Моторный ответ (М-ответ) – суммарный синхронный электрический потенциал мышцы, возникающий при одиночном электрическом раздражении двигательного или смешанного нерва.
Для гарантированной активизации всех функционирующих ДЕ исследуемой мышцы используется стандартизированная методика супрамаксимальной стимуляции нерва – повышение силы раздражения после достижения максимального М-ответа еще на 30 – 50%. Данная методика является базисной при регистрации и оценке М-ответа, определение скорости невральной проводимости возбуждения по двигательным волокнам.
Субмаксимальная стимуляция нерва вызывает М-ответ другой формы с меньшей амплитудой и длительностью. Величина пороговой стимуляции варьируется в небольших пределах в ависимости от характера наложения электродов, индивидуальных особенностей электрического сопротивления кожи, достаточной влажности марлевых подэлектродных прокладок.
Анализируются следующие параметры М-ответа: латентность, амплитуда, форма, длительность и площадь потенциала (см. рисунок).
Латентный период М-ответа: временной интервал между электрической стимуляцией нерва одиночным импульсом и началом М-ответ. Латентный период М-ответа определяется максимальной проводимостью возбуждения (распространяющийся потенциал действия) по нервным волокнам. Распространение возбуждения по волокну обеспечивает последовательное сочетание следующих процессов: деполяризация мембраны – выход натрия в волокно – деполяризация соседнего участка мембраны – вход в этом участке натрия и т.д.
Амплитуда М-ответа зависит от количества и синхронности вызванной активации двигательных единиц мышцы. Гибель части ДЕ, возникающая при развитии денервационного синдрома, приводит к снижению амплитуды М-ответа. Основное проявление денервационного синдрома мышцы – дегенерация концевой пластинки – зоны мышечного волокна, где сосредоточен весь холинергический аппарат того волокна. При этом появляются новые ацетилхолиновые рецепторы на всем протяжении мышечного волокна («растекание рецепторов») и в связи с этим повышается общая чувствительность к ацетилхолину всего волокна.
Депрессия вызванной активации ДЕ (функциональная асинхронность) при патологическом замедлении проводимости возбуждения по нервным волокнам также может приводить к снижению амплитуды М-ответа, однако в том случае площадь мышечного ответа не уменьшается и соответствует нормативным показателям.
Форма М-ответа отражает участие в мышечном ответе не только высокопроводящих, но и медленнопроводящих волокон. Электростимуляция, в отличие от асинхронного режима активации мышцы при произвольном движении, вызывает сравнительно синхронную активацию ДЕ с незначительной депрессией.
Первоначальное отклонение кривой М-ответа от нулевой линии при регистрации вызванного потенциала обусловлено невральной проводимостью по миелинизированным нервным волокнам, а конечный комплекс М-ответа – проведением импульсов по низкопроводящим (безмиелиновым) волокнам. При некоторых формах патологии в периферических нервах могут формироваться волокна с замедленной проводимостью, способные играть роль дополнительного источника синхронизации.
Для качественной оценки формы М-ответа различают фазы, псевдофазы и гребневидную зубчатость. При этом следует учитывать, что форма ответа зависит от места расположения отводящего активного электрода. Первично-негативная фаза М-ответа обусловлена установкой активного электрода в двигательной точке мышцы, где расположены концевые пластинки, являющиеся генератором развития негативного потенциала. Последующая позитивная фаза М-ответа обусловлена перемещением возникшего негативного потенциала от активного электрода к референтному. Первичный небольшой позитивный пик перед негативной фазой М-ответа обусловлен смещением активного электрода с двигательной точки в сторону сухожилия мышцы.
Псевдофазы (турны) М-ответа возникают вследствие запоздалой активации отдельных групп мышечных волокон. Псевдополифазная форма М-ответа регистрируется в норме при исследовании мышц, имеющих две головки и более (в этом случае форма и амплитуда псевдофаз постоянны и не зависят от удаленности точки стимуляции).
При патологии нейромоторного аппарата появляются дополнительные фазы (более трех) и псевдофазы (более двух) М-ответа, что отражает асинхронность активации мышечных волокон за счет нарушения невральной проводимости импульсов по отдельным аксонам. Сохранение формы полифазного или псевдополифазного М-ответа при стимуляции нерва на разных уровнях обусловлено нарушением невральной проводимости в дистальных участках аксонов.
