Содержание
Миография (от мио... и ...графия), регистрация сократительной деятельности мышцы. Простейший способ графической регистрации мышечного сокращения — механическая запись с помощью рычага, свободный конец которого пишет на ленте кимографа соответствующую кривую — миограмму. Помимо таких механических миографов, используются и оптические, регистрирующие работу мышцы на светочувствительной плёнке или бумаге. Миографы разных конструкций обеспечивают регистрацию изотонических или изометрических сокращений мышц. Наиболее совершенным является метод измерения колебаний напряжения мышцы с помощью датчиков, преобразующих механические изменения в электрические, регистрируемые на осциллографе. Таким способом удаётся регистрировать сокращения отдельных мышечных клеток. Метод миография в сочетании с другими физиологическими методами позволил изучить основные закономерности сократительной функции мышц.
Электромиография (ЭМГ) — (от электро…, мио… и …графия), метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц.
В 1907 немецкий учёный Г.Пипер впервые применил метод электромиографии по отношению к человеку.
Исследование проводится с помощью электромиографа и электроэнцефалографа.
Электромиограмма (ЭМГ) — кривая, записанная на фотоплёнке, на бумаге с помощью чернильно-пишущего осцилографа или на магнитных носителях.
Миографическими называются методы, позволяющие объективно зарегистрировать процессы сокращения мышц.
Раздражение обычно создается электрическим током с помощью электрода, установленного на двигательную точку той мышцы, сократительные свойства которой требуется определить. Движение мышцы записывается механическим путем. Методически легче всего записывать движения пальцев рук, вызванные сокращениями мышц, сгибающих и разгибающих пальцы.
Одиночное сокращение сгибателей пальцев продолжается 0,15÷0,2 с у здорового человека, а общего разгибателя в полтора-два раза больше. Длительность латентного периода, в течение которого мышца явно не реагирует на импульс раздражения, оценивается временем 0,015÷0,03 с.
При повреждении нервно-мышечной системы эти показатели увеличиваются. В естественных условиях сокращение скелетных мышц не является сплошным (непрерывным). Оно носит тетанический характер.
Тетаническим сокращением или тетанусом называется сильное и длительное укорочение мышцы. Тетанические сокращения вызываются ритмическими волнами возбуждения мышцы, создаваемые быстро следующими друг за другом электрическими импульсами, приходящими из нервных центров. Впервые они были зарегистрированы акустическим методом в форме мышечного шума двухглавой мышцы. При исследованиях сокращений уровень электрического тока возбуждения и частота следования импульсов дают большой объем информации о состоянии нервно-мышечной системы.
Сокращения мышц вызываются ритмическим потоком волн возбуждения, которые возникают в нервной системе и распространяются по двигательным нервам. Возбуждение всегда возникает в живой ткани в ответ на раздражение достаточной силы. Под возбуждением обычно понимают сложный комплекс явлений, складывающихся из усиления обменных процессов, повышения теплопродукции, из изменений электрических потенциалов и проводимости в возбужденном участке, из специфических изменений состояния, в частности, сокращения мышц.
При возбуждении возникает потенциал действия. Условием возникновения потенциала действия является критическая деполяризация мембраны клетки. Возникший в области нервно-мышечного соединения потенциал действия распространяется далее вдоль всего мышечного волокна. Он возникает под катодом и распространяется из этой точки по волокну.
Длительность потенциала действия мышечного волокна 3-12 мс, т.е. в 5-10 раз больше продолжительности потенциала действия у двигательных нервных клеток, иннервирующих мышцу. Поэтому максимальное число импульсов раздражения, на которые в состоянии мышца может отреагировать, не превышает 200-250 в секунду.
Термином электронейромиография (ЭНМГ) характеризуют методы изучения вызванных потенциалов мышц (стимуляционная электромиография) и нерва (стимуляционная электронейрография).
Нестимуляционная миография или просто электромиография (ЭМГ) позволяет исследовать активность мышц путем регистрации биопотенциалов, возникающих при их работе.
Мышцы расположены достаточно глубоко под кожным покровом. Биопотенциалы, возникающие в них, снимаются с помощью накладных или вкалываемых в биоткань игольчатых электродов. Накладные электроды (поверхностные) крепятся резиновыми бинтами на обезжиренную поверхность кожного покрова. При их использовании проводят поверхностную ЭМГ, характеризующую уровень общей активности и тонуса отдельных мышц или групп мышц, как в состоянии покоя, так и при различных видах мышечных напряжении.
