Датчик напряжения в мышцах

Электромиография: проверка связи

Регистрация биоэлектрических потенциалов, возникающих в мышечных тканях при их возбуждении, зовется электромиографией. Данный метод исследования широко применяется во многих областях медицины. Он довольно прост в использовании, не требует специальной подготовки пациента, не наносит вреда здоровью, и в то же время может дать исчерпывающую информацию о состоянии нервно-мышечного аппарата того или иного органа или отдельно взятой мышцы. В этой статье MedAboutMe расскажет, какую роль электромиография (ЭМГ) играет в медицине на сегодняшний день.

Как выбрать дом престарелых: возможности и реалии пансионатов для пожилых

Дома и пансионаты: сравниваем варианты для родных и близких, которым нужен уход.

Электромиография — метод, уходящий корнями в прошлое

Впервые данный метод диагностики был использован для обследования человека в далеком 1907 году. Первопроходцем стал немецкий доктор Г. Пипер. В России электромиография, как диагностический метод, стала набирать популярность в 50-60-е годы двадцатого столетия. Это период, когда ЭМГ вызывала большой интерес: было написано множество диссертаций и публикаций, проводились многочисленные исследования при разных патологиях. Кабинет электромиографии привлекал внимание врачей разных профилей, многие ходили на процедуру ЭМГ из любопытства, так как метод был новым и подавал большие надежды.

Регистрация электрических потенциалов от мышц велась с помощью электромиографа и записывалась на фотобумагу. Это были длинные ленты, которые скручивались в рулоны. Работать с такими рулонами врачам было, конечно же, непросто. На изучение уходило много времени, а для хранения и быстрого поиска нужно было придумывать какие-то приспособления. Сейчас аппарат для проведения электромиографии представляет собой компьютеризированную систему, оснащенную большим количеством программ. Нет необходимости хранить результаты на бумаге — все находится в компьютерной базе. В нужный момент, с помощью специальных программ, доктор может проводить массу операций с полученными результатами: анализировать, сравнивать, сопоставлять и т. д.

Кратко о методике проведения

Электромиография может проводиться как в стенах стационара, так и в амбулаторных условиях. При этом пациенту перед ЭМГ следует отказаться от приема препаратов, действующих на нервную и мышечную системы. Исследование проводится в положении сидя или полусидя в специальном кресле. На мышцы накладываются электроды. Они могут быть накожными и игольчатыми. Электроды первого вида накладываются прямо на кожу в область исследуемой мышцы. Игольчатые электроды вводятся непосредственно в мышцу, как обычная игла. Электроды подсоединяются к электромиографу. Сначала идет запись сигнала с мышцы, находящейся в покое, затем доктор просит напрячь мышцу — записывается ее электрическая активность. Запись воспроизводится на экране компьютера в реальном времени, что позволяет врачу интерпретировать ее моментально. При необходимости результаты исследования записываются на бумагу или магнитный носитель.

Процедура ЭМГ в среднем длится 30 минут. Время исследования может меняться в ту или иную сторону в зависимости от количества исследуемых мышц и целей диагностики. Одновременно можно регистрировать электрические сигналы с накожных и игольчатых электродов.

Возникает ли боль при проведении ЭМГ?

Термин «электромиография» многих пациентов пугает, но в самом методе нет никакой опасности. Если исследование мышц проводится методом накожной ЭМГ, то никаких неприятных ощущений пациент не испытывает.

Игольчатый метод может сопровождаться болевыми ощущениями, но при этом боль не выраженная. Электроды настолько тонки, что человек ощущает то же самое, что при обычной внутримышечной инъекции (уколе). Болевой симптом возникает только в момент введения электрода в мышцу, так как кроме него ничего больше не вводится. После извлечения электродов могут появляться мелкие синячки (если задеты капилляры), но они быстро проходят.

Возможности электромиографии

В настоящее время ЭМГ применяется при различных заболеваниях и состояниях. К этому методу диагностики прибегают терапевты, хирурги, неврологи, стоматологи, детские врачи. Большое значение ЭМГ имеет для спортивной медицины. Она является необходимым методом исследования в ортопедии, при изготовлении протезов, для эффективного восстановления утраченных функций. Широко используется в инженерной психологии, например, для исследования взаимодействия человека с каким-то механизмом, определении утомления, выработки мышечной памяти и т. д. Даже в косметологии ЭМГ нашла применение: с ее помощью определяют мышцы, в которые нужно ввести ботокс.

Современная электромиография является точным и высокоинформативным методом диагностики, позволяющим установить диагноз и оценить эффект от лечения на разных его стадиях.

ЭМГ в неврологии: миопатии, нейропатии, грыжа позвоночника

Чаще всего электромиография применяется в неврологии, так как при ее проведении оценивается не только функциональное состояние мышц, но и нервов. С помощью ЭМГ можно определить, какой отдел нервно-мышечного аппарата вовлечен в патологический процесс (мышца, нерв, мотонейрон), а также степень тяжести и распространенность процесса.