Удлинение фазы и псевдофазы М-ответа при увеличении расстояния между стимулирующим и отводящим электродом свидетельствует о нарушении проводимости нервных волокон равномерно на всем их протяжении.
Регистрация дополнительной фазы или псевдополифазы обусловлена наличием достаточно большой группы ДЕ, которые активируются асинхронно по отношению к остальным двигательным единицам. Появление М-ответа с гребневидной зубчатостью обусловлено различной проводимостью по небольшим группам нервных волокон, что ведет к появлению незначительных псевдофаз на всем протяжении М-ответа. Равномерное снижение невральной проводимости преимущественно по медленно проводящим нервным волокнам приводит к формированию М-ответа увеличенной длительности с уменьшением амплитуды, но без изменения площади М-ответа.
Длительность М-ответа: время с момента отклонения кривой от нулевой линии до возврата к нулевой линии. Данный показатель формы М-ответа обусловлен неодновременной активацией двигательных единиц, что косвенно отражает весь диапазон невральной проводимости по конкретному нерву. Поэтому увеличение длительности М-ответа при нормальной скорости невральной проводимости свидетельствует о поражении медленнопроводящих волокон, а снижение скорости невральной проводимости при сохранности длительности М-ответа – быстропроводящих волокон.
Методика регистрации М-ответа
Для регистрации М-ответа необходимо правильно выбрать исследуемые мышцы, подобрать в соответствии с целями обследования отводящие электроды и точки отведения, определить точки и параметры стимуляции, а также условия регистрации.
Поскольку регистрация М-ответа проводится для анализа его параметров и определения скорости невральной проводимости (на основе оценки разности латентных периодов М-ответа с разных точек стимуляции), как правило, выбираются наиболее дистально расположенные мышцы, иннервируемые исследуемым нервом. Но при полиневропатиях необходимо исследовать не только дистальные, но и более проксимально расположенные мышцы.
Вызванные потенциалы с поверхностно расположенных мышц отводятся накожными электродами. Стимуляция пораженного нерва часто активирует близлежащие мышцы за счет затекания ститмуляционного тока на соседние интактные нервы из-за высокой интенсивности стимуляции. В этих случаях целесообразно использовать в качестве отводящих монополярные игольчатые электроды. Игольчатые электроды используют также для регистрации вызванной активности глубоко расположенных мышц. Однако использование игольчатых электродов в клинической практике ограничено из-за невозможности регистрировать потенциал всей мышцы.
Отводящий электрод в зависимости от типа (накожный или игольчатый) должен располагаться в двигательной точке мышцы, что позволяет зарегистрировать первично-негативную фазу М-ответа (критерий правильности нахождения отводящего электрода). Референтный электрод целесообразно располагать на сухожилии мышцы.
Выбор точек стимуляции нерва осуществляют перемещением стимуляционного электрода как вдоль, так и поперек нерва до появления максимальной амплитуды М-ответа при умеренной постоянной силе стимуляции. Катод считают активным электродом, так как нерв активируется под ним в большей степени. Анод целесообразно располагать проксимальнее катода, так как под анодом возбудимость нервных волокон снижается. Интенсивность стимуляции нерва для получения репрезентативных данных должна превышать максимальную на 30 – 50%. Максимальной же считается такая интенсивность стимуляции, при которой возбуждаются 100% нервных волокон, а дальнейшее увеличение интенсивности не вызывает прироста амплитуды М-ответа. Супрамаксимальная интенсивность стимуляции обеспечивает большую надежность активации всех нервных волокон. При различных поражениях нервных волокон чувствительность их току малой длительности снижается, поэтому для регистрации максимального М-ответа необходимо увеличивать не только силу тока, но и длительность раздражающего стимула.
Исследование следует проводить в отапливаемом помещении, так как низкая температура кожного покрова в месте отведения М-ответа (ниже 34°С) приводит к искажению параметров.
