Електромиография с игла

Иглената електромиография включва следните основни методи:

• стандартна иглена ЕМГ;
• ЕМГ на единично мускулно влакно;
• макроЕМГ;
• сканираща ЕМГ.

Стандартна иглена електромиография

Иглената електромиография е инвазивен метод на изследване, провеждан с помощта на концентричен иглен електрод, въведен в мускула. Иглената електромиография позволява да се оцени периферният невромоторен апарат: морфофункционална организация на двигателните единици на скелетните мускули, състоянието на мускулните влакна (тяхната спонтанна активност), а при динамично наблюдение - да се оцени ефективността на лечението, динамиката на патологичния процес и прогнозата на заболяването.

Диагностична стойност

Стандартната иглена електромиография заема централно място сред електрофизиологичните методи за изследване при различни невромускулни заболявания и е от решаващо значение в диференциалната диагноза на неврогенни и първични мускулни заболявания.

Този метод се използва за определяне на тежестта на денервацията в мускула, инервиран от засегнатия нерв, степента на неговото възстановяване и ефективността на реинервацията.

Иглената електромиография е намерила своето приложение не само в неврологията, но и в ревматологията, ендокринологията, спортната и трудовата медицина, педиатрията, урологията, гинекологията, хирургията и неврохирургията, офталмологията, стоматологията и лицево-челюстната хирургия, ортопедията и редица други медицински области.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Показания за процедурата

Заболявания на моторните неврони на гръбначния мозък ( амиотрофичнаамиотрофия, полиомиелит и постполиомиелит, сирингомиелия и др. ), миелопатии, радикулопатии, различни невропатии (аксонални и демиелинизиращи), миопатии, възпалителни мускулни заболявания ( полимиозит и дерматомиозит ), централни двигателни нарушения, сфинктерни нарушения и редица други ситуации, когато е необходимо обективизиране на състоянието на двигателните функции и системата за контрол на движението, оценка на участието на различни структури на периферния невромоторен апарат в процеса.

[ 6 ]

Подготовка

Пациентът не се нуждае от специална подготовка за изследването. Иглената електромиография изисква пълна релаксация на изследваните мускули, затова се извършва в легнало положение на пациента. Пациентът се излага на изследване на мускулите, полага се по гръб (или корем) върху удобен мек диван с регулируема облегалка за глава, информира се за предстоящото изследване и му се обяснява как трябва да напряга и след това да отпуска мускула.

[ 7 ]

Техника иглена електромиография

Изследването се провежда с помощта на концентричен иглен електрод, поставен в двигателната точка на мускула (допустимият радиус е не повече от 1 см за големи мускули и 0,5 см за малки). Записват се потенциалите на MU (PMU). При избора на PMU за анализ е необходимо да се спазват определени правила за техния подбор.

Иглените електроди за многократна употреба се стерилизират предварително в автоклав или чрез други методи за стерилизация. Стерилните иглени електроди за еднократна употреба се отварят непосредствено преди мускулно изследване.

След поставяне на електрода в напълно отпуснат мускул и при всяко негово движение се следи евентуалната поява на спонтанна активност. PMU (пулмонална мускулна активност) се записва с минимално волево мускулно напрежение, което позволява идентифицирането на отделни PMU. Избират се 20 различни PMU, като се наблюдава определена последователност от движение на електрода в мускула.

При оценка на мускулното състояние се извършва количествен анализ на откритата спонтанна активност, което е особено важно при проследяване на състоянието на пациента във времето, както и при определяне на ефективността на терапията. Анализират се параметрите на регистрираните потенциали на различни двигателни единици.

Иглена електромиография при синаптични заболявания

При синаптични заболявания, иглената електромиография се счита за допълнителен метод на изследване. При миастения тя позволява да се оцени степента на "блокиране" на мускулните влакна в MU, определена от степента на намаляване на средната продължителност на MU в изследваните мускули. Основната цел на иглената електромиография при миастения обаче е да се изключи възможна съпътстваща патология (полимиозит, миопатия, ендокринни нарушения, различни полиневропатии и др.). Иглената електромиография при пациенти с миастения се използва и за определяне на степента на отговор към прилагането на антихолинестеразни лекарства, т.е. за оценка на промяната в параметрите на MU при прилагане на неостигмин метил сулфат (прозерин). След въвеждането на лекарството, продължителността на MU в повечето случаи се увеличава. Липсата на реакция може да показва така наречената миастенична миопатия.

Основните електромиографски критерии за синаптични заболявания:

• намаляване на средната продължителност на PDE;
• намаляване на амплитудата на отделните PMU (може да отсъства);
• умерена полифазия на PDE (може да отсъства);
• липса на спонтанна активност или наличие само на изолиран PF.

При миастения средната продължителност на MUAP обикновено е леко намалена (с 10-35%). По-голямата част от MUAP имат нормална амплитуда, но във всеки мускул се регистрират няколко MUAP с намалена амплитуда и продължителност. Броят на полифазните MUAP не надвишава 15-20%. Спонтанна активност липсва. Ако при пациент се установи изразена PF, трябва да се има предвид комбинация от миастения с хипотиреоидизъм, полимиозит или други заболявания.

