Электромиография

Электромиография — это метод регистрации биоэлектрической активности мышц, основанный на измерении разности потенциалов, возникающей в мышечных волокнах при их сокращении и в состоянии покоя. Результат исследования, представленный в виде графической кривой (электромиограммы), позволяет оценить функциональное состояние нервно-мышечной системы, диагностировать заболевания периферических нервов и мышц, а также нарушения передачи нервного импульса.

История

Первые наблюдения электрической активности мышц относятся к концу XVIII века, когда Луиджи Гальвани обнаружил, что сокращение мышц лягушки вызывается электрическим разрядом. В 1849 году Эмиль Дюбуа-Реймон впервые зарегистрировал электрический ток, возникающий в мышце при её произвольном сокращении. Однако систематическое развитие метода началось в XX веке.

В 1922 году американский физиолог Герберт Гассер и его коллеги использовали осциллограф для визуализации электрических сигналов от нервов. В 1929 году швейцарский врач Ганс Бергер впервые зарегистрировал электроэнцефалограмму человека, что стимулировало развитие методов регистрации биоэлектрических сигналов. В 1930-х годах шведский нейрофизиолог Рагнар Гранит разработал первые методики игольчатой электромиографии. В 1940-х годах немецкий врач Фриц Бухталь усовершенствовал технику регистрации и анализа потенциалов двигательных единиц.

В 1960-х годах с развитием электроники и компьютерных технологий электромиография стала широко внедряться в клиническую практику. В 1980-х годах появились методы стимуляционной электромиографии и исследования скорости проведения импульса по нервам. В России значительный вклад в развитие метода внесли учёные Л.О. Бадалян, И.А. Скворцов и другие.

Физиологические основы

Электромиография основана на регистрации разности потенциалов, возникающей между возбуждёнными и невозбуждёнными участками мышечной ткани. При поступлении нервного импульса к нервно-мышечному синапсу выделяется ацетилхолин, который вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны мышечного волокна. Возникающий потенциал действия распространяется по мембране мышечного волокна, вызывая его сокращение.

Совокупность мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном, называется двигательной единицей (ДЕ). При произвольном сокращении мышцы происходит активация ДЕ, каждая из которых генерирует характерный электрический сигнал — потенциал двигательной единицы (ПДЕ). Параметры ПДЕ (амплитуда, длительность, форма, количество фаз) зависят от типа мышцы, возраста и состояния нервно-мышечного аппарата.

Виды электромиографии

По способу регистрации

Поверхностная (глобальная) электромиография — регистрация суммарной биоэлектрической активности мышцы с помощью накожных электродов, накладываемых на кожу над исследуемой мышцей. Позволяет оценить общую активность мышцы, но не даёт информации об активности отдельных ДЕ. Используется в спортивной медицине, эргономике, биомеханике.

Игольчатая (локальная) электромиография — регистрация активности отдельных ДЕ с помощью игольчатого электрода, вводимого непосредственно в мышцу. Позволяет детально оценить параметры ПДЕ, выявить патологические изменения на уровне отдельных мышечных волокон. Является «золотым стандартом» в диагностике нервно-мышечных заболеваний.

Стимуляционная электромиография — метод, при котором регистрируется электрический ответ мышцы или нерва на внешнюю стимуляцию. Позволяет оценить скорость проведения импульса по нерву, состояние нервно-мышечной передачи (стимуляционная миография).

По типу электродов

• Накожные (поверхностные) электроды — пластины или диски из металла (серебро, хлорсеребро), фиксируемые на коже с помощью клейкой ленты или геля.
• Игольчатые электроды — тонкие металлические иглы (диаметром 0,1–0,5 мм), покрытые изоляцией, с открытым кончиком. Бывают концентрическими (с центральным активным электродом и наружным опорным) и биполярными (с двумя активными электродами).
• Микроигольчатые электроды — используются для регистрации активности отдельных мышечных волокон.

Методика проведения

Подготовка пациента

Перед исследованием пациенту рекомендуется избегать физических нагрузок и приёма препаратов, влияющих на нервно-мышечную передачу (миорелаксанты, некоторые антидепрессанты). Кожа в месте наложения электродов очищается от жира и обрабатывается спиртом.

Процедура

При поверхностной электромиографии накожные электроды фиксируются на коже над исследуемой мышцей. Пациента просят выполнить определённые движения (сгибание, разгибание, удержание позы). Регистрация ведётся в состоянии покоя и при произвольном сокращении мышцы различной интенсивности.

