Lihaste bioelektrilise aktiivsuse registreerimine ja analüüs on võimalik ainult teadmiste ja arusaamade põhjal lihastöö anatoomilisest ja funktsionaalsest korraldusest. Millised lihase elemendid on elektriliste signaalide generaatorid? Kuidas on nende aktiveerimine ajas ja ruumis korraldatud? Kuidas on lihaselemendid ühendatud seljaaju motoorsete neuronitega (motoneuronitega)? Mis on lihaste aktiivsuse käivitamise mehhanism? Need ja teised küsimused tekivad esmatutvusel ENMG-ga, erinevate elektromüograafiliste signaalidega.
Lihase anatoomiline põhiüksus on lihaskiud või lihasrakk. Tavaliselt aktiveeruvad lihaskiud rühmade kaupa lihaste aktiveerimise ajal (tahtlik ja tahtmatu). Ühtegi lihasrakku ei ole võimalik suvaliselt või närvikiudude stimuleerimise ajal aktiveerida. Lihaskiudude aktiveerumine rühmade kaupa on tingitud iga motoorsete neuronite anatoomilisest ja funktsionaalsest ühendusest mitme lihaskiuga. Sellist motoorsete neuronite ja lihasrakkude rühma koosnemist nimetatakse mootoriüksus(DE) ja on neuromotoorse aparaadi anatoomiline ja funktsionaalne üksus. Joonisel 1 on skemaatiliselt kujutatud mootoriüksus.
Riis. 1. Lihase motoorse üksuse skeem
(L.O. Badalyani, I.A. Skvortsovi järgi, 1986).
A, B, C - seljaaju eesmiste sarvede motoorsed neuronid,
1, 2, 3, 4, 5 - lihaskiud ja nende vastavad potentsiaalid,
I - üksikute lihaskiudude potentsiaalid,
II - tingimusliku mootoriüksuse kogupotentsiaal.
Iga motoorne neuron on lihaskiududega ühendatud nii, et motoorse üksuse territoorium ruumis ei ole isoleeritud naaber-MU-dest, vaid paikneb nendega samas mahus. See MU-de paiknemise põhimõte lihases, kui lihase mahu mis tahes punktis on mitmest MU-st koosnevaid lihaskiude, võimaldab lihasel sujuvalt kokku tõmbuda, mitte tõmblevalt, mis juhtuks siis, kui erinevad MU-d eraldatakse lihast. üksteist ruumis. DU sisaldavad erinev summa lihaskiud: 10-20 väikestes lihastes, mis sooritavad täpseid ja peeneid liigutusi, mitmesajani suurtes lihastes, mis sooritavad jämedaid liigutusi ja kannavad gravitatsioonivastast koormust. Esimese rühma lihaseid võib omistada silma välistele lihastele, reie teisele lihasele. DE-s sisalduvate lihaskiudude arvu nimetatakse innervatsiooninumbriks.
Funktsionaalsete omaduste järgi on DU-d aeglased ja kiired. Aeglaseid motoorseid üksusi innerveerivad väikesed alfamotoorsed neuronid, nad on madala lävega, väsimatud, kuna osalevad toniseerivates aeglastes liigutustes, pakkudes gravitatsioonivastast funktsiooni (asendi säilitamine). Kiireid MU-sid innerveerivad suured alfamotoorsed neuronid, nad on kõrge lävega, väsivad kiiresti ja osalevad kiiretes (faasilistes) liikumistes. Kõigis lihastes esinevad nii aeglased kui ka kiired MU-d, kuid kehatüve lihastes, proksimaalsetes jäsemetes ja tallalihases, mis osalevad antigravitatsioonilises funktsioonis, on ülekaalus aeglased MU-d ning distaalsete jäsemete lihastes, mis osalevad teostamises. täpsed vabatahtlikud liigutused, kiire DE. Nende DU-lihaste omaduste tundmine on oluline lihase töö hindamisel erinevates vabatahtlike pingete režiimides. Needle EMG, mis hindab üksikute mootoriüksuste parameetreid minimaalse pingutusega, võimaldab hinnata peamiselt madala lävega aeglasi MU-sid. Kõrge lävega motoorsed ühikud, mis on seotud faasiliste vabatahtlike liikumistega, on analüüsimiseks saadaval ainult maksimaalse vabatahtliku pingutuse korral interferentsimustrite hindamise meetodil ja PMU analüüsiks lagunemismeetodil. Seljaaju motoorsete neuronite segmentaalse erutuvuse taseme uurimisel H-refleksi tehnikaga hinnatakse sääre kahe lihase: talla ja gastrocnemius'e erutuvuse indeksit. Tald on toniseeriv lihas, sisaldab rohkem aeglaseid MU-sid, on vähem kortikoliseeritud ja peegeldab suuremal määral seljaaju regulatiivseid mõjusid. Gastrocnemius lihas on faasiline, sisaldab rohkem kiireid MU-sid, on rohkem kortikoliseeritud ja peegeldab aju regulatiivseid mõjusid.