• Заболевания мышц (миозиты, мышечные дистрофии) сопровождаются уменьшением амплитуды колебаний (осцилляций). Чем тяжелее стадия болезни, тем ниже амплитуда.
• Заболевания нервов (полинейропатии) характеризуются различными по амплитуде и частоте электрическими потенциалами. Если нерв полностью погиб, то мышечная активность не регистрируется.
• ЭМГ помогает диагностировать так называемый корешковый синдром, развивающийся при грыже позвоночника, когда оказываются сдавленными нервные корешки, отходящие от позвоночного столба. Электромиография позволяет установить уровень поражения, а также наблюдать эффективность терапии в динамике.
• Заболевания, сопровождающиеся гиперкинетическим синдромом (непроизвольные движения в мышцах) на ЭМГ выдают электрическую активность, даже когда мышца находится в покое.
• При болезни Паркинсона на записи видны «залповые» повышения амплитуды колебаний, которые затем идут на снижение.

Исследовать электрическую активность мышц методом ЭМГ необходимо в ситуациях, когда отмечается необоснованная мышечная слабость, судороги и мышечные подергивания, боль в мышцах, нарушение тонуса, травмы мышц и нервов.

ЭМГ в помощь стоматологам

В стоматологической практике электромиография помогает диагностировать заболевания, сопровождающиеся нарушением функций жевательного аппарата. Исследованию подлежат жевательные мышцы. В покое электрические потенциалы от жевательных мышц не проявляют спонтанную активность. А, например, при таком распространенном заболевании, как бруксизм (скрежет зубами, чаще во сне), амплитуда потенциалов может достигать больших значений.

Наличие боли и отека при многих стоматологических заболеваниях снижают ЭМГ-активность мышц, что может служить диагностическим критерием.

ЭМГ проводят при травмах челюсти, воспалительных заболеваниях (периодонтит, пародонтоз), при протезировании, исправлении прикуса, парезах и параличах лицевого нерва. ЭМГ позволяет установить локализацию повреждения, степень повреждения нервно-мышечного аппарата.

ЭМГ проводится для диагностики заболеваний челюстно-лицевой области, а также для оценки эффективности того или иного метода лечения.

ЭМГ и спорт

Спортивная травма — актуальная медицинская проблема. Серьезные травмы, сопровождающиеся иммобилизацией (неподвижностью), требуют длительного восстановления. На этом этапе электромиография помогает медикам выбрать оптимальные методы для разработки мышц, долгое время находящихся в бездействии, что существенно влияет на будущее спортсмена. Сравнивая данные электромиограмм, полученных от пациента с нормативными показателями, можно сделать предположения о состоянии его мышц и нервов в исследуемых областях. Эта информация помогает специалистам подобрать подходящие по силе упражнения, направленные на разработку мышц, а также установить тот момент, когда нужно начать реабилитацию.

Исследования на спортсменах-легкоатлетах показали, что с помощью электромиографии возможно диагностировать субклиническую стадию перенапряжения опорно-двигательной системы, когда сам спортсмен еще не замечает никаких симптомов. Такие данные позволяют сохранить мышцы, связки и суставы от развития в них серьезных патологических процессов, приводящих к нарушению функции. Это вносит большой вклад в развитие карьеры каждого спортсмена без вреда для здоровья.

Как пройти обследование с помощью ЭМГ?

Исследование проводится во многих клиниках, так как не требует особых условий. Направление на ЭМГ чаще всего выписывают неврологи, ведь с большей частью заболеваний нервно-мышечной системы сталкиваются именно они. Стоимость процедуры зависит от объёма исследования и рейтинга клиники. Цена на электромиографию колеблется от 1000 до 6000 рублей.

Перед тем, как идти в коммерческую клинику, можно обратиться в Фонд обязательного медицинского страхования (ФОМС) и уточнить, входит ли электромиография в перечень медицинских услуг, оказываемых бесплатно.

• Электромиография является незаменимым помощником врачей многих специальностей на этапе диагностики и лечения.
• На сегодняшний день ЭМГ является достоверным источником информации, а расшифровка полученных данных может проводиться с помощью специальных программ.
• Исследование биопотенциалов нервно-мышечного аппарата является доступным, безболезненным и безвредным методом.
• Противопоказаний данный метод исследования практически не имеет.

Нейроинтерфейсы: как наука ставит людей на ноги

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В СМИ часто можно услышать о проектах, которые помогают парализованным людям взаимодействовать с окружающим миром. Но в этой статье мы поговорим о не менее интересной, но более обойдённой вниманием теме — о нейроинтерфейсах, помогающих людям с параличом конечностей восстанавливать самостоятельную двигательную активность.

Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021

Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Более 5 миллионов человек в мире страдают от разной формы параличей, основные причины которых — инсульт (34%) и повреждение спинного мозга (24%).

