康复职考专业知识之电诊断

第十节电诊断一、针极肌电图

1.仪器设备

(1)仪器条件:放大器分为前置放大器和放大器。前置放大器经由针电极与患者相联系。

①放大器增益:放大器的增益应在检查中随时进行调整,以便使各种电位的完整波形均可被看到。低振幅的自发电位(如纤颤电位)最好在增益为50uV或uV的条件下进行观察。

②扫描速度:观察肌肉放松和收缩状态下的动作电位时,使用的示波器的扫描速度应为10ms/cm;但在观察震颤和运动单位电位发放率时,则需使用较慢的扫描速度(0~50ms/cm)。测量单个运动单位电位时限时,扫描速度较快,应为5ms/cm。

③带宽:放大器的频率响应或带宽设定在0~00Hz之间。如果高频响应被定得过低,则纤颤电位有可能观察不到;若低频响应定得过低,纤颤电位也有可能观察不到。若低频响应定得过高,则运动单位电位时限会被大幅度缩短,正锐波亦会变形。小于0Hz的低频过滤将会导致过度的基线波动。

()放大器的重要特征:

①频率响应:记录快速变化着的电位(如纤颤电位)和慢速变化电位(如正锐波)需要大范围的频率响应。

②差分输入:为了消除记录到的动作电位的电干扰,应使用一个差分放大器来进行第一级放大,这样可随时放大存在于两个输入端之间的信号电压差。

③共模抑制比:共模抑制是指差分放大器抑制作用于两个输入端相同信号的能力。共模抑制比是指放大器两个输入端的比值和两个输入端之间造成相同输出电压的差值。如果电极的阻抗不相等,则有效的共模抑制比就会被大大降低。

④输入阻抗:放大器的输入阻抗要求高于所有电极的阻抗。

⑤输入电容:其作用是减少输入信号的高频成分。多数EMG放大器在设计制作中均采用了低电容(pF或更小),以便保持良好的频率响应。

⑥放大器噪声:噪声由放大器内的各种噪声源产生,包括电阻内由热激发所产生的电子的随机运动和半导体噪声。虽然不可能消除放大器内所有固有的噪声,但现代化的设备可将全频率范围内的噪声水平降低至5μV以下。

()针电极的种类和特性:EMG实验室中常用的EMG针电极有以下5种:

①同心针电极:最适合于电位的定量研究和比较。

②单极针电极:记录表面大于同心针电极,插入体内时疼痛亦较轻。但却较易弯折,而弯曲的电极尖可导致疼痛,Teflon包裹层的脱落可导致伪迹的产生。

③软金属导线(50μm)电极:在运动学检查中记录肌肉活动时十分有用,但不适用定量研究。

④单纤维针电极:记录表面设计制作得较小,用于选择性地记录单根肌纤维的放电活动。⑤多极电极:是专为确定运动单位的范围而制作,仅限于研究中使用。

.常见的种肌电伪迹

(1)50Hz干扰:50Hz的干扰源包括电扇、电灯、透热疗法、灯光调光器开关等。检查者触摸针极可增强50Hz干扰。为了消除50Hz干扰,应移除室内所有不必要的电器或至少拔出其插头,且检查室应给予适当的屏蔽。

()电起搏器或经皮刺激所引起的活动:检查者应从患者的病史中注意这些伪迹产生的可能性。如能使参考电极靠近记录电极,起搏器活动常可被减小至可忽略的程度。经皮神经电刺激器(TENS)应关掉。

()电极功能异常:导线断裂、单极针电极绝缘不良、同心针电极尖端的短路以及电极与皮肤的接触不良均可引起反馈或其他噪声。因腐蚀或氧化所致的电极与前置放大器的连接不良将会明显使肌肉电位的振幅衰减。

.针极EMG常见的自发活动

(1)插入活动:针电极插入肌肉时,通常会暴发出现短暂的自发性电活动。这种自发性活动叫做“插入活动”,可代表损伤电流、肌纤维对机械性刺激的反应和电场内的运动所诱发的电流。正常肌肉在针电极停止活动后,插入活动持续的时间通常少于00ms,其振幅应小于μV。在已纤维化或发生萎缩的肌肉中,插入活动显著减少,甚至缺如。插入活动的异常增高常见于肌细胞膜兴奋性增高时,虽然这也可发生于肌强直性疾病和某些肌病(如肌炎),但通常是与失神经支配有关。