Иглена електромиография при първични мускулни заболявания

Иглената електромиография е основният електрофизиологичен метод за диагностициране на първични мускулни заболявания (различни миопатии). Поради намалената способност на двигателните единици да развиват достатъчна сила, за да поддържат дори минимално усилие, пациент с каквато и да е първична мускулна патология трябва да ангажира голям брой двигателни единици. Това определя особеността на електромиографията при такива пациенти. При минимално волево мускулно напрежение е трудно да се изолират отделни двигателни единици; на екрана се появява такова множество малки потенциали, че прави невъзможно идентифицирането им. Това е така нареченият миопатичен модел на електромиографията.

При възпалителни миопатии (полимиозит) протича процес на реинервация, който може да причини повишаване на параметрите на MUAP.

Основни електромиографски критерии за първични мускулни заболявания:

• намаляване на средната продължителност на PDE с повече от 12%;
• намаляване на амплитудата на отделните PMU (средната амплитуда може да бъде или намалена, или нормална, а понякога и увеличена);
• полифазия на PDE;
• изразена спонтанна активност на мускулните влакна при възпалителна миопатия (полимиозит) или ПМД (в други случаи е минимална или липсва).

Намаляването на средната продължителност на MUAP е кардинален признак на всяко първично мускулно заболяване. Причината за тази промяна е, че при миопатиите мускулните влакна претърпяват атрофия, някои от тях изпадат от състава на MU поради некроза, което води до намаляване на параметрите на MUAP. Намаляване на продължителността на повечето MUAP се установява в почти всички мускули при пациенти с миопатии, въпреки че е по-изразено в клинично най-засегнатите проксимални мускули.

Хистограмата на разпределението на PMU по продължителност се измества към по-малки стойности (стадий I или II). Изключение прави PMD: поради острата полифазия на PMU, понякога достигаща 100%, средната продължителност може да се увеличи значително.

Електромиография на единични мускулни влакна

Електромиографията на единични мускулни влакна позволява изучаване на електрическата активност на отделни мускулни влакна, включително определяне на тяхната плътност в мускулно-моторните единици и надеждността на невромускулното предаване, използвайки метода на трептене.

За провеждане на изследването е необходим специален електрод с много малка разрядна повърхност с диаметър 25 µm, разположен на страничната му повърхност на 3 mm от края. Малката разрядна повърхност позволява записване на потенциалите на едно мускулно влакно в зона с радиус 300 µm.

[ 8 ], [ 9 ]

Проучване на плътността на мускулните влакна

Определянето на плътността на мускулните влакна в MU се основава на факта, че зоната на микроелектрода за записване на активността на едно мускулно влакно е строго определена. Мярката за плътността на мускулните влакна в MU е средният брой потенциали на единични мускулни влакна, записани в зоната на неговото записване по време на изследването на 20 различни MU в различни зони на мускула. Обикновено тази зона може да съдържа само едно (рядко две) мускулни влакна, принадлежащи към една и съща MU. С помощта на специална методическа техника (пусково устройство) е възможно да се избегне появата на екрана на потенциали на единични мускулни влакна, принадлежащи към други MU.

Средната плътност на влакната се измерва в конвенционални единици чрез изчисляване на средния брой потенциали на отделните мускулни влакна, принадлежащи към различни MU. При здрави хора тази стойност варира в зависимост от мускула и възрастта от 1,2 до 1,8. Увеличаването на плътността на мускулните влакна в MU отразява промяна в структурата на MU в мускула.

Изследване на феномена трептене

Обикновено винаги е възможно електродът за запис на единично мускулно влакно в мускула да се позиционира така, че да се запишат потенциалите на две съседни мускулни влакна, принадлежащи към една двигателна единица. Ако потенциалът на първото влакно се активира от спусъка, потенциалът на второто влакно ще се разминава леко във времето, тъй като импулсът преминава през два нервни терминала с различна дължина за различно време. Това се отразява в променливостта на междупиковия интервал, т.е. времето за запис на втория потенциал се колебае спрямо първия, дефинирано като потенциален „танц“ или „трептене“, чиято стойност обикновено е 5-50 μs.

Трептенето отразява променливостта на времето за невромускулно предаване в две двигателни крайни пластини, така че този метод ни позволява да изследваме стабилността на невромускулното предаване. Когато то е нарушено от някаква патология, трептенето се увеличава. Най-изразеното му увеличение се наблюдава при синаптични заболявания, предимно при миастения.

При значително влошаване на нервно-мускулното предаване настъпва състояние, при което нервен импулс не може да възбуди едно от двете съседни влакна и се получава така нареченото блокиране на импулса.

Значително увеличение на трептенето и нестабилност на отделни компоненти на PMU се наблюдават и при ALS. Това се обяснява с факта, че новообразуваните в резултат на sprouting терминали и незрели синапси функционират с недостатъчна степен на надеждност. В този случай най-изразено трептене и блокиране на импулсите се наблюдават при пациенти с бързо прогресиране на процеса.

Макроелектромиография

Макроелектромиографията ни позволява да преценим размера на двигателните единици в скелетните мускули. По време на изследването се използват едновременно два иглени електрода: специален макроелектрод, вкаран дълбоко в мускула, така че абдукторната странична повърхност на електрода да е в дебелината на мускула, и обикновен концентричен електрод, вкаран под кожата. Методът на макроелектромиографията се основава на изучаване на потенциала, регистриран от макроелектрод с голяма абдукторна повърхност.

Конвенционален концентричен електрод служи като референтен електрод, поставен под кожата на разстояние най-малко 30 см от основния макроелектрод в зоната на минимална активност на изследвания мускул, тоест възможно най-далеч от двигателната точка на мускула.

