第三节　神经电生理学的评定

一、 肌电图

肌电图是目前广泛应用于临床的电生理诊断技术，是记录肌肉静息、随意收缩及周围神经受刺激时各种电特性的一门技术。狭义的肌电图通常指运用常规同芯圆针电极，记录肌肉静息和随意收缩的各种电特性。广义的肌电图通常包括常规肌电图（electromyography，EMG）和神经传导检测（nerve conduction studies，NCS）、重复神经电刺激（repetitive nerve stimulation，RNS）、单纤维肌电图（single fiber electromyography，SFEMG）、运动单位计数、巨肌电图等。目前，肌电图在康复医学科的应用也日益广泛和重要，已成为康复医学科医师必备的临床诊疗技能之一。目前，康复医学科常用的肌电图检测项目包括常规EMG、NCS、RNS、F波、H反射和各种诱发电位。下文逐一进行介绍。

（一）神经传导检测

神经传导检测在周围神经功能的评估中扮演着一个重要的角色，其原理是电刺激触发一个神经冲动，然后这个冲动沿着运动或感觉神经纤维传导。最常进行的神经传导检测包括运动神经的复合型肌肉动作电位（compound muscle action potentials，CMAP）、感觉神经的感觉神经动作电位（sensory nerve action potentials，SNAP）、混合（感觉性和运动性）神经的混合神经动作电位（compound nerve action potentials，CNAP）以及迟发反应（主要为F-波和H反射）。

1.动作电位

动作电位是许多电位的总和。CMAP是多个运动单位（肌纤维）放电的总和，而SNAP是单个神经纤维放电的总和，各个神经纤维各有其本身的振幅。对动作电位的组成的简述如下：

（1）潜伏期：

潜伏期代表从神经受到刺激到所测定的神经开始出现感觉神经动作电位（SNAP）或复合性肌肉动作电位（CMAP）所用的时间。在一个CMAP中，起始潜伏期代表传到最快神经纤维的到达时间。在感觉神经中，潜伏期仅依赖于最快神经纤维的传导速度和去极化波的传导距离。

（2）传导速度：

传导速度是指神经传导动作电位的快慢程度，一般而言，上肢正常神经传导速度在50m/s以上，下肢则为40m/s以上。

（3）振幅：

CMAP的振幅表示每个电位振幅的总和，由传导速度相同的神经纤维轴突所去极化的肌肉纤维而产生，因此，振幅有赖于神经轴突的完整性、去极化的肌纤维和各纤维传导速度的差异程度。

（4）时程：

时程是从偏离基线开始到恢复到稳定基线的时间。

2.延迟反应

H反射是一种涉及运动和感觉神经纤维的单突触或寡突触脊髓反射，可以用于脊神经疾病的评价。在腘窝处刺激胫神经并在腓肠-比目鱼肌群进行记录时，可以用于评价S1的传入和传出纤维；在肘部刺激正中神经并在桡侧腕屈肌进行记录时，可以评价C6/C7脊神经疾病。需要注意的是，在年龄超过60岁的个体中，H反射一般消失。

F波是低振幅的延迟反应，这可能是由于周围神经受刺激之后运动神经元（脊髓前角细胞）逆行激活，这种刺激沿着相应的运动轴突逆传。F波的振幅一般最高达正常运动反应（M反应）的5%。由于在测定F波传导速度时，因距离测量可出现误差，因此一般对F波比率进行计算，上肢正常F波比率约为1 ± 0.3，下肢约为1.1 ± 0.3，F波比率可用于评价是否出现了近段或远段神经的传导减慢，如果比率高于1.3，提示近端受损，如比率低于0.7，则提示远端受损。

（二）肌电图

肌电图检查涉及肌肉电活动的评价，是医学电诊断技术中的一个重要组成部分。肌电图可对骨骼肌进行评价，实际上测量的是肌纤维的电兴奋性。在介绍其他肌电图基本知识之前，首先对运动单位进行介绍。一个脊髓α-运动神经元或脑干运动神经元和受其支配的全部肌纤维所组成的肌肉收缩的最基本的单位称为运动单位，是肌电图评价的主要结构基础。