()终板活动:终板噪声中的单个电位为非传播性的单相电位,呈负向偏转、低振幅、短时限。在扬声器中可听到终板噪声有一种具有特征性的嘶嘶声,如海贝靠近耳朵时所闻。该活动出现时患者往往主诉清晰、深在和针刺样的疼痛。轻轻回提针电极后该现象和疼痛消失。小型终板电位是乙酰胆碱量子释放所致的非传播性的终板电位的阈下极化,可能代表细胞外记录到的小型终板电位。

()纤颤电位和终板锋电位:纤颤电位和终板锋电位均来自单根肌纤维。纤颤电位是一种自发性的放电,通常为双相或三相,起始波呈正向偏转。当针电极位于激活的开始点时,纤颤电位为双相,起始波呈负向偏转。纤颤电位时限为0.5~ms,振幅为0~00μV。以每秒1~0次的频率规则发放的形式出现。若从终板区记录,可得到双相并且起始波为负向的终板锋电位,电位时限为~5ms,峰幅度为~00μV,被认为是单根肌纤维对由电极机械刺激导致的乙酰胆碱释放反应而出现的传播性动作电位。

(4)正锐波:正锐波是自发出现或紧接在针刺后出现的双相电位。它由个部分组成,起始为一锐性的正向偏转,随后为一低振幅、长时限的负相。正锐波的振幅从50μV到1mV不等,其时限常超过10ms。正锐波代表从单根肌纤维的受损区域所记录到的单纤维的放电,放电频率可为~10次/秒,很规则。正锐波在失神经肌肉、多种后天性或先天性肌病、运动神经元病中和上运动神经元损伤(如偏瘫和脊髓损伤)后常可单独见到或与纤颤波伴随出现。在神经切断后,正锐波多在纤颤电位出现之前便可观察到。

(5)束颤电位和肌纤维抽搐放电:束颤是束肌纤维的非自主性收缩,常可在皮肤表面观察到。束颤电位是这种现象的电活动表现。这种电位的频率和节律均不规则,其频率常小于5Hz,束颤电位可为双相、三相或复杂的多相波。简单束颤电位的时限和大小均与单个运动单位电位相似。束颤可见于正常人特别是其小腿三头肌和手足部的小肌肉中。最常见于脊髓前角细胞病、根性和周围性神经损伤和甲状腺毒症。在疾病状态下观察到的束颤与在正常时观察到的束颤没有明显的特征性区别。束颤电位可产生于运动神经元细胞或其轴突的任何一点。肌纤维抽搐是一种特殊类型的束颤,表现为波动性的肌肉蠕动运动,自发发生,规则或不规则地反复出现,常可透过皮肤见到。据认为,该电位是由于神经损伤处相邻轴突神经元间接触性激活所致。

(6)复杂性重复放电:复杂性重复放电以前叫做“奇异高频放电”,多在以针电极研究慢性失神经肌肉和各种肌病时记录得到。这种电位的发放频率可快可慢,从5Hz到Hz不等,出现和停止均很突然,波形复杂,由记录电极的移动而触发,神经阻滞和箭毒均不能使其消失。复杂的重复放电可能是由于肌纤维之间的接触性传递所引起。由某一根纤维担当着相邻细胞的起搏器。在后继的周期中,源起搏器被前一个周期中激活的相邻的肌纤维之一(辅起搏器)循环激活,整个周期重复直至起搏器肌纤维兴奋性低于正常并发生阻滞。

(7)肌强直放电:肌强直放电是在先天性和营养不良性肌强直症时记录到的一种自发性活动,偶尔也可在其他少见的疾病观察到。肌强直电位是一种高频的重复放电(0~80次/秒),其振幅和频率均特征性地逐渐增大和减小,代表着高度兴奋的单根肌纤维的活动。肌强直放电可由于自主活动、针电极插入或拍打肌肉而引发,其波形可为正锐波或单纤维放电(双相和多相)。