Kontraktsiooni määr (lihasjõud) sõltub lihase morfoloogilistest omadustest ja füsioloogilisest seisundist:
1. Lihase esialgne pikkus (puhkepikkus). Tugevus lihaste kokkutõmbumine oleneb lihase algpikkusest või puhkepikkusest. Kuidas tugevam lihas rahuolekus venitatud, seda tugevam on kokkutõmbumine (Frank-Starlingi seadus).
2. Lihase läbimõõt või ristlõige. Seal on kaks läbimõõtu:
a) anatoomiline läbimõõt - lihaste ristlõige.
b) füsioloogiline läbimõõt – igaühe ristilõige lihaskiud. Mida suurem on füsioloogiline ristlõige, seda suurem on lihase tugevus.
Lihase tugevust mõõdetakse kõrgusele tõstetud maksimaalse koormuse raskuse või maksimaalse pingega, mida see suudab isomeetrilise kontraktsiooni tingimustes arendada. Seda mõõdetakse kilogrammides või njuutonites. Lihasjõu mõõtmise tehnikat nimetatakse dünamomeetriaks.
Lihasjõudu on kahte tüüpi:
1. Absoluutne jõud- maksimaalse jõu ja füsioloogilise läbimõõdu suhe.
2. Suhteline tugevus – maksimaalse tugevuse ja anatoomilise läbimõõdu suhe.
Kui lihas tõmbub kokku, saab see tööd teha. Lihase tööd mõõdetakse tõstetud koormuse korrutisega lühenemise hulgaga.
Lihastööd iseloomustab jõud. Lihasvõimsus määratakse ajaühikus tehtava töö hulga järgi ja seda mõõdetakse vattides.
Suurim töö ja võimsus saavutatakse keskmistel koormustel.
Motoorne neuron koos selle poolt innerveeritud lihaskiudude rühmaga moodustab motoorse üksuse. Motoorsete neuronite akson võib hargneda ja innerveerida lihaskiudude rühma. Seega võib üks akson innerveerida 10 kuni 3000 lihaskiudu.
Mootoriüksused eristuvad struktuuri ja funktsioonide poolest.
Struktuuri järgi jagunevad mootoriüksused:
1. Väikesed motoorsed üksused, millel on väike motoorne neuron ja õhuke akson, mis suudab innerveerida 10-12 lihaskiudu. Näiteks näolihased, sõrmelihased.
2. Suuri motoorseid üksusi esindab suur motoneuroni keha, paks akson, mis on võimeline innerveerima rohkem kui 1000 lihaskiudu. Näiteks nelipealihas.
Vastavalt nende funktsionaalsele väärtusele jagunevad mootoriüksused:
1. Aeglase mootoriga üksused. Need sisaldavad väikseid motoorseid üksusi, on kergesti erutatavad, neid iseloomustab väike ergastuse leviku kiirus, need on töösse kaasatud esmalt, kuid samal ajal praktiliselt ei väsi.
2. Kiired mootorid. Need koosnevad suurtest motoorsetest üksustest, on halvasti ergastavad ja neil on kõrge ergastusjuhtivus. Neil on kõrge tugevus ja reageerimiskiirus. Näiteks poksija lihased.
Need mootoriüksuste omadused tulenevad mitmetest omadustest.
Motoorseid üksusi moodustavatel lihaskiududel on sarnased omadused ja erinevused. Niisiis on aeglastel lihaskiududel:
1. Rikkalik kapillaaride võrk.
4. Neis on palju rasva.
Nende omaduste tõttu on need lihaskiud suure vastupidavusega, võimelised väikese tugevusega, kuid ajaliselt pikaks kontraktsiooniks.
Kiirete lihaskiudude eristavad omadused:
2. Neil on suurem kokkutõmbumiskiirus ja jõud.
Nende omadustega seoses väsivad kiired lihaskiud kiiresti, kuid neil on suur tugevus ja kõrge reageerimiskiirus.
Morfofunktsionaalsete omaduste järgi jagunevad mootoriüksused kolme tüüpi:
1. Aeglane väsimatu DE. Motoneuronitel on madalaim aktiveerimislävi, nad suudavad säilitada stabiilset tühjenemissagedust kümneid minuteid (st väsimatult). Aksonid on väikese paksusega, väikese ergastuskiirusega ja innerveerivad väikest rühma lihaskiude. Lihaskiududel tekib kontraktsiooni ajal väike jõud, kuna neis on väikseim kogus kontraktiilseid valke - müofibrillid. Need on niinimetatud "punased kiud" (värv on tingitud hea areng kapillaarvõrk ja väike arv müofibrillid). Nende kiudude kokkutõmbumiskiirus on 1,5–2 korda väiksem kui kiiretel. Nad on väsimatud tänu hästi arenenud kapillaaride võrgustikule, suur hulk mitokondrid ja oksüdatiivsete ensüümide kõrge aktiivsus.
