表面肌电图基础知识ppt课件.ppt

一、表面肌电图的原理一、表面肌电图的原理双极电极的模型双极电极的模型表面肌电图表面肌电图:肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电，肌肉在运动或收缩过程中会产生生物电，在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值，在皮肤表面通过两个测量电极测量生物电的电压值，经过放大器放大、记录后所得到的图形经过放大器放大、记录后所得到的图形，称为表面，称为表面肌电图。肌电图。表面肌电信号示意图表面肌电信号示意图图形显示的是一块肌肉图形显示的是一块肌肉的许多肌纤维的电压值的许多肌纤维的电压值叠加后的效果。叠加后的效果。产产品品特点特点 表面肌表面肌电图电图 针针肌肌电图电图定定义义 表面肌表面肌电电信信图图是从皮肤表面通是从皮肤表面通过电过电极极引引导导、放大、放大、显显示和示和记录记录下来的神下来的神经经肌肉肌肉系系统统活活动时动时的生物的生物电电信号。信号。主要是运主要是运动动功功能障碍的能障碍的评评估。估。针针肌肌电图电图是是应用用电子学子学仪器器记录肌肉静止或收肌肉静止或收缩时的的电活活动，及，及应用用电刺激刺激检查神神经、肌肉、肌肉兴奋及及传导功能的方法。功能的方法。通通过此此检查可以确定周可以确定周围神神经、神、神经元、神元、神经肌肉接肌肉接头及肌肉本身的功能状及肌肉本身的功能状态。仪仪器通道器通道 多多为为1010通道，最多可达到通道，最多可达到4040通道。通道。多多为为2-42-4通道。通道。应应用用领领域域 医院神医院神经经科、康复科：科、康复科：肌力、肌肌力、肌张张力、力、协调协调性、步性、步 态态分析分析评评定、定、脑瘫评脑瘫评定、斜定、斜颈颈、下背痛、下背痛 体育：体育：运运动员动动员动作分析及运作分析及运动员损伤评动员损伤评定定 人机工程学：人机工程学：人体工程学人体工程学设计设计及科研、及科研、工工伤伤（职业职业病）判定病）判定 医院神医院神经经科：科：运运动动神神经经元疾病：神元疾病：神经经根与神根与神经丛经丛疾病疾病;周周围围神神经经病病;单单神神经经病和嵌病和嵌压压性神性神经经病及病及颅颅神神经经疾病疾病;神神经经肌肉接肌肉接头传递头传递障碍性疾病障碍性疾病 肌肉疾病：肌肉疾病：以肌肉异常活以肌肉异常活动为动为特征的神特征的神经经肌肉疾肌肉疾病病神神经经科科应应用用 神神经经科：科：中中风风病人急性期的运病人急性期的运动动功能功能障碍的康复障碍的康复评评估，包括病人的肌力，肌估，包括病人的肌力，肌张张力的定量力的定量评评估，运估，运动协调动协调能力的能力的评评估等。估等。神神经经科：科：神神经经源性疾病和肌源性疾病的源性疾病和肌源性疾病的鉴别诊鉴别诊断，断，创伤创伤情况情况 无无创创，可反复多次，可反复多次检查检查，肌肌电图检查多用多用针电极及极及应用用电刺激（神刺激（神经传导）技技术，检查过程中有一定的痛苦及程中有一定的痛苦及损伤。扩扩展功能展功能 表面肌表面肌电传电传感器感器结结合关合关节节角度、角度、压压力力等等进进行全方位的行全方位的检查检查分析，分析，对临对临床的步床的步态态分析分析给给出出综综合的指合的指导导 以探以探测测感感觉觉运运动动神神经经静息、静息、动动作作电电位位为为主，主，还还可可做做诱发电诱发电位位 检查项检查项目目 时时域指域指标标：原始表面肌原始表面肌电图电图、均方根、均方根分析、分析、积积分肌分肌电图电图 频频域指域指标标：中位中位频频率、平均功率率、平均功率频频率率.定量肌定量肌电图电图（MUPMUP分析），神分析），神经电图经电图（运（运动动神神经经和感和感觉觉神神经传导经传导），），H H反射，反射，F F波等波等二、电极片的贴放及波形的采集二、电极片的贴放及波形的采集1 关于所使用的表面电极关于所使用的表面电极两表面电极片与电极线要固定好。两表面电极片与电极线要固定好。2 主要骨骼肌的电极摆放点的参主要骨骼肌的电极摆放点的参考位置考位置电极片要放在要测量骨骼肌的肌腹电极片要放在要测量骨骼肌的肌腹中央部位。中央部位。3 参考电极的摆放参考电极的摆放参考电极一般放置于没有肌肉的骨参考电极一般放置于没有肌肉的骨性标志上。性标志上。干干扰扰因素因素解决方法解决方法劣劣质电质电极极更更换电换电极极皮肤不皮肤不够够清清洁洁用酒精清用酒精清洁洁皮肤皮肤毛毛发发必要必要时时可刮去毛可刮去毛发发射射频频干干扰扰（短波，微波等（短波，微波等电电磁干磁干扰扰）关关闭闭射射频频干干扰扰源或源或远远离射离射频发频发射源射源表面肌电图的分析包括时域分析和频域分析：表面肌电图的分析包括时域分析和频域分析：时域分析以时间为函数的图形，横坐标为时间，纵坐标为幅值；时域分析以时间为函数的图形，横坐标为时间，纵坐标为幅值；频域分析以频率为函数的图形，横坐标为频率，纵坐标为波幅或功率。