Друг електрод за записване на потенциали на единични мускулни влакна, монтиран в канюлата, регистрира потенциала на мускулното влакно на изследваната MU, което служи като спусък за осредняване на макропотенциала. Сигналът от канюлата на основния електрод също постъпва в осреднителя. Осредняват се 130-200 импулса (епоха от 80 ms, за анализ се използва период от 60 ms), докато се появят стабилна изолиния и стабилен амплитуден макропотенциал на MU. Регистрацията се извършва по два канала: по единия се записва сигнал от едно мускулно влакно на изследваната MU, което задейства осредняването, по другия се възпроизвежда сигналът между основния и референтния електрод.

Основният параметър, използван за оценка на макропотенциала на двигателната единица, е неговата амплитуда, измерена от пик до пик. Продължителността на потенциала не е от значение при използването на този метод. Възможно е да се оцени площта на макропотенциалите на двигателната единица. Обикновено има широк диапазон от стойности на неговата амплитуда, като с възрастта тя се увеличава донякъде. При неврогенни заболявания амплитудата на макропотенциалите на двигателната единица се увеличава в зависимост от степента на реинервация в мускула. При невронни заболявания тя е най-висока.

В късните стадии на заболяването амплитудата на MU макропотенциалите намалява, особено при значително намаляване на мускулната сила, което съвпада с намаляване на MU параметрите, регистрирани чрез стандартна иглена електромиография.

При миопатиите се наблюдава намаляване на амплитудата на макропотенциалите на двигателните единици, но при някои пациенти средните им стойности са нормални, но въпреки това все още се наблюдава определен брой потенциали с намалена амплитуда. Нито едно от проучванията, изследващи мускулите на пациенти с миопатия, не е показало увеличение на средната амплитуда на макропотенциалите на двигателните единици.

Методът на макроелектромиография е много трудоемък, така че не е получил широко приложение в рутинната практика.

Сканираща електромиография

Методът позволява изучаване на времевото и пространственото разпределение на електрическата активност на двигателната единица чрез сканиране, т.е. стъпково движение на електрода в областта на местоположението на влакната на изследваната двигателна единица. Сканиращата електромиография предоставя информация за пространственото разположение на мускулните влакна в цялото пространство на двигателната единица и може косвено да посочи наличието на мускулни групи, които се образуват в резултат на процеса на денервация на мускулните влакна и тяхната многократна реинервация.

При минимално волево напрежение на мускула, електродът, поставен в него за запис на единично мускулно влакно, се използва като спусък и с помощта на изходния концентричен иглен (сканиращ) електрод, PMU (биопотенциалното напрежение) се записва от всички страни в диаметър 50 mm. Методът се основава на бавно поетапно потапяне на стандартен иглен електрод в мускула, натрупване на информация за промяната в параметрите на потенциала на определено MU и изграждане на съответно изображение на екрана на монитора. Сканиращата електромиография е серия от осцилограми, разположени една под друга, всяка от които отразява трептенията на биопотенциала, регистрирани в дадена точка и уловени от изходната повърхност на концентричния иглен електрод.

Последващият компютърен анализ на всички тези MUAP и анализът на тяхното триизмерно разпределение предоставят представа за електрофизиологичния профил на моторните неврони.

При анализ на данни от сканираща електромиография се оценява броят на основните пикове на MUAP, тяхното изместване във времето на поява, продължителността на интервалите между появата на отделни фракции от потенциала на дадена MU и се изчислява диаметърът на зоната на разпределение на влакната във всяка от изследваните MU.

При DRP амплитудата и продължителността, както и площта на потенциалните трептения при сканираща електромиография, се увеличават. Въпреки това, напречното сечение на зоната на разпределение на влакната на отделните DE не се променя съществено. Броят на фракциите, характерни за даден мускул, също не се променя.

Противопоказания за процедурата

Практически няма противопоказания за иглена електромиография. Ограничение се счита за безсъзнателно състояние на пациента, когато той не може волево да напрегне мускула. Въпреки това, дори и в този случай е възможно да се определи наличието или отсъствието на текущия процес в мускулите (чрез наличието или отсъствието на спонтанна активност на мускулните влакна). Иглената електромиография трябва да се извършва с повишено внимание при мускулите, които имат изразени гнойни рани, незарастващи язви и дълбоки изгаряния.

[ 10 ], [ 11 ]

Нормална работа

ДЕ е структурен и функционален елемент на скелетния мускул. Той се образува от моторен неврон, разположен в предния рог на сивото вещество на гръбначния мозък, чийто аксон се очертава като миелинизирано нервно влакно като част от моторното коренче, и група мускулни влакна, които образуват контакт с многобройните разклонения на този аксон, лишени от миелиновата обвивка - терминали, използвайки синапс.

Всяко мускулно влакно на мускула има свой собствен край, част е само от една двигателна единица и има собствен синапс. Аксоните започват да се разклоняват интензивно на ниво няколко сантиметра преди мускула, за да осигурят инервация на всяко мускулно влакно, което е част от тази двигателна единица. Моторният неврон генерира нервен импулс, който се предава по аксона, усилва се в синапса и причинява свиване на всички мускулни влакна, принадлежащи към тази двигателна единица. Общият биоелектричен потенциал, регистриран по време на такова свиване на мускулните влакна, се нарича потенциал на двигателната единица.

Потенциали на моторните единици

Оценката на състоянието на двигателните единици на скелетните мускули на човека се прави въз основа на анализ на параметрите на генерираните от тях потенциали: продължителност, амплитуда и форма. Всяка двигателна единица се формира в резултат на алгебричното събиране на потенциалите на всички мускулни влакна, изграждащи двигателната единица, която функционира като едно цяло.

