Автор Забродін Костянтин Юрійович
Студент 1 курсу заочного факультету Харківського національного університету радіоелектроніки
групи БМІзм20-2
Аннотація
В данному документі розглядається основне призначення стимуляційної електронейроміографії. Наголошується на важливості проведення такого обстеження для широкого спектру патологій. Наводяться основні критерії призначення данного обстеження пацієнтам різних вікових груп. Розглянуто основні методи стимуляційної ЕМГ, а також параметри налаштувань приладу під час проведення обстеження.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: ЕЛЕКТРОНЕЙРОМІОГР АФІЯ, СТИМУ ЛЯЦІЙНА ЕНМГ, ПЕРИФЕРИЧНА НЕРВОВА СИСТЕМА, М’ЯЗИ КІНЦІВОК, МОТОРНА ВІІДПОВІДЬ, СЕНСОРНА ВІДПОВІДЬ, F-ХВИЛЯ, Н-РЕФЛЕКС \
ЭЛЕКТРОНЕЙРОМИОГР АФИЯ, СТИМУ ЛЯЦИОННАЯ ЭНМГ, ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, МЫШЦЫ КОНЕЧНОСТЕЙ, МОТОРНЫЙ ОТВЕТ, СЕНСОРНЫЙ ОТВЕТ, F-ВОЛНА, Н-РЕФЛЕКС
\ELECTRONEUROMIOGRAPHY,STIMULATION EMG, PERIPHERAL NERVOUS SYSTEM, PERIFERAL MUSCLES, MOTOR RESPONCE, SENSORY RESPONE, F-WAVE, H-REFLEX
1. Введення в електронейроміографію.
Електронейроміографія (ЕМНГ) – це комбіноване використання електроміографії та електронейрографії. Ця
методика дозволяє вимірювати швидкість провідності периферичного нерва при стимуляції (електронейрографія) поряд з електричним записом м’язової активності (електроміографія). Їх спільне
використання виявляється клінічно значущим, дозволяючи дізнатись як джерело, так і місце розташування певного нервово-м’язового захворювання, а також отримати більш точні діагнози.
Електронейроміографія – це техніка, яка використовує поверхневі електричні зонди для отримання
електрофізіологічних показників з нервових і м’язових клітин. Зазвичай нервову активність реєструють за
допомогою поверхневих електродів, стимулюючи нерв на одній ділянці та реєструючи з іншої з мінімальною
відстанню між ними. Різниця в часі потенціалу є мірою часу, необхідного для проходження потенціалом відстані через дві ділянки, і мірою швидкості провідності вздовж нерва. Амплітуда потенціалу, виміряна від базової лінії до піку або від піку до піку, є мірою кількості волокон, що проводять відповідь. Аномалія даних, отриманих в результаті вимірювань нервів, таких як відсутність або низька амплітуда, вказує на потенційне пошкодження нерва.
Ця методика сьогодні використовується в багатьох галузях медицини. Одним із прикладів його використання є виявлення невропатії внаслідок таких захворювань, як цукровий діабет. Він також може бути використаний для виявлення м’язової слабкості або паралічу внаслідок сепсису або поліорганної недостатності у хворих з комою. Цей метод залишається широко використовуваною медичною технікою завдяки своїй ефективності та відносній простоті. Це особливо привабливо через відсутність спеціальних запобіжних заходів або підготовки, пов’язаних з цією процедурою. Існує мінімальний біль і відсутність значних ризиків, крім випадків, пов’язаних із використанням голки. При захворюваннях або пошкодженнях, що супроводжуються порушенням шляху проходження чутливих імпульсів, у людини змінюється здатність сприйняття інформації, що надходить. Може виникнути відчуття «повзання мурашок по шкірі», відчуття оніміння, а також порушення температурної, больової чутливості, слуху, нюху, зору. З головного і спинного мозку команди передаються по периферичних рухових нервах до м’язів-виконавців. Саме тому при захворюваннях або пошкодженнях, що виникають на шляху проходження рухових нервових імпульсів, у людини порушується здатність до здійснення повноцінних рухів. Це може проявлятися у вигляді слабкості м’язів, виникнення парезів (ослаблення рухів), паралічів і т.д. Метод дослідження функціонального стану м’язів і периферичних нервів за допомогою спеціального апарату – електронейроміографа. При проведенні електронейроміографії периферичний нерв стимулюється електричними імпульсами з подальшою реєстрацією відповіді м’яза, іннервованого цим нервом. Наприклад, при дослідженні стану головного мозку проводять стимуляцію подразниками слухової, зорової та інших зон і реєстрацію відповіді ЦНС.
