肌电图（electromyography，EMG）是应用电子学仪器记录肌肉安静状态下或不同程度随意收缩状态下的生物电流活动，以及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能，其描记器记录下的肌肉动作电位曲线（电描记图）称为肌电图，这种检查方法称为肌电图检查。广义肌电图包括常规肌电图、神经传导速度（NCV）、重复神经电刺激（RNS）、运动单位计数（MUNE）、单纤维肌电图（SFEMG）及巨肌电图（Macro-EMG）等。常规肌电图主要检测肌肉静息状态、轻度自主收缩状态和大力收缩状态的电活动。

神经肌肉单位称为运动单位，是由一个前角运动神经元及其支配的肌纤维组成。正常的运动单位在静止时肌纤维呈极化状态，神经冲动传到肌纤维时，肌纤维呈去极化状态，即产生动作电位并发生收缩，收缩之后又恢复极化状态。由于神经、肌肉病变性质及部位的差异，动作电位也不同。神经肌肉单位活动的生物电流，通过电极加以检拾和多级放大后，并显示在阴极射线示波器上，可用肉眼观察波形，也可经扬声器转变成音响记录下来。

肌电图检查时病人平卧位，受检部位体表常规消毒，将已消毒的针电极插入所被检的肌肉，按四个步骤分别进行描记，即：插入电位，针极插入肌肉所引起的电位变化；静息期，肌肉在完全松弛时是否有异常自发电活动；肌肉轻度收缩时所引出的单位变化；肌肉最大收缩时所引出的单位变化。对其记录的单个或整体的图形进行分析，以了解运动单位的状态，评定和诊断神经肌肉的功能。

正常肌纤维在针极插入、挪动和叩击时，因刺激而产生短暂的电活动和瞬间电位的变化，称为插入电位（图5-14-1）。正常肌肉的插入电位持续时间短，波幅1~3mV，时限平均300毫秒以下的短时间，当针极一旦停止移动，此电位迅速消逝，时间约1秒，在兴奋性高时，时间可延长。

正常肌肉完全松弛状态时，无动作电位出现，在示波器上表现为一条生理性电静息状态的电平线，称为电静息（图5-14-2）。

当有小的意志活动时，即想做肌肉收缩，而肉眼未见有肌肉收缩，肌电图上出现一个单一的运动单位动作电位，称为运动单位电位（图5-14-3）。表示一个脊髓前角细胞及其轴突和所支配的该相应肌组纤维（3~300根）电活动的综合结果。波形有单相波、双相波、三相波及多相波（图5-14-4）。在肌肉轻、中、重用力的3种状态下，电位变化分别呈单纯相、混合相和干扰相（图5-14-5）。

当肌肉意志轻微收缩时，只有一个或几个运动单位参加收缩，称轻度收缩，图形上出现的是单相、双相及三相动作电位，其双相和三相的动作电位占80%以上，仅有5%左右是在3个相以上。不同肌肉产生的电位大小不同，持续的时间一般为3~10毫秒，波幅（电压）在400~3000μV。双相电位时，负相为2~6毫秒，正相较长为5~8毫秒，频率5~30次／秒。因肌电图上出现的是孤立的单个运动单位电位，各电位互相分离，故称为单纯相（图5-14-5）。

当肌肉动作增强、中度收缩时，参与活动的运动单位增多，运动单位及放电频率增多，各电位间互相重叠，基线不完全清晰，称为混合相（图5-14-5）。

当肌肉作最大用力收缩时，动员更多的运动单位参加工作，运动单位及放电频率达最大值，从电极上引起的不仅仅是一个运动单位的电位，也有电极附近其他运动单位的电位影响。这时由于神经冲动增多，肌电的频率加快，最多可达150次／秒，电位也增大，以致运动单位电位出现持续的互相重叠干扰，基线不能分清，无法分出单个电位，称为干扰相（图5-14-5）。

当电极插入肌肉时，出现一序列电位，针电极移动停止后，电位数量、频率逐渐减少，但仍持续一段时间才停止，其时间超过正常的1倍以上，称为电位延长。电位延长见于肌肉失去神经支配后的1~2周，也可见于神经再生期。

