CC BY
21
УДК 619:616-073.7:636
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ У ЛАБОРАТОРНЫХ И ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ
ИВАНОВ АС.,
аспирант, ФГБОУ ВО Курская ГСХА. НАУМОВ М.М.,
доктор ветеринарных наук, профессор кафедры физиологии и химии имени А.А. Сысоева, ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
Реферат. В исследовательской работе рассмотрены аспекты критериев оценки электромиографии у лабораторных и домашних животных, обозначены основные характеристики получаемых в результате исследования данных, варианты их клинической интерпретации. Приведены данные о скорости проведения импульса по разным типам нервных волокон. Обозначены и расшифрованы клинические понятия характеристик электромиограмм, в частности, М-ответ, F-волна, H-рефлекс, варианты спонтанной активности. Даны рекомендации об клиническом применении методик электромиографии.
Ключевые слова: электромиография, электронейромиография, М-волна, F-ответ, H-рефлекс, скорость проведения возбуждения, двигательная единица, потенциалы фасцикуляции.
EVALUATION CRITERIA FOR ELECTRONEUROMYOGRAPHY THE LABORATORY ANIMALS AND IN PETS
IVANOV AS.,
Postgraduate student, Kursk State Agricultural Academy. NAUMOV M.M.,
Doctor of Veterinary Sciences, Professor of the Department of Physiology and Chemistry named after A.A. Sysoeva, Kursk State Agricultural Academy.
Essay. In the research work, aspects of the criteria for evaluating electromyography in laboratory and domestic animals are considered, the main characteristics of the data obtained as a result of the study, and options for their clinical interpretation are indicated. Data on the speed of impulse conduction for different types of nerve fibers are given. The clinical concepts of electromyogram characteristics, in particular, M-response, F-wave, H-reflex, variants of spontaneous activity, are designated and deciphered. Recommendations on the clinical application of electromyogra-phy techniques are given.
Keywords: electromyography, electroneuromyography, M-wave, F-response, H-reflex, excitation conduction velocity, motor unit, fasciculation potentials.
Введение. История развития электромиографии нием струнного гальванометра. Использование
берет свое начало в 1791 г., когда Луиджи Гальвани струнного гальванометра сопровождалось опреде-
установил взаимосвязь между воздействием элек- ленными трудностями, в частности, прибор имел
трического тока и сокращением мышечных волокон. большую инерционность, что приводило к большо-
Однако инструментальное подтверждение этому му количеству артефактов и погрешности в методи-
явлению было получено только в 1842 г. Маттеучи ке. Это побудило исследователей к поиску подходя-
при помощи гальванометра. Первая электромио- щего под задачи оборудования и в 1920 г. Браун,
грамма была записана Дю Бай Реймондом на осно- Форбс и Тахер при помощи катодного осциллографа
вании работ Маттеучи. ЭМГ как метод была пред- получили электромиограмму, что стало толчком для
ложена французским физиологом Марей Этьенн стремительного развития методики. На данный мо-
Жюлем им же было разработано специальное обо- мент существует широкий спектр приборов и про-
рудование для проведения исследования. В России граммного обеспечения для проведения ЭМГ [2]. первым кто продемонстрировал в 1882 г. и в 1883 г. ЭМГ объективный электрофизиологический ме-
описал регистрацию потенциалов действия (ПД) тод исследования, нервно-мышечной аппарат с по-
скелетных мышц был Н.Е. Введенский, используя мощью регистрации биоэлектрических ПД попереч-
для этого телефонный аппарат. Первая запись био- нополосатой мускулатуры. ЭМГ подразделяется на
электрических ПД у человека была выполнена в два основных раздела: игольчатая ЭМГ; стимуляци-
1907 г. немецким ученым Г. Пипером с использова- онная ЭМГ - электронейромиография (ЭНМГ). Ка-
ждый из разделов создан для получения данных об определенных характеристиках нервно-мышечного аппарата, это должно учитываться при проведении диагностических исследований [1].
