表面肌电图

表面肌电图对评估帕金森病肌强直的作用刘再朝;焦悦;李娟;陈先文【期刊名称】《中国现代神经疾病杂志》【年(卷),期】2024(24)3【摘要】目的分析表面肌电图(sEMG)记录的帕金森病患者肱二头肌和肱三头肌表面积分肌电值(iEMG)与肌强直程度的关系,探讨iEMG值作为帕金森病患者肌强直程度客观量化指标的可行性。

方法纳入2022年9月至2023年11月在安徽医科大学第一附属医院就诊的51例原发性帕金森病患者(PD组)以及性别、年龄相匹配的19例正常对照者(对照组),采用统一帕金森病评价量表第三部分(UPDRSⅢ)评估受试者运动症状及上肢肌强直程度;sEMG采集受试者上肢被动运动时肱二头肌、肱三头肌表面肌电信号,并计算iEMG值;随机选择其中32例帕金森病患者进行左旋多巴冲击试验,收集冲击前后iEMG值和UPDRSⅢ上肢肌强直评分;Spearman 秩相关分析iEMG值与上肢肌强直评分的相关性。

结果PD组症状较重侧肱二头肌(Z=‑4.874,P=0.000)和肱三头肌(Z=‑4.880,P=0.000)iEMG值高于症状较轻侧。

Spearman秩相关分析显示,PD组上肢肌强直评分(0~3分)与肱二头肌(rs=0.735,P=0.000)和肱三头肌(rs=0.545,P=0.000)iEMG值呈正相关关系。

PD 组上肢肌强直评分为1分(肱二头肌Z=5.344,P=0.000;肱三头肌Z=5.146,P=0.000)、2分(肱二头肌Z=7.421,P=0.000;肱三头肌Z=6.891,P=0.000)、3分(肱二头肌Z=5.340,P=0.000;肱三头肌Z=5.145,P=0.000)的肌肉iEMG值均高于对照组。

左旋多巴冲击试验发现,冲击后症状较重侧肌强直评分、肱二头肌和肱三头肌iEMG值均下降(Z=‑3.317,P=0.001;Z=‑2.375,P=0.018;Z=‑2.618,P=0.009);此外,PD组左旋多巴冲击前(肱二头肌rs=0.664,P=0.000;肱三头肌rs=0.386,P=0.029)和冲击后(肱二头肌rs=0.620,P=0.000;肱三头肌rs=0.588,P=0.000)症状较重侧肌强直评分与iEMG值均呈正相关关系。

4 表面肌电图的分析与应用研究表面肌电（surface electromyography, sEMG）图在电生理概念上虽然与针电极肌电图相同，但表面肌电图的研究目的，所使用的设备以及数据分析技术与针电极肌电图是有很大区别的。

相对与针电极肌电图而言，其捡拾电极为表面电极。

它将电极置于皮肤表面，使用方便，可用于测试较大范围内的EMG信号。

并很好地反映运动过程中肌肉生理生化等方面的改变。

同时，它提供了安全、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，在测试时也无疼痛产生。

另外，它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化；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[50]。

4.1 肌电（electromyography, EMG）信号的产生原理及模式4.1.1肌电信号的产生原理肌肉收缩的原始冲动首先来自脊髓，然后通过轴突传导神经纤维，再由神经纤维通过运动终板发放冲动形成肌肉收缩，但每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。

当神经冲动使肌浆中Ca2+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，肌肉完成收缩。

在肌肉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。

人体骨骼肌纤维根据功能分为Ⅰ型慢缩纤维，又称红肌，亦即缓慢-氧化型肌纤维；Ⅱa型和Ⅱb型快缩纤维，又称白肌。

“红肌”力量产生较慢，其特点是ATP产生是氧化代谢产生的（即其含有较高的氧化能力），可以维持较长的工作时间，作用主要为保持耐力。

快肌纤维则主要是无氧酵解（糖原代谢）途径，故在相对较短的时间内，易产生疲劳和乳酸堆积[46]。

所以，不同纤维类型因其收缩类型不同，能量代谢改变不同，生理作用不同，故其收缩时的肌电信号也有不同特征，故而肌电信号反过来也可相应反映耐力、生化改变，也就是疲劳度、代谢等方面的情况。