表现在下运动神经元损伤。由于肌肉失神经控制调节，肌纤维对血液中的微量乙酰胆碱敏感性提高，当肌肉松弛时不呈现电静息波形，反而由于自发性兴奋和震颤运动产生纤颤电位（图5-14-6）。肌电图特点为在受到电极插入的刺激或静息时，出现短时限、低电压电位，双相波形，放电间隔多不规则，波幅50~500μV，大部分小于300μV，时限0.5~4毫秒，大部分在2毫秒以下。根据这种失神经支配电位，即可判断脊髓前角细胞或周围神经的病损。

常与纤颤电位相伴出现的正相波，称正锐波（图5-14-7）。波形为单相或双相，此波开始为一正相峰值的锐波，以后为一缓慢的负压电位，但多回不到基线，形状为一V字，时限为10~100毫秒，电压100μV，频率每秒4~10次，最高可达100次。其意义同纤颤电位，均属于肌纤维失去神经支配后产生的自发电位，多出现在失神经变性的晚期，肌原损害有时也出现正锐波。

为肌肉放松时出现的自发运动电位，波幅100~6000μV，时限5~15毫秒，频率每秒1~3次。多见于运动神经元不全损害，神经根受刺激时发生，但也可见于无神经系统器质性改变的肌肉，故仅供参考（图5-14-8）。

正常肌肉的多相电位，不超过运动电位总数的5%，当多相单位数量增多、波形复杂，即示异常。当出现大量的多相运动单位电位（图5-14-9），超过20%时肯定为异常。部分失神经肌肉收缩时，可出现大量的多相运动单位电位，此种现象多见于下运动神经元疾病及肌病，在神经损伤后的恢复期也可出现，提示神经部分损伤或伤后恢复程度不一。

正常肌肉收缩时为干扰相，当下运动神经元损害，运动功能完全丧失时，不再出现运动单位电位，即使大力收缩，能被激活的运动单位也不多，不至于互相干扰，因而出现单纯相（图5-14-10）。在神经肌肉病损早期可有此现象。

肌电图是神经电生理检测的重要组成部分，是测定整个运动系统功能的一种手段。通过对肌电位的单个或整体图形进行分析，可以判断运动单位所处的功能状态，鉴别神经源性损害、肌源性损害或是神经肌肉接头病变，了解其损害、病变的类型、程度及分布。对周围神经损伤可利用肌电图检查协助确诊，并判断其损伤的程度。

神经损伤后一般需要2~3周的时间，相应的肌肉才出现病理性肌电图，因此过早行肌电图检查并无意义。但在神经的再生过程中，从肌电图中能较早地观察到肌电的变化，临床见到肌收缩要在神经恢复支配功能之后，而新生轴突长入肌肉终板后即能发生电位变化，因此肌电图的改变早于临床，新生电位和功能的检测，观察神经再生进程，可作为神经吻合移植术后的客观观察指标。

目前，肌电图检查已广泛应用到临床各个科室，为临床相关疾病的诊断、治疗方案的选择、医疗鉴定等，提供了一种比较可靠的客观资料。肌电图检查需要将针电极插入病人体内的肌肉中及应用电刺激技术，检查过程中有一定的痛苦和损伤，检查时要求肌肉能完全放松或做不同程度的用力，这就要求受检者的充分合作。对于某些检查，检查前要停药，如新斯的明类药物应于检查前16小时停用。有出血倾向的患者应避免进行肌电图的测定。

肌电图在脊柱骨伤中，对于脊髓、神经根压迫的诊断，更有独特的价值。各种原因引起的脊髓或神经根受压，有临床症状者在相应肌肉的肌电检查中，可有“失神经”的病理电位表现，如神经根受压部位在椎间孔出口以内，则脊神经的前后支所支配的肌肉都可发生失神经电位；神经根受压部位在椎间孔出口以外，仅前支支配的肌肉才产生电位改变。这些情况可见于颈椎病、腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄征、椎管内肿瘤等。肌电图出现异常肌电位，说明有神经根受压现象，如不能及时解除压迫因素，神经根可能发生病理性变化。

在脊髓型颈椎病（CSM）的诊断上，须与其他引起颈脊髓损害、病变的疾病相鉴别。临床上，有些疾病表现出与CSM相似的症状和体征，如果这些疾病发生在中老年人患者，其X线摄片检查时也可表现为颈椎退行性变、骨质增生等，甚至在MRI上也可看到脊髓受压、变形的图像，但病人的临床表现并不是或主要不是由于颈椎退行性变后脊髓受到压迫所引起的，MRI所见的脊髓受到骨质增生、椎间盘突出的压迫甚至脊髓受压变形，并不足以导致病人相应脊髓受压的临床表现，最主要需鉴别的是与运动神经元疾病（包括脊髓性肌萎缩症、肌萎缩侧索硬化症等）。

