Как найти двигательную точку мышцы

Лечение фокальной и сегментарной спастичности ботулиническим токсином типа, А (БТА) широко используется в клинической практике. Эта методика стала обязательным компонентом в системе реабилитации пациентов с синдромом центрального мотонейрона различной этиологии. Ее применение дает уникальный шанс для расширения «окна возможностей» в проведении полноценной реабилитации [1—3]. Методология устранения спастичности препаратами БТА построена на двух базисных навыках: определении паттерна спастичности с диагностикой мышц, формирующих паттерн, и точности введения препарата в мышцу-мишень [4, 5].

Расположение мышц относительно друг друга и костей, их объемы, наличие в месте инъекции сосудов и нервов индивидуальны и вариабельны [6], поэтому основным методом, позволяющим точно ввести иглу в мышцу, является ультразвуковой контроль [7, 8]. Использование ультразвуковой навигации позволяет быть абсолютно уверенным в точности инъекции в выбранную мышцу, однако достижение максимальной эффективности лечения требует решения еще ряда вопросов.

В 60—70-х годах XIX века немецкий ученый и врач Гуго Вильгельм фон Цимсен (Hugo Wilhelm von Ziemssen, 1829—1902) — ученик и помощник Рудольфа Вирхова установил, что точки движения в мышцах соответствуют местам входа двигательных нервов и предложил использовать эти точки для лечебного применения электричества при периферических парезах. Ч. Шеррингтон (1857—1952) в своих фундаментальных работах по физиологии движения показал, что терминали аксонов двигательных нейронов расположены в мышце не диффузно, а сконцентрировано, и на этом основании наравне с термином «двигательная (моторная) единица» предложил термин «моторная точка» (МТ) (англ.: neuromuscular junctions или intramuscular motor endpoint), определяемая как место максимального скопления терминалей аксонов двигательных нейронов. В настоящее время считается, что МТ — это область мышцы, при стимуляции которой электрическим током минимальной силы достигается сокращение максимальной степени выраженности [9, 10].

Механизм действия токсина заключается в пресинаптической блокаде транспортных белков. В мышце молекулы БТА достигают терминалей аксонов двигательных нервов и блокируют транспортные белки, главными из которых являются SNAP-25, синтаксин и синаптобревин, тем самым делая невозможным выход ацетилхолина в синаптическую щель, что приводит к миорелаксации [11, 12]. Из положения о локальном расположении основной массы терминалей моторных нейронов в мышце и фармакокинетики токсина следует, что чем ближе к МТ вводится препарат, тем лучше будет результат лечения [13].

Идея о таргетном введении токсина как собственно в мышцу, так и в МТ существует много лет. Еще в 1993 г. C. Shaari и I. Sanders[14—16] показали, что введение токсина вне МТ снижает выраженность миорелаксации на 50%. Понимая сложность верификации МТ, авторы в качестве альтернативы точности введения в МТ предложили увеличение разведения препарата, что увеличивало его диффузию в мышце и приводило к эффекту, близкому к результатам введения в область М.Т. Впоследствии J.-M. Gracies и соавт. [17, 18] продемонстрировали более высокую эффективность при спастичности таргетного введения ботулинического токсина на примере инъекции в m. biceps brachii, но работы по поиску и локализации МТ других мышц проведено не было [17, 18]. В 2009 г. Европейский консенсус по лечению спастичности заключил, что идентификация МТ сложна, и рекомендовал для их более полного блокирования не таргетное введение токсина, а увеличение его разведения с целью большей диффузии в мышце [19].

Анализ публикаций последних лет показывает, что интерес к теме МТ сохраняется, но определение точек не применяется в клинической практике. Так, определению МТ мышц бедра для электростимуляции посвящены исследования A. Botter и соавт. [20] и M. Gobbol и соавт. [21]. Результаты корейских исследователей представлены в двух публикациях 2012 и 2015 гг. J.-Y. Moon и соавт. [22] исследовали расположение МТ в m. biceps brachii на 40 здоровых добровольцах, фактически повторив исследования J.-M. Gracies и уточнив только гендерность различий и статистику локализации МТ. H.-G. Kim и соавт. [23], исследовав расположение МТ m. flexor digitorum longus, показали их локализацию и указали предпочтительные места инъекций. Анализ представленных T. Rekand предварительных результатов исследования, проведенного на 88 пациентах 39 центров Финляндии, Дании, Швеции и Норвегии, не показал различий между таргетным введением большего объема раствора и стандартным введением, при этом методология работы описана не была [24, 25].

Цель исследования — изучение расположения и верификации МТ мышц верхней конечности человека для применения таргетного введения БТА при лечении спастичности.

Задачи исследования: 1. Подтвердить возможность нахождения МТ инъекционным электродом. 2. Определить возможность использования накожного монополярного стимулирующего электрода для поиска МТ. 3. Исследовать мышцы-сгибатели руки с помощью накожного монополярного стимулирующего электрода для нахождения МТ и составить карту МТ мышц руки.

Обследованы 20 здоровых добровольцев обоих полов, возраст которых варьировал от 23 до 64 лет, рост — от 158 до 200 см, масса тела — от 47 до 110 кг. Всем обследуемым проводилось электромиографическое (ЭМГ) исследование передней поверхности плеча и предплечья в зонах проекции мышц-сгибателей. При обследовании учитывалась длина руки в целом (от акромиального отростка до лучезапястного сустава), длина плеча (от акромиального отростка до латерального надмыщелка) и предплечья (от латерального надмыщелка до лучезапястного сустава). Исследование было одобрено локальным этическим комитетом, его участники подписали информированное согласие.

Для оценки влияния толщины жирового слоя на эффективность накожной стимуляции в процессе исследования проводилась ультразвуковая (УЗ) оценка жирового слоя (расстояние между нижней границей кожи и фасцией мышцы). Полученные результаты были сопоставимы с ранее сообщаемыми средними данными антропометрических таблиц индекса массы тела. Для получения УЗ-изображения использовался портативный УЗ-аппарат FujiFilm Sonosite («Fuji», Япония) с линейным датчиком 3—16 Гц, 37 мм. 

Поиск МТ проводили с помощью ЭМГ-обследования в положении пациента сидя при физиологическом разгибании руки с углом между плечом и предплечьем 110—120°. Использовали портативный электромиограф Dantec Clavis. При скрининговом исследовании — инъекционный электрод Bo-Ject, 41 мм (рис. 1). Для снижения травматизации обследуемых применяли накожный монополярный стимулирующий электрод Neurosign Natus. Достоверность использования накожного электрода уточняли в результате сравнения результатов поиска МТ инвазивным и накожным способами в 7 наблюдениях.

Выбранный диапазон силы тока для поиска МТ при использовании инъекционного электрода составил от 1 до 4 мА, так как именно в этом диапазоне удавалось получить мышечное сокращение во всех наблюдениях. При накожной стимуляции необходимая сила тока составила от 5 до 10 мА. Частота в обоих случаях была равна 2 Гц. 

МТ считалась найденной во время максимального мышечного сокращения при стимуляции минимальной силой тока, движения эффекторного органа в результате электрической стимуляции и ультразвуковой верификации мышцы. Обнаруженная М.Т. фиксировалась на поверхности кожи с последующей антропометрией и обязательным фото- и видеопротоколированием. Для точного определения локализации МТ была разработана схема измерения расстояния от доступных анатомических ориентиров по общепринятой методике антропометрии и топографической анатомии [26].

Для каждой точки измерялись следующие показатели: сила тока, при которой получено сокращение; расстояние от средней линии (плеча или предплечья); расстояние от локтевого сгиба, расстояние от лучезапястного сгиба, окружность конечности на данном уровне; учитывали рост, возраст, массу тела, индекс массы тела, толщину жирового слоя, доминантность руки. Полученные результаты заносились в индивидуальную карту обследуемого. База данных формировалась в программе Execel с последующей статистической обработкой в программе Statistica 8.0 для Windows.

Для решения поставленных задач работа была разделена на три этапа: 1. Поиск М.Т. инъекционным электродом, подтверждение существования МТ мышц и идентичности их расположения у разных индивидов. 2. Проверка возможности использования накожного монополярного стимулирующего электрода для поиска МТ и оценки соответствия результатам, полученным с применением инъекционного электрода. 3. Полноценное исследование мышц-сгибателей руки с помощью накожного монополярного стимулирующего электрода, верификация МТ и составление карты-схемы МТ мышц руки для ботулинотерапии.

На первом этапе исследования осуществлялся поиск МТ m. biceps brachii при помощи игольчатого электрода на доминантной руке в группе из 7 здоровых добровольцев мужского пола в возрасте от 20 до 43 лет. Поиск М.Т. проводили в проекции исследуемой мышцы от локтевого сгиба последовательными инъекциями с шагом 1,5—2 см в проксимальном направлении с рефрактерной паузой в 1 мин и силой тока 1—4 мА для каждой инъекции.

