ЭМГ — электромиография и электромиографы¶

ЭМГ (электромиография, электромиограф) — метод регистрации электрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах при их возбуждении, а также прибор (электромиограф), с помощью которого эти потенциалы регистрируются и анализируются. Метод основан на том, что при сокращении мышцы возникают электрические импульсы, которые можно снять с поверхности кожи или ввести непосредственно в мышцу с помощью игольчатого электрода. ЭМГ широко применяется в медицине (неврология, ортопедия, реабилитология), физиологии, спортивной науке и биомеханике.

¶Принцип работы

В состоянии покоя мембрана мышечного волокна поляризована: снаружи потенциал положительный, изнутри — отрицательный. При поступлении нервного импульса от мотонейрона происходит деполяризация мембраны, и волна возбуждения распространяется вдоль волокна. Совокупность потенциалов действия множества мышечных волокон, входящих в один моторный единицу (motor unit), формирует потенциал моторной единицы (ПМЕ). Суммарная электрическая активность всех работающих моторных единиц и образует ЭМГ-сигнал.

При регистрации с поверхности кожи (поверхностная ЭМГ) сигнал проходит через ткани, которые выполняют роль фильтра, ослабляя высокочастотные компоненты. При игольчатой (инвазивной) ЭМГ электрод вводится непосредственно в мышцу, что позволяет регистрировать активность отдельных волокон и моторных единиц с высоким пространственным разрешением.

¶Виды электромиографии

Различают несколько основных методик:

• Поверхностная ЭМГ — электроды располагаются на коже над исследуемой мышцей. Неинвазивна, применяется для оценки силы и координации мышечных сокращений, в спортивной науке и эргономике.
• Игольчатая (стимуляционная) ЭМГ — тонкая игла-электрод вводится в мышцу. Позволяет оценить биоэлектрическую активность в покое, при лёгком сокращении и при максимальном усилии, выявить признаки денервации.
• Скоростная ЭМГ — регистрация скорости проведения возбуждения по нервным волокнам, используется в нейрофизиологии.
• Электронейромиография (ЭНМГ) — комплексное исследование, включающее оценку как периферических нервов (скорость проведения по нерву), так и мышц.

¶Классификация электромиографов

По назначению приборы делятся на клинические (для диагностики нервно-мышечных заболеваний) и исследовательские (для научных и инженерных задач). По числу каналов — на одноканальные и многоканальные (современные приборы имеют от 8 до 64 и более каналов). По способу обработки сигнала — на аналоговые и цифровые; практически все современные ЭМГ являются цифровыми.

Основные характеристики электромиографа: полоса пропускания усилителя (обычно 10–500 Гц для поверхностной ЭМГ), коэффициент усиления, входное сопротивление, разрядность аналого-цифрового преобразователя (как правило, 16–24 бит), частота дискретизации (1–10 кГц).

¶Медицинское применение

ЭМГ является основным методом диагностики заболеваний периферической нервной системы и нервно-мышечного аппарата. Основные показания:

• подозрение на полинейропатии (в том числе диабетические);
• корешковые синдромы (грыжи межпозвоночных дисков);
• травмы периферических нервов;
• миастения и другие нервно-мышечные заболевания;
• боковой амиотрофический склероз (БАС) и другие моторные нейронные болезни;
• синдром запястного канала и другие туннельные синдромы.

В клинической практике ЭМГ обычно сочетается с электронейромиографией, что позволяет различить поражение нерва (нейропатия) и поражение мышцы (миопатия), оценить тяжесть и давность процесса.

¶Применение в спорте и биомеханике

Поверхностная ЭМГ активно используется для изучения мышечной активности при различных движениях, оценки утомляемости, подбора тренировочных режимов и контроля реабилитации после травм. В биомеханике ЭМГ-сигнал применяется как входной параметр для управления экзоскелетами и протезами верхних конечностей: электрическая активность мышц-сгибателей и разгибателей распознаётся алгоритмами машинного обучения, и протез воспроизводит соответствующее движение.

¶ЭМГ в России

В СССР и России разработкой и производством электромиографов занимались и занимаются ряд предприятий и научных центров. Среди отечественных производителей медицинской электрофизиологической аппаратуры — компании «Нейрософт» (Иваново), «Миомис» (Санкт-Петербург) и другие. Продукция этих предприятий используется в нейрофизиологических кабинетах и лабораториях страны. Разработки российских учёных в области ЭМГ представлены в трудах Института высшей нервной деятельности РАН, Института физиологии им. И. П. Павлова РАН и ряда медицинских вузов.

¶Ограничения метода

ЭМГ не позволяет напрямую измерить силу мышечного сокращения: между амплитудой ЭМГ-сигнала и механическим усилием существует лишь приближённая зависимость, зависящая от угла сустава, скорости движения, уровня утомления и других факторов. Поверхностная ЭМГ чувствительна к электромагнитным наводкам, артефактам движения электродов и «перекрёстному разговору» — проникновению сигнала от соседних мышц. Для повышения достоверности результатов требуется стандартизация подготовки кожи, расположения электродов и положения тела.

¶См. также

• Электроэнцефалография
• Электрокардиография
• Нейрофизиология

¶Источники

• Кохановский В. П. и др. Практическая электромиография. — М.: Медицина.
• Гурьянов В. Г., Кадыков А. С., Черниговская Н. С. Клиническая электромиография. — СПб.
• Руководство по электронейромиографии / под ред. А. С. Кадыкова. — М.
• Дубровский В. И. Спортивная электромиография. — М.