Стимуляционная электромиография

Стимуляционная электромиография (СЭМГ, также электронейромиография, ЭНМГ) — это инструментальный метод диагностики функционального состояния периферической нервной системы и скелетных мышц, основанный на регистрации электрических потенциалов, возникающих в мышце или нерве в ответ на искусственную (электрическую) стимуляцию. В отличие от игольчатой электромиографии, которая изучает спонтанную активность мышц, СЭМГ позволяет оценить скорость проведения возбуждения по нервам, состояние нервно-мышечной передачи и целостность рефлекторных дуг. Метод широко применяется в неврологии, нейрохирургии, травматологии, ортопедии и спортивной медицине.

История

Развитие стимуляционной электромиографии неразрывно связано с открытием биоэлектрических явлений в живых тканях. В конце XIX века итальянский физиолог Луиджи Гальвани впервые описал электрическую природу мышечного сокращения. В 1850 году немецкий физик Герман фон Гельмгольц измерил скорость проведения импульса по нерву лягушки, получив значение около 30 м/с.

В 1920-х годах американский физиолог Джозеф Эрлангер и его ученик Герберт Гассер разработали метод регистрации потенциалов действия нервов с помощью катодного осциллографа, за что в 1944 году были удостоены Нобелевской премии. В 1948 году британский невролог Джон Уолтон впервые применил электрическую стимуляцию для диагностики заболеваний периферических нервов у человека.

В 1960-х годах шведский нейрофизиолог Карл-Эрик Хагбарт (Karl-Erik Hagbarth) и его коллеги внедрили методику микронейрографии, позволяющую регистрировать активность отдельных нервных волокон. С 1970-х годов, с появлением первых коммерческих электронейромиографов, метод стал стандартом в клинической практике. В СССР и России развитие СЭМГ связано с работами Л. А. Орбели, А. В. Кибрякова, а позже — с исследованиями в Институте нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко и Российском научном центре восстановительной медицины и курортологии.

Физиологические основы

Метод базируется на способности нервных волокон генерировать и проводить потенциалы действия. При наложении электрического стимула на кожу в области проекции нерва возникает деполяризация мембраны аксона, которая распространяется в обе стороны от точки стимуляции. Достигнув нервно-мышечного синапса, импульс вызывает выделение ацетилхолина, что запускает сокращение мышечного волокна.

Скорость проведения возбуждения (СПВ) зависит от диаметра аксона, наличия миелиновой оболочки и температуры тканей. В миелинизированных волокнах (тип Aα) СПВ достигает 50–70 м/с, в тонких немиелинизированных (тип C) — 0,5–2 м/с. При демиелинизирующих процессах (например, при синдроме Гийена — Барре) СПВ значительно снижается, а при аксонопатиях (например, при диабетической полинейропатии) — уменьшается амплитуда потенциалов.

Методика проведения

Аппаратура

Исследование проводится с помощью электронейромиографа — устройства, включающего:

• генератор электрических импульсов (прямоугольные стимулы длительностью 0,1–1 мс, амплитудой до 200 В);
• усилитель биопотенциалов (с полосой пропускания 2 Гц – 10 кГц);
• аналого-цифровой преобразователь;
• компьютер с программным обеспечением для анализа сигналов.

Процедура

Пациент находится в положении лёжа или сидя. Кожу в местах наложения электродов очищают спиртом и наносят проводящий гель. Стимулирующий электрод (биполярный или монополярный) размещают над нервом, отводящий электрод — над мышцей или дистальнее по ходу нерва. Заземляющий электрод фиксируют между стимулирующим и отводящим.

Стимуляцию проводят серией одиночных импульсов с постепенным увеличением силы тока до получения максимального ответа (супрамаксимальная стимуляция). Регистрируют M-ответ — суммарный потенциал действия мышцы, а также F-волну и H-рефлекс (при стимуляции смешанных нервов).

Основные показатели

• Дистальная латентность (мс) — время от стимула до начала M-ответа.
• Амплитуда M-ответа (мВ) — отражает количество функционирующих двигательных единиц.
• Скорость проведения возбуждения (м/с) — рассчитывается как отношение расстояния между двумя точками стимуляции к разнице латентностей.
• Площадь M-ответа — более устойчивый показатель при демиелинизации.
• Резидуальная латентность — время проведения по терминальным ветвям нерва.

Виды стимуляционной электромиографии

Моторная (двигательная) ЭНМГ

Исследуются двигательные волокна периферических нервов. Стимуляция проводится в двух и более точках по ходу нерва, регистрируется M-ответ с соответствующей мышцы. Позволяет выявить блоки проведения, замедление СПВ, признаки денервации.

Сенсорная (чувствительная) ЭНМГ

Изучаются чувствительные волокна. Стимуляция наносится на кожу дистальнее, а регистрация — проксимальнее (ортодромный метод) или наоборот (антидромный). Оценивается амплитуда сенсорного потенциала действия (СПД) и СПВ. Снижение амплитуды характерно для аксонопатий, замедление — для демиелинизации.

Исследование нервно-мышечной передачи

Применяется при подозрении на миастению и миастенические синдромы. Проводится ритмическая стимуляция (3–5 Гц) или парные стимулы с межстимульным интервалом 2–10 мс. Оценивается декремент (снижение) амплитуды M-ответа при повторной стимуляции.

