Электромиография: новая жизнь известного метода

24
Исторический экскурс
Russian Edition
Электромиография: новая жизнь известного метода
Я.В.Самохлиб
Кафедра терапевтической стоматологии ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М.Сеченова Минздрава РФ
История развития
электрофизиологии
Врачебная деятельность в настоящее время немыслима без дополнительных методов обследования пациентов. Они прочно и давно вошли в нашу жизнь и являются настолько привычными, широко используемыми, что мы редко анализируем их связь между собой. И
правда, что общего у электрокардиографии (ЭКГ) с электромиогра-
фией (ЭМГ)? Или с электроэнцефалографией (ЭЭГ)? А что общего у
них с электромиостимуляцией и
электрофорезом? Действительно, на
первый взгляд различий больше,
чем сходства. Но только на взгляд
весьма неглубокий. Потому что ЭКГ
и ЭМГ принципиально по сути
своей не отличаются. В обоих случаях речь идет о выявлении и записи электрических потенциалов
мышц. В первом случае – сердеч-
ной, во втором – скелетной. ЭЭГ отличается от них только тем, что
электрический потенциал фиксируется в коре больших полушарий
мозга.
Электромиостимуляция и электрофорез – это разновидности воздействия электрическим током на
разные ткани организма.
Прежде, чем это стало возможно,
исследовательская мысль прошла
долгий путь, сначала обнаружив
электричество внутри тела человека, затем исследовав его.
В 1771 г. Луиджи Гальвани начал
опыты по изучению мышечного сокращения и вскоре открыл феномен
сокращения мышц препарированной
лягушки под действием электрического тока. К концу XVIII в. Джон Уолш
доказал электрическую природу удара ската, проводя эксперименты во
французском городе Ла-Рошель, а
анатом Хантер дал точное описание
Рис. 1. Луиджи Гальвани (1737–1798).
Реклама
электрического органа этого животного. Исследования Уолша и Хантера
были опубликованы в 1773 г.
К 1786 г., когда Гальвани положил
начало своим опытам, в научном
мире не было недостатка в попытках физической трактовки психических и физиологических явлений.
Однако именно исследования этих
ученых подготовили почву для возникновения теории «животного
электричества».
В 1791 г. в «Трактате о силах электричества при мышечном движении»
было описано сделанное Гальвани
знаменитое открытие. Сами явления,
открытые Гальвани, долгое время в
учебниках и научных статьях назывались гальванизмом. Этот термин и сегодня сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов.
Результатом многолетних исследований Гальвани в области «животного электричества» стали несколько принципиальных выводов:
1. О существовании нового вида и
источника электричества – «животного».
2. Мышца – определенная и специфическая разновидность электрической батареи.
3. Мышца стимулируется импульсами из мозга.
4. Импульсы из мозга передаются по
нервам.
Рис. 2. Николай Евгеньевич Введенский
(1852–1922).
Вся последующая история развития электрофизиологии в лице разных ученых не только не опровергла,
но дополнила и расширила эти фундаментальные выводы Л. Гальвани.
Следует особенно отметить неоценимый вклад русских ученых в
развитие электрофизиологии, связи
высшей нервной деятельности с регуляцией мышечной работы.
В 1884 г. первые работы по изучению электрических явлений в мышцах провел Николай Евгеньевич
Введенский.
Он начал свои исследования с телефонического выслушивания нервно-мышечного процесса.
Еще в начале XIX столетия физиологи заметили, что мышцы во
время сокращения издают так называемый мышечный тон – звук,
показывающий, что в основе естественного возбуждения мышцы лежит ритмика отдельных одиночных возбуждений. Зарегистрировать не просто мышечный тон, а
ритмическое действие нерва впер-
Russian Edition
вые удалось Н.Е.Введенскому. Выслушивая в телефон импульсы, которые передаются по нерву во время его работы, он нашел, что нервное возбуждение есть процесс ритмический.
Электрофизиологический метод
исследования нервной системы человека и животных является одним
из наиболее тонких и объективных
методов современной науки, но он
покоится на данных Н.Е.Введенского, сумевшего с простым телефоном
сделать гениальное открытие ритмического характера нервного возбуждения.
Современные средства и оборудование на основе компьютерных
технологий, мощных усилителей
звука и шумопоглощающих фильтров есть не что иное, как усовершенствованное телефоническое
прослушивание Введенского.