2. Kiire, lihtne rehvida DE. Neil on suurim motoorne neuron, millel on kõrgeim ergastuslävi, nad ei suuda pikka aega stabiilset tühjendussagedust säilitada (väsimus). Aksonid on paksud, suure närviimpulsside juhtivuse kiirusega, innerveerivad paljusid lihaskiude. Lihaskiud sisaldavad suurel hulgal müofibrillid, mistõttu nad arendavad kokkutõmbumise ajal suurt tugevust. Ensüümide kõrge aktiivsuse tõttu on kokkutõmbumiskiirus kõrge. Need kiud väsivad kiiresti, sest. sisaldavad aeglastega võrreldes vähem mitokondreid ja neid ümbritseb vähem kapillaare.
3. Kiire, väsimuskindel. Tugevad, kiired tõmbluskiud, millel on suur vastupidavus tänu võimele kasutada aeroobseid ja anaeroobseid energiaprotsesse. 2. ja 3. tüüpi kiude nimetatakse "valgeteks kiududeks" kõrge müofibrillide sisalduse ja madala müoglobiinisisalduse tõttu.
Aeglaste ja kiirete lihaskiudude võrdlus
Inimese skeletilihas koosneb 3 tüüpi kiududest, kuid nende suhe võib oluliselt erineda sõltuvalt lihase funktsioonist, samuti kaasasündinud ja omandatud individuaalsusest. Mida rohkem on lihastes valgeid kiude, seda paremini on inimene kohanenud nõudva töö tegemiseks suur kiirus ja jõudu. Punaste kiudude ülekaal annab vastupidavuse pikaajalisel tööl.
Skeletilihaste struktuur
Skeletilihas koosneb paljudest lihaskiududest, mis on kimpus ühisesse sidekoekestasse ja kinnituvad luustikuga seotud kõõluste külge. Iga lihaskiud on õhuke (10–100 mikronit) piklik (5–400 mm) mitmetuumaline moodustis - sümplast.
Lihaskiudude membraan on struktuurilt sarnane närvilisele, kuid annab korrapärase T-kujulised invaginatsioonid. Lihaskiu sees, paralleelselt membraaniga, on hargnenud suletud torukeste süsteem. - sarkoplasmaatiline retikulum- rakusisene depoo Ca 2+ . T-süsteem ja sellega külgnev SR on aparaat ergastuse edastamiseks lihaskiudude membraanilt kontraktiilsed struktuurid (müofibrillid). Lihaskiu sarkoplasmas võib näha risti vahelduvaid heledaid ja tumedaid alasid – vastavalt J- (isotroopne) ja A- (anisotroopne) kettaid. Naabruses asuvates müofibrillides paiknevad samanimelised kettad samal tasemel, mis annab kiu põikvööt.Ühest tumedast ja sellega külgnevast kahest heledast ketast koosnevat kompleksi, mis on piiratud põiki Z-plaatidega, nimetatakse sarkomeer.
Iga müofibrill koosneb paljudest paralleelsetest paks (müosiin) ja õhuke (aktiin) valgufilamendid müofilamendid. Üle kiu ristlõike on kuusnurkse võre sõlmedes paigutatud paksud ja õhukesed filamendid väga organiseeritult. Iga jämedat niiti ümbritseb kuus peenikest niiti, iga peenikest niiti ümbritseb osaliselt kolm kõrvuti asetsevat jämedat niiti. Müosiini filamentidel on nendest ulatuvad põikisuunalised eendid, mille pea koosneb umbes 150 müosiini molekulist. Aktiini filament koosneb kahest aktiinimolekulide ahelast, mis on üksteise ümber keerdunud (nagu keerdunud helmeste stringid). Molekulid asuvad aktiini filamentidel. troponiin, ja kahe aktiini filamendi vahelistes soontes on niidid tropomüosiin.
Lihaskiudude kontraktsiooni mehhanism
1954. aastal leidsid G. Huxley ja N. Hanson, et aktiini ja müosiini filamendid ei muuda oma pikkust sarkomeeri lühenemise või pikendamise ajal ning järeldasid niidi libisemise teooria: lihaste kokkutõmbumine toimub siis, kui ristsilla müosiinipea mitu keskust on järjestikku ühendatud teatud piirkondadega aktiini filamentidel.
Puhke lihaskiududes on puhkeolekus olevad tropomüosiini molekulid paigutatud nii, et need takistavad müosiini ristsildade kinnitumist aktiini filamentidele (lihas on lõdvestunud).
Tekkides aksosomaatilise sünapsi piirkonnas, levib AP läbi T-tuubulite süsteemi sügavale kiududesse, põhjustades sarkoplasmaatilise retikulumi tsisternide (Ca 2+ depoo) depolarisatsiooni. SR membraani aktiveerimisel avanevad Ca kanalid ja Ca 2+ vabaneb piki kontsentratsioonigradienti.
Ca 2+ ioonide kontsentratsiooni suurenemisega müoplasmas ühineb see troponiiniga, viimane konformeerub ja tõrjub tropomüosiini niiti, avades võimaluse müosiinipea ühendumiseks aktiiniga. Pea ühendamine viib silla järsu "painutamiseni" ja aktiini filamendi liikumiseni 1 astme võrra (20 nm ehk 1% aktiini pikkusest) sarkomeeri keskele, millele järgneb silla purunemine.
