Электродиагностика - механизм действия, методики проведения
Электродиагностика - применение электрического тока с целью определения состояния и функциональных возможностей тех или иных органов и систем в зависимости от их реакции при различных параметрах воздействия.
Наиболее изученной и применяемой на практике является электродиагностика чувствительных нервов в стоматологии для определения сохранности пульпы зуба, а также двигательных нервов и мышц для выявления их состояния и определения характера лечебных воздействий.
Для электродиагностики и электростимуляции используют отдельные импульсы постоянного тока различной длительности при силе его до 30 мА при прямоугольной, треугольной и экспоненциальной формах. Применяют серии таких импульсов с различными частотами до 100 Гц, а также СМТ с несущими частотами 2-5 кГц при модуляции их низкочастотными токами от 10 до 150 Гц.
Механизм действия
Электрический ток, проходя через ткани, вызывает в них перераспределение ионов тканевых электролитов, наиболее четко выраженное у клеточных оболочек и других полупроницаемых мембран. Такое перераспределение ионов изменяет обычный биохимизм тканей, повышает интенсивность обменных процессов в них, ведет к повышению возбудимости у катода и понижению ее у анода. При плавном увеличении действующего тока повышение концентрации ионов у клеточных мембран не достигает слишком большой величины, так как процессу накопления противодействует процесс диффузии их через полупроницаемую мембрану. При внезапном включении тока концентрация ионов у оболочек клеток в течение короткого времени становится очень большой, что ведет к значительному изменению дисперсности белков клетки и к ее сильному возбуждению.
Если такой процесс происходит в двигательном нерве или в мышечной клетке, то наступает сокращение мышцы. Если возбуждается поперечнополосатая мышца, то ее сокращение носит очень быстрый (молниеносный) характер со сразу же наступающим расслаблением, несмотря на продолжающееся действие тока. Двигательное возбуждение клетки сопровождается; повышением проницаемости клеточной оболочки и выравниванием концентрации соответствующих ионов внутри и вне клетки. В момент выключения тока происходит такое же быстрое но меньшее по интенсивности сокращение.
В результате изучения закономерностей двигательного возбуждения при действии прерывистого тока было установлено, что для получения двигательного возбуждения необходима какая-то минимальная сила тока или его напряжения, которые названы пороговой (реобазой). Была установлена также зависимость возбуждающего действия тока от его полюсов. В частности, выявлено, что при наименьшей силе тока сокращение вызывается только при замыкании тока на катоде. Дальнейшее увеличение силы тока ведет к появлению сокращения мышц и при замыкании на аноде. При такой же или несколько большей силе тока вызывается сокращение и при размыкании тока на аноде. Только дальнейшее увеличение силы тока ведет к появлению двигательного возбуждения при размыкании на катоде. Однако для этого требуется такая большая интенсивность тока, при которой замыкание на катоде вызывает тетанус, т. е. длительно удерживающееся сокращение. Если описанную закономерность выразить через интенсивность сокращения, то получится известная формула КЗС>АЗС>АРС>КРС, где КЗС — сокращение мышцы при замыкании на катоде, АЗС — сокращение мышцы при замыкании на аноде, АРС — сокращение мышцы при размыкании на аноде, КРС — сокращение мышцы при размыкании на катоде. Если одиночные раздражения токов наносить с достаточно большой частотой (свыше 20 в 1 с), то мышца, не успев расслабиться после воздействия предыдущего импульса, будет подвергаться влиянию последующих импульсов, не позволяющих ей расслабиться.
В результате суммации нервно-мышечным аппаратом отдельных возбуждений создается непрерывное, так называемое тетаническое сокращение. Перечисленные реакции на действие импульсных токов на двигательный нерв или иннервируемую им мышцу (быстрое сокращение мышцы при замыкании тока, более выраженное возбуждение током с отрицательного полюса и способность нервно-мышечного аппарата суммировать часто следующие короткие возбуждения в тетаническое сокращение) легли в основу классической электродиагностики. При заболеваниях и повреждениях двигательных нервов или клеток и ядер серого вещества центральной нервной системы описанные выше реакции на действие токов изменяются. При этом различают количественные и качественно-количественные изменения электровозбудимости.
