人体神经-肌肉系统实验
一、尺神经传导速度的测定
【实验目的】
（1）学习神经-肌肉实验的电刺激方法。
（2）学习神经-肌肉复合动作电位的记录方法。
（3）掌握人体尺神经传导速度的测定方法。
【实验原理】
运动神经传导速度（ motor nerve conductionvelocity, MCV) 的测定是进行神经电图常规无损检测的一项诊断技术，可用于评定周围神经传导功能。运动神经的病变常会导致其相应的运动传导速度减慢及具体病变部位的短段传导时间延长。正常情况下，四肢周围神经的传导速度一般为40-70m/s，神经损伤时传导速度减慢。
神经纤维具有高度兴奋性和传导性，外界刺激如电流可引起神经冲动，使肌肉收缩。通过表面刺激电极在尺神经的行程上（刺激点的近端或远端）先后给予适当的刺激，即可采用记录电极在其远端所支配的同一肌肉表面上分别记录到两个诱发产生的CMAP，两个电位的波形基本一致，最大波幅差别不大，通过测量两个刺激点间的距离以及峰潜伏期差，即可计算出神经兴奋在尺神经上两个刺激点间的传导速度。
在本次实验中，我们采用表面刺激电极刺激肘部和腕部尺神经，记录尺神经支配的小指展肌的复合肌肉动作电位（compoundmuscle action potential，CMAP）。由于刺激肘部引起反应的峰潜伏期比刺激腕部引起反应的潜伏期长，通过分别测量刺激肘部和腕部诱发的CMAP的潜伏期，根据潜伏期的差异计算出尺神经的传导速度。
尺神经控制肌肉示意图
运动神经-尺神经传导速度（MCV）的计算
运动神经传导速度测定
【材料与方法】
一、 实验对象：健康成年志愿者
二、 器材与药品：HPS-100人体生理实验系统、BL-420N生物信号采集与分析系统、人体神经肌肉刺激器、刺激电极、信号输入线、贴片电极、尺子、医用酒精、生理盐水
1仪器连接
1.1信号输入线的连接
信号输入线插头端插头插入BL-420N-CH1通道，另一端纽扣式接口与贴片电极连接。
1.2人体神经肌肉刺激器的连接
刺激器控制线插头插入BL-420N刺激输出口，另一端插槽处插入刺激电极控制线插头。
1.3仪器连接示意图
2受试者准备
2.1实验前准备
室温保持在24°C以上，让受试者身心放松，安静坐好,腿自然伸直放松，手臂自然放在桌上，手心朝上，让受试者取下所佩戴的手表，戒指，手链，手镯等金属物品并让受试者熟悉实验过程。
2.2皮肤处理
受试者身心放松，安静坐好, 腿自然伸直放松，手臂自然放在桌上，手心朝上，实验过程中肘部位置保持一致。用棉签蘸取少量75%酒精，按照表格所示擦拭前臂皮肤。
酒精处理皮肤的位置：Rr:小指基底部指关节处肌腱；Ra:小指展肌肌腹；G：手腕尺侧横纹处皮肤；S2：腕部尺神经干体表投射部位；S1：肘部尺神经沟体表投影部位。
2.3贴片电极处理和安放
贴片电极用于记录肌电，撕开电极片表面的保护膜，按照下表将电极片粘贴在相应的皮肤位置。
贴片电极安放
2.4刺激电极处理
清洁刺激电极片正负极，并用棉签蘸取少量生理盐水，涂抹于刺激电极片上。
2.5连接示意图
3观察指标
S1（mm）:近心端刺激点S1负极电极到主极记录电极Ra处的距离；
S2（mm）:远心端刺激点S2负极电极到主极记录电极Ra处的距离；
T1（ms）：近心端潜伏期；
T2（ms）：远心端潜伏期。
【观察项目】
1)仪器连接并打开电源
2)打开HPS-100人体生理实验系统软件→神经-肌肉实验→神经传导速度的测定→实验项目→开始实验→按提示步骤依次进行实验。
3)观察和记录刺激腕部尺神经引起的肌电CMAP
