葉玉琴, 金海蓮, 朱 丹, 鄧 方綜述, 王可人審校
針極肌電圖及表面肌電圖在神經(jīng)肌肉疾病中的應(yīng)用
葉玉琴1, 金海蓮2, 朱 丹1, 鄧 方1綜述, 王可人3審校
肌電圖是用電極記錄到的肌肉的動作電位,根據(jù)記錄方式的不同,肌電圖可分為表面肌電圖(sEMG)和針極肌電圖(nEMG),隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,肌電圖檢查在神經(jīng)肌肉疾病中起到了不可缺少的重要輔助診斷作用[1]。但是nEMG和sEMG在操作、觀察指標(biāo)及臨床應(yīng)用上存在著極大的差別,本文針對以上幾個方面對sEMG和nEMG做詳細的分析對比。
nEMG是使用同芯針電極插入肌肉內(nèi),觀察某個運動單位的動作電位,所以檢查的是下運動神經(jīng)元包括運動前角、神經(jīng)根、神經(jīng)叢、周圍神經(jīng)及肌肉系統(tǒng)的病損[2]。其優(yōu)點為定位好、干擾較小,因檢查時需要將針電極插入肌肉內(nèi),所以檢查具有一定的痛苦性。檢查前需向患者進行解釋,對于有凝血功能障礙的患者不宜進行此項檢查。
1.1 觀察指標(biāo) 觀察指標(biāo)主要包括插入電位、靜息電位、運動單位電位(MUP)及募集電位[3]。
1.1.1 插入電位是指針電極插入或者每次移動針電極時產(chǎn)生的電活動,這是由于針電極移動時產(chǎn)生的機械性刺激所致,異常的插入電位可以表現(xiàn)為插入電位增加、減少,或者是出現(xiàn)肌強直放電,肌強直放電常在強直性肌營養(yǎng)不良癥患者中檢測到。
1.1.2 靜息電位是指針電極插入后在肌肉內(nèi)保持不動,同時讓患者保持肌肉松弛所觀察的電活動,異常的靜息狀態(tài)下的電位包括纖顫電位、正銳波、束顫電位等,纖顫電位、正銳波等的出現(xiàn)是針極肌電圖檢查中最重要的異常指標(biāo)之一。
1.1.3 MUP是指肌肉輕收縮時針電極記錄到的某個運動神經(jīng)元支配的所有肌纖維的放電,運動單位是指一個運動神經(jīng)元,也就是一個脊髓前角細胞聯(lián)同其分支支配的所有肌纖維構(gòu)成的一個單位。運動單位電位又包括數(shù)個指標(biāo):時限、波幅、相位、上升時間等[4]。其中最為重要的指標(biāo)為時限,時限是指電位偏離基線至回到基線的時間,可以反映該運動單位內(nèi)不同肌纖維同步興奮地程度[5]。時限的長短可以鑒別神經(jīng)源性損害及及源性損害[6],通常以達到所檢肌肉正常值的120%為神經(jīng)肌源性損害,而小于80%為肌源性損害。
1.1.4 募集電位 針電極插入肌肉后,肌肉大力收縮所收集到的電位,募集減少可見于神經(jīng)源性損害,募集增多可出現(xiàn)于肌源性疾病中。
1.2 nEMG在神經(jīng)肌肉疾病中的應(yīng)用 nEMG在神經(jīng)肌肉疾病中的應(yīng)用很廣泛。nEMG結(jié)合神經(jīng)傳導(dǎo)檢測,對下運動神經(jīng)元以下的損害都能起到輔助診斷的作用。
1.2.1 前角損害 前角損害常見疾病為運動神經(jīng)元病。通常神經(jīng)傳導(dǎo)無明顯異常,而nEMG可表現(xiàn)為神經(jīng)源性損害表現(xiàn),出現(xiàn)纖顫電位、正銳波,MUP時限增寬、波幅升高等[7]。通常來說前角損害肌電圖異常表現(xiàn)為廣泛神經(jīng)源性損害,如肌萎縮側(cè)索硬化等。也有較為局限的前角損害,此時肌電圖有時不易與神經(jīng)根損害時的表現(xiàn)相鑒別,需結(jié)合臨床綜合考慮。
