一、针极肌电图

一、针极肌电图

(一)概述

针极肌电图(又称为同心圆针极肌电图)是广义肌电图中最重要的两大部分之一。大部分的临床诊疗机构都将其作为必做项目。针极肌电图检查虽然为有创操作,存在一定风险,但其在某种意义上说是对神经传导检测的进一步验证诊断和独立诊断,是与神经传导检测相辅相成、不可缺少的重要部分。作为检查肌肉的电生理项目,针极肌电图可以检查的肌肉范围很广,肢体、躯干和头面部的肌肉都可以检查,既可以检查到肢体远端的小块肌肉,也可以检查到近端的粗大肌肉,而且能够直接反映肌肉功能,因此其定性、定位、定量诊断价值甚至优于神经传导检测。值得注意的是,在神经损伤后有些被检者损伤部位肌力弱,有些被检者不会收缩被检肌肉,有些被检者存在主观不配合用力等诸多因素,这些都使司法鉴定案件中的针极肌电图较普通临床诊疗中的肌电图诊断有很多意想不到的困难。

国际上各个国家对针极肌电图的检查有自己的观点和派系。美国神经电生理协会认为运动单位电位(motor unit potential,MUP)的取样和测量受人为的因素影响较大,针极肌电图检查以观察募集和插入电位为主。欧洲电生理协会认为针极肌电图的观察指标包括插入电位、募集电位和MUP的平均时限和波幅,并做了大量的人群标准值的研究。

国内的肌电图医师,多参考北京协和医院提出的正常值,也倾向欧洲电生理协会的观点,对插入电位、募集电位和MUP的平均时限和波幅都很重视。在周围神经损伤的司法鉴定实践中,针极肌电图的失神经电位和MUP都是较为客观的指标,能提供较为客观的法律依据,而募集虽然和肌肉功能(如肌力)较为相关,但募集与被检者主观配合程度有很大关系。

(二)针极肌电图检查的具体指标

针极肌电图的检查指标可以分为三种肌肉状态下的观察内容:安静时的肌肉状态、轻收缩时的肌肉状态和重收缩时的肌肉状态。

1.安静时的肌肉检查指标

安静时重点观察指标包括同心圆针电极插入肌肉时的反应以及静态时肌肉的自发电反应。

(1)进针。

进针前先要教会被检者收缩和放松被检肌肉的动作。然后观察被检靶肌肉收缩时的外形,在肌肉最高隆起处的肌腹进针。对大而厚的肌肉一般垂直进针,便于从四个方向和不同深度观察电位,如三角肌、肱二头肌、股四头肌、股二头肌、胫前肌等;对小而薄的肌肉在最高点肌腹和肌腱之间偏向肌腹斜角45°左右进针,如拇短展肌、小指展肌、趾短伸肌等。因为小肌肉垂直进针容易穿透到深部的其他肌肉里,且不便于观察静息电位时移针反应,倾斜进针仅仅是为了针在肌肉里移动方便,可以呈扇形角度移针,不仅操作方便,还尽可能地增大了观察范围,被检者的疼痛感也会减轻。

传统的观念认为应在肌肉放松的状态下进针,优点是可以观察到肌肉的自然放松状态,可以在募集的时候发现是否有早募集现象。缺点是针进入肌肉后,被检者惧痛,做不好大力收缩的动作,不仅影响募集的观察,电极针还有被肌肉收缩折弯或折断的可能,且该方法最大的缺点是肌肉安静时不能确定进针过深还是过浅,是进入了被检肌肉还是穿透了被检肌肉。特别是有些肌肉周围有神经和血管经过,每个人的同一种肌肉厚薄不一,是不可能完全用经验来判断进针深浅的。选择在肌肉收缩时进针,通过观察募集电位可以保证针一定在被检肌肉内,而没有穿透肌肉。在观察静息电位的时候,采取收缩时深进针,放松后退针和小范围地进针,再退针到基本快到皮下的时候,请被检者再轻收缩,再换方向,先深进针观察,逐渐退针的方式,依此类推。这样的进针方法能保证在观察静息电位的时候心中有数,保持针在被检肌肉内而不穿透到周围组织。

(2)插入电位。

正常的插入电位是指针电极在插入、移动和敲击针附近的肌肉时,出现的短暂的电位,是针电极对肌肉纤维和肌肉细胞膜的机械刺激和损伤所致,一般持续时间为300 ms左右,立即出现且立即消失。要鉴别是否是正常的插入电位,还是手的持针不稳。可以将持针的手从电极松开,插入电位立即消失,就是正常插入电位。