Во всех 7 наблюдениях получили максимальное сокращение при минимальной силе тока 1 мА. Кроме того, определяли следующие средние значения по локализации МТ m. biceps brachii: расстояние от локтевого сгиба 93±5 мм, расстояние от средней линии плеча 25±4 мм в медиальном направлении. Таким образом, локализация МТ m. biceps brachii оказалась топографически идентична во всех 7 наблюдениях с разбросом локализации в пределах 1 см².

В соответствии с поставленной задачей определения достоверности нахождения МТ накожным монополярным стимулирующим электродом исследовали m. biceps brachii в проксимальном направлении в проекции исследуемой мышцы от локтевого сгиба. Максимальное мышечное сокращение было получено в той же области, что и при использовании инъекционного электрода. Локализация точки относительно анатомических ориентиров также показала идентичность МТ, найденной при помощи инъекционного электрода. В процессе поиска накожным электродом сила тока варьировала от 5 до 10 мА с рефрактерной паузой в 1 мин. Максимальное сокращение в зоне расположения МТ m. biceps brachii было получено при силе тока в 5 мА во всех 7 наблюдениях (рис. 2).

Таким образом, результаты первого и второго этапа исследования показали, что использование однополярного электрода является корректным и информативным и полностью соответствует нахождению МТ инъекционным электродом с разницей в пороговой силе тока 4 мА, что является следствием влияния импеданса кожных покровов и жирового слоя [27].

Сканирование поверхности кожи монополярным электродом осуществлялось на обеих руках, исходя из анатомического строения (начало и прикрепление) и топографии расположения мышц и длины конечностей [25]. Учитывали наиболее поверхностное расположение участков мышц и их наибольшую толщину на данном участке.

Сканирование МТ m. biceps brachii, m. brachialis, m. brachioradialis, m. flexor carpi radialis осуществлялось от локтевого сгиба, МТ m. flexor policis longus и отдельных пучков m. flexor digitorum superficialis — от лучезапястного сгиба.

В процессе анализа данных было выявлено, что распределение МТ идентично как по картине расположения, так и по антропометрическим показателям (относительно анатомических ориентиров). Расчет Т-теста (0,89) не показал достоверности различий в расположении МТ мышц правой и левой руки. Это позволило объединить данные, полученные по правой и левой руке, в единый массив и считать количество наблюдений равным 40. Следует отметить, что эти результаты подтверждают данные исследования mm. biceps brachii обеих рук, проведенного J.-Y. Moon и соавт. [22].

Дисперсионный анализ не выявил влияния факторов роста и длины конечности на координаты точек от лучезапястного и локтевого суставов соответственно, что свидетельствует об отсутствии необходимости их какой-либо нормализации и возможности использовать прямое линейное определение их координат. Дисперсионный анализ и расчет точного метода Фишера в группах с длиной предплечья больше и меньше 29 см не показали достоверности различий в расположении МТ мышц разных индивидов относительно контрольных линий. Достоверность, согласно методу Фишера, составила 0,38, а согласно дисперсионному анализу — 0,33. Координаты 22 МТ каждой из 14 исследованных мышц находятся в одной зоне распределения (при оценке диапазона экстремумов) и не различаются по плотности разброса (коэффициент вариации 0,095) во всех 40 наблюдениях.

Необходимо отдельно остановиться на результатах исследования МТ m. flexor digitorum superficialis (FDS).

Результатом ЭМГ-сканирования накожной проекции мышцы стало обнаружение 4 МТ, каждая из которых является пусковой для соответствующего пальца кисти (II—V). Для идентификации отдельных волокон FDS, сгибающих соответствующий палец (II—V), использовали УЗ-визуализацию мышцы. Источники литературы не дают сведений об обнаружении нескольких МТ FDS. Эта находка показывает, что количество МТ зависит не от величины мышцы, как порой считают, а от сложности выполняемых ею движений. Точки расположены на внутренней поверхности предплечья широко, с разбросом от 5 см по ширине до 10 см по длине предплечья.

Обращает на себя внимание значительная разноудаленность МТ FDS от контрольной линии и факт расположения волокон и МТ III пальца кисти латеральнее, чем расположение волокон и МТ II пальца. Таким образом, порядок расположения точек и отдельных волокон FDS не упорядочен и от латерального края предплечья идет следующим образом: III, II, IV, V. В настоящее время трудно объяснить эту особенность в формировании мышц предплечья и кисти человека (рис. 3).

Особого внимания заслуживает процесс идентификации МТ m. pronator teres. МТ этой мышцы, согласно наблюдениям, располагается на средней линии предплечья. Расположение этой мышцы весьма индивидуально. Угол между средними линиями предплечья и осью m. pronator teres может варьировать от 30 до 60°. Таким образом, расстояние от локтевого сгиба до МТ мышцы также может отличаться и составлять от 2 до 4 см. В целом была получена визуально идентичная картина распределения МТ мышц-сгибателей рук во всех 40 наблюдениях (рис. 4).

По результатам работы можно сделать следующие выводы.

Использование однополярного накожного электрода является эффективным способом поиска МТ поверхностных мышц-сгибателей верхней конечности.

Расположение МТ идентично и не зависит от пола, возраста и доминантности конечности обследуемых.

FDS имеет четыре МТ с нарушением очередности расположения между II и III пальцами, что подтверждается во всех наблюдениях.

Использование полученных данных позволило создать карту локации и метрическую таблицу МТ мышц-сгибателей верхней конечности, что может учитываться для навигации инъекций препаратов токсина.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Учебное пособие  «Биомеханика мышц» посвящено теоретическим и практическим аспектам биомеханики мышечной деятельности: классификации скелетных мышц, макро- и микроструктуре мышц, теории скользящих нитей, механике мышечного сокращения, механическим свойствам мышц, типам мышечных волокон, зависимости силы и скорости сокращения мышц  от анатомических, физиологических и биомеханических факторов, результирующему действию мышц в организме человека. Отдельная глава посвящена функционированию рецепторного аппарата мышц и суставов. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта о морфометрических характеристиках скелетных мышц и будет полезно всем, кто интересуется вопросами биомеханики мышечной деятельности.

Учебное пособие продается в официальном магазине издательства «Кинетика».  С условиями покупки и доставки можно ознакомиться на сайте издательства.

Самсонова, А.В. Биомеханика мышц [Текст]: учебно-методическое пособие / А.В.Самсонова, Е.Н. Комисарова; Под ред. А.В.Самсоновой; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта. – СПб.: [б.и.], 2008. – 127 с.

Самсонова А.В., Комиссарова Е.Н.

БИОМЕХАНИКА МЫШЦ

В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические и практические аспекты биомеханики мышечной деятельности: строение мышц с точки зрения биомеханики; механика мышечного сокращения; зависимость силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов; результирующее действие мышц в организме. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальности: 032100 – «Физическая культура»; 050104 – «Безопасность жизнедеятельности»

Самсонова А.В. – главы: 2, 3, 4, 5, 6

Комиссарова Е.Н. – глава 1, глоссарий

УДК 621.76:796

ISBN5-8075-0020-2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
Глава 1. Архитектура скелетных мышц	4
1.1. Классификация мышц	4
1.2. Макроструктура мышцы	8
1.3. Микроструктура мышцы	12
1.4. Строение саркомера	15
1.5. Теория скользящих нитей	18
1.6. Состояние мышцы	19
1.7. Типы скелетных мышечных волокон и их морфофункциональная характеристика	21
1.8. Влияние различных факторов на состав мышечных волокон	26
1.9. Контрольные вопросы	30
Глава 2. Функционирование рецепторного аппарата мышц и суставов	31
2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека	31
2.1.1. Мышечные веретена	31
2.1.2. Рецепторы Гольджи	32
2.1.3. Рецепторы суставов	32
2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы	33
2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»	33
2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»	34
2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы	34
2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц	35
2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата	38
2.5. Контрольные вопросы	39
Глава 3. Механика мышечного сокращения	40
3.1. Биомеханические свойства мышц	40
3.1.1. Сократимость	40
3.1.2. Жесткость	43
3.1.3. Вязкость	45
3.1.4. Прочность	47
3.1.5. Релаксация	49
3.2. Трехкомпонентная модель мышцы	49
3.3. Функционирование биомеханической модели мышцы в простейших двигательных задачах	51
3.4. Контрольные вопросы	52
Глава 4. Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы	54
4.1. Основные понятия	54
4.2. Анатомические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц	55
4.2.1. Сила и скорость сократительного компонента мышцы	55
4.2.2. Сила и скорость сокращения мышцы в целом	62
4.3. Физиологические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц	64
4.3.1. Физиологические механизмы регуляции силы и скорости сокращения мышцы	64
4.3.2. Время сокращения мышцы	67
4.4. Биомеханические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц	69
4.4.1. Длина мышцы	70
4.4.2. Характер работы мышц	71
4.4.3. Значение внешней силы	72
4.5. Контрольные вопросы	75
Глава 5. Результирующее действие мышц в организме	77
5.1. Звенья тела как рычаги	77
5.2. Методы определения морфометрических характеристик мышц нижних конечностей человека	82
5.2.1. Моделирование ОДА человека и мышц нижних конечностей	82
5.2.2. Рентгенографический метод определения морфометрических характеристик мышц	86
5.2.3. Анатомический метод определения морфометрических характеристик мышц	87
5.2.4. Биомеханический метод определения морфометрических характеристик мышц	88
5.3. Фазовые траектории мышц &? способ представления результатов, характеризующих моторную функцию мышц	90
5.4. Программа расчета морфометрических характеристик мышц MORFOMETR	92
5.5. Контрольные вопросы	93
Глава 6. Функционирование мышц в спортивных движениях	94
6.1. Биомеханический анализ физических упражнений	94
6.2. Обучение двигательным действиям	97
6.3. Классификация физических упражнений	100
6.4. Сравнение основного и специальных упражнений	104
6.5. Оценка функциональной подготовленности спортсменов на основе анализа фазовых портретов мышц	115
6.6. Контрольные вопросы	119
Глоссарий	120
Рекомендуемая литература	122