При количественных изменениях характер описанных реакций на одиночные замыкания тока и на серию часто следующих импульсов не изменяется. В зависимости от вида заболевания электровозбудимость может повышаться или понижаться. Весьма характерными при этом являются одновременные равномерные изменения возбудимости и мышцы и иннервирующего ее нерва. Повышение электровозбудимости может иметь место при тетании, спазмофилии, свежих спастических парезах, писчем спазме, истинных мышечных гипертрофиях. Понижение электровозбудимости может иметь место при атрофии мышц, сопровождающейся уменьшением мышечной массы, при миопатических формах прогрессивной мышечной атрофии, при атрофиях, вызванных длительной иммобилизацией конечности, при заболевании суставов и травмах, церебральном детском параличе, при легком течении невритов различного происхождения. При качественно-количественном изменении электровозбудимости, соответствующем реакции перерождении нерва, имеют место более многообразные и неодинаковые отклонения от нормы электровозбудимоети нерва и иннервируемой им мышцы. В частности, электровозбудимость нерва по сравнению с мышцами падает значительно быстрее. В то время как возбудимость мышцы на действие тетанизирующего тока падает, возбудимость ее на гальванический ток временно повышается. Сокращение мышц меняет свой характер. Вследствие поражения двигательного нерва происходят следующие изменения электровозбудимости.
В нерве после кратковременного повышения электровозбудимости со 2-3-го дня начинается ее равномерное угасание на оба вида тока. При частичном повреждении нерва на 8-12-й день, а при полном разрыве на 4-5-й день возбудимость на оба вида тока прекращается полностью. Характер сокращений и формула полярности электровозбудимости не меняется.
Возбудимость мышцы в первые дни на оба тока понижается более или менее параллельно падению возбудимости в нерве. Затем возбудимость на тетанизирующий ток угасает одновременно с прекращением ее в нерве. Возбудимость же на одиночные импульсы гальванического тока с этого времени резко возрастает, держась на высоком уровне в течение длительного времени (иногда месяцами). Затем она постепенно падает до полного угасания. Одновременно с повышением электровозбудимости мышцы изменяется характер ее сокращения. Из быстрого (молниеносного) и энергичного оно превращается в медленное, вялое, так называемое червеобразное. Постепенно изменяется полярная формула — мышца лучше возбуждается при действии током с анода, хотя такие изменения происходят далека не всегда.
Описанные выше изменения электровозбудимости характерны для полной реакции перерождения нерва.
При так называемой частичной реакции перерождения, когда нет полного анатомического или функционального перерыва нерва, могут определяться не все перечисленные признаки. При этом единственным постоянным критерием реакции перерождения, а следовательно, качественного изменения электровозбудимости является вялое (червеобразное) сокращение при воздействии одиночными импульсами постоянного (гальванического) тока. Наличие быстрого сокращения в ответ на действие одиночных импульсов гальванического тока свидетельствует об отсутствии реакции перерождения. Об ее отсутствии свидетельствует также наличие тетанического сокращения при действии часто следующих импульсов тока. Извращение полярной формулы сокращения является только дополнительным тестом, который не всегда имеет место при реакции перерождения, а иногда наблюдается и у здоровых лиц.
Реакция перерождения развивается только в результате более или менее глубокого перерождения двигательных нервов или клеток и ядер серого вещества центральной нервной системы (при невритах, при спинномозговых процессах, сопровождающихся поражением передних рогов н клеточных элементов, при полиомиелите, бо- ковом амиотрофическом склерозе, гликоматозе, гематомиелии, опухолях спинного мозга, при некоторых формах бульбарных параличей, при ядерных параличах лицевого нерва).
При регенерации нерва постепенно восстанавливается и электровозбудимость. Восстановление ее происходит в том же порядке, что и угасание: раньше восстанавливается электровозбудимость нерва, а затем мышцы. При этом произвольные движения мышцы восстанавливаются значительно раньше, чем электровозбудимость. Электродиагностически определяемая реакция перерождения может удерживаться еще в течение нескольких лет после восстановления движений. Перечисленные изменения электровозбудимости и их динамика и определяются при классической электродиагностике.
Таким образом, суть классической электродиагностики заключается в исследовании реакций двигательных нервов и мышц на воздействие прерывистым гальваническим и тетанизирующим токами. Вместо последнего раньше использовался ток, получаемый от индукционной катушки, изобретенной М. Фарадеем и называвшийся фарадическим. С появлением электронной техники его заменили аналогичным по действию, но постоянным импульсным током с длительностью импульсов 1 мс и частотой их 100 в 1 с. Этот ток измеряют с помощью приборов в мА. В некоторых странах его называют неофарадическим, в СССР — тетанизирующим.