运动神经元疾病是一组病因尚未明确的、选择性侵犯上下两级运动神经元的慢性进行性变性疾病，病变范围包括脊髓前角细胞、脑桥运动神经核、皮质脊髓束等，临床特点为上运动神经元（锥体束）损害的体征和下运动神经元引起的肌萎缩无力，感觉系统和排泄功能均不受影响。其中最多见的是肌萎缩性侧索硬化，此疾病常于30岁以后发病，主要侵犯脊髓前角细胞及锥体束，临床上出现上、下运动神经元损害并存的体征，颈脊髓的前角细胞最先受累，出现手指不灵活及手肌萎缩，随后肌萎缩扩展至四肢肌肉，由于锥体束受损，可出现腱反射亢进、病理征阳性，若病情继续进展，可出现延髓受累（进行性延髓麻痹），表现为吞咽困难、饮水呛咳等，病程约2~8年，最后死于呼吸肌麻痹。运动神经元疾病的首发症状多以手的不灵活、手的肌萎缩开始，而后进行性、多部位的肌肉萎缩，在肌萎缩部位可有粗大的肌颤（肉跳）感，无感觉系统损害的体征，无括约肌功能障碍；脊髓型颈椎病的首发症状可为上肢，也可为下肢，肌肉萎缩不广泛，无粗大的肌颤感，有感觉系统损害的体征，多有二便功能异常。在临床资料不典型，或有运动神经元疾病与CSM合并存在而诊断困难时，肌电图检查对明确诊断是非常重要的检查手段。肌电图检查，运动神经元疾病及CSM均呈现神经元性损害，但CSM患者受损的肌肉呈节段性分布，而运动神经元疾病患者的肌电图表现多为广泛神经元损害，其无症状的部位也常有神经元性损害。研究发现，肌萎缩性侧索硬化患者可有胸锁乳突肌肌电图异常，而CSM患者则无此异常表现，胸锁乳突肌的肌电图异常在鉴别诊断中有较大意义，此方法在临床中较为实用。

颈椎病中的脊髓型和神经根型均可有上肢肌电图的异常表现，脊髓型常为双侧，神经根型多为单侧，亦可见双侧。若外展小指肌有异常，而外展拇短肌正常，并结合临床有尺神经受损现象，则考虑为下颈椎的病变。颈椎病及颈椎间盘突出症，神经根因长期受压而可发生变性，从而失去对所支配肌肉的抑制作用。失去神经支配的肌纤维，由于体内少量乙酰胆碱的刺激，可产生自发性收缩。因此，在一侧或两侧上肢肌肉的肌电图中出现纤维电位，偶尔出现少数束颤位。小用力收缩时，多相电位正常，不出现巨大电位；大用力收缩时，呈完全干扰相。运动单位电位的平均时限和平均电位正常，振幅为1~2毫伏。颈椎病因椎间盘广泛变性，引起骨质增生，损害神经根的范围较广，出现失神经支配的肌肉也多些，在病变的晚期和病程较长的患者，在主动自力收缩时，可以出现波数减少和波幅降低；而颈椎间盘突出症往往为单个椎间盘突出，其改变多为一侧上肢，失神经支配的肌肉范围呈明显的节段分布。

肌电图对腰椎间盘突出症患者检查，准确率很高，经手术验证，其诊断与手术符合程度还略高于脊髓造影。特别是对于L ₅~S ₁椎间盘突出者，脊髓造影位置过低，检查结果可能不满意，肌电图检查若有阳性改变则对诊断有一定价值。将临床检查、影像学检查和肌电图检查联合应用，就能提高诊断的准确性。进行肌电图检查时，通常要检查双侧胫骨前肌、腓骨长肌、腓肠肌、伸拇肌，有时也须检查股四头肌。如L _4-5椎间盘突出，多影响L ₅神经根，其支配的胫骨前肌、伸拇长肌及腓骨长肌常出现异常电位；L ₅~S ₁椎间盘突出时，多影响S ₁神经根，腓肠肌出现异常电位，而股四头肌、胫骨前肌等无异常电位；L ₃~L ₄椎间盘突出时，多影响L ₄神经根，股四头肌出现异常电位。肌电图还可以对腰椎间盘突出症患者的治疗效果作出适当的评估。无论是经非手术还是手术治疗的患者，肌电图均可以了解治疗后病变神经根压迫的解除程度及神经变性的恢复程度。对于术后下肢疼痛复发的患者，对比术前及术后的肌电图表现，可以区别其疼痛是由于术后神经根粘连、髓核再突出还是功能性等原因引起的，对于确定下一步的治疗方案至关重要。