Инсульт в настоящее время является одной из основных причин инвалидизации населения. В России ежегодно регистрируется более 450 000 инсультов, и инвалидами становятся 70–80% выживших после инсульта, причём примерно 20–30% из них нуждаются в постоянном постороннем уходе.

За последние 70 лет количество больных с травмой спинного мозга возросло в 200 раз, и в России подобные повреждения ежегодно получают более 8 000 человек. Чаще всего это приводит к неспособности больного самостоятельно передвигаться и обеспечивать свои основные потребности. В результате использования инвалидной коляски уменьшается физическая активность, что провоцирует развитие ряда заболеваний: болезни сердца, остеопороз, пролежни. Поэтому идет активный поиск альтернативных методов восстановления способности двигаться. Одной из самых новых разработок в этом направлении является нейроинтерфейс.

Нейроинтерфейс (он же интерфейс «мозг-компьютер», ИМК) — система, позволяющая передавать сигналы мозга напрямую на внешнее устройство (это может быть инвалидная коляска, экзоскелет, компьютер и др.), фактически управлять «силой мысли» (рис. 1).

В «‎Биомолекуле» можно более подробно прочитать про историю развития нейрокомпьютерных технологий, а также про современный проект Neuralink Илона Маска [1], [2].

Методы регистрации сигналов мозга

Первое звено в схеме работы ИМК — это получение сигнала от мозга. Для этого используют следующие методы:

• электроэнцефалография (ЭЭГ), регистрирующая электрические сигналы мозга;
• магнитоэнцефалография (МЭГ), регистрирующая магнитные поля, возникающие вследствие электрической активности мозга;
• спектрометрия ближнего инфракрасного диапазона (БИКС), измеряющая насыщенность крови гемоглобином (чем активнее группа нейронов, тем больше она использует кислорода, переносимого оксигемоглобином);
• функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), основанная на измерении притока крови к разным областям мозга (чем активнее группа нейронов, тем бóльший приток крови к ней).

Сейчас в ИМК для получения информации об электрической активности мозга наиболее часто применяют ЭЭГ, так как она имеет высокое временное разрешение (электроды позволяют считывать немедленную активность отдельных участков мозга), относительно дешева, портативна и не представляет риска для пользователей. ИМК, основанные на ЭЭГ, состоят из набора сенсоров, улавливающих ЭЭГ-сигналы от различных областей мозга. Однако качество сигналов ЭЭГ ухудшается из-за того, что сигнал проходит через скальп, череп, а также множество других слоев, что создает шум.

Для уменьшения шума и улучшения качества записи прибегают к инвазивным способам — имплантированию внутрь черепа набора микроэлектродов [3]. Это подразумевает значительный риск для здоровья, из-за чего их редко задействуют в экспериментальной практике. В исследованиях ИМК существуют два инвазивных подхода: электрокортикография (ЭКоГ), при которой электроды располагаются на поверхности коры головного мозга, и интракортикальная запись нейронной активности — когда датчики имплантируют в кору (рис. 2). Такие решения в настоящее время применяют крайне редко, только в исключительных случаях: либо когда пациенту и так предстоит операция на мозге, либо когда это единственный шанс на возвращение возможности взаимодействовать с окружающим миром.

Сенсомоторный ритм и моторная кора

Как мы уже говорили, цель ИМК — улавливание намерения пользователя посредством регистрации его мозговой активности. При регистрации мозговой активности с помощью ЭЭГ мы получаем графическое изображение сложного колебательного электрического процесса, в котором можно выделить ряд определённых ритмов, которые отличаются между собой по амплитуде и частоте: альфа, бета, дельта, мю и другие. Сейчас нас интересует мю-ритм, так как именно на его основе работают нейроинтерфейсы, используемые в нейрореабилитации движений.

Мю-ритм, или сенсомоторный ритм (СМР), имеет частоту 8–13 Гц и регистрируется над моторной областью коры головного мозга, расположенной в задней части прецентральной извилины (рис. 3). Подавление мю-ритма происходит тогда, когда человек совершает какое-либо движение или воображает выполнение движения — это называется десинхронизацией, связанной с событием (event-related desynchronization, ERD). Это происходит потому, что нейроны, которые до этого возбуждались синхронно, приобретают индивидуальные, не похожие друг на друга паттерны возбуждения. При этом человек может тренироваться в воображении движений, и со временем подавление мю-ритма при этом становится всё более выраженным, что используют при обучении управлению ИМК.

Для моторной коры характерна топическая организация. Это значит, что каждому участку коры соответствует определённый участок тела, который она контролирует. На рисунке 3 изображен гомункулус Пенфилда, части тела которого пропорциональны зонам мозга, в которых они представлены. Как видно из рисунка, представительства верхних и нижних конечностей находятся достаточно далеко друг от друга, благодаря чему возможно раздельное распознавание нейроинтерфейсом воображения движений рук и ног.

