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肌电图的原理及组成

2022.4.29

  原理

  肌纤维(细胞)与神经细胞一样,具有很高的兴奋性,属于可兴奋细胞。它们在兴奋时最先出现的反应就是动作电位,即发生兴奋处的细胞膜两侧出现的可传导性电位。肌肉的收缩活动就是细胞兴奋的动作电位沿着细胞膜传导向细胞深部(通过兴奋一收缩机制)进一步引起的。

  肌纤维安静时只有静息电位,即在未受刺激时细胞膜内外两侧存在的电位差,也称为跨膜静息电位,或膜电位。静息电位表现为膜内较膜外为负。常规以膜外电位为零,则膜内电位约为-90mV。

  肌肉或神经细胞受刺激而产生兴奋,在兴奋部位的静息膜电位发生迅速改变,首先是膜电位减小,达某一临界水平时,突然从负变成正的膜电位,然后以几乎同样迅速的变化,又回到负电位而恢复正常负的静息膜电位水平。这种兴奋时膜电位的一次短促、快速而可逆的倒转变化,便形成动作电位。它总是伴随着兴奋的产生和扩布,是细胞兴奋活动的特征性表现,也是神经冲动的标志。

  一般情况下,肌纤维总是在神经系统控制下产生兴奋而发生收缩活动的。这个过程就是支配肌纤维的运动神经元产生兴奋,发放神经冲动(动作电位)并沿轴突传导到末梢,释放乙酰胆碱作为递质,实现运动神经一肌肉接头处的兴奋传递而后引起的。总之,肌纤维及其运动神经元在兴奋过程中发生的生物电现象正是其功能活动的表现。

  肌电图测量正是基于以上生物电现象,采用细胞外记录电极将体内肌肉兴奋活动的复合动作电位引导到肌电图仪上,经过适当的滤波和放大,电位变化的振幅、频率和波形可在记录仪上显示,也可在示波器上显示。

  组成

  肌电图仪通常由放大器、示波器、记录仪、监听器、刺激器和平均器等组成。平均器是现代肌电图机不可缺少的部分,其主要功能是从噪声中提取所需的电信号。另外,肌电图仪还有多种附件,如各式电极、示波器照相机等,有的还配有专用计算机以及电子记忆系统。利用计算机技术,可作肌电图的自动分析。

  肌电图测量时可用电极大体有两类:一是皮肤表面电极,它是置于皮肤表面用以记录整块肌肉的电活动,以此来记录神经传导速度、脊髓的反射、肌肉的不自主运动等;二是同轴单心或双心针电极,它是插入肌腹用以检测运动单位电位。医学上常用针电极,插入受检的肌肉会引起疼痛,因此在测量食品质地时不可滥用。在相同的条件下,使用电极面积小者比面积大者记录的电位更大。因此,在食品质地分析时,使用较多的是皮肤表面电极。它的优点是不引起疼痛,也常在测定神经传导速度时用于记录诱发的EMG反应。表面电极通常为两个小圆盘(直径约8mm)或长方形(12mm×6mm)的不锈钢、锡或银板构成,安放在被检测EMG的肌肉覆盖皮肤表面,电极间距离视肌肉大小及检测范围而定。据报道,用表面电极测定咀嚼肌EMG时,若两极问的距离在3.5~40mm,则EMG平均电压随两极间距离的增大而增高;如两极间距达50ram,平均电压不再增高,反而有下降的趋势。在咀嚼肌EMG测量时一般两极间距可采用15~20ram。电极应与清洁的皮肤表面良好接触,在皮肤表面可涂以导电膏或生理盐水,皮肤电阻应小于10k12。接触不良或皮肤电阻太大时会发生干扰。表面电极不能用于引导深部肌肉的电活动,即使对表浅的小肌肉也不能用它来引导单个运动单位电位和EMG的高频成分。

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