Игольчатая ЭМГ - малоинвазивный метод исследования биолектрической активности двигательных единиц (ДЕ), подразумевает внедрение электродов в толщу исследуемой мышцы. В основе лежит определение параметров потенциалов отдельных ДЕ - функциональных элементов скелетной мышцы. Показаниями для применения игольчатой ЭМГ служит подозрение на патологию спинного мозга и поперечнополосатой мускулатуры [1, 10].
Стимуляционная ЭНМГ - неинвазивный метод исследования, для его проведения используют накладываемые электроды: референтный; активный; заземляющий; стимулирующий. ПД при проведении ЭНМГ являются вызванными путем стимуляции нерва иннервирующего данную мышцу по пути его залегания. Показаниями для применения являются патологии отдельных периферических нервов, нервных сплетений, полиневропатии, нарушения нервно-мышечной передачи [10].
На данный момент раздел ЭМГ развивается и открывает новые возможности для диагностики патологии и регистрации норм жизненных показателей. Вкупе с развитием программного обеспечения и, в частности, нейросетей способных анализировать полученные данные на ином от человеческого восприятия уровне выявляются новые паттерны способные в диагностическом и прогностическом плане дать новое представление о динамике патологического процесса [2, 9].
Цель. Задачей исследовательской работы является обоснование теоретических и методических основ ЭМГ у лабораторных и домашних животных. Определение критериев оценки полученных данных и их анализа.
Материалы и методы исследования. Исследование темы проводилось с использованием откры-
тых баз данных «eHbrary», «cyberieшnka», «googleacademic», «microsoftacademic», «crossref», «mendeley».
Результаты исследований. Устройство прибора для проведения ЭНМГ - электромиографа можно представить следующей схемой. Животное - датчик/ стимулирующий электрод - блок усиления биосигналов - блок обработки биосигналов - компьютер/накопитель информации (рисунок 1). В случае проведения игольчатой ЭМГ из схемы исключается стимулирующий электрод [8].
Электромиограмма имеет следующие характеристики: скорость проведения импульса, амплитуду и частоту (рисунок 2) [7].
Амплитуда - параметр, измеряемый в микровольтах (мкВ) для этого берется расстояние от наиболее высокой точки до наиболее низкой, также возможно измерение от изоэлектрической линии. Амплитуда зависит от величины мышцы и плотности распределения двигательных единиц (ДЕ). Также имеется зависимость между высотой волны и расстоянием от отводящего электрода до ДЕ [7, 8].
Частота - количество импульсов в единицу времени, измеряется в Гц.
Скорость проведения импульса (СПИ) - это скорость с которой ПД перемещается по нервному волокну. Для разных типов волокон она будет различаться. Отличия связаны со строением нервного волокна и его исходя из этого типа передачи импульса. Нейроны в оболочке из миелина представленного Шванновскими клетками, намотанными на аксон и прерывающимися на своем протяжении в виде перехватов Ранвье будет иметь более высокие показатели СПИ. ПД по этим волокнам движется сальтаторно на промежутках заключенных в миелин и электро-тонически на протяжении зоны перехвата. В безмие-линовом волокне СПИ существенно ниже так как ПД в этом случае движется элетротонически на всем отрезке нервного волокна. Измеряется СПИ в метрах, пройденных за 1 секунду [1, 4].
Рисунок 1 - Схема аппаратного устройства электромиографа
Рисунок 2 - Электромиограмма полученная с височных и жевательных мышц слева и справа.
В норме СПИ для волокон типа Аа составляет 70-120 м/с при диаметре волокна 12-22 мкм. Волокна типа А|3 при диаметре 8-12 мкм проводят импульс со скоростью 40-70 м/с. Волокна Ау имеют диаметр 4-8 мкм и СПИ 15-40 м/с. А5 при диаметре 1-4 мкм проводят ПД со скоростью 5-15 м/с. Волокна типа В имеют СПИ 3-18 м/с и диаметр 13,5 мкм. Безмиелиновые волокна типа С проводят импульс со скоростью 0,5-3 м/с имея диаметр 0,52,0 мкм. То есть скорость напрямую зависит от диаметра нервного волокна [10].
