Электромиография

Электромиография занимается регистрацией и исследованием биопотенциалов, возникающих при работе скелетных мышц (не следует смешивать с простой миографией, при которой количествен­но и качественно изучают механическое сокращение мышц). Рас­сматриваемый метод имеет большое значение в диагностике раз­личных болезней периферических двигательных нейронов и мышц, а также при контроле эффективности применяемого лечения Элек­тромиография приобретает все более важное значение в клиниче­ской практике, особенно в нейрологии, нейрохирургии, терапии, ор­топедии, акушерстве, спортивной медицине и т. д.

Мышцами управляет центральная нервная система с помощью замкнутой цепи регулирования (рис. 14). Приказы центральной нервной системы по двигательным нервам передаются к исполняю­щему органу — мышцам. Обратный сигнал о состоянии мышц в данный момент (об интенсивности сокращения) направляется по чувствительным нервам от окончания этих нервов, расположенных в мышцах. Эта обратная связь позволяет человеку напрягать или расслаблять мышцу в той мере, в какой это необходимо. Таким об­разом, нам удается координированно и планомерно выполнять движения,

сопровождаемые сложной мышечной деятельностью. По­этому невропатолог может делать важные выводы на основе прос­того эксперимента: с закрытыми глазами и вытянутыми руками па­циент должен найти указательным пальцем правой руки кончик того же пальца на левой руке. Если кончики пальцев встретились-недостаточно точно, то в цепи обратной связи что-то не в по­рядке.

Возбуждение двигательных комплексов сопровождается воз­никновением биопотенциалов. Амплитуда этого напряжения может колебаться в пределах от 10 мкВ до нескольких милливольт. Чтобы регистрировать его точную форму, прибор должен воспринимать сигналы с частотами 1. .15000 Гц.

Электроды для электромиографии

Мышцы как правило, располагаются глубоко под кожным по­кровом, поэтому возникающие в них биопотенциалы необходимо улавливать с помощью электродов, а затем вводить их в усилитель­но-регистрирующую систему. Наиболее просты поверхностные элек­троды, которые крепятся резиновыми бинтами на обезжиренной поверхности' кожи. Если необходимо получить сигналы с большей амплитудой или если врача интересует совместная деятельность нескольких групп мышц, то полезнее использовать игольчатые элек­троды (существует несколько видов). Центральная платиновая игла концентрического игольчатого электрода соприкасается с исследуе­мым мышечным волокном, а оплетка электрода предназначена для. экранирования. Таким электродом можно осуществлять униполяр­ное отведение. В качестве индифферентного электрода чаще всего применяют поверхностный электрод, расположенный неподалеку от места введения игольчатого.

В биполярном электроде есть два платиновых провода, изоли­рованных один от другого и от внешней оплетки. С помощью та­кого электрода можно наблюдать биполярные биопотенциалы даже единичного нервного волокна. Игольчатые электроды очень мало­го размера применяют для записи электромиограммы (ЭМГ) мышц

лица и глаза. Для специальных исследований делают даже такие мультиэлектроды, в металлической трубке которых с внешним диа­метром 1,5 мм расположены 14 изолированных друг от друга и от защитной оболочки платиновых проводов, причем они размещены по стенкам трубки на равном расстоянии один от другого. С по­мощью такого игольчатого электрода можно определять положение в пространстве и распространение очага в мышцах, работающих ненормально.

Электромиографы

К электромиографу обычно придается стимуляторная пристав­ка. Дело в том, что врач стремится обследовать мышцы не только в состоянии покоя и произвольного движения, но и их реакцию на искусственное электрическое раздражение. Поэтому он подает на исследуемую мышцу такой электрический импульс (как правило, прямоугольный с амплитудой около 100 В и длительностью 0,1 ...0,5 мс), который обеспечивает возбуждение всего двигательного комплекса. В результате все мышечные волокна сокращаются одно­временно и биопотенциалы возбужденных волокон тоже проявля­ются одновременно. Следовательно, мы получаем более кратковре­менные (примерно 10 мс) изменения напряжения, которые имеют более четкую форму.

При произвольных движениях скорость распространения им­пульса в отдельных волокнах различна, поэтому время распростра­нения биопотенциалов может растягиваться более чем на 100 мс Полученная картина будет менее четкой, размытой, так как воз­буждение двигательных комплексов происходит в различное время и различные биопотенциалы не накладываются друг на друга. Само собой разумеется, что стимулированная ЭМГ отличается от полученной без стимуляции, однако она крайне необходима во мно­гих исследованиях.

На основании ЭМГ можно определить скорость проводимости нерва. Так, например, скорость проводимости одного из нервов ноги определяют, стимулируя нерв за коленом или у щиколотки, а электроды размещают на стопе. По расстоянию между двумя кривыми реакций на двухлучевом осциллоскопе, зная временное разрешение прибора, нетрудно определить время распространения раздражения между коленом и щиколоткой. Замерив расстояние между двумя точками раздражения, определим скорость распро­странения импульса.

