Elektromyografia ihlou

Ihlová elektromyografia zahŕňa nasledujúce hlavné metódy:

• štandardný ihlový EMG;
• EMG jedného svalového vlákna;
• makroEMG;
• skenovacie EMG.

Štandardná ihlová elektromyografia

Ihlová elektromyografia je invazívna vyšetrovacia metóda, ktorá sa vykonáva pomocou koncentrickej ihlovej elektródy zavedenej do svalu. Ihlová elektromyografia umožňuje vyhodnotiť periférny neuromotorický aparát: morfofunkčnú organizáciu motorických jednotiek kostrového svalstva, stav svalových vlákien (ich spontánnu aktivitu) a v prípade dynamického pozorovania - vyhodnotiť účinnosť liečby, dynamiku patologického procesu a prognózu ochorenia.

Diagnostická hodnota

Štandardná ihlová elektromyografia zaujíma ústredné miesto medzi elektrofyziologickými výskumnými metódami pri rôznych neuromuskulárnych ochoreniach a má rozhodujúci význam v diferenciálnej diagnostike neurogénnych a primárnych svalových ochorení.

Táto metóda sa používa na určenie závažnosti denervácie vo svale inervovanom postihnutým nervom, stupňa jeho zotavenia a účinnosti reinervácie.

Ihlová elektromyografia našla svoje uplatnenie nielen v neurológii, ale aj v reumatológii, endokrinológii, športovom a pracovnom lekárstve, pediatrii, urológii, gynekológii, chirurgii a neurochirurgii, oftalmológii, stomatológii a maxilofaciálnej chirurgii, ortopédii a rade ďalších medicínskych odborov.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Indikácie postupu

Ochorenia motorických neurónov miechy ( ALS, spinálne amyotrofie, poliomyelitída a postpolio syndróm, syringomyélia atď.), myelopatie, radikulopatie, rôzne neuropatie (axonálne a demyelinizačné), myopatie, zápalové ochorenia svalov ( polymyozitída a dermatomyozitída ), centrálne poruchy pohybu, poruchy zvierača a množstvo ďalších situácií, keď je potrebné objektivizovať stav motorických funkcií a systému riadenia pohybu, posúdiť zapojenie rôznych štruktúr periférneho neuromotorického aparátu do procesu.

[ 6 ]

Príprava

Pacient nepotrebuje na vyšetrenie žiadnu špeciálnu prípravu. Ihlová elektromyografia vyžaduje úplné uvoľnenie vyšetrovaných svalov, preto sa vykonáva v polohe pacienta v ľahu. Pacient je vystavený vyšetrovaným svalom, uložený na chrbát (alebo brucho) na pohodlnú mäkkú pohovku s nastaviteľnou opierkou hlavy, informovaný o nadchádzajúcom vyšetrení a vysvetlený mu je postup napätia a následného uvoľnenia svalu.

[ 7 ]

Technika ihlovú elektromyografiu

Štúdia sa vykonáva pomocou koncentrickej ihlovej elektródy zavedenej do motorického bodu svalu (prípustný polomer nie je väčší ako 1 cm pre veľké svaly a 0,5 cm pre malé). Zaznamenávajú sa potenciály MU (PMU). Pri výbere PMU na analýzu je potrebné dodržiavať určité pravidlá pre ich výber.

Opakovane použiteľné ihlové elektródy sa predsterilizujú v autokláve alebo inými sterilizačnými metódami. Jednorazové sterilné ihlové elektródy sa otvárajú bezprostredne pred vyšetrením svalu.

Po zavedení elektródy do úplne uvoľneného svalu a pri každom jej pohybe sa monitoruje možný výskyt spontánnej aktivity. PMU sa zaznamenáva s minimálnym vôľovým svalovým napätím, čo umožňuje identifikáciu jednotlivých PMU. Vyberie sa 20 rôznych PMU, pričom sa pozoruje určitá sekvencia pohybu elektródy vo svale.

Pri hodnotení stavu svalov sa vykonáva kvantitatívna analýza zistenej spontánnej aktivity, čo je obzvlášť dôležité pri sledovaní stavu pacienta v priebehu času, ako aj pri určovaní účinnosti terapie. Analyzujú sa parametre zaznamenaných potenciálov rôznych motorických jednotiek.