Английский физиолог Эдгар Эдриан писал, что Георг фон Пипер, в
1907 г. зарегистрировавший при помощи струйного гальванометра
электрограмму
сокращающейся
мышцы человека и обнаруживший
при этом ритм 50 в секунду, принципиально не дал ничего нового по
сравнению с тем, что нашел Н.Е.Введенский еще в 1883 г.
Основные выводы, сделанные
Н.Е. Введенским по результатам
опытов, таковы:
1. Нерв в своей работе по передаче
импульсов по сравнению с другими тканевыми элементами нервной системы практически неутомим.
2. Нерв, мышца и нервные окончания, т.е. три основных тканевых
элемента нервно-мышечного аппарата, обладают разной функциональной подвижностью (лабильностью).
3. Ввел термин «лабильность».
4. Дал определение: лабильность – мера, определенная величина, измеряемая количеством волн возбуждения, которое может воспроизвести
в секунду та или иная возбудимая
ткань без изменения ритма.
5. Высчитал периоды для разных
тканей: нормальное нервное волокно способно воспроизводить
до 500 отдельных периодов возбуждения без перехода их в более низкие ритмы. Мышца может
их воспроизвести не более
200–250 в секунду, но и этот
ритм воспроизводит чисто лишь
в первые моменты раздражения,
а затем он переходит в более
низкий. Иначе говоря, высокий
ритм 200–250 периодов возбуждения в секунду быстро изменяет
функциональную подвижность
мышцы, снижает ее лабильность.
Если же мышца получает раздражения не непосредственно, а через нерв, то предельным ритмом,
который она может воспроизвести, окажется всего 100–150 периодов возбуждения в секунду.
При более высоком ритме мышца перестает воспроизводить
ритмику раздражений – начинает расслабляться. Это значит, что
нервные импульсы, прежде чем
дойти до мышцы, должны пройти через двигательные нервные
окончания, лабильность которых еще ниже, чем у мышцы, и
всякий раз, когда по нервным волокнам идут чрезмерно частые
возбуждающие импульсы, мышца вместо возбуждения отвечает
торможением.
6. Определил, что на возбудимость
ткани влияет не только частота,
но и сила воздействия. Чем менее
лабильна та или иная ткань, тем
менее высокие ритмы оказываются для нее предельными и тем быстрее в ней наступают явления
торможения. То есть чем сильнее
раздражитель, тем быстрее утомление.
7. Торможение не является синонимом истощения сократительных
сил мышцы. В нервно-мышечном
аппарате менее всего лабильны
концевые аппараты нерва. Именно в них сказывается угнетающее
влияние слишком частых и слишком сильных раздражений.
8. Ввел основополагающие понятия
для характеристики возбудимых
тканей, определив, что за каждой
одиночной волной возбуждения
ткань (нерв, мышца) переживает
последовательно сначала «интервал невозбудимости», а затем «экзальтационную фазу».
Своими опытами с торможением
скелетной мышцы частыми и сильными раздражениями нерва, описанными в основной работе
Н.Е.Введенского «О соотношениях
между раздражением и возбуждением при тетанусе», он подошел поновому к важнейшей проблеме физиологии – связи между возбуждением и торможением как основными процессами нервной системы.
В физиологии торможение какого-либо органа не есть покой; только по внешнему выражению оно может быть сравнимо с покоем. Торможение – деятельное успокаивание,
«организованный покой».
Н.Е.Введенскому впервые удалось
установить, что «деятельное успокаивание» органа с подходящего к нему
нерва может быть результатом самого
же возбуждающего этот орган раздражения и не требует существования
специального тормозящего центра,
как было принято считать до него.
Через несколько десятилетий английские ученые введут в физиологию новое понятие рефрактерности. А немецкие во главе с Ферворном и Кайзером повторят опыты
Введенского, не ссылаясь на автора.
Французский исследователь Луис
Лапик введет термин «хронаксия»,
который станет величиной, обратно пропорциональной лабильности
Введенского.
Открытие самого факта, что нервная система (центры) могут создавать торможение в периферических
органах, принадлежит учителю
Н.Е.Введенского, основателю русской физиологии Ивану Михайловичу Сеченову.