1.2.2 神經(jīng)根病 頸神經(jīng)根病、腰神經(jīng)根病非常常見,此類疾病神經(jīng)傳導(dǎo)檢查通常無異常。nEMG表現(xiàn)為神經(jīng)源性損害,但通常這種神經(jīng)源性損害呈根性分布,如頸5、頸6神經(jīng)根損傷,可出現(xiàn)其支配的三角肌、肱二頭肌出現(xiàn)神經(jīng)源性損害表現(xiàn),而大小魚際肌nEMG不出現(xiàn)異常改變,因此nEMG可準確對神經(jīng)根損傷進行定位。
1.2.3 多發(fā)性周圍神經(jīng)病 通常神經(jīng)傳導(dǎo)檢查即可發(fā)現(xiàn)周圍神經(jīng)的損害,且周圍神經(jīng)的損害比較廣泛,可累及上下肢多條神經(jīng)纖維。周圍神經(jīng)損害可分為脫髓鞘型和軸索型損害。nEMG檢查如果出現(xiàn)纖顫電位、正銳波等,可考慮神經(jīng)軸索已經(jīng)受損。
1.2.4 單發(fā)性周圍神經(jīng)病 較為常見的為神經(jīng)卡壓性疾病,如腕管綜合征、肘管綜合征、腓總神經(jīng)卡壓等。神經(jīng)傳導(dǎo)檢查可出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)的傳導(dǎo)檢測異常,主要表現(xiàn)為卡壓部位上下的傳導(dǎo)減慢,如肘管綜合征在肘上至肘下段運動傳導(dǎo)速度減慢。nEMG檢查可在相應(yīng)神經(jīng)支配的肌肉上出現(xiàn)纖顫電位、正銳波等[8]。
1.2.5 肌肉疾病 nEMG對于肌肉疾病的診斷起到了非常重要的輔助診斷作用[9]。肌病患者如進行性肌營養(yǎng)不良、多發(fā)性肌炎等行神經(jīng)傳導(dǎo)檢查多正常,而nEMG可表現(xiàn)為肌源性損害,出現(xiàn)MUP時限變窄、波幅降低,在多發(fā)性肌炎中,纖顫電位、正銳波比較常見。此外nEMG可作為肌肉活檢的前期引導(dǎo)檢查,對于肌肉活檢位置的選擇具有重要作用。
sEMG是將表面電極貼于人體皮膚表面記錄到的神經(jīng)肌肉電活動。與nEMG相比,sEMG操作簡便,無痛苦性、無創(chuàng)傷性,易于被患者接受。sEMG與肌肉活動狀態(tài)及功能狀態(tài)存在一定的關(guān)聯(lián),所以能在不同程度上反映神經(jīng)肌肉的活動,并了解其活動時的整體功能[10~12]。
2.1 觀察指標(biāo)
2.1.1 積分肌電值(IEMG) IEMG是指單位時間內(nèi)肌肉中參與活動的運動單位放電總量,在圖形上表現(xiàn)為曲線下面積的總和。其值的大小在一定程度上反映了參加工作的運動單位的數(shù)量多少和每個運動單位的放電大小。IEMG可實時地反映肌肉的活動狀態(tài),在檢測肌肉疲勞時具有重要作用[13]。
2.1.2 均方根值(RMS) RMS是一定時間內(nèi)瞬時肌電圖振幅平方平均后的平方根,代表放電有效值,其大小決定于肌電幅值的變化,取決于肌肉負荷性因素及肌肉本身生理生化間的聯(lián)系,一般認為與運動單位募集和興奮節(jié)律的同步化有關(guān)。其意義與IEMG一樣,可實時反映肌肉的活動狀態(tài)[14]。
2.1.3 平均肌電圖(AEMG) AEMG是一定時間內(nèi)瞬時肌電圖振幅的平均值,是sEMG電位振幅變化的特征性指標(biāo),其意義與RMS基本相同,也與運動單位募集和興奮節(jié)律的同步化有關(guān)。