Когато възбуждащата вълна се разпространи по мускулните влакна към електрода, на екрана на монитора се появява трифазен потенциал: първото отклонение е положително, след това има бърз отрицателен пик и потенциалът завършва с трето, отново положително отклонение. Тези фази могат да имат различна амплитуда, продължителност и площ, които зависят от това как е разположена изходната повърхност на електрода спрямо централната част на регистрираната DE.

Параметрите на PMU отразяват размера на DE, количеството, взаимното разположение на мускулните влакна и плътността на тяхното разпределение във всяка конкретна DE.

[ 12 ], [ 13 ]

Продължителност на нормалния потенциал на двигателните единици

Основният параметър на диференциалното уравнение в частни производни е неговата продължителност или дължина, измерена като времето в милисекунди от началото на отклонението на сигнала от централната линия до пълното му връщане към нея.

Продължителността на ПМУ при здрав човек зависи от мускула и възрастта. С възрастта продължителността на ПМУ се увеличава. За да се създадат унифицирани критерии за нормата при изследване на ПМУ, са разработени специални таблици с нормални средни стойности на продължителността за различни мускули на хора от различна възраст. Фрагмент от такива таблици е даден по-долу.

Мярка за оценка на състоянието на мускулната единица (MU) в мускула е средната продължителност на 20 различни MUAP, регистрирани в различни точки на изследвания мускул. Получената средна стойност по време на изследването се сравнява със съответния показател, представен в таблицата, и се изчислява отклонението от нормата (в проценти). Средната продължителност на MUAP се счита за нормална, ако попада в границите на ±12% от стойността, дадена в таблицата (в чужбина средната продължителност на MUAP се счита за нормална, ако попада в границите на ±20%).

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Продължителност на потенциалите на двигателните единици при патология

Основният модел на промени в продължителността на PDE при патологични състояния е, че тя се увеличава при неврогенни заболявания и намалява при синаптична и първична мускулна патология.

За да се оцени по-задълбочено степента на промяна в PMU в мускули с различни лезии на периферния невромоторен апарат, за всеки мускул се използва хистограма на разпределението на PMU по продължителност, тъй като средната им стойност може да бъде в границите на нормалните отклонения при очевидна мускулна патология. Обикновено хистограмата има формата на нормално разпределение, чийто максимум съвпада със средната продължителност на PMU за даден мускул. При всяка патология на периферния невромоторен апарат формата на хистограмата се променя значително.

[ 18 ], [ 19 ]

Електромиографски етапи на патологичния процес

Въз основа на промяната в продължителността на мускулната дегенерация (MU) при заболявания на моторните неврони на гръбначния мозък, когато всички промени, настъпващи в мускулите, могат да бъдат проследени в относително кратък период от време, са идентифицирани шест ЕМГ етапа, които отразяват общите модели на преструктуриране на мускулната дегенерация по време на процеса на денервация-реинервация (DRP), от самото начало на заболяването до почти пълната смърт на мускула.

Всички неврогенни заболявания се характеризират със смъртта на по-голям или по-малък брой моторни неврони или техните аксони. Оцелелите моторни неврони инервират „чуждите“ мускулни влакна, лишени от нервен контрол, като по този начин увеличават броя им в техните моторни неврони. При електромиография този процес се проявява с постепенно увеличаване на параметрите на потенциалите на такива моторни неврони. Целият цикъл от промени в хистограмата на разпределението на моторните неврони по продължителност при невронни заболявания условно се разделя на пет ЕМГ етапа, отразяващи процеса на компенсаторна инервация в мускулите. Въпреки че подобно разделение е условно, то помага да се разберат и проследят всички етапи от развитието на DRP във всеки конкретен мускул, тъй като всеки етап отразява определена фаза на реинервация и степента на нейната тежест. Не е подходящо етап VI да се представя като хистограма, тъй като той отразява крайната точка на „обратния“ процес, т.е. процеса на декомпенсация и разрушаване на мускулните моторни неврони.

Сред специалистите в нашата страна тези етапи са получили широко разпространение при диагностицирането на различни нервно-мускулни заболявания. Те са включени в компютърната програма на домашните електромиографи, която позволява автоматично изграждане на хистограми, указващи стадия на процеса. Промяната в стадия в една или друга посока при повторно изследване на пациента показва какви са по-нататъшните перспективи за развитие на ДРП.