4)观察和记录刺激肘部尺神经引起的肌电CMAP
5)测量与分析神经传导速度。
通过测量肘部和腕部刺激部之间的距离S1-S2，以及在肘部和腕部诱发的CMAP之间的潜伏期差值T1-T2，计算神经传导速度。
速度=距离/时间=（S1-S2）/（T1-T2）
1.佩戴心脏起搏器或患有神经或心脏疾病的患者不得作为受试者。如果受试者在练习时感到明显不适，立即停止实验。
2.受试者准备时，请受试者处于完全放松状态，肌肉的任何紧张都会干扰实验。
3.皮肤处理时，蘸取的酒精量应以擦拭皮肤时不会以水珠形式流淌为宜
4.贴片电极安放要正确，否则若记录肌电的主极和参考电极位置相反，会造成潜伏期计算错误。
5.刺激电极处理时，生理盐水用于增加皮肤导电性，涂抹于电极的生理盐水应刚好覆盖电极接触面即可。
【思考题】
1.为什么要在进行该实验时要让受试者取下身上所佩戴的手表，戒指，手链，手镯等金属物品？
2.为什么在刺激电极安置到人身上之前，要对受试者进行酒精棉擦拭清洁皮肤？
3.为什么刺激腕部和肘部尺神经后的潜伏期会有差异？
二、刺激强度及频率与人体肌肉收缩反应的关系
【实验目的】
（1）学习神经-肌肉实验的电刺激方法及肌肉收缩的记录方法。
（2）观察肌肉对刺激强度变化的反应。
（3）观察肌肉收缩的形式及刺激频率对肌肉收缩的影响。
【实验原理】
在本次实验中，我们通过采用表面刺激电极刺激前臂正中神经，记录正中神经支配的拇指、食指或中指肌肉的收缩反应，观察肌肉组织的兴奋与兴奋性、传导性以及刺激与肌肉收缩等基本生理现象和过程。
正中神经控制肌肉示意图
（1）人体神经组织和肌肉组织都是可兴奋组织，运动神经的兴奋可引起骨骼肌细胞的兴奋和收缩。不同组织的兴奋性有差异，同一组织中不同细胞的兴奋性也不尽相同。由一根运动神经纤维及其所支配的骨骼肌细胞组成的功能单位称为运动单位。给运动神经一个适宜的刺激可产生一可传导的动作电位，引起其所支配肌肉的收缩。
在保持刺激时间（即脉冲宽度）足够长的情况下，如施加的刺激强度过小，将不引起肌肉收缩反应；如使刺激强度增加到某一临界值，将可引起少数兴奋性较高的神经纤维兴奋，从而引起它们所支配的骨骼肌细胞的微小收缩，此临界刺激强度即为阈强度，具有阈强度的刺激称为阈刺激；如刺激强度继续增大，将有更多的运动单位兴奋，肌肉的收缩幅度或张力将不断增加，此时的刺激均称阈上刺激；但当刺激强度增大到某一临界值时，肌肉中所有的运动单位都被兴奋，肌肉收缩的幅度或张力将达到最大；此后，如再增大刺激强度，骨骼肌收缩的幅度或张力将不会继续增大。一般把引起神经或肌肉出现最大反应的最小刺激强度称为最适刺激强度，该刺激称最大刺激（或最适刺激）。
刺激强度与人体肌肉反应的关系
（2）保持刺激的持续时间不变，当给予肌肉一个有效的单刺激时，肌肉发生一次收缩反应，称为单收缩。骨骼肌单收缩的总时程包括潜伏期、收缩期和舒张期。若给予神经一定频率的连续刺激，使相邻两次刺激的时间间隔小于该肌肉收缩的总时程，则可出现收缩总和，这种收缩形式称复合收缩。若相邻两个刺激的时间间隔短于该肌肉收缩总时程，而长于肌肉收缩的潜伏期和收缩期时程，致后一刺激落在前一刺激引起的肌肉收缩的舒张期内，则肌肉尚未完全舒张又可产生新的收缩，这种收缩形式称为不完全强直收缩，其收缩的幅度高于单收缩的幅度；若相邻两次刺激的时间间隔短于肌肉收缩的潜伏期和收缩期时程，致后一刺激落在前一刺激引起的收缩的收缩期内，则肌肉收缩尚未结束就又开始新的收缩，这种收缩形式称为完全性强直收缩，其收缩的幅度高于不完全强直收缩的幅度。引起完全性强直收缩所需的最低刺激频率称为临界融合频率。收缩可以融合，但兴奋不可以融合，是一串各自分离的动作电位。临界融合频率与单收缩的收缩时间呈反比。根据上述原理，若给予神经一连串比最适刺激稍大的刺激，则因刺激频率不同会观察到不同形式的肌肉收缩。