肌电图检查分为四个部分，分别进行观察，它们是插入性电活动、静息状态的肌肉检查、运动单位检查和募集反应。

1.插入性电活动

正常肌肉只要避开运动终板，针电极运动一停止就会呈现出电活动的静息状态。典型的正常插入性电活动仅持续数百毫秒，当针电极插入萎缩的肌肉时会出现插入性电活动减弱。当肌肉发生病理性改变时，可以出现插入性电活动增强，这主要表现为正锐波，这种插入性电活动增强可以发生在真正失神经支配之前，任何持续时间超过300ms的电活动增强就可以被认为是插入性电活动增强。

检查正常的肌肉时，针极插入终板区域会检测到终板电位，它由连接发生的或相互独立的两部分组成：低波幅波浪样的终板噪声和高波幅间歇的棘波。终板噪声反映了在细胞外记录到的微终板电位，通常表现为不规则的负波，波幅在10～50μV，时限在1～2ms。终板棘波的波幅在100～200μV，时限在3～4ms，以5～50Hz的频率不规则激活，典型的是起始为负双向波。在检测到终板电位时病人会出现疼痛，可以帮助鉴别。

2.静息状态的肌肉检查

针电极一旦插入肌肉中，需要停留几秒钟，以便对自发性电活动进行评价。正常肌肉在针电极插入后应该处于电静息状态。自发性电活动是典型的异常改变，它发生在出现病理学改变时。正锐波、纤颤电位、复合性重复放电和肌强直性放电是肌纤维水平产生的典型异常自发性电位。脊髓前角运动细胞及其轴突水平产生的异常自发电位包括束颤电位、颤搐电位及痉挛电位。对自发性电活动的详细描述如下。

（1）正锐波：

正锐波是所记录的受损伤神经支配的肌肉或肌肉受损部分肌纤维的动作电位。正锐波主要由从基线发生正性（向下）偏转随即返回到基线的波所组成，具有规律性放电的趋势。正锐波的声音类似于低重击音，并在肌纤维发生失神经支配后，比纤颤电位出现得要早。

（2）纤颤电位：

纤颤电位是自动放电的单个肌纤维的自发性动作电位，可以发生在神经支配受损伤时。纤颤电位一般为三相波，它的声音像雨点击打铁板屋顶。正锐波和纤颤电位可以在神经源性疾病和肌病时记录到，在EMG出现正锐波和纤颤电位时，则提示它们与肌纤维的自发性放电相同，最多见于所检查肌肉的神经肌肉受损。正锐波和纤颤电位一般提示急性或进行性神经支配受损，可以一直到受损后3周或更长的时间才出现。

（3）复合型重复放电（complex repetitive discharge，CRD）：

CRD属于自发性发放动作电位类型，是受损肌肉区域的电活动刺激邻近肌纤维引起的局灶性肌肉节律失常，因此是一种永久性节律。它们一旦表现为单纯或复合峰类型，就会重复有节律地出现，这些电位均可突然出现和停止，声音类似于突然熄火的摩托艇。在神经源性疾病和肌病时都可以出现这些电位，多见于病程较长的病人，一般病损在6个月以上。

（4）肌强直性放电：

肌强直性放电是肌纤维激活后出现的动作电位发放延迟的类型，其特征性的声音为轰炸机俯冲声音。其产生机制为膜离子通道功能障碍，肌细胞兴奋性增高，多见于肌强直性疾病。

（5）肌纤维颤搐放电：

肌纤维颤搐放电是一组放电类型和节律有规律的自发性运动单位电位，有两种表现形式，其中连续型见于单个或成对的运动单位电位发放；不连续型则见于突发的运动电位发放，肌纤维颤搐反应形式发出的声音类似于士兵正步前进。其起源部位一般认为是神经元轴突，临床多见于髓鞘病变，如多发性硬化或吉兰-巴雷综合征。

3.运动单位分析

一旦评价完肌肉的静态电活动和插入性电活动，就应该进一步分析运动单位本身。运动单位的形态学分析包括振幅、上升时间、时程和时相。

（1）振幅：

在一个正常运动单位中，全部肌纤维近乎于同步放电。位于电极顶端周围的肌纤维主要影响运动单位的振幅。振幅的测定是从正性波到负性波的峰顶，反映了肌纤维的密度，它既可以正常，也可以升高和降低。运动单位的振幅增高可见于神经源性损害几个月后神经支配恢复时，振幅降低可见于肌病。