Ihlová elektromyografia pri synaptických ochoreniach

Pri synaptických ochoreniach sa ihlová elektromyografia považuje za doplnkovú vyšetrovaciu metódu. Pri myasténii umožňuje posúdiť stupeň „blokovania“ svalových vlákien v MU, určený stupňom skrátenia priemerného trvania MU v skúmaných svaloch. Hlavným cieľom ihlovej elektromyografie pri myasténii je však vylúčiť možnú sprievodnú patológiu (polymyozitída, myopatia, endokrinné poruchy, rôzne polyneuropatie atď.). Ihlová elektromyografia sa u pacientov s myasténiou používa aj na určenie stupňa odpovede na podanie anticholinesterázových liekov, teda na posúdenie zmeny parametrov MU pri podaní neostigmínmetylsulfátu (proserínu). Po podaní lieku sa trvanie MU vo väčšine prípadov predlžuje. Absencia reakcie môže naznačovať tzv. myastenickú myopatiu.

Hlavné elektromyografické kritériá synaptických ochorení:

• skrátenie priemerného trvania PDE;
• pokles amplitúdy jednotlivých PMU (môže chýbať);
• mierna polyfázia PDE (môže chýbať);
• absencia spontánnej aktivity alebo prítomnosť iba izolovaného PF.

Pri myasténii je priemerné trvanie MUAP zvyčajne mierne skrátené (o 10 – 35 %). Väčšina MUAP má normálnu amplitúdu, ale v každom svale sa zaznamená niekoľko MUAP so zníženou amplitúdou a trvaním. Počet polyfázických MUAP nepresahuje 15 – 20 %. Spontánna aktivita chýba. Ak sa u pacienta zistí výrazná PF, treba zvážiť kombináciu myasténie s hypotyreózou, polymyozitídou alebo inými ochoreniami.

Ihlová elektromyografia pri primárnych svalových ochoreniach

Ihlová elektromyografia je hlavnou elektrofyziologickou metódou na diagnostiku primárnych svalových ochorení (rôzne myopatie). Vzhľadom na zníženú schopnosť motorických jednotiek vyvinúť dostatočnú silu na udržanie aj minimálneho úsilia musí pacient s akoukoľvek primárnou svalovou patológiou zapojiť veľké množstvo motorických jednotiek. To určuje zvláštnosť elektromyografie u takýchto pacientov. Pri minimálnom vôľovom svalovom napätí je ťažké izolovať jednotlivé motorické jednotky; na obrazovke sa objavuje také množstvo malých potenciálov, že ich identifikácia je nemožná. Ide o takzvaný myopatický vzorec elektromyografie.

Pri zápalových myopatiách (polymyozitída) dochádza k procesu reinervácie, ktorý môže spôsobiť zvýšenie parametrov MUAP.

Hlavné elektromyografické kritériá primárnych svalových ochorení:

• skrátenie priemerného trvania PDE o viac ako 12 %;
• zníženie amplitúdy jednotlivých PMU (priemerná amplitúda môže byť buď znížená, alebo normálna a niekedy zvýšená);
• polyfázia PDE;
• výrazná spontánna aktivita svalových vlákien pri zápalovej myopatii (polymyozitíde) alebo PMD (v iných prípadoch je minimálna alebo chýba).

Zníženie priemerného trvania MUAP je kardinálnym znakom akéhokoľvek primárneho svalového ochorenia. Dôvodom tejto zmeny je, že pri myopatiách dochádza k atrofii svalových vlákien, niektoré z nich vypadávajú zo zloženia MU v dôsledku nekrózy, čo vedie k zníženiu parametrov MUAP. Zníženie trvania väčšiny MUAP sa zisťuje takmer vo všetkých svaloch pacientov s myopatiami, hoci je výraznejšie v klinicky najviac postihnutých proximálnych svaloch.