Електронейроміографія дозволяє:
• виміряти швидкість проходження імпульсу по нервових волокнах;
• виявити локалізацію ушкодження периферичних нервів;
• оцінити здатність м’язів до скорочення у відповідь на подразнення електричним імпульсом.
2. Швидкість поширення збудження по моторних волокнах (ШПЗМ)
Стимуляційна ЕНМГ це тип міографічного обстеження при якому дослідник отримує інформацію шляхом стимуляції пацієнта електричним струмом. У відповідь на стимуляцію у тілі людини формується сигнал,
який надалі буде використано для аналізу. ШПЗМ – методика, яка дозволяє дослідження швидкості
проведення порушення по рухових волокнах, з розрахунком резідуальної і термінальної латентностей і
проксимально – дистального коефіцієнта.
Ця методика є базовою для ЕМГ, оскільки дозволяє:
1. оцінювати стан нерва на різних його ділянках;
2. судити про характер поразки нерва (аксональне, демієлинізувальне);
3. виявляти ступінь поразки нерва;
4. визначати стан терміналів аксонів;
5. оцінювати стан самого м’яза.
Дослідження проводиться за допомогою нашкірних електродів. Шкіра в місці накладення електродів
знежирюється спиртом. Активний електрод накладають на моторну точку м’яза, референтний – на область сухожилля цього м’яза або на кістковий виступ, розташований дистальніше активного електрода. Заземлювальний електрод розміщається між стимулюючим відвідними електродами. Стимулюючий біполярний електрод накладають у проекції нерва, що іннервує цей м’яз, у місці найбільш поверхневого його
розташування. При цьому катод (-) розташовують дистальніше, а анод (+) проксимальніше, тому що процес,
що протікає під анодом, деполяризації може викликати “анодичний блок”, що перешкоджає поширенню
порушення до м’яза. Стимуляцію проводять прямокутними імпульсами звичайно тривалістю 0,2 мс,
частотою 1 Гц, поступово збільшуючи силу струму, поки амплітуда одержуваного М-відповіді не перестане
наростати. Певна в такий спосіб сила струму є максимальною. Для правильної оцінки амплітудних і
швидкісних показників використовується супрамаксимальне (на 25-30 % більше максимального) значення стимулу. Необхідно одержати стійку по амплітуді й латентності викликану відповідь м’яза. Довгі нерви
кінцівок доступні для непрямої стимуляції в декількох точках. Тому, вимірюючи латентність М-відповідей при
стимуляції в дистальній і проксимальної точках, можна визначити швидкість проведення імпульсу на цьому
сегменті нерва. Для забезпечення вірогідності дослідження відстань між двома точками повинна бути не
менш 9 см. ШПЗМ залежить від ступеня мієлінізації й товщини аксона. Чим більше діаметр аксона й більш
мієлінізовано волокно, тим більше ШПЗМ. Тому сенсорні волокна мають більшу швидкість проведення, чому
моторні (у середньому на 5 м/с). При руйнуванні мієліна на якій-небудь ділянці порушення проводиться на порядок повільніше. Мінімальне припустиме значення ШПЗМ у здоровішої людини для периферийных нервів рук 50 м/с, ніг – 40 м/с (Б.М. Гехт, М.І.Самойлов).