Taasergastuse puudumisel väheneb Ca 2+ kontsentratsioon Ca-pumba töö tõttu. Seetõttu eraldub Ca 2+ troponiinist ja tropomüosiin blokeerib taas aktiini. Samal ajal ühele töölisliikumineüks sild kulutab 1 ATP molekuli energiat, teine - 2 Ca 2+ iooni tagasi tankidesse.
Kõik see viib lihase lõõgastumiseni kuni järgmise närviimpulsside voo saabumiseni, kui ülalkirjeldatud protsessi korratakse.
Protsesside kogum, mis määrab AP jaotumise sügavale lihaskiusse, Ca 2+ ioonide vabanemise sarkoplasmaatilisest retikulumist, kontraktiilsete valkude interaktsiooni ja lihaskiu lühenemise nimetatakse nn. elektromehaaniline liides.
Lihaste mehaanika. Füüsikalised omadused ja lihaste kontraktsioonide viisid
Skeletilihaste füüsikalised omadused
1. Laiendatavus- lihase võime muuta oma pikkust tõmbejõu toimel.
2. Elastsus- lihase võime võtta oma algpikkus pärast tõmbe- või deformeeriva jõu lakkamist.
3. Tugevus lihaseid. Selle määrab maksimaalne koormus, mida lihas suudab tõsta. Erijõud – maksimaalne koormus, mida lihas suudab tõsta, jagatud selle füsioloogilise ristlõike ruutsentimeetrite arvuga.
4. Lihaste võimekus tööd tegema. Lihase töö määratakse tõstetud koormuse väärtuse ja tõste kõrguse korrutisega. Lihase töö suureneb järk-järgult koormuse suurenemisega, kuid teatud piirini, mille järel koormuse suurenemine toob kaasa töö vähenemise, kuna koormuse kõrgus väheneb. Seetõttu tehakse maksimaalne lihastöö keskmisel koormusel ( keskmiste koormuste seadus).
Lihaste kontraktsioonide viisid
On olemas isotoonilised, isomeetrilised ja segatud lihaste kokkutõmbumisviisid.
Kell isotooniline lihase kokkutõmbumine muudab selle pikkust ja pinge jääb konstantseks. Selline kokkutõmbumine tekib siis, kui lihas ei liiguta koormust. Looduslikes tingimustes on keelelihaste kokkutõmbed lähedased isotoonilise tüüpi kontraktsioonidele.
Kell isomeetriline kokkutõmbumisel jääb lihaskiudude pikkus konstantseks, lihase pinge muutub. Sellise lihase kokkutõmbumise võib saavutada, kui proovite tõsta talumatut koormust.
Terves organismis ei ole lihaste kokkutõmbed kunagi puhtalt isotoonilised ega isomeetrilised, neil on alati segane iseloom, st toimub muutus nii pikkuses kui ka lihaspinges. Seda vähendamise režiimi nimetatakse auksotooniline kui ülekaalus on lihaspinge või auksomeetriline kui lühenemine valitseb.
Eespool käsitleti ainult teetanilise kontraktsiooni aluseks olevate nähtuste üldist skeemi. Selleks, et üksikasjalikumalt tutvuda sellega, kuidas see protsess keha loomuliku aktiivsuse tingimustes toimub, on vaja peatuda mõnel skeletilihaste innervatsiooni tunnusel motoorse närvi poolt.
Iga motoorne kiud, mis on seljaaju eesmiste sarvede motoorsete rakkude protsess, innerveerib mitte ühte, vaid tervet lihaskiudude rühma. Seda rühma nimetatakse mootoriüksus. Motoorse üksuse moodustavate lihaskiudude arv erinevates inimese lihastes varieerub vahemikus 10 kuni 3000.
Kõige vähem kiude leidub kiirete lihaste motoorsetes üksustes, mis tagavad kõige täpsemad liigutused. Niisiis on silmalihastes ja sõrmede lihastes motoorsete üksuste koostises 10–25 lihaskiudu, millest igaüks saab innervatsiooni mitmelt närvikiudult. Seevastu suhteliselt aeglased lihased, mis on seotud kehahoiaku reguleerimisega ja ei vaja täpset juhtimist, koosnevad motoorsetest üksustest, mis sisaldavad 2000–3000 kiudu. Mootoriüksused säärelihas sisaldab umbes 1500 kiudu.
Tulenevalt asjaolust, et ergastuse levimise kiirus närvikiududes innerveerib skeletilihased, on väga suur, liiguvad motoorset üksust moodustavad lihaskiud peaaegu samaaegselt ergastusseisundisse. Motoorse üksuse elektriline aktiivsus on palisaadi kujul ( riis. 146, A), milles iga tipp vastab paljude samaaegselt ergastatud kiudude koguaktsioonipotentsiaalile.