Обратите внимание, что представительство нижних конечностей в моторной коре значительно меньше представительства верхних. Это легко объяснимо наличием мелкой моторики рук: мозгу нужно контролировать множество отдельных мышц пальцев. У ног же, наоборот, мало мышц, которыми нужно управлять, и они более крупные. К тому же видно, что представительство нижних конечностей попадает в межполушарную щель, что затрудняет распознавание сигналов ЭЭГ, генерируемых при воображении движений разных групп мышц ног. Поэтому использование ИМК для ног вызывает определённые сложности, и большинство существующих научных работ по нейрореабилитации с помощью ИМК посвящено именно верхним конечностям, так как с их воображением проще работать. В лаборатории физиологии движений Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, где работает автор, проводят исследования, направленные на изучение процессов реабилитации нижних конечностей, а также на возможность применения при этом чрескожной электростимуляции спинного мозга (ЧЭССМ) и специальных практик, помогающих увеличить эффективность управления ИМК [4].

Как эффективно воображать движения

Известны следующие особенности воображения движений, которые повышают его эффективность:

• Кинестетическое (с обращением внимания на ощущения от мышц и суставов) представление, а не зрительное [5];
• Представление от первого лица, а не от третьего [6];
• Воображение движений после реально осуществлённого действия [7];
• Использование обратной связи (когда человеку показывают, насколько хорошо он справляется с заданием) [8]. Высокую эффективность показала обратная связь в виде виртуальной реальности: при воображении движений ног аватар, которым управляет испытуемый, идет вперёд, а при прекращении воображения — останавливается. Задача испытуемого — идти вперёд и останавливаться в определенных точках виртуального пространства [9–12];
• Одновременный просмотр видео, в котором выполняется соответствующее движение, помогает усилить десинхронизацию мю-ритма за счет работы зеркальных нейронов[13];
• Применение медитативных практик, в частности, медитации осознанности (mindfulness meditation) [14].

Кроме того, нами было показано, что эффективность воображения движений зависит от личностных характеристик человека [15].

Для эксперимента было набрано 44 человека с ведущей правой рукой. Все они проходили тестирование по опроснику Кеттелла, который определяет 16 основных индивидуальных особенностей. Далее испытуемые управляли ИМК, основанном на воображении движений рук. Оказалось, что при воображении движений правой руки успешнее экспрессивные чувствительные экстраверты, а при воображении движений левой руки — практичные, сдержанные, скептичные и не очень общительные люди.

Мы предполагаем, что это можно объяснить разным уровнем содержания дофамина в правом и левом полушариях, а также разницей в способах кодирования информации о движениях [16]. Более подробно об этом можно прочитать в статье, опубликованной автором и коллегами в журнале «Доклады Академии наук» [15]. Знание личных психологических параметров пользователя ИМК может помочь в разработке индивидуальных тренингов и методов подготовки перед управлением нейроинтерфейсами.

Зачем же нужно воображение движений и работа с нейроинтерфейсами? Как это может помочь людям с нарушениями движений? Разберём эти вопросы на примере двух самых распространенных причин двигательных расстройств — инсульта и травмы спинного мозга.

Механизмы нейропластичности

При инсульте происходит острое нарушение кровоснабжения головного мозга (либо в результате закупоривания сосуда тромбом — ишемический инсульт, либо в результате кровоизлияния — геморрагический). Так как вместе с кровью к нейронам перестаёт поступать всё, что необходимо им для жизнедеятельности, участки мозга, где остановилось кровообращение, отмирают. И если это зоны, отвечающие за двигательную активность — например, моторная область коры, то у больного возникает гемипарез, снижение силы мышц одной стороны тела, или гемиплегия, полный паралич половины тела.

Восстановление двигательной функции осуществляется в основном за счет механизмов нейропластичности — способности мозга изменяться под действием опыта: устанавливать новые связи между нейронами, разрушать старые и ненужные, восстанавливать утраченные после повреждения. В данных процессах принимают участие не только нейроны, но и клетки нейроглии, а также сосудистая система [17]. Также изменяется активность синапсов и их количество [18]. Для активации данных механизмов в медицине применяется двигательная реабилитация. Однако у пациентов с параличом или высокой степенью пареза осуществление реальных движений невозможно, поэтому прибегают к тренировкам с ИМК, основанном на воображении движений. При представлении движений активируются те же зоны мозга, которые также участвуют в подготовке реального действия и в его совершении, вследствие чего такая нейрореабилитация становится реальной [19].

Благодаря таким реабилитационным тренировкам происходит перестройка нейронов вокруг повреждённой области: увеличивается объём серого вещества в двигательной зоне мозга, а соседние участки берут на себя утраченные функции [20]. Двигательные области неповреждённого полушария также участвуют в этом процессе.

Эффективность этих занятий может быть повышена за счёт использования биологической обратной связи — зрительной или тактильной — когда пациент видит на экране монитора, насколько хорошо он справляется с заданием (воображением движения конечности), или когда он чувствует вибрацию от специального прибора при успешном выполнении задачи.