При игольчатой электромиографии игольчатый электрод вводится в мышцу. Пациент может испытывать дискомфорт или боль. Врач оценивает электрическую активность в покое (наличие спонтанной активности — фибрилляций, положительных острых волн) и при произвольном сокращении (параметры ПДЕ, их количество, частоту разряда).

При стимуляционной электромиографии на кожу над нервом накладываются стимулирующие электроды, а регистрирующие — над мышцей. Подаётся электрический импульс, и измеряется время от момента стимуляции до появления мышечного ответа (латентный период). По разнице латентных периодов при стимуляции в двух точках вычисляется скорость проведения импульса.

Длительность

Процедура занимает от 30 минут до 1,5 часов в зависимости от объёма исследования.

Показания к применению

Электромиография используется в неврологии, нейрохирургии, травматологии, ортопедии, спортивной медицине, реабилитологии. Основные показания:

• Диагностика заболеваний периферических нервов (нейропатии, туннельные синдромы, травмы нервов)
• Диагностика заболеваний мышц (миопатии, миозиты, миотонии)
• Диагностика нарушений нервно-мышечной передачи (миастения, ботулизм)
• Диагностика заболеваний мотонейронов (боковой амиотрофический склероз, спинальные мышечные атрофии)
• Оценка степени денервации и реиннервации мышц
• Контроль эффективности лечения (нейрореабилитация, фармакотерапия)
• Исследование функционального состояния мышц в спорте и эргономике

Противопоказания

• Нарушения свёртываемости крови (гемофилия, тромбоцитопения)
• Приём антикоагулянтов (варфарин, гепарин)
• Инфекционные поражения кожи в месте введения электрода
• Эпилепсия (при стимуляционной электромиографии)
• Наличие кардиостимулятора (относительное противопоказание)
• Психические расстройства с нарушением контакта с пациентом

Анализ результатов

Нормальная электромиограмма

В состоянии покоя мышца электрически неактивна (изоэлектрическая линия). При произвольном сокращении появляются ПДЕ, которые при нарастании усилия увеличиваются по амплитуде и частоте. Параметры нормальных ПДЕ: амплитуда 0,5–3 мВ, длительность 5–15 мс, количество фаз 2–4.

Патологические изменения

При денервации (повреждении нерва) в покое появляется спонтанная активность — потенциалы фибрилляций (короткие, низкоамплитудные) и положительные острые волны. При произвольном сокращении ПДЕ могут быть снижены по амплитуде, длительности, иметь полифазную форму.

При миопатии (первичном поражении мышцы) ПДЕ имеют сниженную амплитуду, укороченную длительность, часто полифазны. При миотонии (нарушении расслабления мышцы) регистрируются характерные высокочастотные разряды.

При нейропатии (поражении нерва) ПДЕ могут быть увеличены по амплитуде и длительности, иметь полифазную форму (признаки реиннервации). При стимуляционной электромиографии выявляется снижение скорости проведения импульса.

При миастении (нарушении нервно-мышечной передачи) при стимуляционной электромиографии выявляется патологический декремент (снижение амплитуды) мышечного ответа при повторной стимуляции.

Аппаратура

Электромиографы представляют собой электронные устройства, состоящие из усилителя биоэлектрических сигналов, аналого-цифрового преобразователя, компьютера с программным обеспечением для обработки и анализа данных. Современные электромиографы позволяют регистрировать сигналы с частотой до 10 кГц, имеют высокое входное сопротивление, низкий уровень шумов. Для стимуляционной электромиографии используются стимуляторы с регулируемыми параметрами импульса (амплитуда, длительность, частота).

Ограничения метода

• Игольчатая электромиография является инвазивной процедурой, может вызывать болезненные ощущения.
• Результаты зависят от квалификации врача, проводящего исследование.
• Поверхностная электромиография не позволяет оценить активность глубоких мышц.
• Метод не даёт прямой информации о структуре мышечной ткани (необходима биопсия).
• На результаты могут влиять артефакты (движения, электрические помехи).

Источники

1. Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Клиническая электромиография. — М.: Медицина, 1986.
2. Гехт Б.М., Ильина Н.А. Электромиография в диагностике нервно-мышечных заболеваний. — М.: Медицина, 1990.
3. Команцев В.Н., Заболотных В.А. Методические основы клинической электромиографии. — СПб.: СпецЛит, 2001.
4. Николаев С.Г. Электромиография: клинический практикум. — М.: Медицина, 2003.
5. Преображенская И.С., Демьяновская Е.Г. Электромиография в неврологии. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
6. Kimura J. Electrodiagnosis in Diseases of Nerve and Muscle: Principles and Practice. — 4th ed. — Oxford University Press, 2013.