• Стадий I: средната продължителност на MUAP е намалена с 13-20%. Този стадий отразява самата начална фаза на заболяването, когато денервацията вече е започнала, а процесът на реинервация все още не се проявява електромиографски. Някои денервирани мускулни влакна, лишени от импулсно влияние поради патология или на моторния неврон, или на неговия аксон, изпадат от състава на някои MU. Броят на мускулните влакна в такива MUAP намалява, което води до намаляване на продължителността на отделните потенциали. В стадий I се появяват определен брой по-тесни потенциали, отколкото в здравия мускул, което причинява леко намаляване на средната продължителност. Хистограмата на разпределението на MUAP започва да се измества наляво, към по-малки стойности.
• Етап II: средната продължителност на MUAP е намалена с 21% или повече. При DRP този етап се наблюдава изключително рядко и само в случаите, когато по някаква причина не се случва реинервация или е потисната от някакъв фактор (напр. алкохол, радиация и др.), докато денервацията, напротив, се увеличава и настъпва масивна смърт на мускулни влакна в MUAP. Това води до факта, че повечето или почти всички MUAP стават по-кратки по продължителност от нормалната, поради което средната продължителност продължава да намалява. Хистограмата на разпределение на MUAP се измества значително към по-малки стойности. Етапи I-II отразяват промените в MUAP, причинени от намаляване на броя на функциониращите мускулни влакна в тях.
• Стадий III: средната продължителност на MUAP е в рамките на ±20% от нормата за даден мускул. Този стадий се характеризира с появата на определен брой потенциали с увеличена продължителност, нормално неоткриваеми. Появата на тези MUAP показва началото на реинервация, т.е. денервирани мускулни влакна започват да се включват в други MUAP, поради което параметрите на техните потенциали се увеличават. В мускула едновременно се регистрират MUAP както с намалена, така и с нормална, както и с увеличена продължителност, броят на увеличените MUAP в мускула варира от един до няколко. Средната продължителност на MUAP в стадий III може да е нормална, но външният вид на хистограмата се различава от нормата. Тя няма формата на нормално разпределение, а е „сплескана“, разтегната и започва да се измества надясно, към по-големи стойности. Предлага се стадий III да се раздели на две подгрупи - IIIA и IIIB. Те се различават само по това, че в етап IIIA средната продължителност на MUAP е намалена с 1-20%, а в етап IIIB тя или напълно съвпада със средната стойност на нормата, или се увеличава с 1-20%. В етап IIIB се регистрират малко по-голям брой MUAP с увеличена продължителност, отколкото в етап IIIA. Практиката показва, че подобно разделяне на третия етап на две подгрупи няма голямо значение. Всъщност, етап III означава просто появата на първите ЕМГ признаци на реинервация в мускула.
• Етап IV: средната продължителност на MUAP се увеличава с 21-40%. Този етап се характеризира с увеличаване на средната продължителност на MUAP поради появата, наред с нормалните MUAP, на голям брой потенциали с увеличена продължителност. MUAP с намалена продължителност се регистрират изключително рядко на този етап. Хистограмата е изместена надясно, към по-големи стойности, формата ѝ е различна и зависи от съотношението на MUAP с нормална и увеличена продължителност.
• Етап V: средната продължителност на MUAP е увеличена с 41% или повече. Този етап се характеризира с наличието на предимно големи и „гигантски“ MUAP, докато MUAP с нормална продължителност практически липсват. Хистограмата е значително изместена надясно, разтегната и като правило отворена. Този етап отразява максималния обем на реинервация в мускула, както и нейната ефективност: колкото повече гигантски MUAP, толкова по-ефективна е реинервацията.
• Етап VI: средната продължителност на MUAP е в нормални граници или е намалена с повече от 12%. Този етап се характеризира с наличието на MUAP (потенциали на влошаващи се MU), които са с променена форма. Параметрите им могат формално да са нормални или намалени, но формата на MUAP е променена: потенциалите нямат остри върхове, разтегнати са, заоблени, времето на нарастване на потенциала е рязко увеличено. Този етап се наблюдава в последния етап на декомпенсация на DRP, когато повечето от моторните неврони на гръбначния мозък вече са умрели, а останалите интензивно умират. Декомпенсацията на процеса започва от момента, в който процесът на денервация се увеличава, а източниците на инервация стават все по-малко. На ЕМГ етапът на декомпенсация се характеризира със следните признаци: параметрите на MUAP започват да намаляват, гигантските MUAP постепенно изчезват, интензивността на PF се увеличава рязко, появяват се гигантски POW, което показва смъртта на много съседни мускулни влакна. Тези признаци показват, че в този мускул моторните неврони са изчерпали своите възможности за поникване в резултат на функционална недостатъчност и вече не са способни да контролират напълно своите влакна. В резултат на това броят на мускулните влакна в моторната единица прогресивно намалява, механизмите за провеждане на импулсите се нарушават, потенциалите на такива моторни единици се закръгляват, амплитудата им намалява, а продължителността им намалява. Построяването на хистограма на този етап от процеса е неподходящо, тъй като тя, както и средната продължителност на PMU, вече не отразява истинското състояние на мускула. Основният признак на етап VI е промяна във формата на всички PMU.

ЕМГ стадиите се използват не само за неврогенни заболявания, но и за различни първични мускулни заболявания, за да се характеризира дълбочината на мускулната патология. В този случай ЕМГ стадият отразява не DRP, а тежестта на патологията и се нарича „ЕМГ стадий на патологичния процес“. При първичните мускулни дистрофии могат да се появят рязко полифазни PMU със сателити, които увеличават продължителността им, което значително увеличава средната им стойност, съответстваща на III или дори IV ЕМГ стадий на патологичния процес.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Диагностично значение на ЕМГ етапите

• При невронни заболявания, при един и същ пациент често се откриват различни ЕМГ стадии в различни мускули - стадии от III до VI се откриват много рядко - в самото начало на заболяването и само в отделни мускули.
• При аксонални и демиелинизиращи заболявания най-често се откриват стадии III и IV, а стадии I и II са по-рядко срещани. Стадий V се открива, когато значителен брой аксони загинат в отделни, най-засегнати мускули.
• При първичните мускулни заболявания се наблюдава загуба на мускулни влакна от състава на МУ поради някаква мускулна патология: намаляване на диаметъра на мускулните влакна, тяхното разцепване, фрагментация или друго увреждане, което намалява броя на мускулните влакна в МУ или намалява обема на мускула. Всичко това води до намаляване (скъсяване) на продължителността на ПМУ. Следователно, при повечето първични мускулни заболявания и миастения се откриват I и II стадий, при полимиозит - в началото само I и I, а при възстановяване - III и дори IV стадий.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Амплитуда на потенциала на моторната единица

Амплитудата е спомагателен, но много важен параметър при анализа на MUAP. Тя се измерва „от пик до пик“, т.е. от най-ниската точка на положителния до най-високата точка на отрицателния пик. При регистриране на MUAP на екрана, тяхната амплитуда се определя автоматично. Определят се както средната, така и максималната амплитуда на MUAP, открита в изследвания мускул.