（2）上升时间：

上升时间是从开始正性偏移的波峰到继发负性向上波峰的时间间隔，有助于评价记录电极顶端到放电运动单位之间的距离。离针尖较远的运动单位，其上升时间较长。用做定量分析的运动单位，其上升时间最好在100～200μs之间，此时可产生尖锐、清脆的声响。

（3）时程：

时程是从基线开始发出到最终回到基线的时间。正常时程约为5～15ms，表示具有不同长度、传导速度和膜兴奋性的所有肌纤维同步放电的程度。当运动单位所有的肌纤维相对同步放电时，其时程较短；如果为非同步性放电，则其时程较长。时程增加见于神经源性病变，时程缩短见于肌病。

（4）时相：

时相指的是在与基线连续交叉的两点间的波形部位。时相的数值可以通过计数负相或正相峰来确定。在正常情况下，运动单位电位的时相少于4个，多相性运动单位提示不同步性放电或单个肌纤维遗漏。

4.募集

募集指运动单位有次序地增加以便增加收缩力量。在正常情况下，运动单位约以5Hz的频率规律放电，到大约10Hz时，将募集另一运动单位开始放电。在神经源性病变时，有的运动单位不能放电，一个可以放电的运动单位将设法通过提高放电频率来代偿不能放电的其他运动单位。因此，在其他运动单位被募集之前，运动单位的放电频率将增加，这也提示募集减少。在募集减少时，高频放电的运动单位很少。而在肌源性病变时，每个运动单位的肌纤维数量减少了。通常出现“早期募集”或“募集增加”，其运动单位表现为短时程和低振幅。

（三）诱发电位

诱发电位是在头皮上记录到的电活动的实际平均值，与事先确定的感觉通路施加的刺激有特定的时间关系。最常见的是在头皮固定的点位上记录头皮电位，并观察其与锁时刺激（time-locked stimulus）相对应的电压变化。所记录到的头皮电位是所有或部分来自于周围神经、网状结构、耳蜗、脊髓或中枢性传导通路以及皮层和皮层下脑结构的、由刺激所诱发的事件相关生物电位的总和。常用的诱发电位包括体感诱发电位（somatosensory evoked potential，SEP）、视觉诱发电位（visual evoked potential，VEP）、脑干听觉诱发电位（brain stem auditory evoked potential，BAEP）、磁刺激运动诱发电位（motor evoked potentials，MEP）和事件相关电位（event related potential，ERP）。

1.体感诱发电位

体感诱发电位是感觉功能的电生理学检查，包括机械感受和本体感受刺激。SEP可追踪由周围神经电刺激产生的传入性冲动经由臂丛（腰骶丛）、神经根至脊髓和脑干，到达大脑的整个过程。一般采用表面刺激，上肢通常刺激腕部的尺神经或正中神经，下肢刺激踝部的胫神经或腓神经。腕刺激在Erb点可记录到N9波，在C7～Fz点可记录到N11/N13/N14等波，在C3点可以记录到最主要的N20/P25波；在踝部刺激时，在C7～Fz可记录到P27，在C3点可以记录到N37/P40波。如果检测结果超过正常平均值的2.5～3.0个标准差或是患侧与健侧相差的绝对值> 2ms，则认为存在异常。可用于诊断脊神经疾病和周围神经病。

2.视觉诱发电位

视觉诱发电位是视觉刺激（通常为交替性黑白棋盘型）后产生的枕叶皮层电位。通常用显示屏上的黑白或彩色棋盘格翻转作为刺激，可以是双眼刺激，也可以是单眼刺激或1/2、1/4视野刺激。基本波形有N1、P1、N2等主波，或称N75、P100、N145，其中P100的波幅最大，潜伏期也最稳定。两眼分别刺激时P100潜伏期的差值约1.3 ± 2.0ms，正常应< 10ms，波幅正常约为10μV，两眼波幅的差值< 50%。可用于诊断多发性硬化、亚急性联合变性、视神经瘤等。