Методики проведения
Методики проведения классической электродиагностики несложны, но требуют определенного навыка. При этой диагностике наряду с характером сокращения определяется сила тока, которая вызывает пороговые, т. е. еле уловимые минимальные сокращения мышц. Поэтому прежде всего необходимо обеспечить полное расслабление мышц исследуемой области. Достигается оно при исследовании мышц туловища и ног положением больного лежа на кушетке. При исследовании мимической мускулатуры и мелких мышц рук больного можно располагать сидя. Должно быть обеспечено хорошее прямое освещение изучаемой области. Удобное положение без напряжения мышц должно быть обеспечено не только для исследуемого, но и для врача, проводящего электродиагностику. При неудобном положении, приводящем к напряжению и усталости руки, непроизвольные движения ее могут передаться через электрод к области исследования, что может создать впечатление двигательной реакции.
В зимнее время, если больной пришел с холода, необходимо, чтобы он согрелся, и особое внимание следует уделить прогреванию участка тела, подлежащего исследованию. Это можно сделать с помощью лампы «Соллюкс» или тепловой ванночки. В противном случае могут быть получены неточные данные, в частности вялые медленные реакции сокращения со здоровых мышц, или не получены реакции сокращающихся мышц. Расположение врача, больного и источника тока должно быть таким, чтобы врач в правой руке мог держать диагностический электрод, а левой — регулировать параметры тока. Аппарат должен быть установлен так, чтобы врач мог одновременно наблюдать за исследуемыми мышцами и шкалой прибора. Для записи результатов электродиагностики, если она проводится довольно часто, необходимо иметь специальные бланки. Для электродиагностики применяют два разновеликих электрода.
Один (около 1 см в диаметре) помещают на «двигательной» точке — месте наибольшей электровозбудимости нерва (наиболее поверхностное расположение его) или мышцы (место разветвления нерва на мелкие веточки). Примерное расположение двигательных точек изображено на рис. 29, 30, 31, 32 и представлено наряду с обозначением функции в табл. 19. Необходимо обращать внимание на то, чтобы гидрофильная прокладка имела толщину не менее 1 см. Диагностический электрод обычно выполняется вместе с ручкой, на которой имеется кнопка для включения тока. Второй электрод обычной прямоугольной формы с гидрофильной прокладкой фиксируют по средней линии тела, лучше над сегментом спинного мозга, соответствующим исследуемой мышце. Расположение по средней линии тела выбирается для того, чтобы можно было сравнить показатели больной стороны и здоровой. Это необходимо в связи с большими индивидуальными колебаниями пороговых значений тока для одних и тех же нервов или мышц.
Рис. 29. Двигательные точки на лице и шее. 1, 2, 3 и 4 — лицевой нерв и его ветви, образующие околоушное сплетение; 5 — височный ветви; 6 — лобное брюшко затылочно-лобное мышцы; 7 — мышца, сморщивающая бровь; 8 — круговая мышца глаза, вековая часть; 9 - круговая мышца глаза, глазничная часть; 10 - височно-теменная мышца; 11 — носовая мышца; 12 — мышца, поднимающая угол рта; 13 - большая скуловая мышца; 14 — круговая мышца рта, краевая часть (верхняя); 15 — круговая мышца рта, краевая часть (нижняя); 16 - жевательная мышца; 17 — подбородочная мышца; 18 — краевая ветвь лицевого нерва нижней челюсти; 19 — подкожная мышца шеи; 20 - грудино-ключично-сосцевидная мышца; 21 - диафрагмальный нерв; 22 — задний ушной нерв; 23 — добавочный нерв; 24 - ременная мышца головы; 25 — грудино-подъязычная мышца; 26 — лопаточно-подъязычная мышца.
Рис. 30. Двигательные точки на туловище (передняя и задняя поверхности). 1 — грудино-ключично-сосцевидная мышца; 2 — дельтовидная мышца; 3 — большая грудная мышца; 4— передняя зубчатая мышца; 5 — двуглавая мышца плеча; 6 — прямая мышца живота; 7 — бедренный нерв; 8 — мышца, поднимающая лопатку; 9 — трапециевидная мышца; 10 — подостная мышца; 11 — малая круглая мышца; 12 — большая круглая мышца; 13 — широчайшая мышца спины; 14 — мышца, выпрямляющая позвоночник; 15 — средняя ягодичная мышца; 16 — большая ягодичная мышца; 17 — седалищный нерв; 18 — бедренный нерв.
