表面肌电图

现代康复医学对肌肉功能评定 的新要求
这些需求极大地促进了表面肌电图在康 复医学领域的应用
例如应用表面肌电图可以评定运动疗法 促进或抑制特定肌肉活动的能力，以此 判定治疗目的是否实现
因此，表面肌电图在康复医学实践中的 应用具有极广泛的前景
第一节 概 述
定义及特点
表面肌电图（表面 EMG，sEMG） 动态肌电图（动态 EMG） 运动学肌电图 （Kinesiologic EMG）
化
特点
不仅是一种对运动 功能有意义的诊断 方法，而且也是一 种较好的生物反馈 治疗技术
一、sEMG的发展简史
17世纪中叶，发现电鳍刺鱼的能量来源 于一特殊的肌肉 1849年，首次发现人类肌肉自主收缩时 的电活动 20世纪20年代，新发现的阴极射线示波 管显示了来自于肌肉活动的电信号，并 由此在1944年荣获诺贝尔奖
三、sEMG信号产生的模式
起 源：运动单位活动电位（MUAP） 活动电位由给定肌肉收缩过程中所
激活的每一运动单位所释放 在给定的募集模式，众多的运动单
位以非同步的模式被激活，这种非同步 激活模式提供了流畅运动的可能性
这些运动单位活动的总和构成了肌 电信号的强度
神经冲动与MUAP
肌肉收缩与EMG
表面肌电图
现代康复医学对肌肉功能评定 的新要求
康复医学实践常要求评定 特定目的行为 治疗方法 中的肌肉功能
现代康复医学对肌肉功能评定 的新要求
以往单一运动单位电位的检查不能满足这种日 趋增高的要求 目前更为关注的是观察
肌肉反应的模式 肌肉活动开始和停止情况 与治疗效果相关的肌肉反应水平 肌肉收缩形式 肌肉活动的姿势等
定义及特点
拣拾电极为表面电极 电极置于皮肤表面 使用方便 可测试较大范围内的EMG信号 很好地反映运动过程中肌肉生理、生化 等方面的改变
特点
安全、简便、无 创的客观量化方 法，不须刺入皮 肤就可获得肌肉 活动有意义的信 息，在测试时无 疼痛
特点
不仅可在静 止状态测定 肌肉活动， 而且也可在 运动过程中 持续观察肌 肉活动的变
一、sEMG的发展简史
1950年代，差分放大器的发明，sEMG 的 工 作 环 境 不 再 需 要 铜 网 屏 蔽 ， sEMG 工作也从研究的范畴扩展到了临床，临 床sEMG实践也开始繁荣 20世纪60年代，由肌电图为基础的生物 反 馈 技 术 的 诞 生 ， 使 得 sEMG 技 术 渗 透 到了治疗领域
肌电位的形成过程
双相肌电位 一般情况下，过程还要继续下去，膜内外离子 的交换还在进行，膜外的离子又摄入膜内，膜 内的离子又转到膜外，重新回到原来静息时的 平衡状态，如此产生一个双相肌电位 因此，肌肉的动作电位是在运动神经末梢传递 到达突触产生终板电位，引起肌纤维膜去极化、 电位扩散及一系列的生物物理和化学变化过程 而形成的
Ⅱ型纤维： 快肌纤维，白肌 力量产生较快 无氧酵解产生ATP 工作时间较短 作用主要为快速反应
肌纤维的分类
由于快肌纤维主要为无氧酵解（糖 元代谢），在较短的时间易产生疲劳和 乳酸堆积
由此可见不同肌纤维类型因其收缩 不同、生理改变不同、作用不同，故其 收缩时的肌电信号也有特征，从而肌电 信号反过来也可反映耐力、生化改变， 也就是疲劳度、代谢等方面的情况
sEMG信号
波幅典型地在 1~5000uv之间
频率范围为 10~400Hz
实质上是多个运动单 位活动电位差的总和
最终受CNS所控制
与肌肉收缩之间有着 十分密切的关系
肌肉轻度收缩时，肌 电信号较弱，频率低
肌肉强力收缩时，肌 电信号较强，频率高
四、 sEMG的特点
sEMG与针电极EMG的区别 sEMG与针电极EMG的相关关系 sEMG的优点 sEMG的缺点
肌肉的显微结构
肌电位的形成过程
单相的肌电位
运动神经未兴奋时，肌纤维处于静息状态，肌 纤维内外的离子趋于平衡状态，无电位产生
当运动神经将兴奋传递到运动终板时，肌膜对 离子的通透性增加，膜外的离子先受到激发， 迅速转入膜内，膜内离子剧增而引起放电，产 生动作电位
在膜外离子大量转入膜内的同时，膜内原来的 离子也转到膜外，以使膜内外离子达到新的平 衡，这一过程形成一个单相的肌电位
肌电位的形成过程
简而言之 当神经冲动使肌浆中Ca++浓度升高时，
肌蛋白发生一系列变化，使细胞丝向暗带 中央移动，与此相伴的是ATP的分解消耗 和化学能向机械功的转换，肌肉收缩完成
在肌纤维收缩的同时也相应地产生了 微弱的电位差，这就是肌电信号的由来
肌电位的形成过程
运动单位
运动单位：由一个运 动神经元发出的终未 支以及不同数量、具 有相似生化和生理特 性的肌纤维、运动终 板等组成 肌肉活动的最小单位
sEMG与针电极EMG的区别
sEMG与针电极EMG的区别
电极置于皮肤表面
仅能有效地应用于浅 表肌肉
测试较大范围内的肌 肉EMG信号 来自于多个运动单位
使用方便
反映运动过程中的肌 肉生理、生化等改变
将电极插入肌肉内
重复检查时难保持一 致的定位 测试的范围较小 很少被交调失真影响 重测信度较sEMG低 研究深层肌肉的运动 学和神经生理学活动
肌肉收缩是多个运动 单位共同参加活动的 结果
神经肌肉的连接
由神经轴突末梢(突 触前膜)，运动终板 (肌纤维膜，突触后) 及两者间的突触间隙 构成
每一根肌纤维仅受一 个运动终板支配，该 运动终板一般位于肌 纤维的中点
肌纤维的分类
Ⅰ型纤维： 慢肌纤维，红肌 力量产生较慢 氧化代谢产生ATP 工作时间较长 作用主要为保持耐力
一、sEMG的发展简史
1969年，首次应用sEMG生物反馈技术 进行放松训练，并应用于心理治疗 此后，更为广泛地应用于康复医学评定 和治疗，并应用于神经学和泌尿学 近年来，应用途径更为广泛（如作为神 经肌肉疾患的再训练、偏瘫患者功能康 复的辅助手段等）
二、sEMG的解剖、生理基础
肌肉的显微结构 肌电位的形成过程 运动单位和神经肌肉的连接 肌纤维的分类
针来自百度文库极EMG
将 电 极 插 入 肌 肉 内
针电极EMG
需 要 良难 好保 的持 固一 定致
的 定 位 ，
针电极EMG
测 试 的 范 围 较 小
针电极EMG
很 少 被 交 调 失 真 影 响