Глава 2 Применение электромиографии на практике

2.1 Оборудование и порядок проведения электромиографии

В 1875 г. французский физиолог Э. Ж. Марей (Marey, Etienne-Jules, 1830-1904) применил капиллярный электрометр для регистрации электрических явлений сердца, а российский и советский физиолог А.Ф. Самойлов (Самойлов, Александр Филиппович, 1867-1930, один из основателей электрокардиографии) в 1908 г. применил это устройство для исследования электрических явлений, сопровождающих возбуждение скелетной мышцы. Первое клиническое применение электромиографии было впервые осуществлено в 1912 г. немецким учёным Г. Пипером (von Piper, H, b. 1877, Elektrophysiologie menschlicher Muskeln, von H. Piper. Berlin, J. Springer, 1912).

Аппаратура для электромиаграфии состоит из двух основных блоков — электромиографа и электростимулятора. Электромиограф усиливает мышечные биопотенциалы и обеспечивает минимальный уровень помех («шумов»). Современные электромиографы — компактные компьютерные системы, с помощью которых проводят исследование по заданной программе. Аппаратура позволяет получать запись минимальных по амплитуде биопотенциалов, производить автоматический оперативный обсчет амплитуды, частоты и длительности латентных периодов, спонтанных и вызванных потенциалов мышц и нервов, осуществлять их спектральный анализ. Возможность усреднения кривых, высокий коэффициент усиления при низком уровне «шумов» обеспечивают возможность использования этих аппаратов и при записи и анализе стволовых и корковых вызванных потенциалов. Используются различные модели электромиографов и электростимуляторов: двухканальный электромиограф ЭМГ СТ-01, а также электромиографы М-440, М-500 и др.

Отведение потенциалов действия мышцы осуществляют при помощи поверхностных электродов, накладываемых на кожу над исследуемой мышцей, или игольчатых, вводимых в мышцу. Поверхностные электроды представляют собой парные металлические пластины (олово, серебро, и др.) размером 10´5 мм, которые накладывают на расстоянии друг от друга 20—25 мм для взрослых и 10—15 мм для детей.

Они используются для регистрации биоэлектрической активности значительного участка мышцы, включающего десятки и сотни функционирующих единиц, результирующая электромиограммы носит название глобальной. Игольчатый электроды применяются для локального отведения биопотенциалов отдельных двигательных единиц (локальная электромиограмма). Оба метода отведения используются самостоятельно или в сочетании, однако у новорожденных и детей раннего возраста чаще исследуют глобальную электромиограмму⁶.

Электрическую стимуляцию мышц и нервов для исследования вызванных мышечных и невральных потенциалов осуществляют обычно с помощью поверхностных стимулирующих электродов с межэлектродным расстоянием от 10 до 20 мм. Применяют пластинчатые или вилочковые электроды в зависимости от глубины залегания стимулируемого нервного ствола. Исследованию подвергают не только те мышцы, которые наиболее патологически изменены, но и симметричные им, а также другие группы мышц, находящиеся в функциональной взаимосвязи с преимущественно пораженными. Каждую мышцу исследуют в нескольких режимах: в покое, при синергических непроизвольных мышечных напряжениях и при максимальном по силе мышечном сокращении. С мышцы, находящейся в состоянии максимально возможного расслабления, т.е. в режиме покоя, биоэлектрическая активность в норме не регистрируется. При слабом мышечном сокращении появляются осцилляции с амплитудой 100—150 мкВ. При максимальном произвольном мышечном сокращении амплитуда осцилляций индивидуальна, как и сила людей, различающихся по возрасту и физическому здоровью, и может достигать в норме 1000—3000 мкВ. В этих случаях регистрируется так называемая интерференционная кривая, обусловленная асинхронным возбуждением клеток передних рогов спинного мозга и двигательных единиц мышцы, потенциалы действия которых становятся более интенсивными и продолжительными.

 В зависимости от уровня поражения нервной и нервно-мышечной систем при электромиографии выявляются дифференцированные изменения. При первичном мышечном поражении (прогрессирующие мышечные дистрофии, миозиты и др.) отмечается снижение амплитуды осцилляций, соответствующее тяжести атрофии мышц и снижению их силы (до 20—150 мкВ при максимальном усилии). В начальных стадиях заболевания и при медленно прогрессирующем процессе максимальная амплитуда осцилляций может длительное время сохраняться субнормальной (до 500 мкВ). На локальной электромиограмме обнаруживается нормальное общее число потенциалов действия, но уменьшенных по амплитуде и длительности, что обусловлено уменьшением количества мышечных волокон, способных к активации. В качестве компенсации происходит мобилизация большего количества двигательных единиц, обеспечивающих выполнение движений, что проявляется усилением интерференции и числи полифазных (многофазных) потенциалов⁷.

Поражения периферических нервных стволов (наследственные, метаболические, токсические и другие полиневропатии) на глобальной электромиограмме выявляются урежением осцилляций, возникновением неравномерных по амплитуде и частоте одиночных потенциалов на фоне низкоамплитудной активности. На локальной электромиограмме обнаруживаются полифазные потенциалы действия с амплитудой и продолжительностью, близкими к норме. В случае тяжелой невропатии с гибелью большинства нервных волокон наступает постепенное угнетение биоэлектрической активности мышц вплоть до полного биоэлектрического молчания.