ВЫДЕРЖКИ ИЗ КНИГИ

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» предназначено для студентов дневного и заочного отделений. Однако оно может быть использовано также магистрантами, аспирантами, преподавателями и тренерами. Это пособие может рассматриваться как дополнительное по курсу «Биомеханика» и основное по спецкурсу «Биомеханика мышц». Пособие содержит сведения о строении мышц на макро-, мезо- и микроуровнях, а также о рецепторах опорно-двигательного аппарата. В пособии подробно рассмотрены биомеханические свойства мышц и механика мышечного сокращения. Большое внимание в учебно-методическом пособии уделено факторам, обеспечивающим проявление силы и скорости сокращения мышц при выполнении двигательных действий. Так как учебно-методическое пособие предназначено для специалистов, работающих в области физической культуры, в нем приведено много сведений из практики спорта. В связи с тем, что учебно-методическое пособие предназначено для студентов как младших, так и старших курсов, мы попытались увязать новые для них факты с уже имеющимся «теоретическим багажом» студентов, который они получили при изучении таких дисциплин, как: «Анатомия», «Биохимия», «Физиология», «Математика», «Физика» а также «Теория и практика физической культуры». В этом аспекте учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» может рассматриваться как междисциплинарное.

Авторы стремились изложить материал предельно просто и доступно. В связи с этим, пособие содержит большое количество иллюстраций, а в конце пособия помещен глоссарий. Отзывы об учебно-методическом пособии просим отправлять по адресу:

spb_biomechanics@rambler.ru (кафедра биомеханики СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта).

А.В.Самсонова, Е.Н.Комиссарова

ГЛАВА 2

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АППАРАТА МЫШЦ И СУСТАВОВ

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

При изучении анатомии и физиологии (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001) вы изучали двигательную сенсорную систему. Одним из отделов этой системы являются проприорецепторы, расположенные в мышцах, сухожилиях и суставных сумках. В мышцах расположены мышечные веретена, в сухожилиях – сухожильные органы Гольджи. В суставных сумках расположены рецепторы суставов.

2.1.1. Мышечные веретена

Еще в XIX веке В. Кюне обнаружил в скелетных мышцах структуры, напоминающие веретено. Затем, в начале XX века Нобелевский лауреат Чарльз Скотт Шеррингтон показал, что эти структуры служат чувствительными рецепторами. Мышечные веретена рассеяны по всем скелетным мышцам. Концы их обычно прикрепляются к мышечным волокнам параллельно. Каждое веретено покрыто капсулой, которая расширятся в центре и образует ядерную сумку. Внутри веретена содержатся интрафузальные мышечные волокна. Эти волокна в 2-3 раза тоньше обычных (экстрафузальных) волокон скелетных мышц.

Интрафузальные волокна подразделяются на два типа:

1. Длинные и толстые (диаметр 20-25 мкм), которые информируют ЦНС о динамическом компоненте движения – скорости изменения длины мышцы. Таких волокон в мышечном веретене не более двух.
2. Короткие и тонкие (диаметр 10–12 мкм), которые информируют ЦНС о статическом компоненте движения – текущей длине мышцы. Таких волокон в мышечном веретене от 2 до 12.

2.1.2. Рецепторы Гольджи

Нервно-сухожильные веретена (рецепторы Гольджи) открыл в 1903 году Камилло Гольджи. Впоследствии за эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия. Рецепторы Гольджи располагаются в месте перехода мышечных волокон в сухожилия. Их длина составляет 0,5-1,0 мм, а диаметр – 0,1- 0,2 мм. Отдельный нервный аксон несет афферентные импульсы в спинной мозг и называется аксоном Ib. Он начинается в виде веточек, проходящих между коллагеновыми волокнами сухожилия (рис. 2.1а). Когда мышечные волокна сокращаются, коллагеновые волокна натягиваются и сжимают нервные веточки, которые начинают импульсировать (рис. 2.1б). Таким образом, в результате последовательного крепления сухожильных органов к мышечным волокнам они возбуждаются при укорочении возбужденной мышцы. Сухожильные рецепторы возбуждаются в 1,5 – 8 раз более эффективно при мышечном сокращении, нежели при пассивном растяжении.

2.1.3. Рецепторы суставов

Суставные рецепторы подразделяются на несколько типов в зависимости от их реакции на амплитуду, скорость и направление движения в суставе.

Тельца Руффини находятся в капсуле сустава и воспринимают направление и скорость изменения межзвенного угла. Частота их импульсации возрастает с увеличением скорости изменения суставного угла.

Тельца Паччини посылают в ЦНС информацию о положении отдельных частей тела в пространстве и относительно друг друга. Эти рецепторы посылают в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов, то есть о положении сустава. Их импульсация продолжается в течение всего периода сохранения межзвенного угла, и она тем больше, чем больше изменения угла.

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Реакция мышечных веретен на активное или пассивное укорочение мышцы была предсказана в 1928 году Дж. Фултоном и Дж. Писуньери на основе анатомического анализа. Поскольку веретена располагаются параллельно мышечным волокнам, частота разрядов веретенных афферентов при любом укорочении мышцы должна снижаться. В последующем это предположение полностью подтвердилось. Исследования свойств изолированных мышечных веретен, проведенные лауреатом Нобелевской премии Бернардом Катцем (B. Katz, 1950) продемонстрировали, что их растяжение приводит к деполяризации окончаний афферентных волокон. Величина деполяризации при растяжении увеличивается. При этом зависимость частоты импульсации веретенных афферентов от растяжения мышцы близка к линейной. Эту зависимость принято называть статическим ответом веретенного афферента на пассивное растяжение мышцы.

2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Исследования свойств мышечных веретен свидетельствуют о том, что активность первичных окончаний чувствительного нерва зависит не только от длины, но и от скорости растяжения мышцы. Способность менять частоту своей импульсации в зависимости от скорости удлинения мышцы была названа динамической чувствительностью веретенных афферентов. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Преобладание статического или динамического ответов у веретенных афферентов зависит от соотношения скорости растяжения и длины мышц. При малых скоростях растяжения (менее 5 мм/с) мгновенная частота импульсации первичных веретенных афферентов отражает в основном мгновенную длину мышцы. При скоростях растяжения выше 5 мм/с импульсация первичных веретенных афферентов определяется в основном скоростью растяжения мышцы. Частота импульсации вторичных афферентов зависит в основном от степени удлинения мышцы.

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

Исследования, проведенные на свободно перемещающихся животных в условиях стационарного режима локомоции, показали, что кривая, отражающая изменение частоты импульсации рецепторов Гольджи во времени полностью соответствует огибающей электромиограммы (рис. 2.2). При этом частота импульсации не превышает 200 имп/с.

Таким образом, рецепторы мышц адекватно реагируют на изменение длины и скорости растяжения мышцы. Связь между этими характеристиками и частотой импульсации афферентов мышечных веретен близка к линейной. Рецепторы Гольджи адекватно отражают развитие напряжения мышцы. Рецепторы суставов реагируют на положение и угловую скорость звеньев опорно-двигательного аппарата.

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

С начала XX века и до настоящего времени накоплен богатый материал о свойствах мышечных рецепторов. В основном эти данные были получены на наркотизированных или другим способом обездвиженных животных. Затем исследования были продолжены на децеребрированных животных. Последующие эксперименты, проведенные с помощью вживленных электродов и телеметрической передачи сигналов, убедительно доказали, что у свободно перемещающегося животного разряды первичных афферентов проявляют высокую активность в фазе пассивного растяжения и очень низкую – в фазе активного укорочения.