Средните стойности на амплитудата на MUAP в проксималните мускули на здрави хора в повечето случаи са 500-600 μV, в дисталните мускули - 600-800 μV, докато максималната амплитуда не надвишава 1500-1700 μV. Тези показатели са много условни и могат да варират в известна степен. При деца на възраст 8-12 години средната амплитуда на MUAP, като правило, е в рамките на 300-400 μV, а максималната не надвишава 800 μV; при по-големи деца тези показатели са съответно 500 и 1000 μV. В лицевите мускули амплитудата на MUAP е значително по-ниска.

При спортистите се регистрира повишена амплитуда на MUAP в тренирани мускули. Следователно, увеличаването на средната амплитуда на MUAP в мускулите на здрави индивиди, занимаващи се със спорт, не може да се счита за патология, тъй като се случва в резултат на преструктуриране на MU поради продължително натоварване на мускулите.

При всички неврогенни заболявания амплитудата на ПМУ, като правило, се увеличава в съответствие с увеличаването на продължителността: колкото по-дълга е продължителността на потенциала, толкова по-висока е неговата амплитуда.

Най-значително увеличение на амплитудата на MUAP се наблюдава при невронни заболявания, като спинална амиотрофия и последиците от полиомиелит. То служи като допълнителен критерий за диагностициране на неврогенния характер на патологията в мускулите. Увеличението на амплитудата на MUAP се дължи на реорганизация на MU в мускула, увеличаване на броя на мускулните влакна в зоната на електродния извод, синхронизиране на тяхната активност и увеличаване на диаметъра на мускулните влакна.

Увеличение както на средната, така и на максималната амплитуда на MUAP понякога се наблюдава при някои първични мускулни заболявания, като полимиозит, първична мускулна дистрофия, дистрофична миотония и др.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]

Вълнова форма на потенциала на моторния агрегат

Формата на парциалната диференциална емпирична (ДЕ) зависи от структурата на ДЕ, степента на синхронизация на потенциалите на нейните мускулни влакна, положението на електрода спрямо мускулните влакна на анализираната ДЕ и техните инервационни зони. Формата на потенциала няма диагностична стойност.

В клиничната практика формата на MUAP се анализира по отношение на броя на фазите и/или завоите в потенциала. Всяко положително-отрицателно отклонение на потенциала, което достига изолинията и я пресича, се нарича фаза, а положително-отрицателно отклонение на потенциала, което не достига изолинията, се нарича завой.

Потенциалът се счита за полифазен, ако има пет или повече фази и пресича аксиалната линия поне четири пъти. Потенциалът може да има допълнителни завои, които не пресичат аксиалната линия. Завоите могат да бъдат както в отрицателната, така и в положителната част на потенциала.

В мускулите на здрави хора, MUAP обикновено са представени от трифазни потенциални трептения, но при запис на MUAP в зоната на крайната плоча, той може да има две фази, губейки началната си положителна част.

Обикновено броят на полифазните MUAP не надвишава 5-15%. Увеличението на броя на полифазните MUAP се счита за признак на нарушение в структурата на MU поради наличието на някакъв патологичен процес. Полифазни и псевдополифазни MUAP се регистрират както при невронни, така и при аксонални заболявания, както и при първични мускулни заболявания.

[ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

Спонтанна активност

При нормални условия, когато електродът е неподвижен в отпуснат мускул на здрав човек, не възниква електрическа активност. При патология се появява спонтанна активност на мускулните влакна или ДЕ. Спонтанната активност не зависи от волята на пациента, той не може да я спре или предизвика произволно.

Спонтанна активност на мускулните влакна

Спонтанната активност на мускулните влакна включва фибрилационни потенциали (FP) и положителни остри вълни (PSW). FP и PSB се регистрират изключително при патологични условия, когато в мускула се вкара концентричен иглен електрод. FP е потенциалът на едно мускулно влакно, PSB е бавно трептене, което възниква след бързо положително отклонение, без остър отрицателен пик. PSB отразява участието както на едно, така и на няколко съседни влакна.

Изследването на спонтанната активност на мускулните влакна в условията на клиничен преглед на пациент е най-удобният електрофизиологичен метод, който позволява да се прецени степента на пълнота и стабилност на нервните влияния върху мускулните влакна на скелетния мускул при неговата патология.

Спонтанна активност на мускулните влакна може да се наблюдава при всяка патология на периферния невромоторния апарат. При неврогенни заболявания, както и при синапсна патология (миастения и миастенични синдроми), спонтанната активност на мускулните влакна отразява процеса на тяхната денервация. При повечето първични мускулни заболявания спонтанната активност на мускулните влакна отразява някои увреждания на мускулните влакна (тяхното разцепване, фрагментация и др.), както и тяхната патология, причинена от възпалителния процес (при възпалителни миопатии - полимиозит, дерматомиозит). И в двата случая PF и POV показват наличието на протичащ процес в мускула; обикновено те никога не се регистрират.