频域分析以频率为函数的图形，横坐标为频率，纵坐标为波幅或功率。三、表面肌电信号分析三、表面肌电信号分析时域波形分析频域波形分析3.1时域分析时域分析峰值峰值波型平均值波型平均值波型面积波型面积原始信号原始信号正波信号正波信号（肌电信号只有（肌电信号只有正波后才可做平正波后才可做平均值、峰值和面均值、峰值和面积计算）积计算）峰值：峰值：肌电信号幅度出现的最高值；波形平均值：波形平均值：是一段时间内瞬间肌电图振幅的平均，其变化主要反映肌肉活动时运动单位激活的数量、参与活动的运动单位类型以及其同步化程度，与不同肌肉负荷强度条件下的中枢控制功能有关。）波形面积：波形面积：肌电信号下面振幅的积分面积；反映的是一定时间内肌肉中参与活动的运动单位的放电总量，即在时间不变的前提下其值的大小在一定程度上反映了参加工作的运动单位的数量多少和每个运动单位的放电大小，体现肌肉在单位时间内的收缩特性）3.2频域分析频域分析高峰高峰中位频率中位频率平均频率平均频率总功率总功率频率（频率（Hz）量度（量度（v2/Hertz）时域的肌电原始信号进行快速傅立叶转换时域的肌电原始信号进行快速傅立叶转换(FFT)，转换为横坐标为频率，纵，转换为横坐标为频率，纵坐标为波幅或功率的图形；获得表面肌电信号的频谱或功率谱，反映表面肌电坐标为波幅或功率的图形；获得表面肌电信号的频谱或功率谱，反映表面肌电信号在不同频率分量的变化，较好地在频率维度上反映表面肌电的变化。目前，信号在不同频率分量的变化，较好地在频率维度上反映表面肌电的变化。目前，在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频率和中位频率。在频域分析方面常用以下两种指标进行分析，即平均功率频率和中位频率。中位频率中位频率：将功率谱面积等分的那点对应的频率。平均频率平均频率：频率的平均值。过零率过零率：是信号在单位时间内的穿过基线的次数。平均功率频率和中位频率则是临床判别肌肉活动时的疲劳度的最常用指标平均功率频率和中位频率则是临床判别肌肉活动时的疲劳度的最常用指标。表面肌电图的信号检测是一种无创电表面肌电图的信号检测是一种无创电生理检测方法，其信号的检测分析在临生理检测方法，其信号的检测分析在临床诊断、康复医学及运动医学中具有重床诊断、康复医学及运动医学中具有重要意义。要意义。四、表面肌电临床应用四、表面肌电临床应用4.1脑瘫、卒中后偏瘫评估（脑瘫、卒中后偏瘫评估（神经内科、康复科神经内科、康复科）sEMG进行肌力、肌张力评估可以尽量减少测试者主观评价的进行肌力、肌张力评估可以尽量减少测试者主观评价的误差，采集的数据即反映肌肉收缩力。误差，采集的数据即反映肌肉收缩力。评估治疗患者受损神经肌肉功能的变化状况及与健侧的差异评估治疗患者受损神经肌肉功能的变化状况及与健侧的差异观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况并据此制定和调整下一观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况并据此制定和调整下一步的治疗方案。步的治疗方案。病例解析病例解析:（8岁脑瘫患儿采集某块肌肉的肌电信号岁脑瘫患儿采集某块肌肉的肌电信号）结论：结论：术前：被动活动有异常增高的峰；自主收缩仅在术前：被动活动有异常增高的峰；自主收缩仅在150v左右左右术后：被动活动，未见异常增高波形；自主收缩峰值高达术后：被动活动，未见异常增高波形；自主收缩峰值高达360v术前自主收缩：术前自主收缩：术术前肌力差，最大值前肌力差，最大值150v术后自主收缩：术后自主收缩：术术后肌力好转，最大后肌力好转，最大值值360v术前被动收缩：术前被动收缩：术术前肌张力高，平均前肌张力高，平均值值20v术后被动收缩：术后被动收缩：术术后基本正常后基本正常术前术后4.2疼痛评估（疼痛评估（康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、康复科、疼痛诊疗研究中心、疼痛科、骨科骨科）n腰部肌肉收缩协调性腰部肌肉收缩协调性n肌肉疲劳程度肌肉疲劳程度n肌肉收缩力量肌肉收缩力量腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试；腰痛病人腰部的易疲劳测试或术后肌肉耐疲劳效果测试；辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能；辅助诊断腰背部疾患评估椎旁肌功能；在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下，通过潜在的肌电在手术、外伤、颈肩腰腿痛及其他肌肉功能障碍情况下，通过潜在的肌电信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严重程度。