F-волна и H-рефлекс

• F-волна — поздний ответ, возникающий при антидромной активации мотонейронов спинного мозга. Позволяет оценить проксимальные отделы нерва.
• H-рефлекс — моносинаптический рефлекс (аналог ахиллова рефлекса), регистрируется при стимуляции большеберцового нерва. Используется для диагностики радикулопатий и полинейропатий.

Клиническое применение

Диагностика полинейропатий

СЭМГ является «золотым стандартом» для выявления и дифференцировки полинейропатий. При диабетической полинейропатии наблюдается снижение амплитуды сенсорных потенциалов и умеренное замедление СПВ. При синдроме Гийена — Барре характерно резкое замедление СПВ, блоки проведения и отсутствие F-волн. При алкогольной полинейропатии преобладает аксональное поражение с преимущественным снижением амплитуд.

Туннельные невропатии

СЭМГ позволяет точно локализовать уровень компрессии нерва. При синдроме запястного канала (сдавление срединного нерва) выявляется увеличение дистальной латентности и снижение СПВ на уровне запястья. При кубитальном туннельном синдроме (локтевой нерв) — замедление СПВ на участке локтевого сустава.

Травмы нервов

Метод используется для оценки степени повреждения нерва (нейроапраксия, аксонотмезис, нейротмезис) и контроля регенерации после хирургического восстановления. Отсутствие M-ответа через 3–6 месяцев после травмы указывает на необходимость повторной операции.

Миастения и миастенические синдромы

Ритмическая стимуляция выявляет характерный декремент амплитуды M-ответа (более 10% при частоте 3 Гц). При синдроме Ламберта — Итона (паранеопластический процесс) наблюдается инкремент (увеличение) амплитуды при высокочастотной стимуляции (20–50 Гц).

Радикулопатии

Исследование F-волн и H-рефлекса помогает выявить поражение корешков спинного мозга (например, при грыжах межпозвонковых дисков). При S1-радикулопатии характерно удлинение латентности H-рефлекса.

Противопоказания и ограничения

Абсолютные противопоказания:

• наличие имплантированного кардиостимулятора или дефибриллятора (стимуляция может нарушить их работу);
• эпилепсия (стимуляция может спровоцировать приступ);
• острые инфекционные заболевания в зоне исследования;
• наличие металлических фиксаторов вблизи стимулируемого нерва.

Относительные противопоказания:

• беременность (особенно в первом триместре);
• нарушения свертываемости крови;
• кожные заболевания в месте наложения электродов.

Ограничения метода включают невозможность оценки состояния тонких немиелинизированных волокон (при этом применяется количественное сенсорное тестирование или биопсия кожи), а также зависимость результатов от температуры конечности (при охлаждении СПВ снижается на 1–2 м/с на каждый градус Цельсия).

Интерпретация результатов

Нормальные значения СПВ варьируют в зависимости от нерва и возраста. Для срединного нерва на предплечье норма составляет 50–60 м/с, для локтевого — 50–65 м/с, для большеберцового — 40–50 м/с. У детей до 3 лет и лиц старше 70 лет СПВ может быть на 10–20% ниже.

Патологические изменения классифицируются:

• Демиелинизирующий тип — снижение СПВ более чем на 20% от нормы, удлинение дистальной латентности, блоки проведения.
• Аксональный тип — снижение амплитуды M-ответа и сенсорного потенциала при сохранной или незначительно сниженной СПВ.
• Смешанный тип — сочетание признаков обоих типов.

Сравнение с другими методами

В отличие от игольчатой ЭМГ, которая оценивает спонтанную активность мышц и потенциалы двигательных единиц, СЭМГ предоставляет информацию о проводимости по нервам. Магнитная стимуляция (транскраниальная магнитная стимуляция) позволяет исследовать кортикоспинальный тракт, но менее доступна и требует более сложного оборудования. Ультразвуковая диагностика нервов дополняет СЭМГ, визуализируя структурные изменения (утолщение, компрессию), но не даёт функциональной оценки.

Интересные факты

• В 1980-х годах советские учёные разработали методику стимуляционной ЭМГ для оценки состояния нервов у космонавтов после длительных полётов.
• Современные электронейромиографы позволяют проводить исследования удалённо (телемедицина) с передачей данных по защищённым каналам.
• В некоторых странах СЭМГ используется для диагностики профессиональных заболеваний (например, вибрационной болезни у шахтёров).
• Метод применяется в ветеринарии для диагностики травм периферических нервов у лошадей и собак.

Источники

1. Кимберли Дж. А., Смит Б. Э. Электронейромиография в клинической практике. — М.: Медицина, 2015.
2. Преображенский И. С. Методы функциональной диагностики в неврологии. — СПб.: СпецЛит, 2018.
3. Руководство по клинической нейрофизиологии / Под ред. М. А. Пирадова. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020.
4. Стандарты проведения стимуляционной электромиографии (Рекомендации Российской ассоциации клинической нейрофизиологии, 2021).
5. Kimura J. Electrodiagnosis in Diseases of Nerve and Muscle: Principles and Practice. — 4th ed. — Oxford University Press, 2013.