3.脑干听觉诱发电位

脑干听觉诱发电位是一项脑干受损较为敏感的客观指标，是由声刺激引起的神经冲动在脑干听觉传导通路上的电活动，能客观敏感地反映中枢神经系统的功能，BAEP记录的是听觉传导通路中的神经电位活动，反映耳蜗至脑干相关结构的功能状况，凡是累及听通道的任何病变或损伤都会影响BAEP。使用100～200μs的短声刺激，可以仅刺激患侧，也可以双侧刺激，神经兴奋到达脑干后均为双侧传导。BAEP的典型波形主要是Ⅰ～Ⅴ波，一般认为Ⅰ波源于听神经、Ⅱ波源于耳蜗核、Ⅲ波源于脑桥上橄榄核、Ⅳ波源于外侧丘系、Ⅴ波源于四叠体下丘。BAEP的潜伏期以峰值潜伏期为准，主要是比较左右侧差值，正常时差值< 0.2ms，当> 0.4ms时有临床意义。可用于诊断听神经瘤和脑损伤病人预后的判断，在脑损伤的病人中，如BAEP异常，则提示病人预后不良。

4.磁刺激运动诱发电位

运动诱发电位是刺激运动皮质在对侧靶肌记录到的肌肉运动复合电位，用于检查运动神经从皮质到肌肉的传递、传导通路的整体同步性和完整性。临床上可用于脊髓疾病、周围神经病等的诊断、预后判断和术中监护。

5.事件相关电位

事件相关电位是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位，它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化。经典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3，其中前三种称为外源性成分，而后两种称为内源性成分。它们不仅是大脑单纯生理活动的体现，而且反映了心理活动的某些方面；并且，它们的引出必须要有特殊的刺激安排，而且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。ERP具有高时间分辨率的特点，使其在揭示认知的时间过程方面极具优势，已经成为研究脑认知活动的重要手段。P300是较早发现的内源性事件相关电位成分，主要与人在从事某一任务时的认知活动，如注意、辨别及工作记忆有关。P300可能代表期待的感觉信息得到确认和知觉任务的结束，目前已被广泛用来研究认知功能。

（四）康复医学科中肌电图的应用

上文已经详细介绍了肌电图相关的基础知识，但是鉴于上述知识要点是肌电图检查方案选择和结果判读的基础，尚需仔细研读。下面介绍在康复医学科中肌电图的应用。

1.手外伤

手外伤是临床常见的一种损伤，主要是由于创伤所导致上肢神经和（或）肌肉功能障碍，即使经过手术治疗，仍可能遗留有严重的残疾。采用电生理学评价能确定神经损伤的范围和严重程度，以及判断手术后神经修复的情况。

手外伤的临床表现根据损伤的神经和肌肉不同，会存在不同的症状和体征，包括麻木、疼痛、感觉减退等，也可因瘢痕挛缩、肌腱粘连肿胀、关节僵硬和肌肉萎缩等造成的运动功能障碍。手外伤后常见的神经损伤，包括尺神经损伤、桡神经损伤和正中神经损伤。根据损伤的神经的不同，具有不同的电生理表现。

如果存在尺神经损伤，可能的电诊断学表现如下，尺神经经过损伤部位时运动神经传导速度减慢、在损伤部位刺激时尺神经运动复合性肌肉动作电位的振幅降低、尺神经感觉神经动作电位振幅降低、尺神经支配肌肉具有自发性电活动（纤颤和正锐波）。

如果存在桡神经损伤，可能的电诊断学表现如下，桡神经感觉神经动作电位振幅降低、桡神经运动复合性肌肉动作电位的振幅降低、桡神经的运动传导速度在经过受累节段时减慢、桡神经支配肌肉具有自发性电活动（纤颤和正锐波）。

正中神经损伤的电诊断学表现详见腕管综合征。

2.腕管综合征（carpal tunnel syndrome，CTS）

腕管综合征是最常见的神经局部受压，电诊断学检查是发生腕管综合征时可对其生理学改变进行评价的唯一方法。

CTS的典型症状包括拇指、示指、中指和环指桡侧半的感觉异常和麻木，也可出现手部疼痛，夜间症状更加明显，还可主诉精细运动不能和（或）手部无力。体检可以发现桡侧三个半手指存在感觉障碍，可出现手指内收力量减弱，在严重的病人中，可见鱼际肌萎缩。诱发试验可再现其症状，包括Tinnel（叩击腕部的正中神经部位）和Phalen试验（最大程度的屈腕，维持1～2分钟）。

在腕管综合征时，首先影响的是感觉神经动作电位，对比在手掌中间和越过腕管的部位记录到的感觉神经动作电位具有重要临床诊断价值。一般而言，通过腕管的速度低于44m/s提示传导减慢。如果患侧感觉神经动作电位的振幅与健侧相比降低超过50%，则认为有意义。