4.募集

(1)正常运动单位电位的形状:单个运动单位电位是单个运动单位内某一部分肌纤维活动的总和。可为双相、三相或四相,振幅00μV~5mV,上升时间小于0.5ms,电位时限1~16ms,不同的肌群有较大变异。正常肌肉中多相运动单位电位(多于四相)较少见(<15%)。

()运动单位电位的发放频率:运动单位的募集与运动神经元的体积成反比。小运动神经元兴奋阈较低,发出的轴突也较小,支配的肌纤维数亦少于大运动神经元。因此,较小的运动神经元比较大的运动神经元更易于被募集,通常见于慢收缩肌肉。但在快速收缩时,大运动神经元可在小运动神经元之前被募集。单个运动单位放电频率的增大与肌肉张力的增大呈非线性关系,在10~0次/秒范围内变动。在非常用力地收缩时,可达40~50次/秒。募集总是与肌肉收缩的力量相关联。当大部分运动单位被募集时,进一步的收缩力的增加系由于单个运动单位的放电频率增加所致。

()Ⅰ型和Ⅱ型运动单位电位:根据组织化学反应和收缩时间的不同,可将人类骨骼肌纤维分成种类型,Ⅰ型肌纤维即慢性收缩纤维和Ⅱ型肌纤维即快收缩纤维。与Ⅱ型纤维相比,Ⅰ型运动单位的放电频率较慢,其运动神经元的激活阈值亦较低。与高度用力时募集的运动单位相比,Ⅰ型运动的单位募集较早(轻度用力时),收缩张力低,收缩速度亦较慢。

(4)运动单位电位变化的非病理性因素:运动单位电位的振幅随着记录电极与激活的肌纤维间距离的增大而减小,其平均时限通常随年龄的增长而增长,但平均振幅不受年龄影响。肌肉内温度较低时,运动单位电位的平均时限延长,平均振幅则下降。低肌肉温度和肌肉疲劳导致多相运动单位出现率增高。

(5)肌源性疾病和神经源性疾病运动单位电位的区别:下运动神经元受损疾病中(如周围神经病、周围神经损伤、脊髓空洞症等),运动单位电位振幅和时限通常是增大和延长的。振幅的增大是由于运动单位的范围和其肌纤维密度的增大所致;时限的延长反映新生末端轴突的长度与传导时间。运动单位电位振幅与时限的减小和缩短常见于原发性肌病、炎症性肌病、周期性瘫痪和神经肌肉传导障碍如重症肌无力、肌无力综合征和肉毒中毒等。在肌病中,多相运动单位电位的总时限通常不会超过正常的运动单位电位。多相运动单位电位成分的峰均很尖。运动单位电位的募集形式主要取决于发挥作用的运动神经元的数量和每个神经元的放电频率。募集形式有助于区分神经源性疾病与肌源性疾病。肌源性疾病时,在中度用力收缩时的募集通常是完全的,而在神经病时,根据病情的严重程度的不同,其募集可以是正常的,也可有下降。晚期肌病时募集亦可有下降。

(6)肌源性疾病和神经源性疾病MUP的特征:在周围神经损伤后神经再支配的早期阶段,可见到低振幅、长时限的多相MUP。高振幅MUP或长时限的多相MUP多见于肌病,如Ducheme肌萎缩性营养不良或肌炎。MUP的晚成分波幅低、时限短,且与主成分有锁时关系,可在其后0~40ms出现,可见于晚期肌病和神经病。重症肌无力受累肌肉的针极EMG表现为特征性的MUP波幅变异。在持续收缩状态下,MUP波幅逐渐下降;在较强用力时,整个运动单位有可能不收缩。休息一段时间后,MUP波幅可恢复。在较重的重症肌无力患者,MUP波幅和波宽均下降,与原发性肌病相似,此系多处肌细胞的神经-肌肉传递阻滞所致。

5.单纤维肌电图检查

(1)仪器参数:由于单纤维EMG针电极具有高阻抗,放大器输入阻抗必须比常规肌电图的放大器高。为了记录到特征性的单纤维电位,防止远隔肌纤维的干扰活动,低频滤波升至Hz,高频滤波升至0Hz。在首次尝试确认有锁时关系的成对电位时,使用1ms/cm的扫描速度比较方便。一旦发现了这种成对电位,就将扫描速度定为0.1ms/cm或0.ms/cm,以便测量震颤,放大器增益一般置于1mV/cm。