При клінічній оцінці результатів завжди необхідно враховувати, що зниження температури шкіри на 1 градус
за Цельсієм може приводити до падіння ШПЗМ на 2-5 м/с. ШПЗМ значно знижується при демієлінізуючих процесах, викликаних будь-якими патологічними процесами (до 20-70%). При диференціальній діагностиці
демієлінізуючої й аксональної поразки необхідно враховувати, що демієлінізуючий процес, що зайшов далеко, приводить до наступної аксональної поразки, і в той же час, будь-яка аксональна поразка супроводжується поразкою мієліна. Цей взаємозв’язок визначається особливостями обміну мієліна й взаємодії аксона й лемоцітів. У нормі, при дотриманні техніки дослідження, виявляється наступна залежність: 139 ШПЗМ, певна в проксимальних відділах нерва, вище, чим у дистальній. Але в місцях фізіологічних перегинів (суглоби, сухожильні притиснення) ШПЗМ може незначно знижуватися (на величину до 5 м/с). Для адекватної кількісної оцінки динаміки ШПЗМ уведений проксимально-дистальний коефіцієнт (ПДК), який у нормі становить 1.2-0.98 і обчислюється як співвідношення ШПЗМ (прокс.) / ШПЗМ (дист.).
3. Швидкість поширення збудження сенсорна (ШППС)
При дослідженні швидкості проведення порушення по сенсорних волокнах (антидромна й ортодромна методики), стимулюють термінальні відділи нерва, тобто самі рецептори. Для цього використовують концентричні стимулюючі електроди, які накладають на пальці в зоні іннервації того або іншого нерва: катод – проксимальніше, анод – дистальніше відвідні електроди накладаються в проекції нерва в дистальній і більш проксимальній крапці так, щоб активний електрод був розташований ближче до катода, референтний – по ходу нерва, більш проксимально. Заземлення накладають між стимулюючим та відвідним електродами. Якщо при такому накладенні електродів не вдається забрати мережне наведення, то припустимо накладати заземлення проксимальніше відвідних електродів або на протилежну кінцівку. Запис проводять із усередненням від 20-40 до 500-1000 усереднень. Потенціал можна відводити за двоканальною схемою (паралельно по двом каналам) або по одноканальній (послідовно з кожної точки). Другий спосіб запису більш застосуємо, особливо в патології, тому що дозволяє уникнути великої кількості артефактних кривих.
Послідовно реєструють потенціали з різних точок по довжині нерва. Після реєстрації потенціалів дії нерва
вимірюють відстань від катода до активного електрода й між активними електродами. По формулі розрахунків СРВ обчислюють СРВС у дистальному й проксимальному відрізках.
Ортодромне вимірювання ШППС вважається більш точним, але він вимагає високої якості застосовуваного
устаткування й ретельного дотримання методики. При порівнянні ШППС, отриманих по ортодромній і
антидромній методиках, достовірної різниці не виявляється. ШППС у нормі не повинна бути менше 50
м/с у периферичних нервах рук і ніг. При ортодромній методиці одержуваний електричний імпульс є потенціалом дії нерва, і його параметри більш точно відбивають стан нервового волокна. Амплітуда
сенсорної відповіді (або потенціалу дії нерва) виміряється від піка до піка й коливається в більших межах (від 5 до 30 мкВ). Краще сенсорна відповідь виявляється при антидромній методиці.