Также существуют системы, дающие двигательную обратную связь: например, когда человек воображает движение правой ноги, приводя её в движение специальным механизмом. По такому принципу работает система «Биокин» (ООО «Косима»), разработанная под руководством Герасименко Ю.П. (Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН) (рис. 4) [21]. Она включает в себя обратную связь, функциональную электростимуляцию (ФЭС) и чрескожную электростимуляцию спинного мозга (ЧЭССМ), что делает её высокоэффективным инструментом в области нейрореабилитации нижних конечностей [22].

Такие системы позволяют замкнуть сенсомоторную петлю: от посылаемого мозгом эфферентного (исходящего) сигнала двигательной активности к афферентному (приходящему) сигналу о сенсорной обратной связи (рис. 5) [23].

Данный механизм реабилитации может объяснить концепция пластичности Хебба: при одновременной активации двух связанных друг с другом нейронов усиливается их синаптическое взаимодействие, что приводит к более надёжному контакту между ними (рис. 6). Если предположить, что передача сигнала от моторной коры головного мозга к мышцам конечностей была нарушена из-за инсульта или травмы, то одновременная активация сенсорной и моторной коры может усиливать ранее неактивные контакты между нейронами за счет пластичности и таким образом вести к восстановлению двигательной функции конечностей [24].

При восстановлении двигательной функции после травмы спинного мозга задействованы те же механизмы нейропластичности. При таком повреждении часть нервных волокон, в том числе двигательных, оказывается прервана, что вызывает паралич конечностей, а часть сохраняет свою целостность. Благодаря этому при проведении нейрореабилитации существует возможность активации процессов нейропластичности: неповреждённые волокна образуют синаптические связи с двигательными нейронами (мотонейронами), которые, в свою очередь, передают сигнал мышцам (рис. 7) [25].

Для увеличения эффективности нейрореабилитации при помощи ИМК часто дополнительно используют функциональную электростимуляцию мышц (ФЭС). Она обеспечивает сокращение мышцы в тот момент, когда пользователь воображает движение с участием этой мышцы (рис. 8) [26]. Это приводит к усилению нейропластичности по механизму Хебба: происходит одновременная активация моторных областей головного мозга, передающих сигнал мотонейронам спинного мозга, и чувствительных нейронов, активируемых сокращающейся под влиянием ФЭС мышцей, что замыкает сенсомоторную петлю.

Электростимуляция спинного мозга

В последние годы большую эффективность в нейрореабилитации после повреждения спинного мозга показала его электростимуляция (ЭССМ). Спинной мозг имеет два утолщения: в области шеи и поясницы, что соответствует месту выхода из них корешков двигательных нейронов верхних и нижних конечностей. В поясничном утолщении спинного мозга находятся специализированные нейронные сети, обеспечивающие автоматический процесс шагания (генераторы шагательных движений, ГШД). Иными словами, если наложить на твердую оболочку спинного мозга в месте поясничного утолщения электроды, подающие ток определенной амплитуды и частоты, можно вызвать непроизвольные шагательные движения даже у людей с параличом нижних конечностей [27]. Однако такой способ требует хирургического вмешательства, так что существует риск развития послеоперационных осложнений.

В настоящее время наиболее безопасной и безболезненной считается чрескожная электростимуляция спинного мозга (ЧЭССМ). На видео 1 (Edgerton Lab, University of California) можно видеть, как вызываются непроизвольные шагательные движения ног при облегченном положении больного, с подвешенными на рамах-качелях ногами [28].

Заключение

Современная наука в области нейрореабилитации стремительно развивается и достигает удивительных результатов — в буквальном смысле ставит на ноги людей, ранее прикованных к кровати или инвалидной коляске. Появляются новые, более эффективные способы регистрации сигналов мозга; использование ИМК дополняется использованием обратной связи, ФЭС и ЧЭССМ; углубляются знания о механизмах нейропластичности; проводятся масштабные исследования в области разработки техник нейрореабилитации. Однако остается проблема доступности данных методов. Они очень дорогостоящие и доступны только в определённых клиниках; далеко не каждый может себе их позволить. В нашей лаборатории ведётся разработка нейрореабилитационных систем, которые просты в применении и по цене доступны для закупок в государственных бюджетных больницах.

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю Бобровой Елене Вадимовне, заведующему лабораторией Герасименко Юрию Петровичу и безвременно покинувшему нас в прошлом году Александру Алексеевичу Фролову (01.11.1943–10.06.2020) — одному из ведущих российских исследователей в области ИМК.