2.1.4 中位頻率(MF)及平均功率頻率(MPF) MF是骨骼肌收縮過程中肌纖維放電頻率的中間值,MF與骨骼肌中快肌纖維和慢肌纖維的組成比例有關(guān),快肌纖維興奮為高頻放電,慢肌纖維興奮為低頻放電。MPF是過功率譜曲線中心的頻率,是反映信號頻率特征的生物物理指標(biāo)。MPF和MF也是評價肌肉活動時疲勞度的常用指標(biāo)[15]。
2.2 sEMG在神經(jīng)肌肉疾病中的應(yīng)用 sEMG在臨床上的應(yīng)用很廣泛,對于康復(fù)醫(yī)學(xué)、運動醫(yī)學(xué)、風(fēng)濕疾病等方面均有報道[16,17],其應(yīng)用與nEMG明顯不同。sEMG是評價運動疲勞的重要手段,隨著肌肉活動的進行和疲勞的出現(xiàn),IEMG值增加,MPF、MF下降[18],目前sEMG在神經(jīng)肌肉疾病中應(yīng)用也較為廣泛。
2.2.1 腦卒中后偏癱 腦卒中后常出現(xiàn)肢體偏癱后遺癥。sEMG可對偏癱肢體的肌力、肌張力及康復(fù)治療后的恢復(fù)程度做出評估[19]。腦卒中患者肢體偏癱后常出現(xiàn)肢體肌張力增高,sEMG所檢肌肉可表現(xiàn)為IEMG值明顯大于對側(cè)同塊肌肉,而經(jīng)過各種康復(fù)治療可降低肌張力,sEMG檢測肌肉IEMG值也將明顯下降。另外通過sEMG的檢查結(jié)果,可評估腦卒中后肢體偏癱存在的主要原因,從而選擇性進行康復(fù)治療,促進患者的預(yù)后。如腦卒中后足下垂的患者,通過sEMG檢查各指標(biāo)未見明顯改變,則提示可能由于關(guān)節(jié)攣縮導(dǎo)致,從而選擇增加關(guān)節(jié)活動度的康復(fù)治療。
2.2.2 神經(jīng)根病 腰神經(jīng)根病患者常出現(xiàn)單側(cè)肢體麻木無力疼痛,患側(cè)肢體可出現(xiàn)肌力減退,且更易疲勞。sEMG可檢測腰神經(jīng)根病導(dǎo)致的肢體無力及疲勞程度,并為治療提供理論依據(jù)。腰神經(jīng)根病導(dǎo)致的肢體無力,患側(cè)肌sEMG可表現(xiàn)為等長收縮時IEMG值小于正常側(cè)腓腸肌,而MPF及MF值下降,說明患側(cè)肢體肌力低,易疲勞[20]。由此可見sEMG對神經(jīng)根病的作用與nEMG的作用明顯不同。
2.2.3 周圍性面癱 sEMG檢查可為周圍性面癱的診斷及治療提供客觀準確的依據(jù)[21]。研究結(jié)果顯示:在周圍性面癱的急性期,患側(cè)與健側(cè)RMS平均值有顯著差異,且患健側(cè)比值在15%以下者預(yù)后差,比值大于50%者通過康復(fù)治療可完全康復(fù)?,F(xiàn)在關(guān)于sEMG的研究越來越多,除了以上應(yīng)用外,還有關(guān)于sEMG在咀嚼肌、豎脊肌、臀大肌功能甚至還有關(guān)于在帕金森病中的研究[22,23]。sEMG在臨床上的應(yīng)用與nEMG非常不同,nEMG在臨床上更偏向于下運動神經(jīng)元以下疾病的輔助定位診斷作用,而sEMG更偏向于評價某些疾病的神經(jīng)肌肉的功能狀態(tài),通過檢查結(jié)果制定出合理的治療方案,從而對臨床起到指導(dǎo)作用。
[1]Sonoo M.Electrodiagnosis of neuromuscular disorders[J].Brain Nerve,2007,59:241-250.