Histogram rozdelenia PMU podľa trvania sa posúva smerom k menším hodnotám (štádium I alebo II). Výnimkou je PMD: v dôsledku ostrej polyfázie PMU, niekedy dosahujúcej 100 %, sa priemerné trvanie môže výrazne zvýšiť.

Elektromyografia jednotlivých svalových vlákien

Elektromyografia jednotlivých svalových vlákien umožňuje štúdium elektrickej aktivity jednotlivých svalových vlákien vrátane určenia ich hustoty v svalovo-motorických jednotkách a spoľahlivosti neuromuskulárneho prenosu pomocou metódy jitter.

Na vykonanie štúdie je potrebná špeciálna elektróda s veľmi malou výbojovou plochou s priemerom 25 µm, umiestnená na jej bočnom povrchu 3 mm od konca. Malá výbojová plocha umožňuje zaznamenávať potenciály jedného svalového vlákna v zóne s polomerom 300 µm.

[ 8 ], [ 9 ]

Štúdia hustoty svalových vlákien

Stanovenie hustoty svalových vlákien v MU je založené na skutočnosti, že zóna mikroelektródy na zaznamenávanie aktivity jedného svalového vlákna je striktne definovaná. Mierkou hustoty svalových vlákien v MU je priemerný počet potenciálov jedného svalového vlákna zaznamenaných v zóne jeho zaznamenávania počas štúdie 20 rôznych MU v rôznych zónach svalu. Normálne môže táto zóna obsahovať iba jedno (zriedkavo dve) svalové vlákno patriace do tej istej MU. Pomocou špeciálnej metodickej techniky (spúšťacieho zariadenia) je možné zabrániť objaveniu sa potenciálov jedného svalového vlákna patriaceho do iných MU na obrazovke.

Priemerná hustota vlákien sa meria v konvenčných jednotkách výpočtom priemerného počtu potenciálov jednotlivých svalových vlákien patriacich do rôznych MU. U zdravých ľudí sa táto hodnota mení v závislosti od svalu a veku od 1,2 do 1,8. Zvýšenie hustoty svalových vlákien v MU odráža zmenu v štruktúre MU vo svale.

Výskum fenoménu jitteru

Normálne je vždy možné umiestniť elektródu na záznam jedného svalového vlákna vo svale tak, aby sa zaznamenali potenciály dvoch susedných svalových vlákien patriacich do jednej motorickej jednotky. Ak je potenciál prvého vlákna aktivovaný spúšťacím zariadením, potenciál druhého vlákna sa bude časovo mierne líšiť, pretože impulz prechádza dvoma nervovými zakončeniami rôznych dĺžok za rôzne časy. To sa odráža vo variabilite medzivrcholového intervalu, t. j. čas záznamu druhého potenciálu kolíše vo vzťahu k prvému, definovanému ako potenciálový „tanec“ alebo „chvenie“, ktorého hodnota je normálne 5 – 50 μs.

Jitter odráža variabilitu času neuromuskulárneho prenosu v dvoch motorických koncových platničkách, takže táto metóda nám umožňuje študovať stabilitu neuromuskulárneho prenosu. Keď je narušený akoukoľvek patológiou, jitter sa zvyšuje. Jeho najvýraznejší nárast sa pozoruje pri synaptických ochoreniach, predovšetkým pri myasténii.

Pri výraznom zhoršení neuromuskulárneho prenosu nastáva stav, keď nervový impulz nemôže vybudiť jedno z dvoch susedných vlákien a dochádza k takzvanému blokovaniu impulzov.

Pri ALS sa tiež pozoruje výrazný nárast jitteru a nestability jednotlivých komponentov PMU. To sa vysvetľuje skutočnosťou, že terminály a nezrelé synapsie novovytvorené v dôsledku pučania fungujú s nedostatočnou mierou spoľahlivosti. V tomto prípade sa najvýraznejší jitter a blokovanie impulzov pozorujú u pacientov s rýchlou progresiou procesu.

Makroelektromyografia

Makroelektromyografia nám umožňuje posúdiť veľkosť motorických jednotiek v kostrovom svalstve. Počas štúdie sa súčasne používajú dve ihlové elektródy: špeciálna makroelektróda zavedená hlboko do svalu tak, aby bočný povrch abduktora bol v hrúbke svalu, a bežná koncentrická elektróda zavedená pod kožu. Metóda makroelektromyografie je založená na štúdiu potenciálu zaznamenaného makroelektródou s veľkým abduktorovým povrchom.

