МЕТОДЫ ЭЛЕКТОНЕЙРОМИОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МЫШЦ

Известно, что психофизиологическое состояние человека оказывает важное воздействие на его деятельность и даже на продолжительность жизни. Из-за этого существует надобность в создании новых и усовершенствовании устаревших методик исследования человеческого организма и диагностики заболеваний. Наше тело страдает от массы физиологических нарушений работы мышц. Причиной таких нарушений могут идти какие-либо генетические патологии, полученные при рождении, отравление различными токсичными веществами, оказывающими отрицательное воздействие на тело, вирусными заболеваниями, психосоматическими синдромами, и элементарно физическими увечьями. Подобными заболеваниями можно идти миастении, миопатии, миотонии. А для эффективной диагностики и лечения болезней необходима разработка технических средств или методик, способных верно определить склонность человека к тому или иному заболеванию и диагностировать его на начальных этапах. Электромиография – это область медицинской диагностики, сосредоточенная на исследование активности мышечных тканей с помощью регистрации их биоэлектрических потенциалов.  Электромиография подразделяется на категории в зависимости от типа используемых во время процедур электродов: локальная или игольчатая миография и интерференционная т.е. поверхностная миография. Локальная электромиография – это диагностический метод, использующийся для получения миограмм игольчатые электроды и относящийся к инвазивным методам исследования, то есть методам, когда электроды не располагаются над мышцей, а углубляются внутрь мышечной ткани. Этот способ может быть направлен на локальную диагностику мышечного волокна, его групп и двигательной единицы.

Поверхностная или внешняя электромиография характеризуется тем, что запись биопотенциала мышц производится прикреплением пары электродов на чистую поверхность кожи, расположенную над двигательным участком мышцы, которую нужно исследовать, и регистрации потенциалов, получаемых между электродами. Этот способ более всего подходит для получения общей интерференционной картины активности всех тканей мышцы, либо целой группы мышц, оценки координационных отношений различных мышечных групп, изучения лабильности нейромоторной системы, топической диагностики при компрессионных корешковых синдромах. Необходимость объединения нескольких диагностик для более гармоничного исследования и соответствие принципов работы приборов для создания этих исследований привели к синтезу новых способов, в результате данного синтеза появилась методика, объединяющая миографию и нейрографию – электронейромиография.  Электронейромиография (стимуляционная миография) – целый набор способов диагностики системы человека мышцы-нервы. С этой сферой медицинской диагностики возможно более подробно изучать работу нервной системы человека в связке с его мышцами, и также нервную и мышечную активности отдельно. Важным отличием нейрографии является стимуляция различных частей организма под действием внешних воздействий. К ним относят акустическую стимуляцию для улучшения деятельности почек, кишечника и желчевыводящих путей, электрическая стимуляция, предназначенная для стимуляции мышц всего тела, магнитная стимуляция, позволяющая неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов, а также оптическая и механическая стимуляции. Стимуляционная миография имеет большую область применения и позволяет определить большой перечень параметров нейромышечной активности, вот к примеру, несколько: скорость распространения сигналов по моторному нерву; скорость распространения возбуждения по чувствительным волокнам; моторный ответ мышц на сигнал; мигательный рефлекс; степень надёжности нервно-мышечной передачи [2]. В связи с тем, что на сегодняшний день существует важная необходимость в гораздо более универсальных приборах с более широким набором функций, создатели большее внимание уделяют созданию электронейромиографов. Самый элементарный электронейромиограф содержит в себе следующие функциональные блоки: электроды, блок стимуляции, блок усиления биологических сигналов, блок фильтрации биологических сигналов, блок обработки биологических сигналов, аппарат демонстрации полученных данных, накопитель измерительной данных. Установленные на тело электроды снимают биопотенциалы с диагностируемого органа, а блок усиления увеличивает получаемые сигналы вплоть до момента, позволяющего обработать их в специальном блоке обработки. Блок фильтрации очищает сигнал от ненужных шумов. Блок обработки имеет в своем составе АЦП высокого разрешения и высокочастотный микроконтроллер, который производит обработку информации и регулирующий интерфейс. Блок индикации в свою очередь показывает полученный результат измерения, индикатором может быть встраиваемый в устройство экран с драйвером, внешний дисплей, либо же ПК. Блок стимуляции применяется в качестве дополнительной опции для проведения стимуляционной миографии. В имеющихся на данный момент приборах имеются несколько комбинаций функциональных блоков следующей конфигурации: электронейромиограф без включенного в него индикатора с интерфейсом связи с персональным компьютером, прибор на основе персонального компьютера. С первой конфигурацией связан комплекс аппаратно-программный для оценки электрической активности мышц МИОКОМ ОАО ОКБ «Ритм» (рис. 1, а), со второй группой – прибор «Синапсис» (рис. 1, б).