异常插入电位:①插入电位延长,系肌膜对机械兴奋极度增高所致,插入和移针的动作撤除后,插入电位仍然不能消失,还会断断续续持续一段时间,手松开针后仍然如此。插入电位可由纤颤、正相电位等低电压位组成。示波线上可见基线飘逸,扬声器上出现暴雨“沙沙”的声音。这在临床上多见于神经源性和肌源性损伤。单纯仅有插入电位延长而没有其他针极肌电图异常是没有意义的,也可见于肌肉持续的不完全放松。②插入电位减少和消失,插入电位在插入肌肉时没有反应或反应不明显,临床上多见于肌肉损伤后长期完全失神经支配而发生纤维化或被脂肪组织替代。还有一个可能的技术原因是针电极没有准确刺入目标肌肉组织内。在判断插入电位减少的原因时,这些因素都要考虑到。

(3)静息电位。

①正常静息电位:是一条平稳的直线,要在被检肌肉完全放松的基础上观察。为了全面观察,至少要在4个方向进针,每个方向有多个深度移动针电极。正常情况下,在移动针的时候可以观察到瞬间的插入电位,随后观察到一条稳定的基线,没有电位的产生,此时为正常的肌肉静息状态。在移针时除了插入电位外,有时还会发现突然出现一阵基线毛糙的电位,其间伴有起始为负相的极短程小波,同时被检者突然有感觉很疼痛的反应,此为终板噪声和终板电位,是针插入终板区所致,终板电位经常被经验不足的检查者误认为是纤颤电位,最好的识别方法是注意小波的起始波形,终板电位的起始波形是负相的,而纤颤电位的起始波形是正相的,稍稍移针后该现象就马上消失。

②病理的静息电位(自发电位):在安静的状态下,出现纤颤电位、正尖波、束颤电位、复合重复放电、肌纤维颤搐电位、肌强直电位等均提示病理性的静息电位,通常称为自发电位。如果插入电位延长则提示有自发电位存在的可能。如果没有发现纤颤电位和正尖波,而仅仅出现束颤波、复合重复放电等,不应单纯将后者考虑为病理性自发电位,需要与纤颤电位和正尖波同时出现,才能视其为病理性的自发电位。

纤颤电位和正尖波都是单根肌纤维的兴奋,是最主要且较客观的神经损伤指标。复合重复放电是多肌纤维按顺序、快速放电的结果,是成群的邻近肌纤维的旁触兴奋所致。束颤电位是一个运动单位的独立放电,肌纤维颤搐电位是同一运动单位的重复放电。

纤颤电位是单根肌纤维兴奋性增高而自发产生的电位,其特征为起始部为正相的、短时限、低电压、发放规则的双相或三相波,声音尖促,时限1~5 ms,波幅20~30 μV,扬声器上出现不规则的“嗒嗒”声。正常人中5%~15%的人可以偶见该波(肌肉不同,发生频率不同)。因此,只有在同一块肌肉的两个部位以上发现纤颤电位才可认为是病理性改变。出现纤颤电位提示失神经损伤、肌炎和肌纤维破坏等。有些情况即使有神经损伤等也不一定出现纤颤电位。例如,失神经损伤的早期(2周内),急性脱髓鞘病变但轴突未损伤者;严重肌肉萎缩的晚期;神经损伤开始再生的恢复期;体温太低;肌源性损伤的疾病早期。

正尖波(又称正锐波)是单根肌纤维的兴奋性增高而出现的自发电位,失神经损伤后2周左右开始出现。其为起始波正相、时限稍宽的“V”字形波,电压较高,出现规则,声音较钝,时限10~50 ms,波幅20~300 V,扬声器上可听到粗纯的“砰砰”声。正尖波在正常人中也可偶见,一般与纤颤电位一样,只有在同一块肌肉的2个以上部位发现才认为是病理性改变。病理意义同纤颤电位。

束颤电位是在安静时单个和部分运动单位支配的肌纤维放电,波形与运动单位电位类似。其病理意义为:多见于前角细胞神经源性病变,但是没有纤颤电位和正尖波的情况下,单独出现了该波不能认为是病理性改变。

复合重复放电是指针插入后,静息状态下出现的一系列高频放电,以突然出现、突然消失的形式发放,扬声器上可出现蛙鸣的“咕咕”声,发放电位的特点是波幅和频率基本没有变化,是肌膜兴奋性增高所致。其病理意义为:多与纤颤电位、正尖波同时出现,多见于慢性失神经损伤和肌病的活动期。值得注意的是,在没有纤颤电位和正尖波出现的时候,单独出现复合重复放电,不能认为是病理性自发电位,复合重复放电单独出现没有很明确的临床意义。