Проведение игольчатой ЭМГ у домашних и лабораторных животных позволяет получить данные о спонтанной активности. Вариантами спонтанной активности служат: активность введения; потенциалы фибрилляции; положительные острые волны; потенциалы фасцикуляции [7].
В момент введения в норме регистрируется электрическая активность (активность введения). Это связано с механическим повреждением и раздражением тканей. У клинически здорового животного длительность активности введения составляет от 5 до 300 м/с, а амплитуда колеблется от 80 до 120 мкВ [7].
При миопатиях характеристика активности введения изменяется. Амплитуда вначале заболевания будет увеличиваться до 650 мкВ, а длительность до 4 сек. Хронические дистрофические процессы, уменьшающие количество ДЕ, отражаются на ЭМГ в виде снижения амплитуды до значений менее 80 мкВ. Отсутствие потенциала введения служит маркером ишемический повреждения нервно-мышечного аппарата [6].
Регистрируемые потенциалы фасцикуляции являются признаком поражения мотонейронов спинного мозга и идентичны ПД при произвольном
движении, но возникают спонтанно в расслабленной мышце [2].
При проведении стимуляционной ЭНМГ получают информацию о следующих характеристиках: СПИ по нервному волокну; М-ответ; F-волна; Н-рефлекс [1, 7].
М-ответ - суммарный потенциал всех ДЕ мышцы. Его амплитуда указывает на количество функционально активных ДЕ в исследуемой мышце. Снижение амплитуды указывает на уменьшение количества ДЕ в исследуемой мышце. Полифаз-ность, изменение конфигурации или увеличение площади говорит о нарушение проведения импульса или патологии синаптической передачи, что отражается графически как растянутая во времени активация ДЕ [3, 4].
Б-волна - регистрируется возникновения М-ответа. Это явления связано с обратным распространением возбуждения по стволу нерва. При этом возбуждается часть альфа-мотонейронов в результате чего амплитуда F-волны значительно меньше, в сравнении с М-ответом. Исчезновение, а также изменение параметров F-волны отражает патологический процесс, локализованный проксимально от места, выбранного для стимуляции [1].
Н-рефлекс - вызванный ответ, полученный путем электрической стимуляции афферентов смешанного нерва. В результате альфа-мотонейроны моносинаптически возбуждаются, что приводит к синхронизированному эфферентной деполяризации и сокращению ДЕ. При повторном нанесении раздражения отмечается снижение амплитуды, это связано с блоком рефлекторного разряда альфа-мотонейроном и усилением пресинаптического торможения [5].
Заключение. По результатам проведенной исследовательской работы авторы считают, необходимым создание единой методики оценки результатов ЭМГ. Также необходима разработка критериев для обоснованного назначения проведения диагностики путем использования ЭМГ. Исходя из представленного в статье материала сделаны следующие выводы:
1) Рекомендовать ЭМГ метод определения состояния функциональной единицы нервно-мышечного аппарата путем оценки его количественных качеств.
2) Наиболее информативный способ оценки проводящих путей ЭНМГ.
3) Изолированное использование инструментальных методов диагностики недопустимо, так как приводит к снижению точности постановки дифференциального диагноза и увеличению количества врачебных ошибок.
4) В клинической практике использование ЭМГ неразрывно связано с одновременным применением ЭНМГ.
Список использованных источников
1. Клиническая электрофизиология животных / М.М. Наумов, А.С. Емельянова, Н.М. Наумов и др.: учебное пособие. - Курск, 2020. - 228 с.
2. Электронейромиография: современный взгляд на возможности применения (обзор литературы) / А. М. Морозов, Т.В. Сороковикова, Ю.Е. Минакова, М.А. Беляк // Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье. - 2022. - №3 (57).