Параметры М-ответа в норме и при патологии
Основным патологическим паттерном М-ответа является снижение амплитуды, что обусловлено тремя различными причинами: 1. гибелью части периферических мотонейронов и связанных с ними двигательных единиц; 2. снижением возбудимости мотонейронов и/или аксонов; 3. нарушением невральной проводимости и соответствующим увеличением длительности М-ответа, что приводит к снижению амплитуды.
Снижение возбудимости мотонейронов и аксонов обусловлено нарушением их микроструктуры или обменных процессов; оно может быть обратимым или прогрессировать в зависимости от интенсивности и длительности воздействия повреждающих факторов. Нарушение возбудимости аксонов проявляется в первую очередь и бывает более выраженным в дистальных отделах нервов, потому стимуляция в проксимальной точке нерва вызывает М-ответ большей амплитуды, чем в дистальной точке. Поэтом при полиневропатиях необходима стимуляция импульсами большей длительности (0,5 – 1,0 мс).
Амплитуда М-ответа понижается при удалении точки стимуляции от мышцы, что связано с увеличением времени активации ДЕ. В норме при удалении точки проксимальной стимуляции на середину конечности это понижение не превышает 20% от амплитуды дистального М-ответа. Развитие частичного блока невральной проводимости возбуждения вследствие патологического фокального изменения мембраны нервного волокна приводит к значительному снижению амплитуды (более 20%) проксимального М-ответа по сравнению с дистальным.
Выделяют полный, частичный и возможный частичный блок проведения. При полном блоке проведения возбуждения по периферическим нервам М-ответ с проксимальной точки не вызывается. При частичном блоке проведения проксимальный М-ответ составляет менее 80% от дистального, а длительность проксимального ответа не более чем на 15% превышает длительность дистального М-ответа. Возможный частичный блок поведения проявляется снижением амплитуды проксимального М-ответа менее 80% от дистального с длительностью более 15%.
таблица: нормальные значения М-ответа – среднее с отклонением равным 2,5 (Clouston P.D., 1994):
параметры дистального М-ответа
срединный нерв
локтевой нерв
большеберцовый нерв
малоберцовый нерв
амплитуда, мВ
> 5,1
> 5,9
> 2,1
> 2,3
терминальная латентность, мс
< 4,2
< 3,4
< 7,2
< 5,9
длительность, мс
< 7,6
< 8,0
< 8,0
< 8,5
площадь, мВ х мс
> 13,9
> 18,3
> 4,0
> 6,8
число турнов
2
4
4
2
снижение амплитуды проксимального М-ответа по сравнению с дистальным, %
< 16
< 17
< 40
< 20
увеличение длительности проксимального М-ответа по сравнению с дистальным, %
< 18
< 17
< 47
< 31
уменьшение площади проксимального М-ответа по сравнению с дистальным, %
< 17
< 17
< 39
< 15
локализация дистальной точки стимуляции
кисть
кисть
лодыжка
лодыжка
локализация проксимальной точки стимуляции
локоть
ниже локтя
подколенная ямка
головка малоберцовой кости
Площадь М-ответа измеряется произведением амплитуды, выраженной в мВ, и длительности ответа, выраженной в мс (мВ х мс). Измерение площади М-ответа проводится под всей кривой или только под первой негативной фазой (см. рисунок). Измерение площади М-ответа поводится при высокочастотной стимуляции для исключения феномена псевдофасцикуляции и выявления блока проведения импульса по нервным волокнам при демиелинизации преимущественно медленно проводящих нервных волокон. Сопоставление площади и амплитуды М-ответа позволяет выявить значительную асинхронность активации ДЕ, при которой уменьшение площади проксимального М-ответа будет оставаться в пределах допустимой нормы, а амплитуда проксимального М-ответа значительно снизится при увеличении его длительности.
Измерение длительности М-ответа поводится при регистрации с чувствительностью 200 – 500 мкВ/дел. и скоростью развертки 1 – 2 мс/дел. по первично-позитивной фазе. Высокая чувствительность позволяет довольно точно определить начальную точку отклонения изолинии, а высокая скорость развертки – избежать технической погрешности в измерении расстояния между началом и окончанием позитивной. Определение длительности полифазного М-ответа осуществляется от начала позитивной фазы до пересечения нулевой линии последней негативной фазы.