• Продължителността на ПФ е 1-5 ms (няма диагностична стойност), а амплитудата варира в много широки граници (средно 118±114 μV). Понякога се откриват и ПФ с висока амплитуда (до 2000 μV), обикновено при пациенти с хронични заболявания. Времето на поява на ПФ зависи от локализацията на нервната лезия. В повечето случаи те се появяват 7-20 дни след денервация.
• Ако по някаква причина не настъпи реинервация на денервираното мускулно влакно, то умира с течение на времето, генерирайки POW (поток от вълни), които чрез ЕМГ се считат за признак на смъртта на денервираното мускулно влакно, което не е получило инервацията, която е загубило преди това. Броят на PFs и POWs, регистрирани във всеки мускул, може да се използва за индиректна преценка на степента и дълбочината на неговата денервация или обема на мъртвите мускулни влакна. Продължителността на POW е от 1,5 до 70 ms (в повечето случаи до 10 ms). Така наречените гигантски POWs с продължителност повече от 20 ms се откриват при продължителна денервация на голям брой съседни мускулни влакна, както и при полимиозит. Амплитудата на POW обикновено варира между 10 и 1800 μV. POWs с голяма амплитуда и продължителност се откриват по-често в по-късни етапи на денервация („гигантски“ POWs). POVs се регистрират за първи път 16-30 дни след първата поява на PF; Те могат да персистират в мускула в продължение на няколко години след денервация. Като правило, POV се откриват по-късно при пациенти с възпалителни лезии на периферните нерви, отколкото при пациенти с травматични лезии.

ПФ и ПОВ реагират най-бързо на началото на терапията: ако тя е ефективна, тежестта на ПФ и ПОВ намалява след 2 седмици. Напротив, ако лечението е неефективно или недостатъчно ефективно, тежестта им се увеличава, което позволява използването на анализа на ПФ и ПОВ като индикатор за ефективността на използваните лекарства.

Миотонични и псевдомиотонични разряди

Миотоничните и псевдомиотоничните разряди, или високочестотните разряди, също се отнасят до спонтанна активност на мускулните влакна. Миотоничните и псевдомиотоничните разряди се различават по редица характеристики, като основната е високата повторяемост на елементите, изграждащи разряда, т.е. високата честота на потенциалите в разряда. Терминът „псевдомиотоничен разряд“ все по-често се заменя с термина „високочестотен разряд“.

• Миотоничните разряди са феномен, който се открива при пациенти с различни форми на миотония. При слушане те наподобяват звука на „пикиращ бомбардировач“. На екрана на монитора тези разряди изглеждат като повтарящи се потенциали с постепенно намаляваща амплитуда, с прогресивно нарастващи интервали (което води до намаляване на височината на звука). Миотоничните разряди понякога се наблюдават при някои форми на ендокринна патология (например хипотиреоидизъм). Миотоничните разряди възникват или спонтанно, или след леко свиване или механично дразнене на мускула с иглен електрод, поставен в него, или чрез просто почукване по мускула.
• Псевдомиотонични разряди (високочестотни разряди) се регистрират при някои невромускулни заболявания, както свързани, така и несвързани с денервация на мускулните влакна. Те се считат за следствие от ефаптично предаване на възбуждане с намаляване на изолационните свойства на мембраната на мускулните влакна, създавайки предпоставка за разпространение на възбуждането от едно влакно към съседното: пейсмейкърът на едно от влакната задава ритъма на импулсите, който се налага върху съседните влакна, което причинява уникалната форма на комплексите. Разрядите започват и спират внезапно. Основната им разлика от миотоничните разряди е липсата на спад в амплитудата на компонентите. Псевдомиотоничните разряди се наблюдават при различни форми на миопатия, полимиозит, денервационни синдроми (в късните стадии на реинервация), спинални и неврални амиотрофии (болест на Шарко-Мари-Тут), ендокринна патология, травми или компресия на нерва и някои други заболявания.

Спонтанна активност на двигателните единици

Спонтанната активност на двигателната единица се представя чрез фасцикулационни потенциали. Фасцикулациите са спонтанни контракции на цялата двигателна единица, които се случват в напълно отпуснат мускул. Тяхното възникване е свързано със заболявания на моторните неврони, претоварването им с мускулни влакна, дразнене на някой от техните участъци и функционално и морфологично преструктуриране.

Появата на множество фасцикулационни потенциали в мускулите се счита за един от основните признаци на увреждане на моторните неврони на гръбначния мозък. Изключение правят „доброкачествените“ фасцикулационни потенциали, понякога откривани при пациенти, които се оплакват от постоянно потрепване в мускулите, но не отбелязват мускулна слабост или други симптоми.

Единични фасцикулационни потенциали могат да бъдат открити и при неврогенни и дори първични мускулни заболявания, като миотония, полимиозит, ендокринни, метаболитни и митохондриални миопатии.

Описани са фасцикулационни потенциали, които се появяват при висококвалифицирани спортисти след изтощителни физически упражнения. Те могат да се появят и при здрави, но лесно възбудими хора, при пациенти с тунелни синдроми, полиневропатии и при възрастни хора. За разлика от заболяванията на моторните неврони обаче, броят им в мускула е много малък и параметрите обикновено са нормални.

Параметрите на фасцикулационните потенциали (амплитуда и продължителност) съответстват на параметрите на MUAP, регистрирани в даден мускул, и могат да се променят паралелно с промените в MUAP по време на развитието на заболяването.