4. Моторна відповідь м’яза (М-відповідь)
М-відповідь – методика, що дозволяє реєстрацію й аналіз М-відповіді, з визначенням латентного періоду,
амплітуди від піка до піка, амплітуди негативної фази, і площі негативної фази а так само сумарний потенціал
м’язових волокон, що реєструється, з м’яза при стимуляції його нерва, що іннервує, одиночним стимулом. У нормі він являє собою двофазну криву: перша фаза негативна (спрямована нагору), друга позитивна (спрямована вниз). При супрамаксимальній стимуляції в м’язі гарантовано “відповідають” усі функціонуючі РО. Тому М-відповідь дуже стабільна по своїх параметрах, що відрізняє його від інших хвиль. При виконанні методики треба стежити, щоб артефакт стимуляції був спрямований нагору, що вказує на правильне розташування анода й катода. При зниженні амплітуди М-відповіді, його розтягнутості, поліфазності
необхідно перевірити правильність накладення відвідних електродів тому що ці зміни мають діагностичне значення. При дослідженні гіпотрофічних м’язів складної форми рекомендується на початку встановити розташування рухової точки м’яза. Рухова точка м’яза – ділянка м’яза, що має найменший поріг порушення при її прямій стимуляції. Анатомічно відповідає зоні розташування кінцевих пластинок термінальних розгалужень аксонів. Іноді М-відповідь інвертована. Причиною цього є або неправильне накладення електрода (переплутані активний і референтний електрод), або неправильно обрана точка стимуляції (стимулюється інший нерв), що можна бачити при стимуляції в області зап’ястя.
При аналізі результатів дослідження враховуються такі показники:
– поріг роздратування – мінімальна сила струму, при якій
виникає М-відповідь;
– форма М-відповіді при стимуляції в різних точках.
5. F-хвиля
Метою цієї методики є реєстрація й аналіз характеристик F-хвилі (латентність, моторна швидкість
проведення, середня швидкість, амплітуда F – хвилі, співвідношення величин F- і M- відповідей, кількість
блоків хвиль, гігантських хвиль і блоків хвиль).F-хвиля є відповіддю м’яза на імпульс, посланий мотонейроном у результаті порушення його антидромною хвилею, що виникає при дистальній непрямій стимуляції нерва
струмом супрамаксимальної (стосовно М-відповіді) величини. По своїй природі F-хвиля рефлексом не є, при
цьому імпульс двічі проходить по самих проксимальних відрізках нерва – руховим корінцям. Отже, аналізуючи
параметри часової затримки (латентності) і швидкості поширення F-хвилі ми можемо судити про провідність по самих проксимальних відділах. Тому що ця вторинна відповідь обумовлена антідромним роздратуванням
мотонейрона, отже, аналізуючи ступінь варіабельності амплітуди й латентності F-хвилі, ми можемо судити про
збудливість мотонейронів, їхньому функціональному стані. Виходячи із природи F-хвилі, видно, що її генерація
є нестабільним, імовірнісним процесом, що визначає складність аналізу цього “пізнього” феномена. Практичне
використання F-хвилі визначається, насамперед, правильним трактуванням кожного параметра з погляду
фізіології нервово-м’язового апарата. Крім того, як імовірнісний процес, при якому необхідно проводити
аналіз декількох реалізацій F-хвиль, у розрахунках кожного параметра застосовуються методи статистичної
обробки. Вважається, що кількість повторних хвиль є одним з показників підвищення збудливості мотонейронів. Їхня кількість підвищується при бічному аміотрофічному склерозі, пірамідній недостатності, неуважному склерозі. F-хвиля може бути отримана при вивченні будь-якого м’яза, але найкраще викликається із дрібних м’язів кисті й стопи. відвідні електроди накладаються як при дослідженні М-відповіді, а стимулюючий електрод закріплюється на зап’ястя в проекції досліджуваного нерва. Спочатку необхідно впевнитися, що стимуляція проводиться точно в проекції нерва. Це визначається по стабільності й максимальній амплітуді М-відповіді (робляться пробні стимуляції й знаходиться оптимальна точка). Параметри стимуляції аналогічні таким, як при одержанні М-відповіді: тривалість стимулу 0.2 мс, частота 0.5-1 Гц, амплітуда – супрамаксимальна. Далі проводиться серія ритмічної стимуляції (для аналізу реєструють 20-40 хвиль). При дослідженні F-хвилі на ногах логічно встановити епоху аналізу не менш 80-100 мс.
6. Н-рефлекс
Метою методики є реєстрація й аналіз параметрів H – рефлексу (латентність, амплітуда, площа, середнє
збільшення H- рефлексу, границя генерації, співвідношення динаміки H- рефлексу з динамікою М –
відповіді). Спочатку H-Рефлекс був описаний Хоффманом (Р .Hoffman) в 1918 р. Він є рефлекторною відповіддю м’яза на роздратування чутливих волокон нерва, що іннервує цей м’яз. По суті це – моносінаптичний рефлекс.