Длительность М-ответа - довольно вариабельный показатель, особенно при исследовании периферических нервов на разных уровнях, поэтому его целесообразно измерять на вызванных потенциалах, полученных при стимуляции нервов в дистальной точке. При этом моторный ответ на раздражение носит характер фазического движения за счет сокращения быстрых «белых» мышц, регулируемого альфа-большими мотонейронами. Для большинства мышц кисти и стопы длительность М-ответа в норме составляет 4 – 7 мс (см. таблицу).
Патологические паттерны длительности М-ответа зависят о характера поражения периферического мотонейрона. Поражения приводящие к нарушению возбудимости мотонейронов, ведут к уменьшению длительности М-ответа. Поражения периферической нервной системы, характеризующиеся нарушением аксональной проводимости, приводят к повышению длительности моторного вызванного потенциала.
Латентность М-ответа измеряется также при чувствительности 200 – 500 мкВ/дел. и скорости развертки 1 – 2 мс/дел. Для клинических исследований используется терминальная латентность, т.е. латентность М-ответа, полученного при стимуляции нерва в дистальной точке. Латентности М-ответов, вызванных стимуляцией проксимальных точек периферических нервов, используются для расчета скоростей невральной проводимости возбуждения. Сравнительный анализ абсолютных значений терминальной латентности при повторных исследованиях осуществляется путем стандартизации регистрации М-ответа, что позволяет сохранить постоянное расстояние между отводящим и стимулирующим электродом.
Для этого используют два подхода. В первом случае, вене зависимости от особенностей хода нервных волокон, точку стимуляции удаляют от отводящего электрода, обычно на 6 – 8 см. Второй подход основан на стандартизации расположения точек стимуляции относительно анатомических образований соответствующего сегмента конечности. Так, при исследовании срединного нерва дистальная точка стимуляции по Kimura (1989) локализуется на запястье между сухожилиями лучевого сгибателя запястья (m. flexor carpi radialis) и длинной ладонной мышцы (m. palmaris longus) на 3 см проксимальнее дистальной складки запястья.
Расстояние между отводящим и стимулирующим электродами используется также для расчета показателей резидуальной (остаточной) латентности по формуле:
РЛ х ТЛ (мс) – S (мм) / СПИ макс. (мм/мс),
где РЛ – резидуальная латентность, ТЛ – терминальная латентность, S – расстояние между катодом стимулирующего электрода и активным отводящим электродом, СПИ – скорость проведения импульса на предшествующем дистальном участке нерва.
Резидуальная латентность условно включает время синаптической задержки (около 1 мс), время проведения возбуждения по немиелинизированным терминалям аксона, где СПИ значительно снижена, время проведения возбуждения по мембране мышечного волокна (1 – 5 м/с). Резидуальная латентность, в отличие от терминальной, не зависит от длины сегмента конечности и соответственно от роста испытуемого. В норме резидуальная латентность нейромоторного аппарата не превышает 2,5 мс.
Патологические паттерны М-ответа
Поскольку вызванные потенциалы мышц регистрируются в пределах нейромоторного аппарата, при надсегментарных поражениях нервной системы любого происхождения параметры М-ответа остаются в нормальных границах, пока не сформируются вторичные дегенеративно-дистрофические изменения периферического мотонейрона на разных уровнях (тело клетки, аксон, терминали). Поражение тел мотонейронов при переднероговых патологических процессах и аксонов при заболеваниях и травмах периферических нервов приводит к снижению амплитуды и длительности М-ответа с характерным нарушением его формы.
Нарушения аксональной проводимости возбуждения в дистальных отделах периферических нервов, возникающее при инфекционно-аллергических и метаболических полиневропатиях, проявляется повышением терминальной и резидуальной латентности, длительности дистального М-ответа, уменьшением амплитуды М-ответа за счет временной дисперсии прохождения импульсов по всем нервным волокнам, входящим в состав нервного ствола.
Снижение аксональной проводимости возбуждения преимущественно в проксимальных отделах периферических нервов конечностей приводит к уменьшению амплитуды М-ответа при проксимальной стимуляции по сравнению с дистальной стимуляцией.