Motoorse üksuse kontraktsioonide summeerimine terves lihases. Erinevalt iga motoorse üksuse lihaskiududest töötavad lihase erinevate motoorsete üksuste lihaskiud sünkroonselt, st samaaegselt vastuseks sissetulevale impulsile, reeglina asünkroonselt. Seda seletatakse asjaoluga, et motoorseid üksusi innerveerivad erinevad motoorsed neuronid, mis saadavad impulsse erinevatel sagedustel ja erinevatel aegadel. Vaatamata erinevate motoorsete üksuste kokkutõmbumise alguse ja lõpu ebaühtlusele, on lihase kui terviku kokkutõmbumine normaalse aktiivsuse korral sulandunud, meenutades oma kujult sujuvat teetanust, isegi kui iga motoorne üksus töötab harvaesinevas rütmis (näiteks 5 kontraktsiooni sekundis).
Seega on motoorsete üksuste asünkroonse aktiivsuse korral seljaaju vastavate neuronite asünkroonse töö tõttu kõik meie keha liigutused sujuvad isegi motoorsete impulsside madala sagedusega. Motoorsete üksuste asünkroonne aktiivsus ei võimalda eristada nende kõigi elektrilist aktiivsust, kui potentsiaalid on tervest lihasest eemaldatud: mitte üheaegselt esinevad aktsioonipotentsiaalide tipud summeeritakse (segatakse) elektroodidel algebraliselt, mille tulemuseks on keeruline pilt. mis saab ainult kaudselt hinnata üksikute lihaskiudude ergastusastet ( vaata joon. 146, B).
Niitmise ajal tuvastavad inimese jäsemete lihaste motoorsed üksused vaid väga harvaesinevaid aktsioonipotentsiaalide väljundeid. See põhjustab lihaste toonust. Väikese pinge korral tekivad tühjendid sagedusega 5-10 sekundis. Pinge suurendamine suurendab aktsioonipotentsiaalide kordussagedust kuni 20-50 sekundis.
Lihaste kokkutõmbumise tugevus sõltub reaktsioonis samaaegselt osalevate motoorsete üksuste arvust ja nende igaühe ergastamise sagedusest.
|
Kiire |
Aeglane |
|
Neuron |
|
|
Suured motoorsed neuronid |
väikesed motoorsed neuronid |
|
Vähem erutuvust |
Rohkem erutuvust |
|
Aksoni läbimõõt on suurem |
Väiksem aksoni läbimõõt |
|
Ergutamise kiirus on suurem |
Ergutamise määr on väiksem |
|
sagedus rohkem |
Sagedus väiksem |
|
Lihaskiud |
|
|
Aktomüosiini ATPaasi aktiivsus on kõrgem |
Vähem aktomüosiini ATPaasi aktiivsust |
|
Aktomüosiinfilamentide pakkimistihedus on suurem |
Aktomüosiinfilamentide pakkimistihedus on väiksem |
|
Rohkem väljendunud sarkoplasmaatiline retikulum (kaltsiumidepoo) |
Vähem väljendunud sarkoplasmaatiline retikulum (kaltsiumidepoo) |
|
Varjatud periood pärast PD on väiksem |
Varjatud periood pärast PD saamist on pikem |
|
Kaltsiumipumba tihedus on suurem |
Kaltsiumipumba tihedus on väiksem |
|
Lepib kokku ja lõdvestub kiiremini |
Tõmbub kokku ja lõdvestub aeglasemalt |
|
Glükolüüsi ensüümide suurem aktiivsus |
Oksüdatsiooniensüümide kõrgem aktiivsus |
|
Kiirem ATP taastumine |
ATP taastumine on aeglasem, kuid säästlikum |
|
1 mol glükoosi - 2-3 mol ATP |
1 mool glükoosi 36-58 mooli ATP-d |
|
Moodustuvad alaoksüdeeritud substraadid, "hapestumine" - kiire väsimus |
väsimus on vähem väljendunud |
|
Suurem kapillaaride tihedus – rohkem hapnikuga varustamist, rohkem müoglobiini |
|
|
mootorüksus |
|
|
Vähem erutuv, suurem tugevus ja kontraktsioonikiirus, suurem väsimus, madal vastupidavus |
Ergutavam, vähem jõudu, kokkutõmbumiskiirust, väikest väsimust, kõrget vastupidavust |
|
sprinterid | |
|
AT väline lihas puusad aeglustavad kiud 13-96% |
Brachii triitseps 33%, biitseps 49%, sääreluu eesmine 46%, tald 84% |
Elektromüograafia meetodi neurofüsioloogilised alused.