Одновременно с проведением экспериментов на животных импульсация рецепторов мышц стала изучаться на человеке. С этой целью была разработана методика микронейрографии, суть которой заключается в регистрации афферентной активности мышц посредством тонкого игольчатого электрода, введенного в нерв. Это позволило регистрировать потенциалы действия в нерве у человека при выполнении изометрических напряжений и даже произвольных движений. Было отмечено, что непрерывная афферентная активность возникала при пассивном растяжении мышцы. При быстром движении афферентная активность уменьшалась на время укорочения мышцы. Следует, однако, отметить, что использование этой методики невозможно при исследовании быстрых, мощных высокоамплитудных движений, какими являются движения спортсменов. В настоящее время разработана методика оценки афферентной активности мышц посредством регистрации ВПСМ (вызванных потенциалов спинного мозга). Однако ее особенности также не позволяют использовать этот способ для регистрации афферентного притока при спортивных движениях. Это связано с тем, что помехи, возникающие со стороны других органов тела (сердца, мышц спины), на несколько порядков выше, чем проявляемый сигнал.

Наряду с разработкой методик, позволяющих напрямую регистрировать разряды рецепторов мышц, существуют исследования, моделирующие работу рецепторного аппарата мышц. W.Z. Rymer, J.С. Houk, P.E. Crago (1977) предложили формулу для описания зависимости частоты разрядов мышечных афферентов от степени удлинения и скорости сокращения мышц. В модели, предложенной S.S. Schafer и S. Schafer, (1969) частота разрядов мышечных афферентов зависит не только от удлинения и скорости сокращения мышцы, но и от ускорения.

Методика, позволяющая косвенно судить о функционировании рецепторного аппарата мышц и суставов при выполнении спортивных движений, разработана А.В. Самсоновой (1997). При выполнении двигательных действий можно зарегистрировать изменение межзвенных углов и электрическую активность мышц. Предлагаемая методика дает возможность в каждый момент времени иметь информацию об изменении длины мышцы и скорости ее сокращения. Кроме того, методика позволяет рассчитать значения межзвенных углов и угловое ускорение.

Выше указывалось, что мышечные веретена информируют ЦНС о длине и скорости сокращения мышц. График, у которого по оси абсцисс будет отложено значение «текущей» длины мышцы, а по оси ординат – скорости сокращения мышцы (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании мышечных веретен. Так, например, во время барьерного бега фазовая траектория длинной головки двуглавой м. бедра имеет следующий вид (рис. 2.3). Следует учесть, что эта мышца – двусуставная, то есть она обеспечивает движения в тазобедренном и коленном суставах.

Рис. 2.3. Фазовая траектория двуглавой м. бедра при преодолении барьера спортсменкой высокой квалификации

Электрическая активность мышц будет информировать, в какую фазу движения функционируют рецепторы Гольджи. Выше указывалось, что суставные рецепторы несут в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов и скорости их изменения (угловой скорости). Следовательно, график, у которого по оси абсцисс будет отложены значения межзвенного угла, а по оси ординат – угловой скорости (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании суставных рецепторов. На рис. 2.4 представлена фазовая траектория «угол – угловая скорость» для тазобедренного и коленного суставов маховой ноги спортсменки высокого класса в барьерном беге.

Рис. 2.4. Фазовые траектории «угол-угловая скорость» при преодолении барьера

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

В br /1947 году была опубликована книга русского ученого Н.А. Бернштейна «О построении движений». В этой книге он изложил оригинальную теорию управления двигательными действиями. В основе этой теории лежало понятие уровней построения движений. Он писал: «Каждая двигательная задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной уровень. Иначе говоря, тот или иной сензорный синтез, который наиболее адекватен по качеству и составу образующих его афферентаций и по принципу их синтетического объединения требующемуся решению этой задачи. Этот уровень и определяется как ведущий уровень для данного движения» (Н.А.Бернштейн, 1991, С.41). По концепции Н.А. Бернштейна ни одно движение не обслуживается только одним уровнем, но осознается только ведущий уровень. По классификации Н.А.Бернштейна, при управлении движениями может быть задействовано пять уровней.  Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Афферентация уровня А основана на импульсации мышечных веретен (длина и скорость сокращения мышцы) и рецепторов Гольджи (уровень возбуждения мышцы при ее укорочении). Эта информация очень слабо осознается ЦНС, то есть, по гипотезе Н.А.Бернштейна, этот уровень почти никогда не бывает ведущим.

Афферентация уровня В опирается на информацию, поступающую от суставных рецепторов. Это уровень выступает как ведущий в ряде физических упражнений, таких как наклоны тела вперед и назад, а также циклические движения. Сигналы от суставных рецепторов хорошо осознаются.

2.5. Контрольные вопросы

1. Какие рецепторы расположены в мышцах?
2. Какие рецепторы расположены в суставах?
3. Как называются мышечные волокна, расположенные в мышечных веретенах?
4. Какую информацию несут в ЦНС мышечные веретена?
5. Охарактеризуйте функционирование рецепторов Гольджи.
6. Дайте характеристику рецепторам суставов. О каких изменениях они несут информацию в ЦНС?
7. Информация каких рецепторов хорошо осознается ЦНС, а каких — плохо?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Дубровский, В.И. Биомеханика: [Текст] / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова Биомеханика: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. – 672 с.
2. Кичайкина, Н.Б. Биомеханика: Учебное-методическое пособие [Текст] / Н.Б. Кичайкина, И.М. Козлов, А.В.Самсонова /Под ред. Н.Б.Кичайкиной.- СПб: СПбГУФК [б.и.], 2008.– 160 c.
3. Попов, Г.И. Биомеханика: Учебник для студ. высш. учеб. заведений [Текст] / Г.И. Попов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 256 с.
4. Самсонова А.В. Моторная и сенсорная функции мышц в биомеханике локомоций: монография [Текст] / А.В.Самсонова; Санкт-Петербургский гос. ун-т физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта.– СПб: [б.и.], 2007.– 152 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Бочаров, А.Ф. Биомеханика: Учебное пособие [Текст] / А.Ф. Бочаров, Г.П. Иванова, В.П. Муравьев. – СПб. [б.и.]: СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 2000. – 74 с.
2. Донской, Д.Д. Биомеханика: Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст]/ Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 264 с.
3. Иваницкий, М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической морфологии): Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст] / Под ред. Б.А. Никитюка, А.А. Гладышевой, Ф.В. Судзиловского. – М.: Физкультура и спорт, 1985. – 544 с.
4. Козлов И.М. Биомеханические факторы организации спортивных движений: монография [Текст] /И.М.Козлов Санкт-Петербургская гос. академия физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта – СПб, [б.и.], 1998.– 141 с.
5. Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика. Словарь-справочник: Учебное пособие [Текст] / В.Б. Коренберг. – Малаховка [б.и.]: МГАФК, 1999. – 192 с.
6. Мак-Комас Алан. Дж. Скелетные мышцы. Строение и функции [Текст] /Алан Дж. Мак-Комас.&? Киев: Олимпийская литература, 2001.– 407 с.
7. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С.С.Михайлов; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта, СПб, [б.и.], 2006. – 230 с.
8. Петров, В.А. Механика спортивных движений [Текст]./ Петров В.А., Гагин Ю.А. М.: Физкультура и спорт, 1974.– 232 с.
9. Солодков А.С., Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник [Текст]/ Солодков А.С., Сологуб Е.Б.– М.: Терра-Спорт, Олимпия пресс, 2001.– 520 с. ил.
10. Теория и методика физической культуры [Текст] / Под ред. проф. Ю.Ф.Курамшина.– М.: Советский спорт, 2004.–463 с.
11. Энока Р.М. Основы кинезиологии [Текст]. – Киев: Олимпийская литература, 1998.– 399 с.