3. Электронейромиография, как новый способ оценки эффективности реваскуляризации / М.Н. Ку-дыкин, А.Н. Белова, Н.В. Лоскутова и др. // Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н. И. Пирогова. - 2018. - №1.
4. Траян Д.А. Значение электронейромиографии в диагностике и прогнозе лечения заболеваний нервно-мышечной системы // ТМЖ. - 2007. - №3 (29).
5. Экспериментальное моделирование токсической энцефалопатии / A.M. Соседова, Н.Л. Якимова, Е.А. Титов, Е.А. Капустина // Мед. труда и пром. экол. - 2008. - №8.
6. Электронейромиография как метод оценки купирования критической ишемии / Г.Е. Шейко, М.Н. Кудыкин, А.Н. Белова и др. // Амурский медицинский журнал. - 2018. - №3 (23).
7. Ремнев А.Г., Олейников А.А. электронейромиография: анализируемые параметры // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 10-2. - С. 281-282.
8. Санадзе А.Г., Касаткина Л.Ф. Клиническая электромиография для практических неврологов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. - 64 с.
9. Сахаров В.Л. Принципы кластеризации сигналов ПДЕ в электромиографии // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2008. - №5.
10. Гусев Е. И., Коновалов А.Н., Скворцова В.И. Неврология и нейрохирургия: учебник. - Т.1: Неврология. - 4-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. - 624 с.
Spisok ispolzovannyx istochnikov
1. Klinicheskaya e'lektrofiziologiya zhivotny'x / M.M. Naumov, A.S. Emel'yanova, N.M. Naumov i dr.: uchebnoe posobie. - Kursk, 2020. - 228 s.
2. E'lektronejromiografiya: sovremenny'j vzglyad na vozmozhnosti primeneniya (obzor literatury) / A. M. Morozov, T.V. Sorokovikova, Yu.E. Minakova, M.A. Belyak // Vestnik medicinskogo instituta «Reaviz»: reabilitaciya, vrach i zdorov'e. - 2022. - №3 (57).
3. E'lektronejromiografiya, kak novy'j sposob ocenki e'ffektivnosti revaskulyarizacii / M.N. Kudy'kin, A.N. Belova, N.V. Loskutova i dr. // Vestnik Nacional'nogo mediko-xirurgicheskogo Centra im. N. I. Pirogova. - 2018. - №1.
4. Trayan D.A. Znachenie e'lektronejromiografii v diagnostike i prognoze lecheniya zabolevanij nervno-my'shechnoj sistemy' // TMZh. - 2007. - №3 (29).
5. E'ksperimental'noe modelirovanie toksicheskoj e'ncefalopatii / A.M. Sosedova, N.L. Yakimova, E.A. Titov, E.A. Kapustina // Med. truda i prom. e'kol. - 2008. - №8.
6. E'lektronejromiografiya kak metod ocenki kupirovaniya kriticheskoj ishemii / G.E. Shejko, M.N. Kudy'kin, A.N. Belova i dr. // Amurskij medicinskij zhurnal. - 2018. - №3 (23).
7. Remnev A.G., Olejnikov A.A. e'lektronejromiografiya: analiziruemy'e parametry' // Mezhdunarodny'j zhurnal prikladny'x i fundamental'ny'x issledovanij. - 2013. - № 10-2. - S. 281-282.
8. Sanadze A.G., Kasatkina L.F. Klinicheskaya e'lektromiografiya dlya prakticheskix nevrologov. - 2-e izd., pererab. i dop. - M.: GE'OTAR-Media, 2015. - 64 s.
9. Saxarov V.L. Principy' klasterizacii signalov PDE v e'lektromiografii // Izvestiya YuFU. Texnicheskie nauki. - 2008. - №5.
10. Gusev E. I., Konovalov A.N., Skvorczova V.I. Nevrologiya i nejroxirurgiya: uchebnik. - T.1: Nevrologiya. - 4-e izd., ispr. i dop. - M.: GE'OTAR-Media, 2018. - 624 s.