таблица: патологические параметры М-ответа
параметры М-ответа
тип патологии: передние рога + аксональный тип поражения нервов
тип патологии: понижение возбудимости аксонов
тип патологии: демиелинизация дистальных отделов нервов
тип патологии: демиелинизация проксимальных отделов нервов
амплитуда дистального ответа
N или
N
терминальная латентность
N
N
N
длительность дистального ответа
N или
N
N
фазность дистального ответа
N
N
норма или
N
амплитуда проксимального ответа
N
N или
латентность проксимального ответа
N
N
длительность проксимального ответа
N или
N
фазность проксимального ответа
N
N
N или
примечание: N – норма, - снижение, - повышение.
Аксональные поражения возникают при вертеброгенных радикулопатиях, травматических невропатиях и плексопатиях, инфекционно-аллергических и метаболических полиневропатиях. Понижение возбудимости аксонов может наблюдаться при патологии тел мотонейронов и аксонов, например, при миелополирадикулоневритах.
Демиелинизация нервных волокон как в проксимальных, так и в дистальных отделах периферических нервов возникает при различных демиелинизирующих заболеваниях нервной системы. Острые, подострые и хронические воспалительные демиелинизирующие полиневропатии сопровождаются формированием многочисленных блоков невральной проводимости и проявляются значительным снижением амплитуды проксимального М-ответа, увеличением латентности, длительности и фазности М-ответа.
Определение скорости невральной проводимости возбуждения по моторным и сенсорным волокнам
Определение скорости невральной проводимости возбуждения, или СПИ, осуществляется отдельно для двигательных, чувствительных, вегетативных волокон на основе показателей латентности двух М-ответов или двух вызванных потенциалов нервов: расстояние между двумя точками стимуляции нерва делится на разность латентностей соответствующих потенциалов.
расчет СПИ проводится по формуле:
V = S / (T2 – T1) = S / (t2 + tc + tm) = S / (t2 + tc + tm – t1 + tc + tm) = S / (t2 – t1) [м/с],
где S – расстояние между стимулирующими электродами; T2 – латентный период М-ответа при стимуляции в проксимальной точке; T1 – латентный период М-ответа при стимуляции в дистальной точке; t2 – время прохождения импульса по нервному волокну от проксимальной точки стимуляции до нервно-мышечного синапса; t1 - время прохождения импульса по нервному волокну от дистальной точки стимуляции до нервно-мышечного синапса; tc – время синаптической задержки; tm – время электрической активации мышцы.
Использование двух точек стимуляции нерва позволяет вычислить СПИ только по длинным нервам, проводимость по коротким нервным стволам оценивают по терминальной латентности с соблюдением постоянства расстояния между стимулирующим и отводящим электродами (см. рисунок).
Методика измерения скорости проведения импульса по моторным волокнам нервов
Методика базируется на регистрации М-ответа. Для вычисления СПИ важно точно измерить латентность М-ответов и расстояние между точками стимуляции, так как даже незначительные погрешности в измерении могут привести к значительному искажению СПИ. Для измерения латентности регистрация М-ответов должна проводиться на чувствительности 0,2 – 0,5 мВ/дел. (на высокой чувствительности это отклонение заметно раньше).
Стимулирующий электрод необходимо располагать вдоль нерва так, что бы катод был ближе к отводящему электроду. Расстояние между стимулирующим и отводящим электродами следует измерять от катода до активного отводящего электрода. В связи с этим важно учитывать полярность пластин стимулирующего электрода и, в случае необходимости, корректировать ее переключателем полярности на приборе.
Стимуляция нерва в дистальной точке моет приводить к деформации нулевой линии артефактом раздражения, что часто затрудняет определение истинного начала М-ответа и соответственно искажает величину латентного периода.
Использование монополярных игольчатых электродов для стимуляции нервного ствола и регистрации М-ответа ограничено ввиду трудности достижения идентичной формы М-ответа при стимуляции нерва на разных уровнях (стимуляция игольчатым электродом может активировать только часть нервных волокон, прилежащих к игле).