Как приобрести

Купить

Похожие записи:

---

Биомеханика рывка и толчка в тяжелой атлетике

Приведена рецензия на книгу докт. пед. наук, профессора А.А. Шалманова «Биомеханика движения штанги в рывке и толчке у…

---

Мышечно-сухожильный комплекс

Приведена рецензия на книгу  В.Т.Тураева и В.В. Тюпа «Мышечно-сухожильный комплекс: анатомия, биомеханика, спортивная практика» зав. кафедрой биомеханики НГУ…

---

Сила тяжести

Дано определение силы тяжести. Показано, что сила тяжести является частным случаем силы гравитации. Описаны факторы, определяющие силу тяжести:…

---

Обучение двигательным действиям без ошибок

Учебное пособие доктора педагогических наук, профессора, заведующего кафедрой теории и методики адаптивной физической культуры НГУ им. П.Ф. Лесгафта,…

---

Гормоны и гипертрофия скелетных мышц

В пособии представлены современные фактические данные о теории и практике увеличения массы скелетных мышц под…

---

Тейпирование в спорте — книга

Учебное пособие канд. мед. наук, доцента, профессора кафедры спортивной медицины и технологий здоровья НГУ им. П.Ф. Лесгафта Валерия…

В помощь ПРАКТИЧЕСКОМУ ВРАЧУ

© л. Е. КОЗЛОВСКАЯ, А. В. ВОЛОТОВСКАЯ, 2012 УДК 616.74-009-073.7

Электродиагностика

Учебно-методическое пособие для врачей (часть 2)*

Л. Е. Козловская, А. В. Волотовская

Государственное учреждение образования Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск

Классическая электродиагностика

КЭД — наиболее часто применяемый метод исследования возбудимости нервно-мышечного аппарата. Предложенный в конце XVIII века этот метод не потерял своего значения и в настоящее время как простой и доступный электродиагностический метод. В основе КЭД лежит определение наименьшей величины раздражения, вызывающего минимальное сокращение мышцы. При КЭД определяют реакции нерва и мышцы на воздействие ГТ и ТТ, которые подаются прерывисто. Исследование этими токами проводят в так называемых двигательных точках нервов и мышц. Двигательная точка нерва — это область его кожной проекции в месте наиболее поверхностного расположения, где нерв доступен исследованию. Двигательная точка мышцы — это проекция зоны внедрения и разветвления нервных волокон в мышцу, что определяет ее высокую возбудимость.

Таблицы с указанием типичного расположения двигательных точек, в которых сокращение мышц происходит при наименьшей реобазе, составил Р. Эрб на основании специальных исследований, поэтому двигательные точки часто обозначают как точки Эр-ба. Эти таблицы являются ориентиром для врача-физиотерапевта при проведении КЭД. раздражая двигательную точку нерва, определяют непрямую возбудимость мышцы, а воздействуя на двигательную точку мышцы, исследуют прямую ее возбудимость. Для суждения о состоянии возбудимости мышцы необходимо проверить как прямую, так и непрямую ее возбудимость, поскольку изменения в одних мышцах не свидетельствуют об изменениях возбудимости в нерве, так как возбудимость нервов по сравнению с мышцами уменьшается значительно быстрее.

Нарушение проводимости по стволам периферических нервов, поражение клеток серого вещества спинного мозга, ядер двигательных черепных нервов сопровождается дегенеративным перерождением мышц, что характеризуется определенными электродиагностическими признаками: количественными и количественно-качественными изменениями электровозбудимости (табл. 1).

Количественные изменения электровозбудимости

Количественные изменения электровозбудимости проявляются только изменением реобазы, при которой получен ответ. В зависимости от патологического процесса электровозбудимость может или повышаться, или понижаться, равномерно одновременно и с нерва и с мышцы, на действие ГТ и ТТ. Полярная формула при этом не меняется и характер мышечного сокращения остается живой.

* — начало см. в № 4 — 2012.

Количественное повышение возбудимости наблюдается при разных заболеваниях спастического характера — спазмофилии, блефароспазме, тетании, спастических парезах, писчем спазме, амиотрофическом боковом склерозе, резкой гиперрефлексии, спинальном (спастическом) параличе, истинных мышечных гипертрофиях. Это изменение возбудимости характеризуется уменьшением силы тока (реобазы), при которой получен моторный ответ. При этом может иметь место иррадиация возбуждения на соседние группы мышц, которая обозначается как реакция обобщения, или синкинезии.

Количественное понижение возбудимости наблюдается гораздо чаще и характеризуется увеличением реобазы, вызывающей двигательную реакцию. Эти изменения можно выявить при атрофических процессах в мышцах, вызванных длительной иммобилизацией конечности, при заболеваниях и травмах суставов с ограничением двигательных функций, миопатической прогрессирующей мышечной атрофии, легком течении невропатии лицевого нерва, повреждении двигательных центров головного мозга, сопровождающихся атрофией мышц.

Количественно-качественные изменения

Количественно-качественные изменения электровозбудимости являются более тяжелыми изменениями возбудимости нервно-мышечного аппарата. Они проявляются количественными изменениями возбудимости (чаще количественное снижение) и изменениями характера мышечного сокращения. Вместо быстрого, молниеносного они становятся вялыми, червеобразными, т. е. формируется рП. рП характеризуется следующими признаками:

1) качественно изменяется характер мышечного сокращения;

2) возбудимость снижается неравномерно с нерва и мышцы — вначале исчезает с нерва;

3) отмечается смещение двигательных точек к дистальному концу мышцы, истощение мышечного сокращения при повторных раздражениях током, наблюдается запаздывание сокращения в ответ на импульс тока;

4) появляется гальванотетанизирующая диссоциация, при которой возбудимость мышцы на действие ТТ падает, а на ГТ повышается;

5) постепенно изменяется полярная формула: КЗС = АЗС или КЗС < АЗС, т. е. мышца лучше отвечает на возбуждение с анода, более слабого раздражителя.

В нерве при заболеваниях периферического двигательного нейрона после кратковременного повышения возбудимости со 2-3-го дня начинается ее равномерное угасание на ГТ и ТТ. При частичном повреждении нерва на 8-12-й день, а при полном его разрыве на 4-5-й день возбудимость на один или оба тока

0

Таблица 1

Изменения электровозбудимости нервов и мышц при поражении периферического двигательного нейрона

Исследуемая Частичная реакция перерождения тип А (ЧРП — А) Частичная реакция перерождения тип Б (ЧРП — Б) Полная реакция перерождения (ПРП) Полная утрата воз- | будимости (ПУВ) 1

двигательная точка возбудимость на: возбудимость на: возбудимость на: возбудимость на: i

ГТ ТТ ГТ ТТ ГТ ТТ ГТ тт |

Нерв Понижена Понижена Понижена Угасла Угасла Угасла Угасла Угасла i

Мышца Понижена; сокращение вяловатое, КЗС > АЗС Понижена Понижена; сокращение вялое, КЗС < АЗС Угасла Понижена; сокращение червеобразное, КЗС < АЗС Угасла Угасла Угасла

не определяется. В мышце ответ на оба тока снижается вначале параллельно возбудимости в нерве. При этом возбудимость на ТТ угасает одновременно с исчезновением ее в нерве, а ответ на ГТ держится в течение длительного времени (месяцами), а затем постепенно угасает. Одновременно меняется и характер сокращения мышцы. Эти изменения прогрессируют при отсутствии соответствующего лечения. В зависимости от выраженности количественных и качественных изменений электровозбудимости различают частичную и полную РП. Частичная РП (ЧРП) условно делится на два типа — А и Б.

ЧРП типа А наблюдается при нетяжелом поражении двигательных нейронов, и она более благоприятна в прогностическом плане. При этом сохранен ответ на оба тока (ГТ и ТТ) с нерва и мышцы, наблюдается изменение реобазы (чаще в сторону ее повышения). Характер мышечного сокращения вяловатый, замедленный. Полярная формула сохранена (КЗС > АЗС), или ответ уравнивается на сильный и слабый раздражитель (КЗС = АЗС).

ЧРП типа Б формируется при более тяжелом поражении. Двигательная реакция с нерва и мышцы сохранена только на ГТ на фоне повышения (чаще) или понижения пороговой силы (гальванотетанизирующая диссоциация). На ТТ ответа нет ни с нерва, ни с мышцы. Характер сокращения вялый, червеобразный, движения неполные по объему. Может изменяться полярная формула сокращения: КЗС = АЗС или КЗС < АЗС. Извращение полярной формулы сокращения является дополнительным признаком, который не всегда имеет место при РП, а иногда наблюдается и у здоровых лиц.

Полная РП (ПРП) характеризуется сохранением ответа с мышц только на гальванический ток большой силы. Денерви-рованная мышца отвечает червеобразным, нетипичным сокращением. Мышца лучше возбуждается при анодзамыкательном раздражении током. Нерв не реагирует ни на ГТ, ни на ТТ.

Полная утрата возбудимости (ПУВ) — это отсутствие двигательной реакции с нерва и мышцы на оба тока, т. е. это свидетельство грубого поражения периферического мотонейрона, при котором денервированная мышца вследствие необратимого перерождения перестает реагировать даже на ток большой силы. Именно электростимуляция мышц является тем необходимым лечебным методом, который стимулирует процессы регенерации в поврежденном нерве и поддерживает нейротрофические процессы в мышечной ткани, препятствуя ее атрофии.

КЭД в двигательных точках нервов и мышц проводят сначала ГТ, а затем ТТ. Характер мышечного сокращения оценивается по ответу на раздражение ГТ.

При поражении периферического двигательного нейрона выявляются количественно-качественные изменения возбудимости различной степени выраженности вплоть до отсутствия типичной двигательной реакции.