У дорослих Н-Рефлекс визначається в нормі тільки в м’язах гомілки при стимуляції n. tibialis у підколінній ямці
і є аналогом ахілова рефлексу. У дітей раннього віку Н-рефлекс відзначається при стимуляції n. medianus, n.
ulnaris, n. peroneus, n. Tibialis відповідно в м’язах кистей і стоп. Методика дослідження наступна: на камбаловидний м’яз накладаються електроди як для дослідження М-відповіді (з урахуванням розмірів м’яза можна накладати електроди й поруч, поперек м’яза). Часте місце реєстрації найбільшої амплітуди Н-відповіді знаходять, переміщаючи відвідні електроди. Стимулюючий електрод фіксується в області підколінної ямки. Катод розташований проксимальніше, а анод дистальніше. Застосовуючи супрамаксимальне роздратування,
визначають точку проекції нерва. Потім наносяться роздратування прямокутними стимулами тривалістю до 1
мс. Частота стимулів від 0.05 до 3 Гц. У класичному відтворенні передбачається нанесення роздратувань 1 раз
в 20 с, тривалість стимулу 1 мс. Інтенсивність стимулу поступово збільшується із установленим дослідником
інтервалом від підпорогового до супрамаксимального. Важливим методичним прийманням є те, що стопи
повинні вільно звисати, як при викликанні ахілова рефлексу, краще в положенні хворого лежачи на животі.
Головними ознаками Н-рефлексу є:
– виникнення при роздратуванні підпороговими, граничними й субмаксимальними стимулами;
– стабільність при постійній силі стимулу;
– зменшення й зникнення в міру наростання М-відповіді.
Для аналізу Н-рефлексу використовують такі параметри:
– Латентність Н-рефлексу. Вона відбиває провідність по сенсорних волокнах (у тому числі й заднім корінцям спинного мозку).
– Залежність амплітуди Н-рефлексу від сили стимулу (поріг Н-рефлексу – мінімальна сила струму, при якій
з’являється Н-Рефлекс).
– Співвідношення динаміки Н-рефлексу з динамікою М-відповіді (крива рекрутування Н-рефлексу).
[1] Standards for quantification of EMG and neurography.
[2] Stålberg E, van Dijk H, Falck B, Kimura J, Neuwirth C, Pitt M, Podnar S, Rubin DI, Rutkove S, Sanders DB, Sonoo M, Tankisi H, Zwarts M.Clin Neurophysiol. 2019 Sep;130(9):1688-1729. doi: 10.1016/j.clinph.2019.05.008. Epub 2019 Jun 10.PMID: 31213353 Review.
[3] Standards of instrumentation of EMG. The International Federation of Clinical Neurophysiology.
[4] Bischoff C, Fuglsang-Fredriksen A, Vendelbo L, Sumner A.Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 1999;52:199-211.PMID: 10590988 No abstract available.
[5] Guidelines for single fiber EMG.
[6] Sanders DB, Arimura K, Cui L, Ertaş M, Farrugia ME, Gilchrist J, Kouyoumdjian JA, Padua L, Pitt M, Stålberg E.Clin Neurophysiol. 2019 Aug;130(8):1417-1439. doi: 10.1016/j.clinph.2019.04.005. Epub 2019 Apr 27.PMID: 31080019 Review.
[7] Instrumentation for ENG and EMG recordings in FES systems.
[8] Nikolić ZM, Popović DB, Stein RB, Kenwell Z.IEEE Trans Biomed Eng. 1994 Jul;41(7):703-6. doi: 10.1109/10.301739.PMID: 7927392
[9] Development of an EMG recording device from stimulation electrodes for functional electrical stimulation.
[10] Muraoka Y.Front Med Biol Eng. 2002;11(4):323-33. doi: 10.1163/156855701321138969.PMID: 12735431