Рис. 31. Двигательные точки на руке (передневнутренняя и задненаружная поверхности). 1 — трехглавая мышца (длинная головка); 2 —трехглавая мышца плеча (наружная головка); 3 — лучевой нерв; 4 - локтевой нерв; 5 - срединный нерв; 6 - двуглавая мышца плеча; 7 — дельтовидная мышца,
8 — плечелучевая мышца; лучевой сгибатель запястья; 10 — поверхностный сгибатель пальцев; 11 — длинный сгибатель большого пальца кисти; 12 —*глубокий сгибатель пальцев; 13 — локтевой сгибатель запястья; 14 — локтевой нерв; 15 - срединный нерв; 16 — коротка» ладонная мышца; 17 — мышца, отводящая мизинец; 18 — короткий сгибатель мизинца; 19 - червеобразные и ладонные межкостные мышцы; 20 — мышца» приводящая большой палец кисти; 21 — короткий сгибатель большого пальца; 22 — мышца, противопоставляющая большой палец кисти; 23 — короткая мышца, отводящая большой палец кисти; 24 — тыльные межкостные мышцы; 25 — длинный и короткий разгибатели большого пальца кисти; 26 — длинная мышца, отводящая большой палец кисти; 27 — разгибатель указательного пальца; 28 — разгибатель пальцев; 29 — короткий лучевой разгибатель запястья; 30 — длинный лучевой разгибатель запястья; 31 — локтевое разгибатель запястья; 32 - супинатор.
Рис. 32. Двигательные точки на ноге (передневнутренняя, боковая и задняя поверхности). 1 — бедренный нерв; 2 — запирательный нерв; 3 — длинная приводящая мышца; 4 — тонкая мышца; 5—большая приводящая мышца; 6 — портняжная мышца; 7 — четырехглавая мышца бедра; 8 — напрягатель широкой фасции; 9 — прямая мышца бедра; 10 — медиальная широкая мышца бедра; 11 — латеральная широкая мышца бедра; 12 — длинная малоберцовая мышца; 13 — передняя большеберцовая мышца: 14 — длинный разгибатель пальцев; 15 — пяточное сухожилие; 16 — длинный разгибатель большого пальца стопы; 17 — тыльные межкостные мышцы; 18—большая ягодичная мышца; 19 — седалищный нерв; 20 — двуглавая мышца бедра; 21 — полусухожильная мышца; 22 — полуперепонча- тая мышца; 23—большой малоберцовый нерв; 24 — большеберцовый нерв; 25 — икроножная мышца (латеральная головка); 26 — икроножная мышца (медиальная головка); 27 — длинный сгибатель пальцев; 28— задняя большеберцовая мышца; 29 — длинный сгибатель большого пальца стопы; 30 — короткий разгибатель пальцев; 31 — короткая малоберцовая мышца; 32 — короткий разгибатель большого пальца стопы.
Перед началом исследования нужно проверить исправность аппарата и цепи подведения тока к исследуемому. Для этого после прогрева аппарата достаточно соединить оба электрода между собой, замкнуть цепь нажатием кнопки и плавно повернуть потенциометр вправо. Если стрелка миллиамперметра также плавно отклоняется вправо, то можно приступать к исследованию. Для этого потенциометр нужно возвратить в крайнее левое положение. Расположив большой электрод на средней линии тела, а диагностический на двигательной точке, ручку потенциометра слегка поворачивают вправо и нажатием кнопки включают ток. Его следует пропускать как можно меньшее время, чтобы уменьшить неприятное ощущение у исследуемого.
Нажатие на кнопку следует выполнять таким образом, чтобы электрод был неподвижен и не вдавливался в тело, так как возникающие при этом движения могут производить впечатление сокращения мышцы. Если включенный ток оказался достаточным для вызывания сокращения мышцы, то следует уточнить место расположения двигательной точки, перемещая электрод в зоне, обозначенной на табл. 19, и следя за реакцией мышцы. Место, с которого при одинаковой силе тока вызывается наибольшее сокращение, является «двигательной» точкой.
При установлении диагностического электрода на двигательной точке включают ток, достаточный для оценки характера сокращения мышц в ответ на действие прерывистого гальванического тока. Затем периодически включая ток нажатием кнопки, уменьшают величину его до получения порогового сокращения. Не смещая электрод с двигательной точки и не изменяя положения ручки потенциометра, переключают полярность выходного тока на обратную и нажатием кнопки включают ток. В этом случае диагностический электрод будет анодом и при нормальной электровозбудимости сокращения не должно быть. Если это так, то записывают в протоколе пороговое значение тока, характер сокращения и «К>А» (вместо более подробной записи КЗОАЗС). Если сокращение при измененной полярности окажется равным сокращению при прежней полярности, то записывают «К=А» и т.д. После этого снова переключают полярность таким образом, чтобы диагностический электрод был соединен с отрицательным полюсом и определяют величину тетанизирующего тока, вызывающего соответствующее пороговое сокращение.