При центральных двигательных нарушениях определяются однотипные ответные реакции со стороны спазмированных мышц: тонический характер сокращений, постепенное нарастание силы мышечного сокращения при повторных ритмических замыканиях тока, появление во время исследования защитных и патологических рефлексов. Поэтому КЭД при поражении центрального двигательного нейрона обычно не проводится. Исклю-

чением являются двигательные нарушения смешанного типа, когда может иметь место мозаичный тип поражений, выражающийся в сочетании повышения возбудимости с количественным понижением и качественным изменением возбудимости.

Техника и методика классической электродиагностики

Электродиагностическое исследование проводит врач-физиотерапевт. Помощь в регистрации показателей исследования и подаче тока на аппарате может оказывать медицинская сестра физиотерапевтического кабинета. КЭД проводят не ранее чем через 14-20 дней от начала заболевания и на более поздних этапах течения патологического процесса. Во время исследования пациент должен находиться в состоянии полного покоя, лежа либо сидя, положив исследуемую конечность на удобную подставку. Исследование проводят по монополярной или биполярной методике, последняя используется реже при выраженной атрофии мышц.

При монополярном методе исследования применяют 2 разновеликих электрода: один — точечный, локальный площадью 1 см2 с кнопочным прерывателем и второй — прямоугольный, площадью 150-200 см2. Точечный электрод (референтный) помещают поочередно на двигательные точки исследуемых нервов и мышц, а индифферентный электрод (направляющий) располагают на соответствующей сегментарной зоне по средней линии тела или на противоположной конечности. Для обеспечения хорошего контакта с кожей оба электрода необходимо тщательно смочить водой.

С помощью ручного прерывателя или специального аппарата проводят воздействие отдельными импульсами ГТ, постепенно увеличивая интенсивность тока до появления порогового сокращения мышцы. Регистрируют показания миллиамперметра и характер сокращения (быстрое, вялое). Затем, не смещая электрода с двигательной точки и не изменяя положения ручки потенциометра, в отсутствие тока меняют полярность. В норме сокращения не должно быть, так как при одной и той же силе тока сокращение с катода больше, чем с анода. После этого потенциометр возвращается в нулевое положение и при неизмененном положении электродов включают и постепенно увеличивают амплитуду импульсов ТТ до появления порогового тетанического сокращения (в норме 1-5 мА).

Никогда не следует наносить раздражение до полного контакта электрода с кожей, раздражающий электрод отводят от кожи только после выключения тока. При биполярной методике используют точечный электрод с двумя разводными равновеликими браншами: катод при этом помещают на двигательной точке мышцы, анод — на дистальном отделе в месте перехода мышцы в сухожилие. Таким образом, при исследовании определяют следующие характеристики:

1) наличие ответа с нерва и мышцы на ГТ (на катоде и на аноде) и ТТ (на катоде), сперва с нерва, затем с иннервируемых мышц;

2) определяется реобаза для ГТ и ТТ;

3) исследуется полярная формула;

4) уточняется характер мышечного сокращения (гальваническим током).

н

Таблица 2 |

Протокол исследования электровозбудимости нервно-мышечного аппарата

Больной__Дата_

Диагноз_

Двигательные точки нервов и мышц Справа Слева |

реобаза, мА характер сокращения полярная формула реобаза, мА характер сокращения полярная | формула |

ГТ ТТ ГТ ТТ

К А К К А К

Заключение: Врач_

Полученные данные фиксируют в протоколе исследования, а в заключении дается ответ о наличии количественных и количественно-качественных изменений электровозбудимости, о характере мышечного сокращения, о типе реакции перерождения (табл. 2).

Для правильного проведения исследования следует соблюдать общие тактические подходы и условия, обеспечивающие точность исследования:

1. Достаточно прямое освещение изучаемой области.

2. Удобное положение врача и пациента.

3. Обеспечение полного расслабления мышц в зоне исследования: при исследовании мышц туловища и нижних конечностей оно достигается положением больного лежа на кушетке; при исследовании мимических мышц и мышц верхних конечностей больной может сидеть.

4. Обеспечение комфортной температуры помещения, особенно в зимний период.

5. Установка аппарата таким образом, чтобы врач одновременно мог наблюдать за шкалой прибора и исследуемыми мышцами.

6. Быстрое проведение исследования с подачей тока (замыкая и размыкая кнопку на точечном электроде) до появления минимального типичного для этого нерва или мышцы моторного эффекта с вниманием на пороговую силу тока и характер мышечного сокращения на катоде и аноде ГТ, на катоде — ТТ.

7. Проведение исследования вначале на здоровой стороне, а затем на больной, что позволяет сравнить и оценить полученные данные.

Этот простой и легко осуществляемый метод имеет определенные недостатки: не исключена субъективность в оценке характера мышечного сокращения; данные КЭД отстают от клинических проявлений патологического процесса: электродиагности-чески определяемая реакция перерождения может удерживаться еще несколько месяцев после восстановления движений.

Аппаратура для классической электродиагностики

КЭД можно проводить на ранее выпускавшихся физиотерапевтических аппаратах «КЭД-5», «УЭИ-1», «Нейропульс». В республике Беларусь налажен серийный выпуск аппаратов, позволяющих выполнить это исследование: «Радиус», «КЭМ-1». При отсутствии специальной аппаратуры можно использовать для электродиагностики аппараты типа «Поток», генерирующие гальванический ток, и любые аппараты для импульсной терапии, которые обеспечивают подачу тетанизирующего тока или ему подобного. В зарубежных аппаратах («Физиомед», «Ионосон» и др.) это исследование обозначается как «Тест на фарадическую возбудимость», «Качественный тест на возбудимость».

Определение миотонической реакции

Исследование проводится ТТ со сгибательных групп мышц конечностей. В норме при подаче импульса тока на двигательную точку мышцы наблюдается быстрое сокращение и быстрое расслабление мышцы. При положительной миотонической реакции мышца быстро сокращается, как бы «застывает», и медленно, в течение 5-10 с расслабляется. Миотоническая реакция проявляется также количественным повышением электровозбудимости. Положительной эта реакция бывает при миотонии Томсена, врожденном заболевании с миотоническим феноменом, дистрофической миотонии Штейнерта-Баттена-Куршманна, парамио-тонии Эйленбурга.

Определение миастенической реакции

Миастения — нервно-мышечное заболевание, характеризующееся мышечной слабостью и патологической утомляемостью. В норме мышца способна отвечать одинаковым по силе сокращением на 100-120 раздражений импульсным током. При миастении равномерное ритмическое замыкание тока в области двигательной точки мышцы вызывает быструю ее истощаемость на 15-20-м раздражении током (слабоположительная реакция), сокращения постепенно ослабевают при каждом последующем импульсе тока, а затем на 30-50-м импульсе вовсе прекращаются (положительная миастеническая реакция). После кратковременного отдыха (1-2 мин) двигательная реакция мышцы восстанавливается. Исследование проводят тетанизирующим током с двигательных точек разгибателей конечностей, круговой мышцы глаза, мышцы, поднимающей и сморщивающей бровь. Провести исследование с мышц корня языка, как рекомендуют некоторые авторы, физиотерапевту практически не удается. Исследование целесообразно проводить в 2 этапа: без применения антихолинэстеразных веществ и через 40-60 мин после инъекции прозерина. При положительной миастенической реакции, определяемой на I этапе, после введения прозерина патологическая утомляемость исследуемых мышц на II этапе уменьшается или полностью исчезает. Положительная миастеническая реакция определяется при истинной миастении; при миастеническом синдроме и при паранеопластических заболеваниях нервной системы она отрицательная.

Определение кривой «сила-длительность»

Определение КСД — это метод определения зависимости между временем действия тока и его интенсивностью, необходимой для получения порогового моторного эффекта, порогового возбуждения.

Известно, что чем меньший по силе ток действует на мышцу, тем большее время его действия необходимо (длительность

0

импульса), чтобы вызвать ее сокращение. Для выявления такой зависимости определяют пороговые значения силы тока при различных длительностях импульсов тока (коротких и длинных). Для исследования применяется ток прямоугольной формы частотой 1 Гц, который подается с различной длительностью импульсов от 300 до 0,02 мс. Определяются пороговые значения тока (силы тока) не при одной, а при 10-12 длительностях импульса тока. Используется точечный локальный электрод, можно без кнопочного прерывателя, как и в методике КЭД. По полученным пороговым значениям тока строят кривую. Эти данные наносят на систему координат: отмечая на оси ординат — интенсивность тока, на оси абсцисс — время действия тока (длительность импульса). Соединяя отмеченный ряд точек, получаем кривую гиперболического типа — КСД: это кривая с пологим скатом.

При использовании длительности импульса больше 300 мс, т. е. очень большой длительности (треть секунды), мышца уже не реагирует на ток, при длительности меньше 0,02 мс — мышца не воспринимает раздражение тока. Имеет место пороговая сила тока, ниже которой ток не вызывает сокращения. В норме сохранен ответ на все исследуемые длительности тока. Выделяют 3 типа изменений кривой:

I тип характерен для количественных изменений электровозбудимости. Кривая по форме не изменена, но несколько сдвинута вверх и вправо (при количественном снижении электровозбудимости) или слегка опущена вниз (при количественном повышении возбудимости).