Литература

1. Киборги сегодня: нейрокомпьютерные технологии становятся неотъемлемой частью нашей жизни;
2. Нейротехнологии Илона Маска;
3. Kai J. Miller, Dora Hermes, Nathan P. Staff. (2020). The current state of electrocorticography-based brain–computer interfaces. Neurosurgical Focus. 49, E2;
4. Е.В. Боброва, А. А. Фролов, В. В. Решетникова. (2017). МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ «ИНТЕРФЕЙС МОЗГ-КОМПЬЮТЕР» ЗДОРОВЫМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМИ И ПАЦИЕНТАМИ С НАРУШЕНИЯМИ ДВИЖЕНИЙ, «Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова». Журнал высшей нервной деятельности им И П Павлова. 377-393;
5. Christa Neuper, Reinhold Scherer, Miriam Reiner, Gert Pfurtscheller. (2005). Imagery of motor actions: Differential effects of kinesthetic and visual–motor mode of imagery in single-trial EEG. Cognitive Brain Research. 25, 668-677;
6. Britta Lorey, Matthias Bischoff, Sebastian Pilgramm, Rudolf Stark, Jörn Munzert, Karen Zentgraf. (2009). The embodied nature of motor imagery: the influence of posture and perspective. Exp Brain Res. 194, 233-243;
7. Corina Schuster, Roger Hilfiker, Oliver Amft, Anne Scheidhauer, Brian Andrews, et. al.. (2011). Best practice for motor imagery: a systematic literature review on motor imagery training elements in five different disciplines. BMC Med. 9;
8. Fabien Lotte, Florian Larrue, Christian Mühl. (2013). Flaws in current human training protocols for spontaneous Brain-Computer Interfaces: lessons learned from instructional design. Front. Hum. Neurosci.. 7;
9. Wang P.T., King C.E., Chui L.A., Nenadic Z., Do A.H. BCI controlled walking simulator for a BCI driven FES device. RESNA Annual Conference. Las Vegas, Nevada, 2010. P. 26–30.;
10. Christine E King, Po T Wang, Luis A Chui, An H Do, Zoran Nenadic. (2013). Operation of a brain-computer interface walking simulator for individuals with spinal cord injury. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 10, 77;
11. Christine E. King, Po T. Wang, Colin M. McCrimmon, Cathy C. Y. Chou, An H. Do, Zoran Nenadic. (2014). Brain-computer interface driven functional electrical stimulation system for overground walking in spinal cord injury participant. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society;
12. Christine E. King, Po T. Wang, Colin M. McCrimmon, Cathy CY Chou, An H. Do, Zoran Nenadic. (2015). The feasibility of a brain-computer interface functional electrical stimulation system for the restoration of overground walking after paraplegia. J NeuroEngineering Rehabil. 12;
13. Peter Boord, Ashley Craig, Yvonne Tran, Hung Nguyen. (2010). Discrimination of left and right leg motor imagery for brain–computer interfaces. Med Biol Eng Comput. 48, 343-350;
14. Babak Mahmoudi, Abbas Erfanian. (2006). Electro-encephalogram based brain–computer interface: improved performance by mental practice and concentration skills. Med Bio Eng Comput. 44, 959-969;
15. Е. В. Боброва, В. В. Решетникова, Е. А. Вершинина, А. А. Гришин, А. А. Фролов, Ю.П. Герасименко. (2020). МЕЖПОЛУШАРНАЯ АСИММЕТРИЯ И ЛИЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ МОЗГ-КОМПЬЮТЕРНОГО ИНТЕРФЕЙСА ПРИ ВООБРАЖЕНИИ ДВИЖЕНИЙ РУК. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 495, 558-561;
16. Дофаминовые болезни;
17. Почему помощники нейронов «ползают» и «прыгают»?;
18. Кадыков А.С., Черникова Л.А., Шахпаронова Н.В. Реабилитация неврологических больных. Москва: МЕДпресс-информ, 2014. — 564 с.;
19. Alberto Filgueiras, Erick Francisco Quintas Conde, Craig R. Hall. (2018). The neural basis of kinesthetic and visual imagery in sports: an ALE meta − analysis. Brain Imaging and Behavior. 12, 1513-1523;
20. Nagako Murase, Julie Duque, Riccardo Mazzocchio, Leonardo G. Cohen. (2004). Influence of interhemispheric interactions on motor function in chronic stroke. Ann Neurol.. 55, 400-409;
21. A. A. Grishin, T. R. Moshonkina, E. V. Bobrova, Yu. P. Gerasimenko. (2019). A Device for the Rehabilitation Therapy of Patients with Motor Pathology Using Mechanotherapy, Transcutaneous Electrical Stimulation of the Spinal Cord, and Biological Feedback. Biomed Eng. 53, 227-230;
22. Гришин А.А., Солопова И.А., Селионов В.А., Мошонкина Т.Р., Титова Е.Ю., Цветков Д.С., Герасименко Ю.П. Аппаратно-программный комплекс «Биокин» для реабилитации двигательных нарушений центрального генеза. Материалы VI Российской с международным участием конференции по управлению движением. Казань, 2016. С. 54.;
23. Camille Jeunet, Bertrand Glize, Aileen McGonigal, Jean-Marie Batail, Jean-Arthur Micoulaud-Franchi. (2019). Using EEG-based brain computer interface and neurofeedback targeting sensorimotor rhythms to improve motor skills: Theoretical background, applications and prospects. Neurophysiologie Clinique. 49, 125-136;
24. Timothy H. Murphy, Dale Corbett. (2009). Plasticity during stroke recovery: from synapse to behaviour. Nat Rev Neurosci. 10, 861-872;
25. Thomas H. Hutson, Simone Di Giovanni. (2019). The translational landscape in spinal cord injury: focus on neuroplasticity and regeneration. Nat Rev Neurol. 15, 732-745;
26. Aizan Masdar, B.S. K. K. Ibrahim, M. Mahadi Abdul Jamil. (2012). Development of wireless-based low-cost current controlled stimulator for patients with spinal cord injuries. 2012 IEEE-EMBS Conference on Biomedical Engineering and Sciences;
27. MILAN R. DIMITRIJEVIC, YURI GERASIMENKO, MICHAELA M. PINTER. (1998). Evidence for a Spinal Central Pattern Generator in Humansa. Annals NY Acad Sci. 860, 360-376;
28. Yury P. Gerasimenko, Daniel C. Lu, Morteza Modaber, Sharon Zdunowski, Parag Gad, et. al.. (2015). Noninvasive Reactivation of Motor Descending Control after Paralysis. Journal of Neurotrauma. 32, 1968-1980;
29. Герасименко Ю.П., Гришин А.А., Мошонкина Т.Р. Устройство для неинвазивной электрической стимуляции спинного мозга. Патент RU 2627359 C2. 2017.;
30. Гришин А.А., Боброва Е.В., Решетникова В.В., Мошонкина Т.Р., Герасименко Ю.П. Система детектирования фаз шагательного цикла и стимуляция спинного мозга как инструмент управления локомоцией человека. Медицинская техника, . 5 (323), 2020. С.10–14.;
31. Ana R. C. Donati, Solaiman Shokur, Edgard Morya, Debora S. F. Campos, Renan C. Moioli, et. al.. (2016). Long-Term Training with a Brain-Machine Interface-Based Gait Protocol Induces Partial Neurological Recovery in Paraplegic Patients. Sci Rep. 6;
32. Gregory M. Holmes, Emily N. Blanke. (2019). Gastrointestinal dysfunction after spinal cord injury. Experimental Neurology. 320, 113009;
33. Catherine A. O’Neill, Giovanni Monteleone, John T. McLaughlin, Ralf Paus. (2016). The gut-skin axis in health and disease: A paradigm with therapeutic implications. BioEssays. 38, 1167-1176.