自发电位的半定量:肌电图报告中常可见到某块肌肉的自发电位为1~4个“+”,这是自发电位的半定量指标。自发电位“+”,表示多次寻找后,仅发现1~2个部位有自发电位,这种情况下应该对同一神经支配的更多肌肉进行检查,如果多组肌肉均为自发电位“+”,则可提示失神经损伤;自发电位“++”,表示多次寻找后,发现2个以上部位有自发电位,这种情况一般可以肯定有自发电位,即失神经损伤可以明确;自发电位“+++”,发现每个部位都有自发电位的出现;自发电位“++++”,不仅每个部位都有自发电位的出现,而且每帧图均有大量的自发电位出现。

自发电位的临床预后:一般神经损伤,多在1~2周后出现神经再生的芽生。随之失神经支配肌肉在EMG中出现了自发电位,如纤颤电位及正尖波等。有研究表明,随着时间的推移,如果神经未得到及时修复,失神经支配的状态进一步发展,2年内为肌肉萎缩、纤维化最严重的时期。失神经支配的肌肉在2年之后萎缩、纤维化明显减缓。这提示失神经支配2年内进行神经修复可能是阻止肌肉萎缩、纤维化的最佳时期。(https://www.daowen.com)

在神经的损伤诊断中,自发电位一般在神经损伤2周后出现,有学者认为自发电位出现的数量可以间接提示神经损伤的程度。在神经损伤严重和神经修复完全停止的时候自发电位也会消失,因此,没有自发电位并不意味着没有神经的损伤。判断神经损伤一定要综合分析肌电图的各个指标依据,只有这样才能综合判断有无神经损伤及其损伤的程度。

2.轻收缩时的肌肉检查指标

轻收缩时重点观察指标包括:MUP的数量和单个MUP的时限、波幅和波形。

(1)观察MUP:嘱咐被检者要轻轻收缩被检肌肉,并注意听仪器喇叭的肌电声音,听到有间隔的“啪啪”声为最佳收缩状态。监视器上显示各个MUP之间的基线,要求是出现平稳线的间隔,MUP之间不能相连,能够清楚地观测MUP的起始部。达到这样要求的前提是被检者良好的配合,因此需要指导被检者逐渐用力,控制好收缩力量的大小。若MUP出现密集,就要教被检者慢慢减小肌力;当MUP发放达到适合观测的程度时,嘱咐被检者保持相应大小的肌力并尽快采集MUP。为了缩短收集时间,可以先收集MUP,待检查完成后进行MUP测量。选择测量15~20个MUP,计算其波幅、时限的平均值。

(2)MUP的收集:在收集MUP的时候可能会有多种形式的MUP波形出现,同一帧图中就会有不同形式的波形。为了防止MUP收集的时候有倾向性,即只收集大的MUP,或只收集小的MUP或多相波,因为这样最终计算的MUP结果会受很大的影响,导致结果的定性错误,适当的方法为:在每个断面收集的时候,初步观察一下各种波形所占的比例,然后有的放矢地按照比例去选择。比如,感觉高波幅的波占一半,那这个断面在选波幅时就大概选一半的高波幅,其他同样类推。多相波与各个时限和波幅尽量按比例选择。每个断面只有一种波形时只能选择一个,不能反复选择同一种波。每个断面有多种波形的时候,选择的波数在3个以内,每个断面不能多选择波,以免片面。最后观察一下全部选定的MUP,形态相同的波形仅留一个,波形尽量不重复,使被选的MUP全面和真实。波形尽量选第一相的负相波以及时限短的,这样的MUP的容积传导时间短,电信号发生的部位靠近针极,数据更准确。对基线不稳的MUP波形,或者波形中不能明确起止部位的MUP,要放弃测量这些波。一般选择4个方向进针,每个方向慢慢退针时,选4个断面,这样最后总数在15~20个,平均值更接近实际。在肌源性损伤的诊断中,MUP的计算往往会是唯一的诊断依据,可以没有早募集、自发电位和病理干扰相等,所以MUP要严格定标。严重神经源性损伤时,MUP的数量明显减少,即使移动很多部位,往往也仅有1~2种波形,MUP的取样量也会减少,这是神经源性重度损伤的指标之一。

(3)MUP的指标:每块肌肉的MUP要按年龄和部位参考不同指标。正常值参照各个实验室已建立的正常人群指标或参照权威医院(如北京协和医院、上海华山医院等)的国人肌电正常值的指标。①时限:指MUP发生电位变化的时间的总和,是MUP的起始点到结束点之间的时间距离。②波幅:反映MUP的电压大小,代表肌纤维兴奋时所产生的动作电位幅度的总和,即最高正相波和最低负相波的峰—峰值。③波形:是由MUP离开基线的偏转次数决定的,有单相、双相和多相之分。动作电位波形在5相以上(包括5相)称多相电位,要计算多相波所占的比例。