[2]黨靜霞.肌電圖診斷與臨床應(yīng)用[M].人民衛(wèi)生出版社,2005.12.
[3]Daube JR,Rubin DI.Needle electromyography[J].Muscle Nerve,2009,39:244-270.
[4]Rubin DI.Needle electromyography:basic concepts and patterns of abnormalities[J].Neurol Clin,2012,30:429-456.
[5]衛(wèi) 哲,董 哲,尚 穎,等.淺談表面肌電圖和針式肌電圖在臨床中的應(yīng)用[J].求醫(yī)問藥,2012,2:84-85.
[6]Pfeiffer G.The diagnostic power of MUP analysis:an objective bayesian approach[J].Muscle Nerve,1999,22:584-591.
[7]Inghilleri M,Iacovelli E.Clinical neurophysiology in ALS[J].Arch Ital Biol,2011,149:57-63.
[8]Robinson LR.Electrodiagnosis of carpal tunnel syndrome[J].Phys Med Rehabil Clin N Am,2007,18:733-746.
[9]Finsterer J.Diagnosis of myopathies[J].Fortschr Neurol Psychiatr,2010,78:382-393.
[10]崔永建.表面肌電技術(shù)在風(fēng)濕系統(tǒng)疾病康復(fù)評估與訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2009,4:384-386.
[11]Zwarts MJ,Stegeman DF.Multichannel surface EMG basic aspects and clinical utility[J].Muscle Nerve,2003,28:1-17.
[12]王 鍵,金小剛.表面肌電信號分析及其應(yīng)用研究[J].中國體育科技,2000,36:26-28.
[13]崔玉鵬,洪 峰.表面肌電圖在人體運動研究中的應(yīng)用[J].首都體育學(xué)院學(xué)報,2005,17:102-104.
[14]穆景頌,倪朝民.表面肌電圖在腦卒中康復(fù)評定中的應(yīng)用[J].中國康復(fù),2009,1:53-55.
[15]楊 丹,王 健.等速運動誘發(fā)肱二頭肌疲勞過程中SEMG信號變化[J].中國體育科技,2002,38:48-49.
[16]Chang YJ,Chou CC,Chan HL,et al.Increases of quadriceps intermuscular cross-correlation and coherence during exhausting stepping exercise[J].Sensors(Basel),2012,12:16353-16367.
[17]Cifrek M,Medved V,Tonkovi S,et al.Surface EMG based muscle fatigue evaluation in biomechanics[J].Clin Biomech(Bristol,Avon),2009,24:327-340.
[18]王 奎,劉建紅,宋 剛.sEMG技術(shù)在評價運動性疲勞方面的方法及應(yīng)用[J].安徽體育科技,2004,25:49-51.
[19]楊 堅,張 穎.表面肌電圖在神經(jīng)肌肉病損功能評估中的應(yīng)用[J].中國臨床康復(fù),2004,22:4580-4581.
[20]朱思剛,陳筑,楊澎湃.腰椎間盤突出癥患者表面肌電圖信號分析[J].山東醫(yī)藥,2007,27:158-159.
[21]劉立安,孫 湖,朱云紅.表面肌電圖檢測在評價周圍性面癱預(yù)后中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2012,10:946-948.
[22]楊 超,王 云,王邦安,等.正常牙合成人咀嚼肌表面肌電圖的參數(shù)分析[J].皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2011,30:345-350.
[23]王榮麗,王寧華,謝 斌.表面肌電圖在帕金森病中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)理論與實踐,2012,2:144-148.
1003-2754(2013)06-0571-02
R746
2013-02-20;
2013-03-29
(1.吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,吉林長春130021; 2.山東鋁業(yè)公司醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,山東淄博255069;3.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院乳腺外科,吉林長春130033)
王可人,E-mail:dearlea@sina.com