Elektromüograafia on meetod neuromuskulaarse süsteemi uurimiseks, registreerides lihaste elektripotentsiaali. Kuigi esimest korda salvestas elektromüogramm (EMG) telefoniaparaadi abil N. E. Vvedensky poolt juba 1884. aastal ja 1907. aastal õnnestus teha inimese EMG graafiline salvestus, sai elektromüograafia kui kliinilise diagnostika tehnika intensiivne arendamine alguse 2007. aastal. XX sajandi 30. ja 40. aastad Teatav edasiminek selles valdkonnas, võrreldes näiteks elektroentsefalograafia arenguga, on seletatav kõrgete nõuetega registreerimiskvaliteedile ja elektripotentsiaalide tegelike parameetrite reprodutseerimise täpsusele. elektromüograafias. Kõrgsagedusalas lineaarseid omadusi andvate kvaliteetsete võimendite loomine ja katoodsalvestusmeetodite väljatöötamine, mis tagavad kuni 20 000 Hz elektripotentsiaali kõrgsageduskomponentide moonutusteta taasesituse, on viinud märkimisväärseid edusamme elektromüograafia kliinilise rakendamise valdkonnas.
Intratsellulaarse registreerimisega näeb aktsioonipotentsiaal välja positiivse tipuna, mis koosneb kiirest depolarisatsioonist, mis kestab umbes 1 ms, kiirest repolarisatsioonist, mis on potentsiaali naasmine peaaegu puhketasemele, mis kestab umbes 2 ms; sellele järgneb aeglane repolarisatsioon, kerge hüperpolarisatsioon ja potentsiaali taastumine puhketasemele. Kliinilises elektromüograafias makroelektroodiga ekstratsellulaarse registreerimise ajal on lihaskiudude aktsioonipotentsiaal esindatud negatiivse piigiga, mis kestab 1-3 ms.
EMG salvestus ja salvestustehnika
EMG salvestamise ja salvestamise tehnika põhimõtted ei erine elektroentsefalograafia, elektrokardiograafia ja teiste elektrograafiliste meetodite tehnikatest. Süsteem koosneb lihaste potentsiaale eemaldavatest elektroodidest, nende potentsiaalide võimendist ja salvestusseadmest. Elektromüograafias kasutatakse kahte tüüpi elektroode - pind- ja nõel. Pinnaelektroodid on metallplaadid või kettad pindalaga umbes 0,2–1 cm 2, mis on tavaliselt paigaldatud paarikaupa kinnitusplokkidesse, tagades tühjenduselektroodide vahekauguste püsivuse, mis on oluline salvestatud aktiivsuse amplituudi hindamiseks. . Sellised elektroodid kantakse nahale lihase motoorse punkti piirkonna kohale. Enne elektroodi paigaldamist pühitakse nahk alkoholiga ja niisutatakse isotoonilise naatriumkloriidi lahusega. Elektrood kinnitatakse lihase kohale kummiribade, mansettide või kleeplindiga. Kui on vaja pikaajalist uuringut, kantakse naha-elektroodi kokkupuutealale elektroentsefalograafias kasutatav spetsiaalne elektroodipasta. Pinnaelektroodi suur suurus ja kaugus lihaskoest võimaldavad selle abil salvestada ainult lihaste koguaktiivsust, mis on paljude sadade ja isegi tuhandete lihaskiudude aktsioonipotentsiaalide häired. Suurel võimendusel ja tugevatel lihaskontraktsioonidel registreerib pinnaelektrood ka naaberlihaste aktiivsust. Kõik see muudab võimatuks üksikute lihaspotentsiaalide parameetrite uurimise pinnaelektroodide abil. Saadud registreerimisel hinnake EMG sagedust, perioodilisust ja amplituudi ainult ligikaudselt. Pinnaelektroodide eeliseks on atraumaatiline, nakkusohu puudumine, elektroodide käsitsemise lihtsus. Uuringu valutus ei sea piiranguid korraga uuritavate lihaste arvule, mistõttu on see meetod eelistatavam nii laste uurimisel kui ka füsioloogiliseks kontrolliks spordimeditsiinis või massiivsete ja tugevate liigutuste uurimisel.