Электронейромиография (ЭНМГ) — что это такое, как проводится?

Электронейромиография – проведение на разных участках ног Показания для проведения электронейромиографии Электронейромиография – процедура проверки нервов и мышц

Электронейромиография – это вид инструментальной диагностики, позволяющий оценить состояние мышц и нервных окончаний, их способность реагировать на раздражители. Метод используется для диагностики наследственных и приобретенных дегенеративных заболеваний мышечной ткани.

Описание метода

ЭНМГ нижних конечностей – что это такое и как проводится. Это диагностическая процедура, во время которой изучается способность мышечных и нервных волокон отвечать на раздражитель. Существует еще такой метод, как электромиография, изучающий только мышечные волокна. Однако практикующие врачи предпочитают проводить исследование не только мышц, но и нервов, чтобы оценить их взаимосвязь.

Нейромиография основывается на свойствах нервов и мышц:

• Способность нервных волокон воспринимать и проводить электрический импульс;
• Способность мышц сокращаться под воздействием этого импульса.

С помощью специального аппарата биоэлектрическая активность мышц, возникающая в ответ на раздражение нерва, переводится в графическое изображение. Его фиксирует компьютер или бумажная лента. При наличии какой-либо патологии в нервно-мышечной системе записываются соответствующие изменения.

Интересно!

Процедура может проводиться в любом возрасте, вне зависимости от пола.

Электронейромиография – процедура проверки нервов и мышц

Виды

Существует несколько разновидностей процедуры, отличающихся техникой исследования и получаемыми результатами:

• Игольчатая электронейромиография. Здесь используется тонкий электрод, имеющий форму иглы. Он вводится в мышечную ткань, раздражая ее током. Метод является наиболее эффективным, но сопровождается значительной болезненностью;
• Поверхностная электронейромиография. Электроды прикладываются к поверхности кожи, проводится оценка активности мышечной ткани без стимуляции нервной системы;
• Стимуляционная электронейромиография одного нерва. Схожа с поверхностной ЭНМГ, но включает электрическую стимуляцию глубоко расположенных нервных волокон;
• Комплексная электронейромиография. Сочетает несколько видов исследования.