Аналогично можно определить и скорость проведения возбуж­дения по чувствительному нерву. Здесь стимуляция подается в од­ну точку и активное напряжение отводится электродами, располо­женными в точках на известном расстоянии одна от другой. С по­мощью многоканального осциллоскопа можно определить время распространения волны возбуждения, а зная расстояние, и ско­рость Скорость распространения для разных мышц различна: у здорового человека 40...60 м/с, у больного 10 м/с.

Если нас интересует длительность рефракторной фазы мышц, то можно применять двойные раздражения, причем интервал меж­ду ними выбирают с таким расчетом, чтобы возбужденная мышца воспринимала двойной импульс как отдельные раздражения. Если же второй импульс слишком быстро следует за первым, то мышця находится еще в рефракторном состоянии и на новое возбуждение не реагирует. Критический интервал между импульсами для боль­шинства мышц 60…200 мс. Соответствующую частоту называют кри­тической, она, как правило, равна 5...15 Гц.

Электромиографы обычно бывают двухканальные, т. е. они дают возможность одновременно делать запись сигналов двух от­ведений. В этом есть необходимость, например, при определении скорости распространения импульса; но и в других случаях может понадобиться исследование синхронности двух ЭМГ. Делают 3- и 4-канальные приборы, но в основном для научно-исследовательских задач. В последнее время для чисто клинических целей используют одноканальный электромиоскоп. Такой аппарат необходим главным образом тогда, когда нужно решить, в какой мере повреждение мышцы или нерва нарушило нормальную деятельность органа, ка­ково поражение или успешно ли было терапевтическое вмешатель­ство.

Фоторегистраторы в электромиографии

До последних лет единственным способом фиксации электромиографических сигналов была фоторегистрация. Общеизвестны ее недостатки: неудобство проявления е помощью химикатов, обра­ботка пленки в темноте, невозможность делать оценку немедленно. Поэтому понятно воодушевление врачей, с которыми они встретили новые способы регистрации: фотографирование по полароидной си­стеме, ультрафиолетовые регистраторы и запоминающие осцилло­скопы. Правда, эти способы не применяются пока в широкой прак­тике из-за высокой стоимости оборудования, и особенно специальных регистрирующих материалов. После первых восторгов у спе­циалистов наступило некоторое разочарование, поэтому начались эксперименты по совершенствованию традиционных фоторегистра­торов, в первую очередь для улучшения их временного разрешения. Фоторегистрирующее оборудование осуществляет развертку во вре­мени следующими двумя способами:

— при неподвижной регистрирующей бумаге на электронно­лучевую трубку подают отклоняющее напряжение (флюорография);

— двигают бумагу с равномерной скоростью (рис. 12, а), от­клоняющее напряжение не применяется.

Недостаток первого состоит в том, что из меняющихся по вре­мени сигналов, которые надлежит регистрировать, можно зафик­сировать лишь отдельные и, даже если пользоваться средствами

мультифотографирования, часть информации теряется, не говоря уже о механических трудностях передвижения бумаги. Недостаток второго способа заключается в том, что скорость передвижения ре­гистрирующего материала ограничивается инерцией транспортного механизма (уже скорость 0,5. .1 м/с достигается с трудом). Но и при таких больших скоростях не гарантирована достоверная реги­страция компонентов с частотой выше нескольких килогерц.

Высказывалась такая идея: для достижения лучшего разреше­ния во времени перемещать регистрирующую бумагу, применяя от­клоняющее напряжение, пропорциональное времени. В электромиографии этот способ, применявшийся и раньше, был назван «пере­крестной регистрацией» (рис. 12,б), поскольку направление дви­жения бумаги и отклонение электронного луча перпендикулярны. При этом равнодействующая формируется в виде векторной суммы двух перемещений. Недостаток способа в том, что запись ведется не в прямоугольной системе координат, а это затрудняет оценку, особенно при регистрации нескольких синхронных сигналов.

На фирме «Медикор» разработан новый способ фоторегистра­ции, позволяющий преодолеть эти недостатки: перемещение бума­ги и отклонение электронного луча осуществляются вдоль одной оси, хотя и в противоположных направлениях, а поэтому равнодей­ствующая образуется как алгебраическая сумма двух скоростей (рис. 16,в). Большое преимущество этого способа состоит в том, что ЭМГ записываются в прямоугольной системе координат, по­этому при многоканальной записи синхронные явления можно точно совместить.

Применяя соответствующие схемы, можно добиться следую­щего:

— выключением света устранить возможность наложения по­следовательных по времени изображений;

— врач, меняя скорость отклонения, может устанавливать же­лательный масштаб по временной оси (в пределах 0,02...10 мс).