Когда требуется получить сигналы большей величины или интересуют движения группы мышечных волокон, интервированных одним мотонейроном, применяют вкалываемые в биоткань игольчатые электроды. Они, как правило, вводятся внутримышечно. С их помощью хорошо регистрируется потенциал двигательных единиц (ПДЕ).
Он формируется мышечными волокнами, входящими в состав конкретной двигательной единицы при выполнении соответствующих двигательных действий.
Длительность ПДЕ 3÷12 мс, величина - 0,3÷1,5 мВ. В зависимости от силы мышечных сокращений ПДЕ следуют с частотой 5÷60 Гц. Основными параметрами ПДЕ, оцениваемыми при диагностике, являются: длительность t, величина А, количество положительных и отрицательных пиков колебаний. Наибольшую значимость имеет величина ПДЕ.
Исходя из длительности ПДЕ, полоса пропускания усилителя биосигналов должна находиться в пределах 1÷20000 Гц.
При проведении электромиографии с помощью игольчатых электродов, в качестве индифферентного обычно используют поверхностный электрод, расположенный рядом с введенным в биоткань игольчатым электродом. Игольчатые электроды часто выполняются из платины. Их можно подразделить на три основные группы:
· униполярные;
· биполярные;
· мультиэлектроды.
В униполярном электроде центральная платиновая игла соприкасается с мышечным волокном. Электрически изолированная от него оплетка предназначена для его экранирования. В биполярном электроде имеется два платиновых провода, изолированных один от другого и от внешней оплетки. С помощью такого электрода можно наблюдать сигналы, снимаемые даже с отдельного волокна. Мультиэлектроды обычно применяются при научных исследованиях. Так, например, в металлической трубке диаметром 1,5 мм размещено 14 изолированных друг от друга проводов, расположенных по стенке трубки. С помощью такого электрода можно определить положение в пространстве и распространение очага нарушения.
Напряжение с электродов после его усиления подается на регистратор или на устройство визуализации. Роль последнего может выполнять осциллограф с памятью или просто осциллограф, сигнал которого фотографируется. Появление ПЭВМ и цифровых осциллографов существенно облегчило эту задачу. Появилась возможность преобразовать сигнал усилителя в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя, ввести в память ПЭВМ, а затем просмотреть и расшифровать его на любом временном участке.
В состав электромиографа обычно входит стимуляторная приставка, которая позволяет обследовать мышцу не только в состоянии покоя и произвольного движения, но и определить реакцию на искусственное электрическое раздражение. Благодаря ей удается проводить электронейромиографию. При проведении ЭНМГ регистрируют вызванные потенциалы, снимаемые с мышцы или нервного ствола, подвергаемого электрической стимуляции. Стимулируя нерв и регистрируя вызванные потенциалы в двух точках, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, можно вычислить время, в течение которого волна возбуждения проходит между точками стимуляции.
Электронный стимулятор представляет собой генератор, как правило, прямоугольных импульсов напряжения. Их частота может меняться от 1 до 20000 Гц (в некоторых случаях ограничивается частотой 100 Гц). Длительность электрического импульса от 0,05 до 2 мс. Величина должна плавно регулироваться от 0 до 100÷500 В.
Импульсы могут быть одиночные или следовать пачками. Длительность пачки 500÷1000 мс.
При подаче на мышцу электрического импульса, величина которого достаточна для возбуждения всего двигательного комплекса, все мышечные волокна сократятся одновременно. Биопотенциалы возбужденных волокон тоже проявятся одновременно. В результате будет зарегистрирована сравнительно четкая их равнодействующая. Длительность ее около 10 мс. Без внешней электростимуляции, например, при движении, возбуждение двигательных комплексов происходит в разное время, из-за различной скорости распространения импульсов в отдельных волокнах. Поэтому равнодействующая биопотенциала имеет большую длительность (100 мс и более), форма его будет менее четкой, а величина существенно меньшей.
С помощью ЭНМГ можно определить скорость проводимости нерва. Так, например, если стимулировать нерв за коленом или у щиколотки, а электроды разместить на стопе, то по разности времен регистрации сигналов, вызванных стимуляциями в разных точках, и зная расстояние между точками воздействия, можно определить и скорость прохождения возбуждения по чувствительному нерву. Для этого сигнал электростимуляции прикладывается к одной точке. Вызванные потенциалы. "отводятся" с помощью электродов, расположенных на известном расстоянии друг от друга. Зная расстояние между электродами и разницу во времени между сигналами, можно рассчитать скорость распространения возбуждения у отдельных мышц. У здорового человека скорость распространения составляет 40÷60 м/с, у больного - 10 м/с.