Ako referenčná elektróda slúži konvenčná koncentrická elektróda, ktorá sa zavádza pod kožu vo vzdialenosti najmenej 30 cm od hlavnej makroelektródy do zóny minimálnej aktivity skúmaného svalu, teda čo najďalej od motorického bodu svalu.

Ďalšia elektróda na zaznamenávanie potenciálov jednotlivých svalových vlákien, umiestnená v kanyle, registruje potenciál svalového vlákna študovanej MU, čo slúži ako spúšťač pre priemerovanie makropotenciálu. Signál z kanyly hlavnej elektródy tiež vstupuje do priemerovača. Priemeruje sa 130 – 200 impulzov (epocha 80 ms, na analýzu sa používa perióda 60 ms), kým sa neobjaví stabilná izolínia a stabilný amplitúdový makropotenciál MU. Registrácia sa vykonáva na dvoch kanáloch: na jednom sa zaznamenáva signál z jedného svalového vlákna študovanej MU, čo spúšťa priemerovanie, na druhom sa reprodukuje signál medzi hlavnou a referenčnou elektródou.

Hlavným parametrom používaným na hodnotenie makropotenciálu motorickej jednotky je jeho amplitúda, meraná od vrcholu k vrcholu. Trvanie potenciálu nie je pri použití tejto metódy dôležité. Je možné vyhodnotiť plochu makropotenciálov motorickej jednotky. Normálne existuje široké rozpätie hodnôt jeho amplitúdy, s vekom sa mierne zvyšuje. Pri neurogénnych ochoreniach sa amplitúda makropotenciálov motorickej jednotky zvyšuje v závislosti od stupňa reinervácie vo svale. Pri neuronálnych ochoreniach je najvyššia.

V neskorších štádiách ochorenia sa amplitúda makropotenciálov MU znižuje, najmä s výrazným poklesom svalovej sily, čo sa zhoduje so znížením parametrov MU zaznamenaných štandardnou ihlovou elektromyografiou.

Pri myopatiách sa pozoruje pokles amplitúdy makropotenciálov motorických jednotiek, avšak u niektorých pacientov sú ich priemerné hodnoty normálne, napriek tomu sa stále zaznamenáva určitý počet potenciálov so zníženou amplitúdou. Žiadna zo štúdií, ktoré skúmali svaly pacientov s myopatiou, neodhalila zvýšenie priemernej amplitúdy makropotenciálov motorických jednotiek.

Metóda makroelektromyografie je veľmi prácna, preto sa v bežnej praxi široko nepoužíva.

Skenovacia elektromyografia

Metóda umožňuje študovať časové a priestorové rozloženie elektrickej aktivity motorickej jednotky skenovaním, teda krokovým pohybom elektródy v oblasti umiestnenia vlákien skúmanej motorickej jednotky. Skenovacia elektromyografia poskytuje informácie o priestorovom umiestnení svalových vlákien v celom priestore motorickej jednotky a môže nepriamo indikovať prítomnosť svalových skupín, ktoré vznikajú v dôsledku procesu denervácie svalových vlákien a ich opakovanej reinervácie.

Pri minimálnom dobrovoľnom napätí svalu sa ako spúšťač použije elektróda vložená doň na zaznamenávanie jedného svalového vlákna a pomocou výstupnej koncentrickej ihlovej (skenovacej) elektródy sa zaznamenáva PMU zo všetkých strán v priemere 50 mm. Metóda je založená na pomalom postupnom ponáraní štandardnej ihlovej elektródy do svalu, akumulácii informácií o zmene parametrov potenciálu určitej MU a zostrojení zodpovedajúceho obrazu na obrazovke monitora. Skenovacia elektromyografia je séria oscilogramov umiestnených pod sebou, z ktorých každý odráža oscilácie biopotenciálu zaznamenaného v danom bode a zachyteného výstupným povrchom koncentrickej ihlovej elektródy.