()针极置放和单纤维电位的检测过程:针电极插入轻度收缩着的肌肉,缓慢进针,直至出现清晰、高音调的单纤维电位。仔细旋转或回提针极,以便示波器上电位达到最大。单纤维电位为双相波,起始相位正相偏转。波幅约为1ms,上升时间小于00μs,波幅不一,取决于活动纤维与记录电极表面之间的距离,可为1~7mV。在正常肌肉,双成对电位可见于0%~0%的单纤维电极插入活动中,这些电位系起源于同属一个运动单位的个不同肌纤维。电位间隔期通常小于4ms。

()Jitter的解释和测量:当在同一部位记录到个单纤维电位时,第一个电位用于激活触发器,使示波器开始扫描。第二个电位在一定的时间间隔后跟随出现,该时间间隔在每次重复去极化中均有一定变异,称之为“Jitter”,正常为10~55μs,电位时间间隔取决于末端轴突、神经肌肉接头和肌细胞膜的传导时间的波动。正常人神经纤维和肌纤维膜的传导速度是恒定的。因此,正常的Jitter是由于神经肌肉接头外传递时间的变异所致。可通过对连续放电电位的重叠来测量Jitter值。正常肌肉,低温、缺血或轻度的箭毒素中毒可使Jitter值增大;疾病情况下,常因神经肌肉接头缺陷而使Jitter值增大;病理情况下,如神经再生和肌萎缩性营养不良时,神经和肌纤维冲动紊乱,也可致Jitter值增大。

(4)扫描阻滞:冲动传递失败的发生与Jitter延长有关,当成对电位中的第个未能记录到时,称之为神经肌肉接头“阻滞”。其通常发生于Jitter值超过80~μs时。这种传导失败见于神经再生和轴突长芽中,故称为神经性“阻滞”。

(5)肌纤维密度:纤维密度是从属于某一个运动单位且聚集于单纤维EMG针极记录区(为~00μm的半球区)内的肌纤维数量的度量衡。10岁以下时,纤维密度稍高,而到60岁以后又上升。少儿肌纤维密度稍高的原因尚不明了,可能与肌纤维直径有关,老年人肌纤维密度上升可能表明由于神经元老化和死亡有关的神经再支配发生。纤维密度上升表明有侧支芽生存在,而且与肌纤维类聚相关联。在各种肌病时纤维密度上升。

二、周围神经传导检查

1.设备

(1)外周神经相关参数:诱发神经同步电位的刺激是通过阴、阳个电极完成的,阴极使神经去极化,阳极使神经超极化。刺激器有恒压型或恒流型,其中任何一种都可满足临床目的。对于病变神经,刺激强度可能需要达到V或75mA才能使之去极化。正常情况下,刺激强度小于该强度的一半即可使神经兴奋。通常使用的刺激脉冲为波宽0.05~1.0ms的方波,波宽较短的电脉冲刺激较小,耐受性较好。记录系统可以接收到刺激器的微小输入而导致刺激伪迹的产生,如果这种刺激伪迹波宽大于~ms,则潜伏期较短的生物电位可能被掩盖而变得模糊不清。为了尽量减少这种问题的发生,在装置中添加一个分离转换器和放大器,它们在电超载时可以迅速恢复,并采取以下步骤减少刺激伪迹:

①尽可能保持低刺激强度;

②擦平汗液使电流经皮肤表面的漏出达到最小;

③保持记录电极和参考电极彼此接近;

④把刺激器电线与记录系统分隔开来,以避免产生感应电流。

()动作电位检测设备:神经传导与针极肌电图不同,示波器的每次扫描都是由刺激引起的,所以可以测量反应时间。扫描速度已经事先调好,所以在检查过程中会发生预计的反应。应根据所分析的电位来调整放大器的增益,正常肌肉动作电位的振幅通常为~0mV。在病理情况下,其振幅可小于1mV。无论是感觉神经动作电位还是混合神经动作电位,振幅可小于1μV或大于μV,在神经附近的针电极记录的电位可能更大。为了增强所研究的波形,尽量减少干扰和基线波动,在电路中采用过滤器来设置高频和低频反应的限度。肌肉动作电位使用低频~0Hz、高频10~0Hz的过滤装置,神经动作电位使用10~0Hz和0kHz的过滤装置。