Nõelelektroodid on kontsentrilised, bipolaarsed ja monopolaarsed. Esimeses versioonis on elektroodi kujutatud umbes 0,5 mm läbimõõduga õõnsa nõelaga, mille sees läbib plaatinast või roostevabast terasest valmistatud valtstraat, mis on sellest eraldatud isolatsioonikihiga. Potentsiaalide erinevust mõõdetakse nõela korpuse ja keskvarda otsa vahel. Mõnikord isoleeritakse nõel röövimiskoha suurendamiseks ka väljastpoolt ja isoleerimata jäetakse ainult selle elliptiline pind piki lõiketasapinda. Standardse kontsentrilise elektroodi teljesuunalise varda tühjenduspinna pindala on 0,07 mm 2 Kaasaegsetes väljaannetes toodud EMG potentsiaalide parameetrid viitavad seda tüüpi ja suurusega elektroodidele. Kui tühjenduselektroodi kontaktpindala oluliselt suureneb, võivad potentsiaalsed parameetrid oluliselt muutuda. Sama kehtib ka elektroodi konstruktsiooni muutmise kohta (bipolaarne, monopolaarne, multielektrood). Bipolaarne elektrood sisaldab nõela sees kahte identset, üksteisest eraldatud varda, mis on paljaste otste vahel, mis üksteisest kümnendiku millimeetri võrra eraldatuna mõõdavad potentsiaalide erinevust. Lõpuks kasutatakse monopolaarsete juhtmete jaoks elektroode, mis on nõel, mis on kogu ulatuses isoleeritud, välja arvatud terav ots, mis on 1-2 mm tühi. Nõelelektroode kasutatakse üksikute MU-de ja lihaskiudude PD parameetrite uurimiseks. Nõelelektroodiga juhtimine on kliinilises müograafias peamine, keskendudes esmaste lihas- ja neuromuskulaarsete haiguste diagnoosimisele. Üksikute AP-de salvestamine MU-s ja lihaskiududes võimaldab teil täpselt hinnata potentsiaali kestust, amplituudi, kuju ja faasi
Plii tüübid
Elektroodide tüübist olenemata on elektrilise aktiivsuse ümbersuunamiseks kaks võimalust – mono- ja bipolaarne. Elektromüograafias nimetatakse sellist juhet monopolaarseks, kui üks elektrood asub otse uuritavate lihaste piirkonna lähedal ja teine sellest kaugemal (nahk üle luu, kõrvanibu jne). Monopolaarse tuletamise eeliseks on võimalus määrata uuritava struktuuri potentsiaali kuju ja potentsiaalse hälbe tegelik faas. Puuduseks on see, et elektroodide suure vahemaa korral segavad salvestust lihase teistest osadest või isegi teistest lihastest pärinevad potentsiaalid. Bipolaarne juhe on juhe, milles mõlemad elektroodid on uuritavast lihaspiirkonnast üsna lähedal ja võrdsel kaugusel. See on röövimine bipolaarsete või kontsentriliste nõelelektroodide ja ühte plokki fikseeritud pinnaelektroodide paari abil. Bipolaarne juhe registreerib vähesel määral aktiivsust kaugetest potentsiaalsetest allikatest, eriti kui kasutatakse nõelelektroode. Mõju allikast mõlemale elektroodile tuleva aktiivsuse potentsiaalide erinevusele viib potentsiaali kuju moonutamiseni ja võimetuseni määrata potentsiaali tegelikku faasi. Sellegipoolest muudab selle meetodi kliinilises praktikas eelistatuks kõrge lokaliseerumise tõttu. Kuna pinnaelektroodide juhtmestik registreerib igal juhul paljude üksteisega kattuvate PD-de interferentsiaktiivsuse, ei ole sellise monopolaarse juhtme kasutamine mõttekas.
Lisaks elektroodidele, mille potentsiaalide erinevus juhitakse EMG võimendi sisendisse, paigaldatakse katsealuse nahale pinnapealne maanduselektrood, mis on ühendatud elektromüograafi elektroodipaneeli vastava klemmiga. Potentsiaalide erinevus elektroodidest juhitakse pingevõimendi sisendisse. Võimendi on varustatud astmelise võimenduslülitiga, mis võimaldab reguleerida võimenduse taset sõltuvalt salvestatud tegevuse amplituudist. Täiustatud elektriline aktiivsus edastatakse mitte ainult ostsilloskoobile, vaid ka valjuhääldile, mis võimaldab hinnata elektrilisi potentsiaale kõrva järgi.
EMG analüüsi ja elektromüograafilise semiootika üldpõhimõtted.
Elektromüograafilise kõvera analüüs hõlmab esimeses etapis lihaste tegelike elektriliste potentsiaalide eristamist võimalikest artefaktidest ja seejärel põhietapis EMG enda hindamist. Ostsilloskoobi ekraani ja akustiliste nähtuste eelhinnang viiakse läbi, kui võimendatud EMG kõlarisse väljastatakse; lõppanalüüs koos EMG kvantitatiivse tunnusega ja kliiniline järeldus tehakse paberile või filmile salvestamise teel.
Artefaktide potentsiaale EMG-s nimetatakse potentsiaalideks, mis ei ole tegelikult seotud lihaselementide aktiivsusega. Pindmisel salvestamisel võib artefakte põhjustada elektroodi liikumine selle lõdva fikseerimise tõttu nahale, mis põhjustab ebakorrapärase kujuga suure amplituudiga potentsiaalihüppeid. Nõelajuhtmega võivad sarnased potentsiaalsed muutused tekkida elektroodi, ühendusjuhtmete puudutamisel või uuritava lihase massiivsete liigutuste korral. Kõige tavalisem häiretüüp on 50 Hz häired tööstusvooluga töötavatest seadmetest. Seda on lihtne ära tunda iseloomuliku siinuskuju ning konstantse sageduse ja amplituudi järgi. Selle esinemist võib seostada elektroodi suure takistusega, mis nõuab nõelelektroodi asjakohast töötlemist. Pinnaelektroodidega saab kogumise kõrvaldada naha põhjalikuma puhastamise teel alkoholiga, kasutades elektroodipastat.