Рисунок 1. а) прибор МИОКОМ ОАО ОКБ «Ритм»; б) прибор «Синапсис»

Первая конфигурация позволяет использовать аппарат при изучении тела человека в динамике без использования дополнительных устройств (велоэргометров, тредмилов). Вторая – проводит мониторинг работы мышц в режиме реального времени. За счет того, что прибор имеет в своем составе встроенный интерфейс связи, обе конфигурации позволяют осуществлять анализ зарегистрированных данных при помощи цифровых средств, облегчая работу рабочему персоналу и сводя вероятность возникновения ошибок практически к нулю. Устройство включает в себя следующие блоки: 4-х канальный усилитель биопотенциалов мышечной активности, цифровой блок, блоки управления световым, звуковым, электрическим стимулятором, и дополнительным монитором для шахматного паттерна, который эффективно проверяет центральное, макулярное зрение. Все перечисленные функциональные блоки собриратся в составе одного корпуса. Особенностью прибора также является полное отсутствие в нём фильтрующих блоков. Без них анализ активности мышцы проводится гораздо более подробно с потерей минимума информации, которая в случае фильтрации не застрахована от потери.

Удобно, что электромиограф подключается к компьютеру по USB разъему, и от него же и получает питание, тем самым, не требуя питания от сети 220В. За счет этого прибор можно не только в стационаре, но и автономно при помощи ноутбука. Работа с электромиографом производится при помощи специализированного ПО. Фундаментом для работы электромиографа идёт комплексная медицинская методология электромиографии с полным набором способов по стимуляционным методикам и изучение вызванных потенциалов головного мозга. Регистрация производится по одному, двум или четырем обычным каналам, в режиме реального времени, с постоянным мониторингом с возможностью редактирования диапазонов по чувствительности, развертке, параметров фильтров, параметров стимуляции, громкости озвучивания электромиограммы. Для записи получаемых потенциалов электромиограф имеет в своем составе специальный единый вход и провод с электродами для установки на голове. Все операции рабочего персонала в процессе автоматизированы, то есть везде применяются готовые алгоритмы автоматического обнаружения нужных нам сигналов сигналов, автоматического размещения маркеров, автоматического расчета параметров и т.д.). Таким образом, работа с прибором более чем облегчается. Регистрация проходит либо неинвазивными, либо игольчатыми электродами. В базу данных записывают нормативные параметры, производится их автоматический сопоставительный анализ с получаемыми данными. По полученным данным создается расчетная таблица основных параметров. Демонстрация сигнала может производиться по любым выбранным участкам. В базу данных вносятся как записанные сигналы, так и все рассчитываемые параметры, графики, гистограммы. Также имеется возможность редактирования полученных результатов при их просматривании из базы данных.

Миограф обладает такими положительными особенностями как: питание миографа через USB разъем компьютера или ноутбука. Это дает возможность использовать электромиограф автономно где угодно и даже без необходимости доступа к сети 220В; использование 24-х битного АЦП, позволяющее различать компоненты сигнала в диапазоне амплитуд от 0,1 мкВ до 200 мВ; полоса пропускания от 0 до 10 000 Гц при частоте дискретизации 40 000 отсчетов в секунду по каждому каналу. Это является одним из важнейших показателей высококачественной регистрации электромиограммы; 32 разряда данных на каждый цифровой отсчет – соответствие последним техническим новшествам микропроцессорной техники; контроль качества наложения электродов в режиме реального времени;

Список литературы:

1. Авдеева Д.К., Лежнина И.А., Южаков М.М. Перспективы улучшения качества снимаемых электродами физиологических параметров человека// Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы VIII Международной научно-технической конференции– Новочеркасск, 28.09.2007.– Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2007. – С. 51-53.
2. Николаев С.Г. Практикум по клинической электромиографии.– Иваново: 2008. – С. 264