Наиболее распространенной является стимуляционная электронейромиография нижних конечностей. Исследование может выявить патологию отдельно взятого нервно-мышечного комплекса. Суть методики заключается в раздражении отдельного нерва электрическим током. Затем измеряется скорость проведения импульса по этому нерву.

Показания

ЭНМГ нижних конечностей назначается при подозрении на следующие заболевания:

• Разные виды полинейропатии – диабетическая, алкогольная, посттравматическая;
• Травмы позвоночника, сопровождающиеся повреждением спинного мозга;
• Остеохондроз поясничного отдела;
• Вибрационная болезнь – профессиональная патология;
• Сирингомиелия – заболевание, сопровождающееся образованием полостей в белом веществе спинного мозга;
• Рассеянный склероз – разрушение миелиновой облочки нервных волокон спинного мозга;
• Протрузия или грыжа межпозвоночного диска;
• Болезнь Паркинсона.

Показания для проведения электронейромиографии

Методика оценивает состояние только периферических нервов. Врач рекомендует сделать ЭНМГ, если у человека наблюдаются нарушения чувствительной и двигательной функции конечностей. Поверхностная ЭНМГ рекомендуется для оценки состояния мышечной ткани после некоторых инфекционных заболеваний – столбняк, ботулизм, лептоспироз, клещевой энцефалит.

Процедуру проводят во многих крупных поликлиниках и стационарах. Проводится исследование мышц бесплатно и платно (по желанию пациента). Чтобы пройти бесплатное обследование, нужно записаться на него заранее, так как существуют большие очереди. Платное исследование мышц стоит в пределах 5-7 тысяч рублей. Цена электронейромиографии зависит от ее вида, уровня квалификации специалиста, региона проживания.

Подготовка к проведению

Специальной подготовки перед ЭНМГ-обследованием нижних конечностей не требуется. Рекомендуют воздержаться от приема препаратов с миорелаксирующим действием. За три часа до проведения ЭНМГ-исследования нервов нельзя курить и употреблять кофеинсодержащие напитки.

Следует учитывать избыточный вес у пациента. Выраженная подкожно-жировая клетчатка может искажать результаты исследования. Перед назначением игольчатой ЭНМГ необходимо уточнить состояние кровосвертывающей системы, чтобы избежать развития кровотечения.

Если процедура предстоит ребенку, необходимо объяснить ему, что исследование безболезненное, не занимает много времени.

Техника проведения

Электронейромиография нижних и верхних конечностей проводится в амбулаторных условиях. Длительность процедуры зависит от ее вида и составляет от 30 до 60 минут. Пациент должен находиться в положении лежа или сидя. Врач определяет точки приложения электродов, обрабатывает кожу в этих местах антисептиком. Затем электроды прикладываются к коже или вводятся в мышцу.

Электронейромиография выявляет повреждения следующих нервов нижних конечностей:

• Седалищный;
• Большеберцовый;
• Малоберцовый;
• Голеностопный.

Поверхностная ЭНМГ абсолютно безболезненна. Во время проведения игольчатой ЭНМГ человек может ощущать небольшой дискомфорт в виде жжения и покалывания. После завершения процедуры некоторое время ощущается легкая мышечная слабость.

Важно!

Перед проведением исследования необходимо согреть конечность с помощью любого источника тепла.

Электронейромиография – проведение на разных участках ног

Результат

Расшифровка ЭНМГ может проводиться только специалистом. Обычный человек увидит лишь ряд линий и волн. Они имеют свои обозначения:

• М-волна – суммарный потенциал мышц;
• Ф-волна – реакция, возникающая при повреждении спинного мозга;
• Н-рефлекс – нормальная реакция при раздражении большеберцового нерва.

Врач учитывает следующие показатели анализа:

• Наличие проведения импульса по нерву – при отсутствии этого компонента можно предполагать полное разрушение нервного волокна;
• Скорость проведения импульса от нерва к мышце – снижение скорости наблюдается при патологии миелиновой оболочки (рассеянный склероз);
• Интенсивность мышечного ответа – ее снижение говорит о повреждении двигательных нервов, повышение свидетельствует о патологии спинного мозга;
• Наличие самопроизвольных мышечных сокращений также говорит о повреждении спинного мозга.

Процедура является только диагностической, не оказывает никакого лечебного воздействия. Лечение назначает невролог, учитывая данные исследования, симптоматику и анамнез заболевания.

Противопоказания

Особых противопоказаний к проведению процедуры нет. Не рекомендуется делать ЭНМГ людям с психическими расстройствами, эпилепсией, низким болевым порогом, беременным женщинам.

Интересно!

Игольчатая ЭНМГ как самая инвазивная методика не проводится при наличии на ногах гнойничковых заболеваний, открытых ран, трофических язв.

Комплексная электронейромиография – метод функциональной диагностики, позволяющий дать оценку нервно-мышечному аппарату конечностей. Процедура используется в неврологии, травматологии, спортивной медицине.