II тип кривой соответствует ЧРП — кривая претерпевает выраженные изменения: она перемещается вверх и вправо и укорачивается на короткие (ЧРП-А) и часть средних (ЧРП-Б) длительностей импульсов тока.

III тип кривой определяется при ПРП. Кривая резко укорочена, круто поднимается вверх и вправо, ответ сохранен только на длинные импульсы тока.

Таким образом, практически можно по количеству длительностей, на которые ответили нерв, мышца, судить о степени поражения нервно-мышечного аппарата.

Первыми признаками реиннервации на КСД принято считать появление изгибов или разрывов на кривой. Причем первые признаки положительной динамики на КСД значительно опережают ее клинические проявления, что можно использовать для прогностических целей и суждения об адекватности и эффективности применяемого лечения. В последующем кривая удлиняется, опускается вниз и перемещается влево (см. рисунок). В отличие от КЭД определение зависимости «сила-длительность» — более точное исследование, лишенное субъективной оценки. Ограничение использования этого метода связано с отсутствием аппаратуры, позволяющей провести это исследование. Определение КСД можно провести на аппаратах «КЭМ-1», «Нейропульс», «УЭИ-1», а также на зарубежных аппаратах, где это исследование обозначается как «Количественный тест на возбудимость 1ГТ — кривая (КСД) и проводится с использованием прямоугольных импульсов с быстрым нарастанием тока (ЫС) и треугольных импульсов с медленным нарастанием тока (БГС).

Исследование лабильности нервно-мышечного аппарата

Как известно, в норме нервно-мышечный аппарат получает из центральной нервной системы не одиночные импульсы (как при определении КСД), а в виде серии ритмических посылок. Поэтому частотная диагностика или исследование лабильности нервно-мышечного аппарата признана более адекватной, так как она позволяет подобрать параметры для электростимуляции — основного метода поддержания сократительной способности мышц.

Мерой лабильности по Н. Введенскому является то наибольшее число электрических осцилляций (импульсов), которое данный физиологический аппарат может воспроизвести в 1 с. В норме и нерв, и мышца способны отвечать на малые частоты одиночным сокращением, на большие — тетаническим. Появление зубчатого тетануса свидетельствует о снижении лабильности.

При частотной диагностике находят частоту, которой соответствует минимальная сила тока, вызывающая минимальное типичное мышечное сокращение или частоту, которая вызывает оптимальное сокращение при одной и той же силе тока. Для исследования можно использовать любой аппарат, генерирующий импульсы тока различной формы и позволяющий варьировать частотой импульсного тока (или длительностью импульса). Для его проведения используют два одинаковых по величине электрода площадью по 5 см2, которые располагают продольно на пораженной мышце (на двигательной точке и в области перехода мышцы в сухожилие). Установив на аппарате постоянными длительность импульса и силу тока, меняя частоту, находим оптимальную, которая вызывает тетаническое сокращение, близкое по форме к произвольным движениям, при этом не должно быть зубчатого тетануса.

Определение коэффициента адаптации: импульсы прямоугольной или треугольной формы, длительность импульса 1000, 500 мс, длительность паузы 2-5 с или ручное управление. При использовании длительных треугольных импульсов с медленным нарастанием в результате адаптационных процессов в клеточной мембране порог чувствительности здоровых нервов сначала возрастает параллельно с импульсом: для инициации возбуждения требуется интенсивность в 1,5-3 раза выше, чем для прямоугольного импульса. Такое поведение именуют аккомодационной способностью. Пораженная (денервированная) мышца частично и даже полностью теряет способность к аккомодации. Вот почему для возбуждения денервированных мышц с помощью треугольных импульсов достаточны существенно более низкие значения интенсивности, чем для здоровых мышц.

Разница в аккомодационной способности здоровой и пораженной нервно-мышечной системы служит основой для определения коэффициента аккомодации как количественной меры функциональности и также для избирательной мышечной стимуляции. После установки электродов на точках, соответствующих проекции нервов и мышц, выбирается прямоугольный импульс длительностью 1000 мс. Затем интенсивность медленно увеличивают до проявления реакции (минимального мышечного подергивания). Фиксируют величину тока (реобаза). Процедуру повторяют с треугольными импульсами длительностью 1000 мс, запоминая при этом соответствующее значение интенсивности (гальванический порог тетанического сокращения).

Определение реобазы/хронаксии: для диагностики используют ток с импульсами прямоугольной формы, длительность импульса 1000, 500 мс (реобаза); 0,1-1000 мс (хронаксия), длительность паузы 2-5 с, подача тока может осуществляться в режиме ручного управления.

Электродиагностика синусоидальными модулированными токами

Для определения электровозбудимости нервно-мышечного аппарата и уточнения характера двигательных нарушений возможно и целесообразно проведение ЭД СМТ. Это исследование позволяет не только определить состояние электровозбудимости нервов и мышц, но и установить параметры для электростимуляции у больных со спастическими, вялыми и смешанными параличами. Фактически это исследование как бы объединило два метода — КЭД и определение лабильности нервно-мышечного прибора. При этом не возникает раздражения кожи и поверхностных тканей, это исследование легко переносится больными, у которых двигательные нарушения сопровождаются вегетативно-трофическими и чувствительными нарушениями. Известно, что здоровая мышца отвечает на переменные синусоидальные токи частотой от 150 до 10 Гц типичным тетаническим физиологическим сокращением.

Исследования проводятся точечным электродом с кнопочным прерывателем или без него. На аппаратах серии «Ампли-пульс» устанавливают следующие параметры синусоидальных модулированных токов: режим переменный, род работы I (если используется электрод с прерывателем) или II (если электрод без

< 2

а

0,02 0,05 0,10

0,20 0,50 1,00 5,00 10,00 Длительность импульса, мс

ПРП

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЧРП-Б

ЧРП-А

Количественное снижение возбудимости Норма

Количественное повышение возбудимости

КСД

прерывателя), глубина модуляции 50-75%, длительность посылок паузы для II рода работы 2-3 с.

Ритмически замыкают кнопочный электрод до получения ответной реакции при наименьшей силе тока. Постепенно уменьшая частоту модуляции от 150 до 30 Гц, подбирают такую, которая при одной и той же силе тока вызывает оптимальное сокращение или частоту, соответствующую наименьшей пороговой силе тока, вызывающей минимальное сокращение. Оценивают характер ответной реакции мышц. Отсутствие ответной реакции на переменные синусоидальные модулированные токи частотой модуляции 150-70 Гц свидетельствует о наличии дегенеративного мышечного перерождения. Наличие ответа на переменный ток частотой в диапазоне 70-30 Гц указывает на изменения электровозбудимости, соответствующие ЧРП-А.

При отсутствии моторного эффекта на переменный ток меняем режим работы на выпрямленный. Изменяя частоту от 150 до 30 Гц выбираем ту, которая вызывает типичное мышечное сокращение при наименьшей силе тока. Сохранность ответа на частоты до 30 Гц выпрямленного режима свидетельствует о выраженных количественных и качественных изменениях электровозбудимости, соответствующих ЧРП-Б. Отсутствие мышечного сокращения на частоту 30 Гц выпрямленного тока или наличие моторной реакции на выпрямленный ток частотой 10 Гц указывает на тяжелое поражение нервно-мышечного аппарата, соответствующее ПРП.

Таким образом, мы находим частоту, адекватную для проведения электростимуляции, и оцениваем тяжесть поражения периферического двигательного нейрона. У больных со спастическими парезами типичное физиологическое сокращение с разгибателей конечностей возникает при раздражении переменными синусоидальными модулированными токами частотой 150-70 Гц, при более низких частотах модуляции возникает иррадиация возбуждения на соседние группы мышц и усиление спастичности.

Электродиагностика при заболеваниях нервной системы

Невропатия лицевого нерва

При периферических поражениях лицевого нерва исследование электровозбудимости нерва и мимических мышц проводится с конца 3-й недели от начала заболевания. Данные электродиагностики, прослеженные в динамике, не только расширяют и углубляют знания о тяжести поражения, но также позволяют определить рациональное лечение, дать прогноз заболевания и оценить эффективность проводимой терапии. При данной пато-

50,00 100,00 300,00

логии могут определяться все варианты нарушений электровозбудимости: и количественные, и количественно-качественные. Значение электродиагностики особенно возрастает в связи с осложнением данного заболевания — контрактурой мимических мышц, которая практически встречается у 12-23% больных.