多相电位还可分为群多相电位、短棘波多相电位和巨大电位等类型,各代表不同临床意义。群多相电位:时阻较宽,大于3.0 ms,波幅较高,时限20~30 ms。其多见于脊髓前角细胞疾病、陈旧性神经伤。短棘波多相电位:组成多相电位的每一个棘波时程较短,多在3 ms以内,波幅不等常在30~500 μV。其多见于神经再生、肌源性病变等。巨大电位:肌肉随意收缩时所产生的一种电压大于5.0 mV的特大动作电位,称为巨大电位,时程5~30 ms,常见于脊前角细胞病变、陈旧性神经损伤等病变。

(4)MUP的临床意义:神经源性损伤表现为MUP时限延长,多于同年龄组同种肌肉正常值的20%;波幅增高,MUP的波幅高于同年龄组同种肌肉正常值的50%;多相波增多,MUP中多相波多于同年龄组同种肌肉正常值的15%。

3.重收缩时的肌肉检查指标

肌肉重收缩又称为“募集”。重收缩时的观察指标为肌肉用最大力量收缩时肌肉全部电位募集的情况。检查时要嘱咐被检者用最大力气收缩被检肌肉。为了使被检肌肉募集完全,医师要和被检者使用相反方向的力以与被检肌肉对抗,通过指令提示被检者用最大力量收缩目标肌肉。

(1)募集的常见波形。正常募集为干扰相,是指最大用力收缩时MUP相互重叠,不能分离出单个MUP。混合相也常视为正常募集,是指中度用力收缩时,有些区域MUP密集无法分离,有些区域仍可见单个MUP。

(2)异常募集。①单纯相:是由MUP的减少导致少量的动作电位存在。募集图中不仅看得见基线,还清晰可见每个动作电位如一个个小棍一样垂直在基线上。单纯相多提示存在神经源性损伤,呈波幅多大于5 mV、数量少的特征。出现单纯相时要注意,被检者故意降低目标肌肉的收缩力量募集也会明显减少,导致出现单纯相的图形,但是此时的波幅多较正常(2~5 mV)。看到单纯相时应注意鉴别肌肉是否完全用力,检查者要增加对抗用力,在对抗用力中体会被检者是否存在配合欠佳的可能。在进针前就要教会被检者该肌肉的收缩方法。等被检者完全尽力的时候进针,以免进针后被检者担心疼痛而拒绝用最大力量。②病理干扰相:是募集电位良好,但是电压很低(小于2 mV),基本看不见基线,也看不见小棍子状的单个MUP。有时还会有“早募集”现象,即被检者一用力就出现很密集的募集电位,没有先单个电位再完全募集的过程。发现有病理干扰相的可能,就要让被检者放松后收缩肌肉,单凭直接的重收缩发现不了“早募集”现象。病理干扰相多见于肌源性损伤。③运动单位募集减少甚至完全没有:具体包括少量MUP、偶见MUP、无MUP三种募集反应类型,常见于严重的神经、肌肉疾病,如完全性神经源性损伤,或见于诈病和明显不配合的被检者。

(3)观察募集电位的要点。只要出现正常的募集电位,就可以认为被检肌肉的募集电位正常。募集完成后,在观察静息电位和轻收缩的MUP之前,一定要将针退到皮下,再嘱被检者慢慢放松肌肉,因为立即放松肌肉,电极针可能会发生变形,甚至会断在肌肉里,造成被检者不必要的疼痛和创伤。在需要观察“早募集”等现象时,也要将针退到皮下,让被检者放松后再进针,然后慢慢收缩肌肉,观察整个肌肉收缩的过程。须注意若进针后再收缩肌肉,一般人会因惧疼而不能尽力收缩。诈病和不配合的被检者收缩肌肉时,募集会出现伪单纯相、伪混合相、伪无募集电位等伪病理相。此时,除了要注意识别外,还要学会帮助被检者收缩和放松被检肌肉。有些肌肉功能良好的被检者,在被动收缩、放松的过程中,肌肉会出现部分募集的信号,这种现象不能判断是无运动单位的募集,而应高度怀疑有诈病和主观不配合用力等现象。失用性萎缩的伤者肌肉也会募集无力,出现正常部分的混合相、单纯相,要注意结合MUP和静息电位综合判断。在针极肌电图中,募集不是最客观的判断指标。在肌源性损伤中,不一定出现病理干扰相;在神经源性损伤中,也不一定出现单纯相。针极肌电图中,募集的临床意义没有自发电位和MUP等指标客观性强,可能的影响因素较多,如被检者的用力程度、学习收缩被检肌肉的能力和肌肉萎缩的程度等。在募集和其他电生理指标矛盾时,要综合判断,要分析为何募集不能和其他的指标相符合,要分析临床体征和神经损伤分布的可能性。