信号改变确定肌肉的功能障碍、疼痛等严重程度。评价肌肉功能水平及状态，为评价肌肉功能水平及状态，为腰痛病人寻找临床指标腰痛病人寻找临床指标4.3脊柱侧弯、斜颈评估脊柱侧弯、斜颈评估（儿科、康复科儿科、康复科）临床研究：临床研究：记录患者凸、凹侧椎旁肌表面肌电信号频域指标中位频率、平记录患者凸、凹侧椎旁肌表面肌电信号频域指标中位频率、平均功率频率、过零点率。均功率频率、过零点率。结果：结果：1.患者顶椎区凸、凹侧中位频率、平均功率频率、过零点率波形患者顶椎区凸、凹侧中位频率、平均功率频率、过零点率波形曲线波幅较其他测试部位低平、数值降低；曲线波幅较其他测试部位低平、数值降低；2.中位频率斜率、平均功率频率斜率、过零点率斜率随运动负荷中位频率斜率、平均功率频率斜率、过零点率斜率随运动负荷时间的延长均呈线性递减。时间的延长均呈线性递减。结论：患者脊柱旁顶椎区椎旁肌耐力较差结论：患者脊柱旁顶椎区椎旁肌耐力较差,容易疲劳容易疲劳,表面肌电图可用表面肌电图可用作评定脊柱旁凸、凹侧肌电活动差别的客观指标之一作评定脊柱旁凸、凹侧肌电活动差别的客观指标之一,具有较好的具有较好的临床应用价值。临床应用价值。4.4疲劳研究（疲劳研究（康复科、各体育学校、竞技运动队、康复科、各体育学校、竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方向向）肌肉疲劳的测定无论在康复医学还肌肉疲劳的测定无论在康复医学还是体育科研都有重要意义是体育科研都有重要意义有研究表明，中位频率在肌肉疲劳有研究表明，中位频率在肌肉疲劳时向低频转移，并与肌肉疲劳有较时向低频转移，并与肌肉疲劳有较好的相关性。好的相关性。病人是否容易疲劳和疲劳太快病人是否容易疲劳和疲劳太快?治疗后是否耐受疲劳？多长？治疗后是否耐受疲劳？多长？什么样的训练能提高对疲劳的耐受？什么样的训练能提高对疲劳的耐受？揭示肢体有无残疾、确定揭示肢体有无残疾、确定步态异常的性质和程度，为进步态异常的性质和程度，为进行行走功能评定和矫治异常步行行走功能评定和矫治异常步态提供必要的依据。态提供必要的依据。(例如：例如：某患者根据其他康复评定结果某患者根据其他康复评定结果认为股四头肌的肌张力正常且认为股四头肌的肌张力正常且无肌痉挛，但是通过步态分析无肌痉挛，但是通过步态分析却可能发现股四头肌的异常运却可能发现股四头肌的异常运动。动。)通过对康复训练前后的步通过对康复训练前后的步态检查和手术、安装支具前后态检查和手术、安装支具前后步态的对比，可以定量地、客步态的对比，可以定量地、客观的反映患者治疗前后的功能观的反映患者治疗前后的功能状态，为确立有效的康复训练状态，为确立有效的康复训练方案提供依据，尤其在偏瘫康方案提供依据，尤其在偏瘫康复中应用广泛。复中应用广泛。4.5步态分析步态分析（康复科、神经科、骨科、各体育学校、（康复科、神经科、骨科、各体育学校、竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的人竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方向体工效学方向）股内侧肌股内侧肌股外侧肌股外侧肌股直肌股直肌股二头肌短头股二头肌短头股薄肌股薄肌缝匠肌缝匠肌股二头肌长头股二头肌长头半膜肌半膜肌半腱肌半腱肌股中间肌股中间肌膝关节的角度膝关节的角度(屈曲度屈曲度)604020步态循环步态循环%501000 1231627587ICLRMSTTSTPSWISWMSWTSW4.6运动学研究（运动学研究（各体育学校、竞技运动队、体科各体育学校、竞技运动队、体科所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方所、综合院校体育系、综合院校的人体工效学方向向）sEMG为体育科学的研究提供了重要的依据与评价为体育科学的研究提供了重要的依据与评价方法，它可以在运动过程中间接测定肌肉力量，也可方法，它可以在运动过程中间接测定肌肉力量，也可以进行运动技术分析。其应用机理是肌肉收缩强度越以进行运动技术分析。其应用机理是肌肉收缩强度越大，肌电图的幅度增加大，肌电图的幅度增加。4.7肌电图的运动学肌电图的运动学等速锻炼等速锻炼步态分析步态分析跳跃跳跃手法肌肉测试手法肌肉测试强度测量强度测量2和和3维运动分析维运动分析单用单用EMG足底开关和量角仪足底开关和量角仪测力板测力板力矩角度速度力矩角度速度立角度立角度力位置力位置