Вместо кнопочного можно пользоваться автоматическим прерывателем, т. е. таким режимом работы современных аппаратов, при котором генерируются прямоугольные импульсы постоянного тока длительностью 300-500 мс при частоте их 0,5 Гц, соответствующей одному импульсу в 2 с. Однако для тонкой электродиагностики, в особенности на лице, а также при плохой переносимости исследуемым тока лучше пользоваться кнопочным прерывателем. В связи с тем что метод классической электродиагностики позволяет судить лишь об отсутствии или наличии реакции перерождения и не дает информации о ее степени, а также не позволяет определять оптимальные параметры тока для электростимуляции, мы расширили этот метод для использования в практической работе. Наше дополнение заключается в том, что при отсутствии адекватной реакции на стандартный тетанизирующий ток исследуют реакцию нерва |или мышцы на действие тетанизирующего тока при трех больших длительностях и соответственно меньших частотах импульсов, а именно 12, 25, 40 мс. Это соответствует частотам 30, 20 и 12 импульсов в 1 с. При необходимости может быть исследована возбудимость и при других длительностях импульсов.
Получение тетанического сокращения хотя бы при одной из приведенных длительностей или частот импульсов дает возможность судить не только о степени реакции перерождения, но также позволяет определять параметры тока, адекватные состоянию нервно-мышечного аппарата и проводить электростимуляцию не одиночными мало физиологическими сокращениями (подергиваниями) мышц, а путем вызывания более эффективных тетанических сокращений. Такое дополнение позволяет судить и о динамике возбудимости в процессе лечения.
Для суждения о более тонких изменениях в функциональном состоянии нервов и мышц в настоящее время пользуются методом определения зависимости между временем действия тока и его интенсивностью, необходимой для получения пороговой двигательной реакции при ряде достаточно коротких уменьшающихся длительностей импульсов.
Этот метод основан на существовании определенной, одинаковой для всех возбудимых тканей, зависимости между временем действия раздражителя и его интенсивностью, необходимой для получения порогового возбуждения. Для выявления такой зависимости определяют пороговые значения тока при 10-12 длительностях импульсов тока. Эти значения наносят на систему координат, отмечая на оси абсцисс время действия раздражителя, а на оси ординат — его интенсивность. Получается ряд точек, соединение которых образует кривую гиперболического типа, получившую название «сила — длительность» (рис. 33,а). Эта кривая наряду с цифровыми значениями дает наглядное представление и о функциональном состоянии нерва или мышцы. Так, правая часть кривой, идущая параллельно оси абсцисс, свидетельствует о том, что при большой продолжительности воздействия тока пороговая величина его остается неизменной. По мере укорочения времени действия тока, начиная примерно с 0,1 мс, требуется все большая интенсивность тока. Затем время действия тока становится настолько малым, что никакая интенсивность тока не в состоянии вызывать возбуждение. Это время меньше 0,01 мс.
Рис. 33. Графическое изображение зависимости «сила — длительность». а — нормальная электровозбудимость; б — небольшое понижение электровозбудимости; в — частичная реакция перерождения; г — полная реакция перерождения.
При различных нарушениях электровозбудимости вид кривой изменяется. Так, при реакции перерождения, когда нерв не функционирует, левая часть кривой отсутствует, правая же часть, отображающая возбудимость мышцы, располагается значительно выше, чем в норме (рис. 33,г). При частичной реакции перерождения (рис. 33, в) кривая имеет изломанный вид. Она с 5-10 мс круто поднимается вверх и обрывается при 0,1-0,5 мс — нерв функционирует, но возбудимость его резко снижена. При функциональных нарушениях (рис. 33,6) может отмечаться небольшое смещение кривой вверх и отсутствие возбудимости при очень малой длительности действия тока.
Таким образом, метод позволяет определять как грубые органические, так и небольшие функциональные отклонения от нормы. Техника проведения этого вида диагностики отличается лишь тем, что нужно определять пороговую силу тока не при одной, а при 10-12 длительностях действия тока (при 10-12 импульсах продолжительностью от 300 до 0,05 мс). При этом записывается пороговая сила тока в миллиамперах, а затем данные наносят на систему координат с нелинейным уплотненным (полулогарифмическим) расположением значений на осях. При большом количестве исследований необходимо заготовить специальные бланки.