肌电揭示肌肉电活动的记录和分析方法肌电图是一种通过记录和分析肌肉电活动来评估肌肉功能和疾病的方法。

肌电揭示了肌肉的电活动模式和特征，为理解肌肉运动、肌肉疲劳、肌肉病理和康复等提供了重要线索。

本文将介绍肌电图的记录和分析方法，帮助读者更加深入了解肌电的应用。

一、肌肉电活动的记录方法肌电图的记录需要使用肌电传感器，传感器通常是一对表面电极，通过粘贴到皮肤上与肌肉接触，来获取肌肉电信号。

记录肌电图的常用方法包括表面肌电图和针电极电图。

1. 表面肌电图表面肌电图是最常用的一种记录方法，适用于非侵入性的肌肉电信号采集。

它通过将电极贴附在皮肤上，记录并放大肌肉电信号，通过无线或有线连接传输给数据采集器。

在表面肌电图中，肌电信号可以分为静息电活动和运动电活动两种。

2. 针电极电图针电极电图是一种侵入性的肌电记录方法，适用于需要更精确信号的应用。

该方法需要将微细电极插入肌肉组织中，以记录更准确、更细致的肌肉电活动。

针电极电图具有更高的信噪比和更好的空间分辨率，但使用过程相对复杂且需要医务人员进行操作。

二、肌肉电活动的分析方法肌电图的分析方法主要包括时域分析和频域分析两种方法，通过对肌电信号的不同特征进行提取和分析，来了解肌肉的功能状态和病理变化。

1. 时域分析时域分析主要关注肌电信号的时间特性，包括肌电信号的幅度、持续时间、形态等。

常用的时域分析方法有肌电幅值分析、均方根分析和波形分析等。

肌电幅值分析可以用来评估肌肉的收缩强度和疲劳程度，均方根分析可以评估肌电信号的整体活动水平，波形分析可以揭示肌电信号的形态变化和异常。

2. 频域分析频域分析主要关注肌电信号的频谱特征，通过将肌电信号转换为频谱图，可以评估肌肉的频率特征和频谱分布。

常用的频域分析方法有功率谱分析、功率谱密度分析和频带分析等。

功率谱分析可以定量评估肌电信号在不同频段上的能量分布，功率谱密度分析可以评估肌电信号的频率分布，频带分析可以分析不同频带的肌电信号特性。

表面肌电图诊断技术临床应用什么是表面肌电图诊断技术？表面肌电图诊断技术（Surface Electromyography，简称sEMG）是通过检测肌肉表面的电信号来评估肌肉功能和疾病的一种非侵入性诊断技术。

sEMG可以实时地检测和记录肌肉收缩和放松的电活动，从而提供了有关肌肉活动和功能异常的信息。

sEMG技术的原理sEMG技术利用表面肌电图仪器，将电极粘贴在肌肉表面，通过记录肌肉表面电位的变化来检测肌肉的活动。

肌肉的收缩和放松会引起肌肉纤维的电活动，这些电活动会通过神经传导到肌肉的表面，被sEMG电极所接收。

sEMG信号是一种微弱的生物电信号，它包含了来自神经肌肉系统的多种信息。

通过将sEMG信号放大和处理，可以得到有关肌肉收缩强度、肌肉协调性和疾病状态等方面的信息。

sEMG技术在临床应用中的价值sEMG技术在临床应用中具有广泛的价值。

以下是sEMG技术在不同领域的应用示例：运动医学sEMG技术可以用于评估运动员的运动能力和肌肉协调性。

通过记录运动过程中肌肉的sEMG信号，可以分析运动的力度、频率和协调性等指标，对运动员的训练和康复进行指导。

神经科学sEMG技术可以用于研究神经肌肉系统的功能和疾病。

通过记录肌肉的sEMG信号，可以评估神经系统的功能状态，例如神经传导速度、神经病变程度等，为神经科学研究提供重要参考。

康复医学sEMG技术可以用于评估和指导康复训练。

通过记录患者受损肌肉的sEMG信号，可以评估其肌肉功能的恢复程度，并为康复训练提供个性化的指导和反馈。

人机交互sEMG技术可以用于人机交互界面的设计和控制。

通过记录用户的sEMG信号，可以实现基于肌肉活动的人机交互，例如肌电控制的假肢和外骨骼等。

sEMG技术的优势和挑战sEMG技术具有以下优势：•非侵入性：sEMG技术不需要插入体内电极，对人体没有伤害。

•实时性：sEMG技术可以实时地监测和记录肌肉的电活动。

•灵敏性：sEMG信号可以捕捉到肌肉活动的微小变化，提供高分辨率的数据。