При спинальных амиотрофиях Верднига — Гоффманна, Кугельберга — Веландер, переднероговом полиомиелите и других спинальных процессах на глобальной электромиограмме в покое регистрируется спонтанная биоэлектрическая активность в виде ритмичных фасцикуляций с амплитудой до 100—400 мкВ. Максимальная сила сокращения проявляется высоко-амплитудными ритмичными потенциалами, отражающими процесс синхронизации двигательных единиц («ритм частокола»). Локальная электромиограмма характеризуется избыточным количеством потенциалов действия со снижением степени их интерференции.

Характерные изменения определяются при электромиографии у больных с миотоническими синдромами. В этих случаях выявляется миотоническое последействие: после прекращения произвольного сокращения мышцы над ней еще длительное время регистрируется высокочастотная низкоамплитудная электрическая активность с постепенным затуханием. При длительном «выслушивании» активности мышц через звуковой усилитель в режиме покоя периодически удается уловить чрезвычайно специфический звук «пикирующего бомбардировщика». Для локальной электромиограммы при миотонии характерны признаки повышенной возбудимости мышечных волокон: при введении игольчатого электрода в мышцу регистрируется серия потенциалов действия одинаковой амплитуды.

Нарушения нервно-мышечной синаптической передачи, составляющие основу миастенических синдромов, обнаруживаются при повторной ритмической стимуляции нерва сериями супрамаксимальных стимулов длительностью от 1 до 5 с и интервалами между сериями 10 с. Частоту стимуляции увеличивают от 3 до 50 в 1 с. Признаком миастении является прогрессирующее снижение амплитуды вызванного мышечного ответа. В тяжелых случаях этот феномен выявляется при частоте стимуляции 3 в 1 с по соотношению амплитуд мышечного ответа на пятый и первый стимулы в первой же серии стимулов. Дифференциация собственно миастении от миастенических синдромов требует применения специальных сложных методик.

При нарушении надсегментарных влияний на мотонейроны передних рогов спинного мозга, в частности при паркинсонизме, эссенциальном вегетативном треморе, на глобальной электромиограмме регистрируются специфические качественные изменения в виде ритмически повторяющихся «залпов» веретенообразного повышения и последующего снижения амплитуды осцилляций.

Длительность «залпов» и их частота зависят от генеза и локализации поражения в цен,тральной нервной системе но чаще свидетельствуют о заинтересованности структур экстрапирамидной системы.

Развитие стимуляционной электромиаграфии, изучение изменений основных характеристик вызванных мышечного и неврального ответов, а также скорости проведения импульса по двигательным и чувствительным волокнам нервов при заболеваниях центральной нервной системы и периферической нервной системы широко используются в клинической неврологической практике. Особое значение метод имеет в диагностике невропатий, поскольку поражение нервов, прежде всего демиелинизирующего типа, сопровождается выраженным снижением скорости проведения импульса по нервным волокнам. Наиболее резкое снижение (до 5% от нормальной величины) скорости наблюдается при синдроме Русси — Леви. Возможность исследования скорости проведения импульса практически в любом отрезке (сегменте) нерва от спинномозговых корешков до терминальных ветвей на кисти и стопе позволяет точно локализовать участок повреждения нервного ствола (например, при его травматическом поражении) и определить место микрохирургического вмешательства⁸.

Основным методом определения скорости проведения импульса (СПИ) ни нерву является стимуляция нервного ствола в двух точках (проксимальной и дистальной) с последующим измерением разности латентных периодов вызванных мышечных ответов или ответов чувствительных волокон нервов.

Амплитуда вызванного мышечного ответа снижается при большинстве нервно-мышечных заболеваний, но в большей степени при спинальных и невральных амиотрофиях. Снижение амплитуды вызванного неврального ответа является важным диагностическим критерием поражения аксона периферических нервных волокон даже при отсутствии выраженного снижения скорости проведения импульса по нерву. Важное значение в диагностике имеют регистрация рефлекторного мышечного ответа (Н-рефлекс) и сопоставление его амплитуды с амплитудой прямого вызванного мышечного ответа (М-ответ). Амплитуда Н-рефлекса и соотношение Н/М косвенно отражают уровень сегментарной рефлекторной активности и нарастают при пирамидной недостаточности, сопровождающейся «растормаживанием» сегментарной рефлекторной деятельности.

У новорожденных скорость проведения импульса примерно в 2—3 раза ниже, чем у взрослых, только к 7—16 годам достигает значений, регистрируемых у взрослых. На первом году жизни при физиологической незрелости пирамидной системы с большим постоянством определяется Н-рефлекс, в т.ч. с мышц кисти и стопы, в отличие от взрослых, у которых он регистрируется лишь с мышц задней группы голени⁹.

Таким образом, для проведения электромиографии используются различные модели электромиографов и электростимуляторов: двухканальный электромиограф ЭМГ СТ-01, а также электромиографы М-440, М-500 и др. и для определения конкретного вида болезни характерны определенные показатели аппаратов.