Следующий подъем исследований в области электрофизиологии
пришелся на середину прошлого века. В основном они были посвящены исследованию мышц при параличах, травмах, миотониях, опреде-
Исторический экскурс
лению эффективности терапии,
прогнозам восстановления нейромышечной проводимости.
Этот период характеризовался
громоздкими
записывающими
устройствами, закрепленными непосредственно на человеке, отсутствием стандартов проведения исследования, и следовательно, трактовки результатов.
ЭМГ развивалась как дополнительный метод исследования в неврологии, нейрофизиологии, травматоло-
Рис. 3. Иван Михайлович Сеченов
(1829–1905).
гии и ортопедии, спортивной медицине, клиническом анализе движений и походки. Вероятно, именно с
этим фактом связаны сложности, до
сих пор существующие в применении ЭМГ в стоматологии.
Конец XX в. ознаменовался широким внедрением в жизнь новых технологий, что позволило уменьшить
размеры и вес приборов для ЭМГ-исследований. Компьютерные системы
явились прекрасными записывающими устройствами, отделенными
от тела человека, что значительно
облегчило проведение исследования. Стали создаваться разные программы для обработки и хранения
полученной информации.
Несмотря на огромный интерес к
использованию метода ЭМГ в клинической и научной практике в последние 5–7 лет, следует отметить,
что единодушного и стандартного
подхода к исследованию сегодня
нет не только в методологической
части, но и в терминологической.
Что же такое ЭМГ?
ЭМГ – слово, содержащее в себе
три греческих корня: elektro (электрический) + mys/myos (мышца) +
grapho (пишу). Это метод исследования нейромышечной активности
человека и животных путем фиксации биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных
мышцах.
По определению «Большой советской энциклопедии», это «метод
функционального исследования
мышечной системы, заключающийся в графической регистрации биопотенциалов скелетных мышц»
(1992 г.).
«Большая медицинская энциклопедия» дает другое определение:
«Метод электрофизиологической
диагностики поражений нервномышечной системы, состоящий в
регистрации электрической активности (биопотенциалов) скелетных
мышц» (2000 г).
По нашему мнению, наиболее
точным является следующее определение: ЭМГ – метод исследования
биоэлектрических потенциалов,
возникающих в скелетных мышцах
животных и человека при возбуждении мышечных волокон.
Впервые на человеке ЭМГ была
проведена в 1907 г. немецким физиологом Г. фон Пипером, который
использовал для этого струйный
гальванометр.
В настоящее время аппаратура
для ЭМГ состоит из двух основных
блоков – электромиографа и электростимулятора. Встроенные усилители помогают фиксировать минимальные мышечные биопотенциалы, а шумопоглощающие фильтры обеспечивают минимальный
уровень помех («шумов»).
Современные электромиографы – компактные компьютерные
системы, помогающие проводить
исследование по заданной программе. Аппаратура автоматически рассчитывает амплитуду, частоту и длительность латентных периодов,
спонтанных и вызванных потенциалов мышц и нервов, позволяет
проводить усреднение кривых.
В настоящее время на рынке
представлено значительное количество разных моделей электромиографов и электростимуляторов. В их
выборе следует руководствоваться
25
основным критерием – соответствием стандартам, предъявляемым
к этим приборам.
Стандарты проведения ЭМГ были
разработаны и утверждены Международным обществом электрофизиологии и кинезиологии (International Society of Electrophysiolodgy
and Kinesiology). Этими стандартами следует пользоваться также при
характеристике аналого-цифровой
обработки сигнала, выборе и способе наложения электродов, обработке кожи.
Электромиограмма – это кривая,
регистрируемая на любом носителе
при проведении исследования. Она
характеризуется определенной длительностью, частотой и амплитудой
колебаний.
Амплитуда колебаний потенциала мышцы обычно не превышает
нескольких милливольт, а их длительность – 20–25 мс.
В ЭМГ возможно проведение двух
принципиально отличающихся исследований: локальная (игольчатая)
ЭМГ или интерференционная (поверхностная).
Первое из них – локальная
(игольчатая), или ИЭМГ(fine-wire
electromyography – FWEMG), проводится с помощью игольчатых
электродов, имеющих малую площадь соприкосновения с тканями и
вследствие этого улавливающих
колебания потенциала в отдельных
мышечных волокнах или в группе
мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном. Этот
метод
позволяет
исследовать
структуру и функцию двигательных единиц.