【材料与方法】
一、 实验对象：健康成年志愿者
二、 器材与药品：HPS-100人体生理实验系统、BL-420N生物信号采集与分析系统、人体神经肌肉刺激器、刺激电极、指力传感器、医用酒精、生理盐水
三、 方法与步骤
1仪器连接
1.1指力传感器的连接
指力传感器控制线插头插入BL-420N-CH1通道。
1.2 人体神经肌肉刺激器的连接
刺激器控制线插头插入BL-420N刺激输出口，另一端插槽处插入刺激电极控制线插头。
1.3仪器连接示意图
2受试者准备
2.1实验前准备
受试者身心放松，安静坐好, 腿自然伸直放松，手臂自然放在桌上，手心朝上，让受试者取下所佩戴的手表，戒指，手链，手镯等金属物品并让受试者熟悉实验过程。请受试者处于完全放松状态，肌肉的任何紧张都会干扰实验。
2.2皮肤处理
用棉签蘸取少量75%酒精擦拭前臂皮肤。蘸取的酒精量应以擦拭皮肤时不会以水珠形式流淌为宜。目的是擦掉皮肤上的油脂、污物及皮肤碎屑，减小基线飘移，以免阻抗太大影响波形记录。
2.3刺激电极处理和安放
用棉签蘸取少量生理盐水，涂抹于绑带式电极片上，让受试者用另一只手拿稳电极，电极负极朝向远心端，正极朝向近心端，将刺激电极沿前臂长轴方向置于距离腕横纹不超过150px的正中神经体表投影部位。生理盐水用于增加皮肤导电性，涂抹于电极片上的生理盐水应适量，使之刚好覆盖电极接触面即可，过多可能会导致电流短路。电极安放时，应对电极施加中等程度的压力，使电极和皮肤表面接触良好。本次实验以正中神经为例，也可寻找其他前臂神经进行刺激，观察刺激强度与肌肉反应的关系。
2.4连接示意图
3观察指标
【观察项目】
1）仪器连接并打开电源。
2）打开HPS-100人体生理实验系统软件→神经-肌肉实验→刺激强度与人体肌肉反应的关系→实验项目→开始实验→按提示步骤依次进行实验。
3）神经刺激并记录阈强度和最大刺激强度：逐渐增加输出电流强度，并观察肌肉收缩变化，当刚开始有收缩曲线出现时，对应刺激强度即为阈强度。当肌肉收缩幅度变为最大时，对应的刺激强度为最大刺激强度。
2刺激频率与人体肌肉反应的关系
1）打开HPS-100人体生理实验系统软件→神经-肌肉实验→刺激频率与人体肌肉反应的关系→实验项目→开始实验→按提示步骤依次进行实验。
2）神经刺激并记录不完全强制收缩对应频率及完全强直收缩对应刺激频率：逐渐增加电流输出频率，并观察肌肉收缩变化，记录刚出现不完全强制收缩（部分融合）图形时对应的频率和刚出现完全强制收缩（完全融合）图形时对应的刺激频率。
【注意事项】
1.佩戴心脏起搏器或患有神经或心脏疾病的患者不得作为受试者。如果受试者在练习时感到明显不适，立即停止实验。
2.受试者准备时，请受试者处于完全放松状态，肌肉的任何紧张都会干扰实验。
3.皮肤处理时，蘸取的酒精量应以擦拭皮肤时不会以水珠形式流淌为宜。
4. 刺激电极处理时，生理盐水用于增加皮肤导电性，涂抹于电极的生理盐水应刚好覆盖电极接触面即可。
【思考题】
1.在对正中神经进行刺激时，拇指、食指或中指肌肉发生收缩反应，其对应的生理过程有哪些？
2.为什么一开始随着刺激电流强度的增加，肌肉收缩的幅度会增加？
3.为什么刺激强度达到最大刺激强度后，肌肉收缩的幅度不再增加？
4.为什么骨骼肌受高频电刺激会有强制收缩现象发生？