(三)针极肌电图的异常结果初步判断

异常针极肌电图的一般特征包括以下几项。

(1)插入电位增多或减少,或者时限延长。

(2)出现自发电位:包括正尖波、纤颤电位、束颤电位、复合重复放电、肌纤维颤搐电位、肌强直放电等。在一块肌肉2~3个部位出现自发电位(纤颤电位、正尖波)是神经源性损害的可靠表现。

(3)运动单位电位异常:神经源性损害表现为时限延长、波幅升高及多相波百分比增多;若需定量,则计算20个MUP的平均时限,较正常值增加20%以上提示异常;多相电位的百分比明显增多,亦提示异常。肌源性损害表现为时限缩短、波幅降低和多相波百分比增多。

(4)募集电位异常:神经源性损害表现为高波幅的单纯相或混合相;而肌源性损害表现为低波幅的干扰相即病理干扰相。在神经源性疾病的早期,可仅出现自发电位和募集电位的异常,无MUP的改变。募集电位是肌电图重要的指标,不能遗漏,但检测者须注意,募集电位被检者主观配合程度的影响,检测时应注意重复检查和判断该检测结果的可靠性,必要时可在报告中注明。

以上4项特征中,必须具备(1)或(2)中至少一项,尤其以(2)最为可靠,然后参考其他两项,针极肌电图方可认定异常,并提示很可能存在神经源性损害。

(四)针极肌电图的影响因素

(1)针极肌电图各指标中,插入电位和自发电位最为重要,如果其确实存在,对神经损伤判断最为客观,但此类指标也与检查者的主观经验是否丰富有关。具体影响因素包括检查者对目标肌肉的选择是否准确,小块、重叠的肌肉是否存在插入过深而到其他肌肉的情况,是否准确刺入目标肌肉肌腹,对各类电位的判断是否准确,等等。由于此项检查是实时检查,绝大多数肌电图报告也实时记录各类电位图像,因此,检测者以外的人员判断是否存在某项因素影响,是非常困难的。司法鉴定人应该根据长期与检测机构的合作和对其肌电图报告的研判,来间接判断相应肌电图报告中针极肌电图指标的可靠性。

(2)MUP的影响因素与自发电位的影响因素基本相同,也会受到检查者主观经验影响。同时,MUP是被检者在肌肉轻收缩状态下的检测指标,由于轻收缩的力量不同,MUP的指标亦有不同,而临床诊疗机构并未对此进行规定,这在一定程度上影响了MUP指标(尤其是波幅)的价值。建议有开展肌电图检测能力的司法鉴定机构,应当在MUP检测时统一按照一定的肌肉收缩力量检测该指标,这样其结果会更有价值。

(3)募集的几种类型是较为定性的指标,正如手法肌力分级一样,在判断时主要依赖检查者的经验。当然,除了混合相外,单纯相有时也较难区分,其他募集的类型还是较易判断的。影响募集的最主要因素,实际上为被检者的主观配合程度,因其被检肌收缩力量大小直接影响募集的类型,临床诊疗机构在开展募集检测时,均嘱被检者最大限度用力,而被检者出于协助医师明确诊断、准确治疗的目的,一般都能配合。但出于司法鉴定目的,被检者被嘱最大限度用力时则会不同程度减小肌肉的收缩力量。对此,检查者可通过便携式定量肌力测试仪同步检测被检者的收缩力量以判断其用力大小是否为最大力量。具体办法是在插入针电极进行募集检测前,先嘱被检者完成3~5次目标肌肉的最大限度用力收缩并记录其力量,然后在募集检测时同样嘱被检者完成3~5次最大限度用力收缩。如果被检者各次收缩力量恒定,说明其配合程度高;如果各次收缩力量波动较大,则说明其配合程度较差;如果各次(以5次为例)收缩力量以前2~3次较为稳定且力量较大,之后力量衰减,则可认为前2~3次结果可信,采信前2~3次收缩时记录的募集电位。若检查者判断被检者配合程度欠佳,应在报告中如实说明,并记录最大收缩力量时的募集电位(如少量MUP),可在报告中提示目标肌肉的募集可能优于所记录的募集(如不排除目标肌肉的募集为单纯相或混合相)。