复合性肌肉动作电位的远端潜伏期是腕管综合征中评价运动神经纤维受累的重要参数，若潜伏期大于4.2ms时，通常提示存在腕管综合征。需要注意的是，也应该对尺神经进行评价以排除弥漫性运动神经病的可能。

EMG检查可以提示是否存在轴索损害和（或）神经支配恢复。检查的肌肉应该包括拇短展肌，如果其出现了自发性电活动，则应该继续对其他肌肉进行检查，以排除其他疾病的存在。

腕管综合征典型的电诊断学表现总结如下，正中神经感觉纤维传导速度经过腕管时减慢、正中神经运动纤维的远端潜伏期延长、正中神经感觉神经动作电位的振幅降低、正中神经复合性肌肉动作电位的振幅降低，以及拇短展肌出现自发性电活动（纤颤电位和（或）正锐波）。

3.骨折

并不是所有骨折的病人都需要进行电生理学检查。但是在骨折的病人中，如果出现麻木、感觉异常，或者出现肌肉萎缩，在排除了废用性肌肉萎缩之后，则需要考虑到是否合并有神经损伤，并根据病人的临床表现进行神经传导速度和肌电图的检查，从而明确是否存在神经损伤，以及神经损伤的程度，以决定病人的下一步治疗方案，是否需要转介到骨科或手外科进行神经修复或粘连松解手术，还是继续进行康复治疗。

4.中枢神经系统损伤

中枢神经系统损伤包括脑卒中、脑外伤、脊髓损伤等，根据原发病的不同，其临床表现各异，在脑卒中和脑外伤的病人中更多的表现为偏侧肢体运动、感觉、言语、认知障碍等，在脊髓损伤的病人中，理论上可出现自发电位和募集减弱或消失，如果存在括约肌痉挛，可出现痉挛电位。

根据损伤平面的不同，表现为四肢瘫或截瘫，合并或不合并有感觉异常。

在中枢神经系统损伤的病人中，电生理学检查并非常规检查。但是如果在病人存在肌肉痉挛的情况下，进行肌电图检查可以帮助判断痉挛的严重程度，以及指导肉毒毒素注射治疗。在痉挛的肌肉中，会在静息状态下出现类似于募集混合相或干扰相电位，根据肌电图所表现出的肌肉痉挛的程度不同，可以帮助确定肉毒毒素注射的剂量。

二、 脑电图

脑电图（electroencephalography，EEG）是脑生物电活动的检查技术，通过测定自发的有节律的生物电活动以了解脑功能状态，是目前临床上癫痫诊断和分类的最客观手段。

在正常成人中，清醒、安静和闭眼放松状态下，脑电图的基本节律为8～13Hz的α节律，波幅为20～100μV，主要分布在枕部和顶部；β活动的频率为14～25Hz，波幅为5～20μV，主要分布在额叶和颞叶；频率在4Hz以下的为δ波，在清醒状态下的正常人几乎没有该节律波，但入睡可出现，而且由浅入深逐渐增多。频率8Hz以下的脑电波为慢波。

常见的异常脑电波包括弥漫性慢波、局灶性慢波、三相波、癫痫样放电（棘波、尖波、3Hz棘慢波综合、多棘波、尖慢复合波、多棘慢复合波和高幅失律等），一般脑电波的判读由神经内科医师完成，在此不详细赘述。作为康复医学科医师，需要注意在脑损伤的病人中，如果已经确诊为癫痫或疑诊为癫痫，需要进行脑电图检查以明确癫痫的诊断、分类和病灶的定位。

三、 脑磁图

脑磁图（magnetoencephalography，MEG）是对脑组织自发的神经磁场的记录。用声音、光和电刺激后探测和描计的脑组织神经磁场为诱发脑磁场。MEG的工作原理是使用超导量子干涉装置多通道传感探测系统，探测神经元兴奋性突触后电位产生的电流形成的生物电磁场。与EEG相比，其具有良好的空间分辨能力，可以检测出直径小于3.0mm的癫痫灶，定位误差小，灵敏度高，并可以和MRI和CT等解剖学影像信息结合进行脑功能区定位和癫痫放电的病灶定位，有助于难治性癫痫的外科治疗，但是由于设备的昂贵，目前在临床还没有得到广泛应用。