在脊髓损伤时，常表现为静息状态下出现失神经支配的纤颤电位或正锐波，而肌肉自主收缩状态无反应，或呈单纯相。但肌电图不能直接对脊髓损伤的性质、程度作出判断，只能根据肌肉失神经支配时其特定的表现，反映出相应的脊神经根的状况。因此肌电图结合神经电生理的其他方法，对脊髓的损伤节段的定位具有一定的意义。

H反射是一种电诱发的单突轴反射，用单一脉冲刺激周围神经达到一定强度时，可在其所支配的肌肉记录一个潜伏期短的变化，这是运动神经纤维受刺激而引起的直接肌电反应，称为M波，以后经过较长的潜伏期后又出现第二个肌电反应，系由于肌梭或腱感受器内传入神经纤维的直接冲动，自脊神经后根进入脊髓，与前角核相接触，兴奋α运动神经元，冲动沿混合神经的运动纤维引起反射性肌电反应，即H反射。1918年，Hoffmann最早用电生理方法刺激胫神经在腓肠肌上先于F波引出低阈值反应波，而称其为H波。是利用较小强度电量刺激神经，经感觉神经纤维（起自肌梭的Ⅰα型粗大有髓纤维）向上传导至脊髓，再经单突触联结传入下运动神经元（较小的α运动神经元）而引发肌肉收缩所记录到的反应波H波。H反射反映脊髓灰质功能，是判断脊髓损伤后灰质破坏程度的有效方法。H反射的输入、输出纤维越过3~4个脊髓节段，中央灰质的变化必然引起H反射的改变。H反射波幅的改变可对运动神经元池可激发性的变量进行测定，脊髓损伤后，节段性H反射消失，说明中央神经元池因出血而破坏。同时有文献报道，H反射与痉挛有密切的关系，但同时文献也指出H反射测定值定量评估痉挛的程度并不一致。

F波是一个重要的电生理检测指标，它主要反映脊髓前角细胞α运动神经元的兴奋性。F波产生的潜在神经生理机制是运动纤维的逆向冲动传导，引起脊髓前角细胞α运动神经元兴奋并放电，然后神经冲动沿同一运动纤维传出，在相应肌肉部位可记录到复合动作电位。运动神经单位的生理完整性是F波出现的基础，一旦神经的某一段因病变传导减慢，F波的潜伏期即会延长，在神经严重变性或被切断时，F波就不能被引出，所以F波能用来评价运动神经纤维包括近段在内的全程的功能状态。同时，F波又可以反映脊髓前角α运动神经元的兴奋性，它通常在α运动神经元兴奋性低下时出现抑制，而兴奋性增强时，F波的出现率增高，而且通常呈高波幅。其主要检测指标包括波的平均出现频率（F-wave persistence）、潜伏期、传导速度（F-wave conduction velocity，FWCV）、F比值（F ratio）、F波振幅（F-wave amplitude）、F波持续时间（F-wave duration）等。

由于对脊髓中枢模式发生器的研究逐渐深入，我们知道脊髓上位运动中枢对脊髓节段兴奋性有抑制作用，而上位出现损伤这种抑制作用也将丧失，因而会表现出脊髓反射亢进和肢体痉挛状态。F波是脊髓运动神经元突触后电位的反映，对F波的检测已经被作为衡量脊髓运动神经元兴奋性的一种手段。因此脊髓损伤后，前角运动神经元的兴奋性也将增强，F波频率升高。F波的潜伏期指的是从刺激伪差到F波起始部的时间，一般应计算最短潜伏期（Flatmin）、最长潜伏期（Flat-max）、平均潜伏期（Flat-mean）以及F波时间离散度（F-CD）。有文献报道，脊髓损伤后Flat-min的改变并不明显，但F-CD值延长。F-CD是指连续记录一定数量的F波，经统计学处理其有关潜伏期的离散程度。其延长的原因可能为，脊髓损伤后Renshaw细胞抑制功能的丧失，有更多的神经纤维参与反应并累积放电所致，参与反应的运动神经元和传出纤维增多，F波就出现暂时离散的表现。