Лечение клинически сформировавшейся контрактуры не всегда эффективно, поэтому важно использовать средства реабилитации не только для лечения постнев-ритической контрактуры, но и для профилактики ее развития. Выявлению ранних признаков, угрожающих по контрактуре, способствует исследование электровозбудимости лицевого нерва и мимических мышц — КЭД. Электродиагностическими признаками угрожаемой контрактуры в доклиническом периоде являются: количественное повышение возбудимости — переход возбуждения со здоровой стороны лица на больную — обобщение мышечных сокращений — патологические синкинезии — извращение полярной формулы — гальваноте-танизирующая диссоциация.

Два последних признака считаются кардинальными, остальные — настораживающими в отношении угрозы формирования контрактуры мимических мышц. Эти признаки можно выявить спустя 3-4 нед от начала заболевания, что и определяет дальнейшую тактику восстановительного лечения. При выявлении указанных электродиагностических изменений применяется щадящий подход в физиорефлексотерапии невропатий лицевого нерва. Лечение физическими факторами больных с невропатией лицевого нерва, в том числе и в доклинической стадии контрактуры, необходимо проводить под контролем состояния электровозбудимости нервов и мышц до, в середине и в конце курса лечения. При развившейся контрактуре мимических мышц не рекомендуется проводить частые повторные сравнительные исследования электровозбудимости, так как ГТ и ТТ могут усилить перевозбуждение мимических мышц.

Амиотрофический боковой склероз

Амиотрофический боковой склероз (АБС) — хроническое прогрессирующее заболевание нервной системы, связанное с поражением двигательных клеток коры, ствола мозга, а также сегментарно-ядерных мотонейронов спинного мозга. В клинической картине превалирует патология со стороны скелетной мускулатуры — амиотрофии, фасцикуляции, параличи, причем двигательные нарушения выявляются чаще в дистальных отделах конечностей симметрично. КЭД при амиотрофическом боковом склерозе носит мозаичный характер: в мышцах проксимальных отделов верхних конечностей (трапециевидная, дельтовидная) определяется количественное повышение возбудимости, а в мышцах дистальных отделов (межкостные, мышцы возвышения большого пальца, сгибатели кисти, пальцев) — количественно-качественные изменения, т. е. реакция перерождения различной степени тяжести вплоть до ПРП.

Вышесказанное часто помогает в дифференциальной диагностике АБС с неврологическими проявлениями шейного остеохондроза, при которых при электродиагностике выявляются только количественно-качественные изменения в дистальных отделах конечностей, хотя более информативна на ранних стадиях АБС электромиография.

Спинальная амиотрофия семейная

При спинальной амиотрофии семейной вначале двигательные нарушения развиваются в дистальных отделах верхних конечностей, а затем атрофия распространяется на мышцы предплечья,

плеча, нижних конечностей и туловища. На начальных этапах развития патологического процесса при КЭД определяется количественное повышение возбудимости с двигательных точек нервов и мышц. По мере прогрессирования процесса возбудимость на оба тока снижается, появляются количественно-качественные изменения возбудимости, выявляется реакция перерождения.

Невральная амиотрофия Шарко — Мари

При невральной амиотрофии Шарко — Мари у больных развивается деформация стопы по типу фридрейховой, изменяется походка, отвисают стопы, что обусловлено атрофией мышц голеней, стоп. На более поздних стадиях можно обнаружить мышечные атрофии и в дистальных отделах верхних конечностей. Появляются нарушения чувствительности, боли по ходу нервных стволов. При исследовании электровозбудимости выявляют количественно-качественные изменения электровозбудимости в виде реакции перерождения (частичной или полной).

Миопатии

Миопатии относятся к наследственным хроническим прогрессирующим и непрогрессирующим дистрофиям, характеризующимся поражениями мышечной ткани. У больных миопати-ей постепенно нарастает атрофия произвольной мускулатуры, развиваются парезы, появляются псевдогипертрофии. При электродиагностике определяют количественное снижение электровозбудимости. Изменения полярной формулы и признаков реакции перерождения обычно вначале не выявляют.

Воспалительные заболевания и т равмы спинного мозга

Клиническая картина поражений спинного мозга зависит от уровня его поражения. При поражении спинного мозга на уровне верхних шейных сегментов наблюдается синдром спастического тетрапареза (центральный паралич верхних и нижних конечностей). Если очаг на уровне СТУ-СУП с полным или частичным нарушением проводимости спинного мозга, то возникает периферический или смешанный паралич (парез) верхних конечностей и нижний спастический парапарез.

Очаг в грудном отделе дает спастический паралич нижних конечностей, а процесс в поясничном отделе — вялый паралич нижних конечностей. Классическая электродиагностика у больных с заболеваниями и травмами спинного мозга выявляет два типа ответных реакций. Первый тип характерен для спастического синдрома: усиление спастичности, появление защитных рефлексов, клонуса стоп. Второй тип определяется при смешанных двигательных нарушениях, когда выявляются признаки, свидетельствующие об одновременном вовлечении в процесс центрального и периферического двигательного неврона: мозаичное сочетание количественных изменений в виде повышения возбудимости мышц с качественными изменениями возбудимости.

Первичный энцефаломиелит

При первичных энцефаломиелитах (ПЭМ) электродиагностика помогает подобрать дифференцированные методики электростимуляции как основной метод восстановления двигательных функций. Классическая электродиагностика позволяет выявить три типа ответных реакций:

1-й тип характерен для синдрома нижнего спастического па-рапареза: тонический характер сокращений, появление атипичных сокращений, защитных и патологических рефлексов, постепенное нарастание силы мышечных сокращений при многократных замыканиях тока;

2-й тип характерен для синдрома нижнего смешанного па-рапареза: диссоциированный тип нарушений электровозбудимости, при котором наблюдались сочетание повышения с понижением возбудимости в мышцах, иннервируемых малоберцовым нервом, изменения полярной формулы (АРС > АЗС);

3-й тип ответной реакции у больных с ПЭМ с синдромом нижнего смешанного, но преимущественно вялого парапареза характеризуется количественно-качественными изменениями,

типичными для реакции перерождения и наличием нерезко выраженных признаков вовлечения в процесс центрального двигательного неврона.

Показания и противопоказания к электродиагностике

Основными показаниями к применению электродиагностики являются:

— заболевания и травмы периферической нервной системы с двигательными нарушениями (мононевропатия, полиневропатия, полирадикулоневропатия, поражения плечевого и пояснично-крестцового сплетений);

— неврологические проявления остеохондроза позвоночника с двигательными нарушениями;

— заболевания и травмы головного и спинного мозга с двигательными нарушениями (последствия черепно-мозговых травм, травмы спинного мозга, энцефаломиелополирадикулоневропа-тия, первичный энцефаломиелит);

— заболевания и травмы опорно-двигательного аппарата с двигательными нарушениями;

— состояния после наложения шва на нерв, мышцы (спустя 1 мес после операции).

Противопоказания:

1. Общие:

— индивидуальная непереносимость тока;

— острые инфекционные заболевания;

— острые воспалительные процессы, лихорадка;

— злокачественные новообразования;

— частые генерализованные эпилептические припадки;

— общее тяжелое состояние больного;

— наклонность к кровотечению и кровоточивость;

— злокачественные прогрессирующие нарушения сердечного ритма;

— артериальная гипертензия III степени;

— острое нарушение мозгового кровообращения, острый инфаркт миокарда.

2. Частные:

— доброкачественные и злокачественные новообразования в зоне исследования;

— подозрения на разрыв нерва, мышцы, сосуда в острой стадии;

— беременность, при проведении исследований в области туловища;

— невропатия лицевого нерва с прогрессирующей контрактурой мимических мышц;

— имплантированный кардиостимулятор, при проведении исследования в области туловища;

— экзема, мокнущие дерматиты, хронические дерматозы в фазе обострения в зоне исследования;

— тромбофлебит;

— погружной металлоостеосинтез (штифты).

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Багель Г. Е., Гурленя А. М., Смычек В. Б. Физиотерапия и курортология нервных болезней. Минск; 2009.

2. Боголюбов В. М., ред. Физиотерапия и курортология: Руководство т.

1. М.; 2009.

3. Буявых А. Г., Сосин И. Н., сост. Физиотерапевтический справочник.

Симферополь; 2008.

4. Ежов В. В., Андрияшек Ю. И. Физиотерапия в схемах, таблицах и

рисунках: Справочник. М.; 2005.

5. Кочан А. Г., Найдин В. Л. Медицинская реабилитация в неврологии

и нейрохирургии. М.; 1988.

6. Пономаренко Г. Н., Воробьев М. Г. Руководство по физиотерапии.

СПб.; 2005.

7. Пономаренко Г. Н., ред. Частная физиотерапия. М.; 2005.

8. Стрелкова Н. Н. Физические методы лечения в неврологии. М.;

1991.

9. Улащик В. С., Лукомский И. В. Общая физиотерапия: Учебник.

Минск; 2003.

10. Ушаков А. А. Практическая физиотерапия. М.; 2009.

Поступила 25.04.12