Электромиография — метод регистрации электрической активности мышц¶

Электромиография (ЭМГ, англ. electromyography) — метод регистрации электрических потенциалов, возникающих в мышцах при их сокращении и в состоянии покоя. Электрическая активность мышц формируется в результате суммации потенциалов действия двигательных единиц — мотонейрона вместе с иннервируемыми им мышечными волокнами. Сигнал, снятый с поверхности кожи или введённой игольчатой электродной иглой, называется электромиограммой. Метод широко применяется в клинической неврологии, реабилитации, спортивной медицине и биомеханике.

¶Принцип метода

В состоянии покоя здоровая скелетная мышца генерирует лишь слабые электрические сигналы, связанные с фоновой активностью отдельных моторных единиц. При произвольном сокращении в мышечной ткани возникают потенциалы действия, которые распространяются по мышечным волокнам и регистрируются электродами. Амплитуда и частота сигнала зависят от степени усилия, скорости сокращения, утомляемости и состояния нервно-мышечной системы. Сигнал усиливается, фильтруется и оцифровывается с помощью электромиографа — специализированного прибора с программным обеспечением для анализа.

¶Виды электромиографии

По способу регистрации различают:

• Поверхностную ЭМГ — электроды размещаются на коже над исследуемой мышцей. Метод неинвазивный, безболезненный, подходит для оценки крупных мышечных групп и для длительного мониторинга.
• Инвазивную (игольчатую) ЭМГ — тонкая игольчатая электродная игла вводится непосредственно в мышечную ткань. Метод позволяет оценить электрическую активность отдельных моторных единиц, выявить фибрилляции, псевдотетанические потенциалы и другие патологические признаки. Игольчатая ЭМГ считается «золотым стандартом» диагностики нервно-мышечных заболеваний.

По назначению исследований выделяют диагностическую (клиническую) ЭМГ, используемую для выявления нервно-мышечной патологии, и исследовательскую (функциональную) ЭМГ, применяемую в биомеханике, эргономике и спортивной науке.

¶Клиническое применение

ЭМГ является основным методом диагностики заболеваний периферической нервной системы и мышц. Основные показания:

• подозрение на полинейропатии (в том числе диабетические);
• корешковые синдромы и радикулопатии;
• синдром запястного канала и другие туннельные невропатии;
• миастения и другие нервно-мышечные заболевания;
• боковой амиотрофический склероз (БАС);
• миопатии различного генеза;
• повреждения периферических нервов (травмы, компрессии);
• оценка функционального состояния мышц перед и после хирургических вмешательств.

В ходе исследования оценивают латентность, амплитуду и форму потенциалов действия, скорость проведения по нерву, количество и размер моторных единиц. Комбинация ЭМГ с электронейромиографией (ЭНМГ) — исследованием скорости проведения по нервным волокнам — позволяет дифференцировать поражение на уровне нерва (аксонопатия, демиелинизация) и на уровне мышцы.

¶ЭМГ в спорте и реабилитации

Поверхностная ЭМГ активно используется для объективной оценки мышечной активности при выполнении различных движений. В спортивной науке метод помогает определить вклад отдельных мышц в движение, выявить асимметрию активации, оценить утомляемость. В реабилитации ЭМГ применяется для контроля восстановления после травм и операций, подбора индивидуальных программ тренировок, а также в качестве обратной связи при обучении правильной технике движений.

¶ЭМГ в робототехнике и интерфейсах «человек — машина»

Сигналы ЭМГ нашли применение в управлении протезами верхних и нижних конечностей. Современные миоэлектрические протезы анализируют паттерн электромиографической активности культи и преобразуют его в команды управления мотором протеза. Разрабатываются также гибкие сенсоры и портативные ЭМГ-устройствa для носимых экзоскелетов и игровых интерфейсов. В России исследования в области ЭМГ-управляемых протезов ведутся в ряде научных центров и вузов.

¶Ограничения метода

Поверхностная ЭМГ чувствительна к электромагнитным помехам, артефактам движения и «перекрёстному разговору» — проникновению сигнала от соседних мышц. Точность метода зависит от расположения электродов, состояния кожи и подкожной жировой клетчатки. Игольчатая ЭМГ, в свою очередь, является инвазивной процедурой и может вызывать дискомфорт. Результаты исследования требуют интерпретации врачом-неврологом или специалистом по электрофизиологическим методам.

¶История

Первые записи электрической активности мышц были получены в 1666 году итальянским физиологом Франческо Реди, а в 1791 году Луиджи Гальвани продемонстрировал «животное электричество» в лягушачьих нервах и мышцах. Систематическая электромиография как клинический метод начала развиваться в 1920-е — 1940-е годы после изобретения электронного усилителя. В СССР исследования в области ЭМГ проводились под руководством Л. А. Гуревича и других учёных, что заложило основы отечественной школы электрофизиологической диагностики.

Источники:

• Гуревич Л. А. Клиническая электромиография. — М.: Медицина.
• Кадыков А. С., Чермянинов В. Е. Клиническая электронейромиография. — СПб.: Питер.
• Клинические рекомендации Минздрава РФ по диагностике нервно-мышечных заболеваний.
• Электромиография // Большая медицинская энциклопедия.