Второй вид ЭМГ – поверхностная,
или ПЭМГ (surface electromyography
– SEMG), проводится с помощью накожных электродов, которые отводят так называемую суммарную ЭМГ,
образующуюся в результате интерференции колебаний потенциала
многих двигательных единиц, находящихся в области отведения. Она
отражает процесс возбуждения
мышцы как целого.
Стимуляционная ЭМГ – это разновидность ПЭМГ, регистрирующая
колебания потенциала, возникающие в мышце при искусственной
DT
стр. 26
Реклама
26
Исторический экскурс
Russian Edition
DT стр. 25
стимуляции нерва или органов
чувств. Таким образом, исследуется
нервно-мышечная передача, рефлекторная деятельность двигательного аппарата, определяется скорость проведения возбуждения по
нерву.
Данный вид исследования дает
возможность судить о состоянии и
деятельности не только мышц, но и
нервных центров, участвующих в
осуществлении движений.
Методы исследования используются самостоятельно или в сочетании друг с другом.
Отведение – вариант расположения электродов при проведении
Рис. 5. Запись биоэлектрической активности при ИЭМГ.
Рис. 4. Введение игольчатых электродов при ИЭМГ.
ЭМГ. В стоматологии чаще всего
электроды накладываются на собственно жевательную и височную
мышцы. Не исключено исследование латеральной крыловидной
мышцы, грудино-ключично-сосцевидной, трапециевидной и мышц
дна полости рта.
Рис. 7. Запись мышечной активности
по 4-м отведениям.
Рис. 6. Наложение электродов при
ПЭМГ.
Каналпринимающее устройство
электромиографа регистрирует
данные одного отведения. Каналы
Реклама
Интернет-версия
на русском языке
Подпишитесь
на on-line рассылку:
www.dental-tribune.com
или
[email protected]
Международные новости стоматологии
Клинические случаи
Новая продукция
Статьи ведущих специалистов
Мероприятия
Вакансии
расположены симметрично и парно для разных отведений. В клинической практике чаще всего используют 4-канальные аппараты
для одновременной регистрации
2 височных и 2 собственно жевательных мышц. Представлены в
стоматологии так же 6- и 8-канальные электромиографы.
Для объективизации данных исследованию подвергают не только
патологически измененные мышцы, но и симметричные им, а также
другие группы мышц, находящиеся
в функциональной взаимосвязи с
пораженными. Каждую мышцу исследуют в нескольких режимах: в
покое, при синергичном непроизвольном мышечном напряжении, максимальном мышечном сокращении.
В состоянии покоя биоэлектрическая активность в норме не регистрируется. Кривая в этом случае
носит название изоэлектрической
линии.
Следует отметить, что методы
ИЭМГ не получили широкого распространения в стоматологии по
ряду причин: они инвазивны, болезненны, требуют высокой врачебной квалификации и опыта
(а иначе теряют достоверность),
имеют ограниченные показания.
Область применения ИЭМГ:
1. Топическая диагностика уровня
поражения.
2. Оценка степени активности процесса.
3. Динамическое наблюдение в ходе лечения.
4. Выявление патологического процесса в клинически непораженных мышцах.
Стоматологам важно установить
связь состояния жевательных
мышц с окклюзией, височно-нижнечелюстным суставом, мышцами
шеи. Метод должен быть неинвазивным, быстрым, недорогим и доступным. Всем этим требованиям
соответствует ПЭМГ.
Данная концепция осложняет
междисциплинарное взаимодействие между неврологами и стоматологами при ведении сложных пациентов.
На наш взгляд, противоречия в
подходах нет. ПЭМГ может и должна быть методом скринингового
исследования для разных групп пациентов при ортодонтическом или
ортопедическом лечении, при обширной реставрационной терапии, у пациентов с лицевыми болями и заболеваниями височно-нижнечелюстного сустава.
При необходимости на других
этапах обследования и лечения
невролог может назначить ИЭМГ
для уточнения диагноза, контроля
качества лечения, прогноза выздоровления. Эту функцию может
взять на себя крупная стоматологическая медицинская организация, имеющая возможность высокотехнологичного оснащения, обучения персонала и объем оказания услуг. DT
Список использованной литературы
1. Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Электронейромиография. М., 1986.
2. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней. М., 2011.