()信号平均:当重复刺激产生相同电位时,电活动即被平均化。在电干扰使诱发电位模糊不清(比如信号和干扰之比很低)的情况下进行平均是有利的。生物信号(通常为神经动作电位)的振幅小于5μV或电位受肌肉活动干扰时,经常发生上述情况。波形被数字化存储并教代数总和,诱发电位是时间锁定的,它有一定的潜伏期,干扰可以自行消除。

.神经传导检查

(1)表面电极和针电极:如果是表浅神经,则可在覆盖于神经上方的皮肤表面涂上少量导电膏以减小阻抗,降低使神经去极化所需的刺激强度。当记录电位的振幅不再随着刺激强度的增加而变大时,表明已经达到最大刺激。为防止检查过程中的刺激强度低于最大刺激,应将刺激强度提升至大约超过最大刺激5%。此即所谓的超强刺激。如果神经纤维不在皮肤表甄附近,则可把单极针作为阴极,表面电极或另一针电极作为阳极。为使针尖接近神经纤维,向着神经方向插入针电极,并给予中等强度的刺激。随着记录电位变大,刺激强度应减小,当针尖离神经很近时,只需很小的刺激。避免高强度刺激的原因,除了患者不适外,还有两个:其一,刺激有激活附近其他神经的倾向;其二,随着刺激强度的增加,电场在组织间广泛传导,并使阴极下端的神经去极化,使潜伏期变短。

()复合性神经动作电位:与放大器的噪声比较而言,神经动作电位要小的多,所以记录电极必须靠近神经,以便能够记录到动作电位。要想记录到锐的锋电位,电极就必须非常靠近受检神经。例如,在刺激中指时,位于腕部正中神经干正表面的表面电极将可记录到一个锐的负向锋电位。如果同时在正中神经外侧~cm处放置一个表面电极,将可记录到一个小而钝的电位。有学者认为单极针电极的针尖在整个检查过程中都要非常接近神经。靠近神经的针电极比置于皮肤表面的电极可记录到更大更清晰的锋电位。但在临床实践中,除非所要检查的神经位置很深,一般无须使用针电极。

()复合性肌肉动作电位:通常使用表面电极记录肌肉动作电位,记录电极放在受检肌肉的中部。记录电极揭示受刺激的神经支配的肌肉动作电位的矢量和。通过在皮肤表面移动电极,可记录到一个初始偏向为负的振幅最大的电位。参考电极放置在受检肌肉或肌群的肌腱部位,该部位不具有电活动性。为了避免来自皮肤表面的电位活动,只是记录小范围的肌肉电活动,可采用针电极进行记录,以减少肌肉电活动的输入。因此当一条神经同时支配正常和异常肌肉时,在比邻正常肌肉的位点上会记录到潜伏期异常的电位。这时分析复合性肌肉动作电位的振幅、波宽和形状就失去了价值。肌肉复合性动作电位的潜伏期包括激活潜伏期、神经传导时间和神经肌肉接头处的传导时间。应分别刺激神经纤维的两点,并分别记录由此诱发的肌肉反应,从而确定神经的传导速度。两点之间的距离以毫米为单位进行测量,潜伏期的差值用毫秒计算,则该神经节段的传导速度单位为米每秒。神经节段越长,测量误差对速度的影响越小。0.1~0.ms和10~0mm的测量误差在标准技术中是固有的,因此研究的神经节段长mm时,传导速度的误差可达到0%,00mm长的神经节段则不会出现超过15%的测量误差。

(4)影响神经传导的因素:

①温度:温度下降时,神经传导速度将减慢。有研究表明,体表温度每下降1℃,神经传导速度下降.4m/s,同时,温度下降还可使动作电位的潜伏期、波宽和波幅均增大。

②年龄:新生儿的神经传导速度约为成人的50%,4岁时达成人值,然后相对稳定直至60岁,此后以大约每10年1.5%的速率下降。感觉神经传导下降的幅度要比相应的运动神经传导下降快。