Определение СПИ по сенсорным волокнам периферических нервов осуществляется по вышеприведенной формуле. Исследование можно проводить путем электростимуляции в двух точках нервного ствола или даже одной точки; в этом случае СПИ по сенсорному нерву определяется путем деления расстояния между точкой стимуляции и точкой отведения потенциала на латентность сенсорного потенциала (см. рисунок). Латентный период вызванного потенциала сенсорного нервного волокна определяется только временем прохождения импульса по волокну. Амплитуда вызванного потенциала сенсорного нервного волокна на три порядка меньше, чем амплитуда М-ответа, и составляет 10 – 60 мкВ, причем амплитуда сенсорного потенциала, в противоположность М-ответу, значительно уменьшается при увеличении расстояния от точки стимуляции до точки отведения, что связано с так называемым эффектом нейтрализации фаз (phase cancellation).
Сенсорные волокна различаются по строению, а, следовательно, и по СПИ. Наибольшую скорость невральной проводимости возбуждения (70 – 120 м/с) имеют толстые миелинизированные волокна, проводящие импульсы от нервно-мышечных веретен; безмякотные (болевые, температурные) волокна проводят импульсы со скоростью 0,2 – 2 м/с. Поэтому миелинопатии чувствительных нервных волокон приводят к снижению СПИ, поражение тела или осевого цилндра аксона унеиполярного чувствительного нейрона приводит к сижению амплитуды сенсорного потенциала. Хотя в ряде случаев наблюдается расхождение клинического симптомокомплекса (сенсорный дефицит) и данных ЭНМГ (показатели СПИ и амплитуда сенсорного ответа могут быть в норме), что связано с поражением преганглионарной части аксона псевдоуниполярного нейрона, то есть заднего корешка спинного мозга между спинным мозгом и межпозвонковым ганглием. В данном случае сохранность тела нейрона и периферического аксона, формирующего периферический нерв, обеспечивает нормальные показатели СПИ и величины сенсорного ответа.
Методика измерения скорости проведения импульса по сенсорным волокнам нервов
Регистрация сенсорных вызванных потенциалов осуществляется на высокой чувствительности (2 – 20 мкВ\дел.) в связи с низкой амплитудой ответов (1 – 60 мкВ) с использованием развертки большой скорости (1 – 2 мс/дел.) Часто при низкоамплитудных ответах обосновано применение режима усреднения (8 – 10 усреднений) для выделения сигнала из шума.
При измерении сенсорной СПИ по смешанным нервам используют либо изолированную стимуляцию пальцев кисти и стопы кольцевыми электродами в режиме антидромной регистрации, либо регистрацию вызванных потенциалов кольцевыми электродами с пальцев в режиме ортодромной регистрации. При антидромной регистрации правильность установления отводящих электродов целесообразно проверять путем стимуляции нерва в этих точках и корректировать их местоположение по амплитуде М-ответа.
Сила тока стимулирующего импульса при регистрации сенсорного потенциала, как правило, составляет 10 – 20 мА, то есть значительно меньше, чем при исследовании моторной СПИ. Повышение силы тока часто приводит к появлению высокоамплитудного М-ответа, который деформирует сенсорный вызванный потенциал. Активный отводящий электрод целесообразно ориентировать в сторону стимулирующего, что проявляется первично негативным пиком (в ряде случаев перед негативным пиком наблюдается небольшой позитивный пик).
Амплитуда сенсорного потенциала измеряется от первично позитивного пика или нулевой линии (если отсутствует первично позитивный пик) до негативного пика. Латентность сенсорного потенциала измеряется от артефакта до первичного позитивного пика или до начала отклонения от нулевой линии (если нет первично позитивного пика). Так называемый сенсорный потенциал отличается сравнительно низкой амплитудой, для окончательного суждения о его снижении или отсутствии на пораженной конечности необходимо исследовать симметричный нерв.
Таким образом, измерение СПИ по моторным волокнам основано на регистрации центробежных сигналов, а по сенсорным волокнам – на основе регистрации центробежных и центростремительных (антидромная стимуляция) импульсов, причем показатели СПИ по сенсорным волокнам не зависят от метода регистрации, но антидромная методика симуляции переносится легче и поэтому предпочтительнее в клинической практике.
Источник: руководство для врачей "Заболевания и травмы периферической нервной системы (обобщение клинического и экспериментального опыта)" М.М. Одинак, С.А. Живолупов; Санкт-Петербург, изд. "СпецЛит", 2009.