经 : 痛性肌萎缩 坐骨神经 : 椎间盘突出 其他 : 枕神经 肋间神经 股外侧皮神经 主要采用表面导出法进行刺激和记录 8
正中神经运动传导速度的测定 The median nerve The abductor pollicis brevis muscle 原理 运动神经传导速度的测定 υ= S Δt Δt 运动神经记录的是 compound muscle action potential (CMAP) 9
正中神经感觉传导的测定 用于评价某些先于运动神经发病的感觉神经功能 感觉神经传导通常采用逆向法, 所以与运动神经方法相似 感觉神经记录的是 sensory nerve action potential (SNAP) 所以信号比运动神经的 CMAP 要小 1000 倍 神经传导的临床应用 Axonal neuropathies :decrease in CMAP and SNAP amplitudes, have relatively little effect on conduction velocities. Demyelinating neuropathy: conduction velocities are significantly slowed, while the CMAP and SNAP amplitudes are little changed. Axonal Neuropathy Demyelinating Neuropathy Infantile and juvenile spinal muscular atrophies Motor neurone disease Poliomyelitis Multiple sclerosis Guillain-Barre syndrome Charcot-Marie-Tooth disease (peroneal muscular atrophy) 10
F 波的测定 用于评价近端神经和神经跟的功能 根据双向传导原理 : 运动神经纤维 胞体 同一运动神经纤维 C8 神经根 病变患者 的 F 波 H 反射的测定 H 反射 (Hoffmann reflex): 成人只能在胫神经上引出, 也是反映近端神经和神经跟的功能 根据单突触反射原理 : 通过感觉神经 脊髓 运动神经 11
重复刺激 (RNS) 的测定 连续超强刺激神经干后, 观察肌肉动作电位 CMAP 波幅增减, 用于评价神经肌接头的病变 低频 (2~5Hz) 重复刺激评价突触后膜病变 高频 (20Hz~50Hz) 重复刺激评价突触前膜病变, 试验会较痛 MG 的低频衰减大 LEMS: 低频刺激时 CMAP 小, 衰减小, 高频刺激 (30Hz) 增强 100% 以上 常规表面 EMG 正常人肌肉完全放松时, 不出现肌电位, 屏幕上呈现一条直线 肌收缩时出现 干扰型 波 EMG 振幅大小取决于运动单位由多少肌纤维组成, 当肌肉收缩强度增大时, 参与活动的运动单位增多, 放电频率随之增加 12
针电极 EMG EMG 是检查肌肉本身病变最好的手段之一 通过在运动单位中插入电极, 观察 :1 插入电位 ;2 自发电位 ;3MUP;4 募集电位 用于帮助诊断肌萎缩, 纤维化, 失神经支配, 肌强直, 肌病等 不随意活动 involuntary 随意活动 voluntary 插入活动 Insertion activity 自发活动 spontaneous activity 对募集到的 单个 MUP 的评估 对 MUP 激活形式的评估 随机的呈模式的亚 MUP MUP 大小形态稳定性募集干扰型 random patterned sub-mup size shape stability recruitment IP 正 常 肌源性病变 神经再支配 神经源性病变 13
A: 稳定的 MUP;B-D: 神经源性损害时 MUP 不稳定 ;E-F:MG 时的 MUP 不稳定 纤颤和正尖波 : 方法 1 ( 正中神经运动传导的测定 ) 室温 28-30C, 用酒精棉球擦净皮肤降低电阻, 有实验室正常参考值 1. 将电极贴附于皮肤上并作固定 电极与皮肤间涂有导电胶 引导电极 : 放于拇短展肌的解剖中心位置肌腹中央 ( 一般在第一掌指关节和腕掌关节连线的中下 1/3 偏挠侧 ) 参考电极 : 放于拇指远端距离引导电极 2-3cm 处 接地电极 : 放于手背侧 刺激电极和引导电极之间 2. 刺激电极 腕中部 : 在手掌面桡侧腕屈肌腱和掌长肌腱之间, 负极离引导电极约 7cm 处 其中刺激负极靠近记录电极 肘部 : 在肘窝近端和中间部, 位于肱动脉上 刺激负极靠近记录电极 参数 : 方波刺激, 时程 0.1ms, 强度逐渐增加到超强刺激 ( 最大刺激的 120%) 约 100-400 mv, 灵敏度 :100uV/div, 扫描速度 :10ms/div 14
方法 2 ( 正中神经感觉传导的测定 ) 室温 28-30C, 用酒精棉球擦净皮肤降低电阻, 由于信号弱, 变异大, 技术要求很高 常用反向检查法 : 1. 优势侧手, 掌心向上, 将环形电极接于食指作固定 电极与皮肤间涂导电胶 引导电极 : 食指第一节肌腹的位置 参考电极 : 放于引导电极远端 2-3cm 处 接地电极 : 放于手背 2. 刺激电极 : 腕部正中部, 负极离引导电极约 13cm 处, 其中刺激负极靠近记录电极 3. 参数 : 方波刺激, 时程 0.1ms, 强度逐渐增加, 但最终强度小于最大刺激 灵敏度 1uV/div, 扫描速度 :2ms/div, 一般要连续记录多个 (1Hz), 平均后去干扰 方法 3 ( 正中神经上 F 波的测定 ) 室温 28-30C, 用酒精棉球擦净皮肤降低电阻, 信号也较弱 1. 刺激电极摆放同运动神经的腕部电极和肘部电极 2. 记录电极同运动神经检查的摆放 3. 刺激参数 : 方波刺激, 时程 0.1ms, 强度逐渐增加到超强刺激 ( 最大刺激的 120%), 约 100-400 mv 记录灵敏度 100uV/div, 扫描速度 10ms/div, 一般要连续记录 10 个, 测量最短潜伏时, 传导速度,F 波出现率 15
方法 4 ( 常规 EMG 的记录 ) 室温 28-30C, 用酒精棉球擦净皮肤降低电阻, 有实验室正常参考值 1. 将电极贴附于皮肤上并作固定 电极与皮肤间涂有导电胶 引导电极 : 放于腕屈肌的肌腹位置 参考电极 : 放于引导电极远端 2cm 处 接地电极 : 放于手腕侧肌腱部位 2. 要求受试者由弱到强作肌肉随意运动, 由于参与活动的运动单位逐 渐增多, 在显示器记录的电位波形也随收缩的加强而逐渐增大 结果 1-2-3 记录实验结果 : 潜伏时 ; 第一相波幅 ; 第一相面积 ; 第一相时程 ; 测定传导速度 ; F 波出现率 16
结果 4 记录肌肉松驰 轻度 中度收缩情况下的 EMG; 测量频率和振幅 讨论 1. 说明肌电图与肌肉收缩活动的关系 2. 列出可能影响神经传导速度的因素 3. 结合临床疾病, 如重症肌无力, 肌无力综合征等, 推测 EMG 应有何变化? 17
The End 18