EMG analüüs sisaldab üksikute lihaskiudude ja MU-de aktsioonipotentsiaalide kuju, amplituudi ja kestuse hindamist ning tahtliku lihaskontraktsiooni ajal tekkiva interferentsi aktiivsuse iseloomustamist. Eraldi lihaspotentsiaali kõikumise vorm võib olla mono-, di-. kolme- või mitmefaasiline. Nagu elektroentsefalograafias, nimetatakse sellist võnkumist monofaasiliseks, mille puhul kõver kaldub ühes suunas isoelektrilisest joonest ja naaseb algsele tasemele. Kahefaasiliseks nimetatakse võnkumist, mille puhul kõver pärast isoelektrilisest joonest ühes suunas kõrvalekaldumist läbib selle ja võngub vastasfaasis; kolmefaasiline võnkumine teeb vastavalt kolm kõrvalekallet isoelektrilisest joonest vastassuunas. Mitmefaasiline on võnkumine, mis sisaldab nelja või enamat faasi.
Stimulatsioonimeetodid elektromüograafias
Lisaks lihaste elektrilise aktiivsuse uurimisele puhkeolekus, reflekside ja tahtlike kontraktsioonide ajal hõlmavad kaasaegsed kliinilise elektromüograafia kompleksmeetodid närvide ja lihaste elektriliste reaktsioonide uurimist elektrilisele stimulatsioonile. Seadmed ja meetodid stimulatsioonist põhjustatud elektrilise aktiivsuse registreerimiseks on samad, mis tavapärases elektromüograafias. Elektrilisi stimulaatoreid kasutatakse närvide ja lihaste stimuleerimiseks. Lihaseid stimuleeritakse motoorsetes punktides nahaelektroodidega, närve stimuleeritakse vastavalt nende projektsioonitsoonidele nahal. Stimuleerivad elektroodid on valmistatud 6-8 mm läbimõõduga metallketaste kujul, mis on paigaldatud metallist hoidikusse ja niisutatud isotoonilise naatriumkloriidi lahusega. Stimulatsioonimeetodid neuromuskulaarsete haiguste diagnoosimisel lahendavad järgmised põhiülesanded: 1) lihaste otsese erutuvuse uurimine; 2) neuromuskulaarse ülekande uurimine; 3) motoorsete neuronite ja nende aksonite seisundi uurimine; 4) perifeersete närvide tundlike kiudude seisundi uurimine. Elektromüograafia abil on võimalik kindlaks teha, kas elektrilise aktiivsuse muutus on seotud motoorse neuroni või sünaptiliste ja suprasegmentaalsete struktuuride kahjustusega.
Elektromüograafilisi andmeid kasutatakse laialdaselt paikse diagnoosi selgitamiseks ja patoloogiliste või taastumisprotsesside objektiseerimiseks. Selle meetodi kõrge tundlikkus, mis võimaldab tuvastada närvisüsteemi subkliinilisi kahjustusi, muudab selle eriti väärtuslikuks. Elektromüograafiat kasutatakse laialdaselt mitte ainult neuroloogilises praktikas, vaid ka teiste süsteemide kahjustuste uurimisel, kui esineb sekundaarseid motoorsete funktsioonide häireid (südame-veresoonkonna, metaboolsed, endokriinsed haigused).
Lihaste vabatahtliku lõdvestusega püütakse kinni ainult väga nõrgad (kuni 10-15 μV) ja sagedased biopotentsiaali kõikumised. Lihastoonuse refleksmuutusi iseloomustab sagedaste, kiirete ja rütmiliselt muutuvate biopotentsiaalide võnkumiste amplituudi kerge tõus (kuni 50 μV). Tahtlike lihaskontraktsioonide korral registreeritakse interferentsi elektromüogrammid (sagedaste kõrgepinge biopotentsiaalidega kuni 2000 μV).
Seljaaju eesmise sarve rakkude kahjustus põhjustab EMG muutuse sõltuvalt kahjustuse raskusastmest, haiguse kulgemise iseloomust ja staadiumist. Pareesi korral täheldatakse aeglustunud rütmilisi kõikumisi, mille kestus pikeneb kuni 15-20 ms. Eesmise juure ehk perifeerse närvi kahjustus põhjustab biopotentsiaalide amplituudi ja sageduse vähenemist, EMG kõvera kuju muutumist. Lõtv halvatus avaldub "bioelektrilise vaikusega".
Inimese käe ühe lihase EMG on normaalne. . Elektromüogramm seljaaju eesmiste sarvede kahjustustes.
Küsimused õpilaste iseseisvaks klassiväliseks tööks:
Mootoriüksuse koostis. Mootorbasseini kontseptsioon.
Mootoriüksuste klassifikatsioon.
Kiirete ja aeglaste mootoriüksuste võrdlusomadused.
Integraalse lihase kontraktsioonijõu reguleerimine. Motoorsete üksuste "kaasamise" põhimõtted, mootorikogumi fraktsioneerimine, ühine lõpptee.
Elektromüograafia meetod, meetodi põhimõte, EMG meetodi meditsiiniline tähendus.
Praktiliste tööde vihikusse koostada EMG meetodi lühikirjeldus (meetodi põhimõte, vajalikud seadmed, elektroodide liigid ja nende kasutamise iseärasused, meetodi meditsiiniline tähendus).