③身高:身高与神经传导速度呈负相关。身高较高者,其末端传导在一定范围内的减慢属正常的现象。

(5)周围神经异常:局部神经损伤引起局部电生理改变,包括传导减慢和传导阻滞,病灶的远端和近端进行刺激即可发现这种异常现象。揭示这一问题的最有效的方法是研究病灶所在的神经节段,在神经节段上采用多个刺激位点来对病灶进行精确的定位。远端损伤通常较近端损伤易于检查。近端神经,特别是神经丛,虽然可以使用脊神经刺激技术进行评估,但却不可能在多个位点上对其进行检查。迟发反应和躯体感觉诱发电位也可用于近侧节段的研究。位于深部的神经如后侧骨间神经,是不可能用“寸进技术”进行检查的,除非使用针电极作为刺激电极。对于较为广泛的神经异常,应该对神经进行长节段的检查。除传导速度外,还应特别注意诱发电位的振幅、波宽和形状。对称性分布的疾病不需要广泛的电生理检查;但在呈不对称性分布时,则有必要在进行脑神经检查外,对每个肢体的一条或多条神经进行检查。

(6)神经:肌肉接头重复刺激技术:任何解剖上可达到的神经一肌肉连接处都可采用重复刺激技术。每一次重复进行刺激时,只有在刺激电极始终安放在刺激神经时才可能施加超强刺激。

(7)正常人对重复刺激的反应:动作电位传播到神经末梢引起Ach的释放,由此导致的突触后膜的终板电位由于受多个因素的影响,其振幅的变异范围可很大。但在正常情况下,它们远远超过了产生肌肉动作电位所需的阈值,这一超出值就是所谓的“安全系数”。

(8)影响终板电位振幅的因素:

①神经末梢释放的Ach数量:Ach囊泡的数量在5秒钟后下一个动作电位到达神经末梢时已经减少,并已被新的Ach囊泡所取代,释放的Ach数量还取决于进入神经末梢的Ca+浓度。在00ms的去极化期间,钙浓度恢复到静息状态。如果下一个动作电位在00ms内到达,则此时的钙浓度就会超过前一次冲动产生的Ca+浓度,因此,频率大于5Hz的动作电位就会保持一定的Ca+浓度,促进Ach的释放,这将抵消Ach囊泡减少所产生的效应。

②Ach的失活:一些进入突触间隙的Ach在与突触后膜受体反应之前先被Ach酶水解,其他的从受体释放后被水解,抗胆碱酯酶药物可使这种水解反应降低。

三、迟发反应

1.迟发反应是指在刺激神经时,发生于M波后的肌肉激发反应。可用于评估近端神经节段和中枢神经系统的传导情况。

.H反射

(1)反射路径:H反射由Hoffman于年首先描述,系在对胫神经施以亚最大刺激时于腓肠肌上记录到的肌电反应。H反射是机械性叩击跟腱引发的单突触反射(T反射)的一部分,因为激活的是相同的运动神经元池。T反射的路径包括核袋环状螺旋末梢、1A传人神经纤维和cc运动神经元。H反射直接刺激1A神经纤维,绕过了肌梭。通过H反射和T反射的对比可间接评价7运动系统。

()反射特征:H反射由波宽为0.5~1.0ms的亚最大刺激引发,它优先激活1A纤维。H波在引出后,其振幅将随刺激强度的上升而上升,在刺激强度接近M波阈强度时,波幅达最大,然后,随着刺激强度的增大和M波振幅的上升而下降,直至最后消失。H反射的消失可能是由于神经轴突中传播的电位的相互碰撞所致。高频刺激将抑制H反射,而0.5~1.0Hz的刺激可易化H反射。这种特征用于双刺激试验中以研究H反射恢复曲线。上运动神经元功能障碍时,H反射恢复曲线常表现为异常。

.F波

(1)路径:F波是由运动神经纤维的逆行冲动引起的,此冲动逆行到达前角细胞,再顺向返回导致肌肉收缩。连续的F波反映了传导特性不同的各种神经元组合的重复放电。正常情况下,F波和M波的振幅比值在1%~5%之间变动。

()刺激定位和记录参数:记录电极和参考电极的放置与运动传导检查类似。扫描速度为5ms/cm或10ms/cm,放大器的增益在00~uV/cm间变动,滤波频率为~10Hz。最小潜伏期的测定中,应进行1~次甚至更多次的刺激与记录。另外,最长潜伏期也很受


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