Иглена електромиография в диагностиката на заболявания на моторните неврони на гръбначния мозък и периферните нерви

Всяка неврогенна патология е съпроводена с ДРП, чиято тежест зависи от степента на увреждане на източниците на инервация и от нивото на периферния невромоторен апарат - невронално или аксонално - на което е възникнало увреждането. И в двата случая загубената функция се възстановява благодарение на оцелелите нервни влакна, а последните започват интензивно да се разклоняват, образувайки множество издънки, насочени към денервираните мускулни влакна. Това разклоняване е получило в литературата наименованието "поникване".

Съществуват два основни вида спрутинг - колатерален и терминален. Колатералният спрутинг е разклоняването на аксоните в областта на възлите на Ранвие, терминалният спрутинг е разклоняването на крайния, немиелинизиран участък на аксона. Доказано е, че характерът на спрутинга зависи от естеството на фактора, причинил нарушаването на нервния контрол. Например, при ботулинова интоксикация разклоняването се случва изключително в терминалната зона, а при хирургична денервация се наблюдават както терминален, така и колатерален спрутинг.

В електромиографията тези състояния на MU на различни етапи от процеса на реинервация се характеризират с появата на MUAP с повишена амплитуда и продължителност. Изключение правят самите начални стадии на булбарната форма на ALS, при които параметрите на MUAP са в границите на нормалните вариации в продължение на няколко месеца.

Електромиографски критерии за заболявания на моторните неврони на гръбначния мозък

• Наличието на изразени фасцикулационни потенциали (основният критерий за увреждане на моторните неврони на гръбначния мозък).
• Увеличение на параметрите на PDE и тяхната полифазност, отразяващи тежестта на процеса на реинервация.
• Появата на спонтанна активност на мускулните влакна в мускулите - PF и POV, показваща наличието на протичащ процес на денервация.

Фасцикулационните потенциали са задължителен електрофизиологичен признак за увреждане на моторните неврони на гръбначния мозък. Те се откриват още в най-ранните стадии на патологичния процес, дори преди появата на признаци на денервация.

Тъй като невронните заболявания предполагат постоянен процес на денервация и реинервация, когато голям брой моторни неврони умират и съответен брой двигателни неврони (MU) се разрушават едновременно, MU стават все по-големи, тяхната продължителност и амплитуда се увеличават. Степента на увеличение зависи от продължителността и стадия на заболяването.

Тежестта на PF и POV зависи от тежестта на патологичния процес и степента на мускулна денервация. При бързо прогресиращи заболявания (например ALS), PF и POV се откриват в повечето мускули, при бавно прогресиращи заболявания (някои форми на спинални амиотрофии) - само в половината от мускулите, а при постполиомиелитен синдром - по-малко от една трета.

[ 34 ], [ 35 ], [ 36 ]

Електромиографски критерии за заболявания на периферните нервни аксони

Иглената електромиография в диагностиката на периферни нервни заболявания е допълнителен, но необходим метод на изследване, който определя степента на увреждане на мускула, инервиран от засегнатия нерв. Изследването позволява да се изясни наличието на признаци на денервация (SF), степента на загуба на мускулни влакна в мускула (общ брой MUF и наличие на гигантски MUF), тежестта на реинервацията и нейната ефективност (степента на повишаване на параметрите на MUF, максималната амплитуда на MUF в мускула).

Основните електромиографски признаци на аксоналния процес:

• увеличение на средната стойност на амплитудата на диференциалното уравнение в частни производни;
• наличието на PF и POV (с текуща денервация);
• увеличаване на продължителността на PDE (средната стойност може да бъде в нормални граници, т.е. ±12%);
• полифазия на PDE;
• единични фасцикулационни потенциали (не във всеки мускул).

В случай на увреждане на аксоните на периферните нерви (различни полиневропатии), също се наблюдава DRP, но тежестта му е много по-малка, отколкото при невронни заболявания. Следователно, MUAP се увеличават в много по-малка степен. Въпреки това, основното правило за промяна на MUAP при неврогенни заболявания важи и за увреждане на аксоните на двигателните нерви (т.е. степента на повишаване на параметрите на MUAP и тяхната полифазност зависят от степента на увреждане на нервите и тежестта на реинервацията). Изключение правят патологични състояния, съпроводени с бърза смърт на аксони на двигателни нерви поради травма (или някакво друго патологично състояние, водещо до смърт на голям брой аксони). В този случай се появяват същите гигантски MUAP (с амплитуда над 5000 μV), както при невронни заболявания. Такива MUAP се наблюдават при дългосрочни форми на аксонна патология, CIDP, невронни амиотрофии.

Ако при аксоналните полиневропатии амплитудата на MUAP (мултифазния апнея) се увеличава първо, то в демиелинизиращия процес с влошаване на функционалното състояние на мускула (намаляване на неговата сила) средните стойности на продължителността на MUAP постепенно се увеличават; значително по-често, отколкото при аксоналния процес, се откриват полифазни MUAP и фасцикулационни потенциали и по-рядко - PF и POV.

[ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ], [ 42 ]

Иглена електромиография в диагностиката на синаптични и първични мускулни заболявания

Синаптичните и първичните мускулни заболявания обикновено имат намаление на средната продължителност на MUAP (минимална апнея за преодоляване на напрежението). Степента на намаление на продължителността на MUAP корелира с намаляването на силата. В някои случаи параметрите на MUAP са в нормалните граници, а при PMD те дори могат да бъдат повишени.