Následná počítačová analýza všetkých týchto MUAP a analýza ich trojrozmerného rozloženia poskytuje prehľad o elektrofyziologickom profile motorických neurónov.

Pri analýze údajov zo skenovacej elektromyografie sa hodnotí počet hlavných píkov MUAP, ich posun v čase výskytu, trvanie intervalov medzi výskytom jednotlivých frakcií potenciálu danej MU a vypočíta sa priemer zóny distribúcie vlákien v každej zo skúmaných MU.

Pri DRP sa amplitúda a trvanie, ako aj plocha potenciálnych kmitov na skenovacej elektromyografii, zväčšujú. Prierez zóny rozloženia vlákien jednotlivých DE sa však významne nemení. Nemení sa ani počet frakcií charakteristických pre daný sval.

Kontraindikácie postupu

Ihlová elektromyografia prakticky neexistujú žiadne kontraindikácie. Za obmedzenie sa považuje stav bezvedomia pacienta, keď nemôže dobrovoľne napnúť sval. Avšak aj v tomto prípade je možné určiť prítomnosť alebo neprítomnosť súčasného procesu vo svaloch (prítomnosťou alebo neprítomnosťou spontánnej aktivity svalových vlákien). Ihlová elektromyografia by sa mala vykonávať s opatrnosťou v tých svaloch, ktoré majú výrazné hnisavé rany, nehojace sa vredy a hlboké popáleniny.

[ 10 ], [ 11 ]

Normálny výkon

DE je štrukturálny a funkčný prvok kostrového svalu. Tvorí ho motorický neurón nachádzajúci sa v prednom rohu sivej hmoty miechy, ktorého axón vychádza ako myelinizované nervové vlákno ako súčasť motorického koreňa, a skupina svalových vlákien, ktoré tvoria kontakt s početnými vetvami tohto axónu zbavenými myelínovej pošvy – zakončeniami, pomocou synapsie.

Každé svalové vlákno svalu má svoj vlastný terminál, je súčasťou iba jednej motorickej jednotky a má vlastnú synapsiu. Axóny sa začínajú intenzívne vetviť na úrovni niekoľkých centimetrov pred svalom, aby zabezpečili inerváciu každého svalového vlákna, ktoré je súčasťou tejto motorickej jednotky. Motorický neurón generuje nervový impulz, ktorý sa prenáša pozdĺž axónu, zosilňuje sa v synapsii a spôsobuje kontrakciu všetkých svalových vlákien patriacich do tejto motorickej jednotky. Celkový bioelektrický potenciál zaznamenaný počas takejto kontrakcie svalových vlákien sa nazýva potenciál motorickej jednotky.

Potenciály motorických jednotiek

Posúdenie stavu motorických jednotiek ľudského kostrového svalstva sa vykonáva na základe analýzy parametrov potenciálov, ktoré generujú: trvanie, amplitúda a tvar. Každá motorická jednotka vzniká algebraickým sčítaním potenciálov všetkých svalových vlákien, ktoré tvoria motorickú jednotku, ktorá funguje ako jeden celok.

Keď sa excitačná vlna šíri pozdĺž svalových vlákien smerom k elektróde, na obrazovke monitora sa objaví trojfázový potenciál: prvá odchýlka je kladná, potom nasleduje rýchly záporný vrchol a potenciál končí treťou, opäť kladnou odchýlkou. Tieto fázy môžu mať rôzne amplitúdy, trvania a plochy, ktoré závisia od toho, ako je výstupná plocha elektródy umiestnená vo vzťahu k centrálnej časti zaznamenanej DE.

Parametre PMU odrážajú veľkosť DE, množstvo, vzájomné usporiadanie svalových vlákien a hustotu ich rozloženia v každej konkrétnej DE.

[ 12 ], [ 13 ]

Trvanie normálneho potenciálu motorickej jednotky

Hlavným parametrom PDE je jej trvanie alebo dĺžka, meraná ako čas v milisekundách od začiatku odchýlky signálu od stredovej čiary až po jeho úplný návrat k nej.

Trvanie PMU u zdravého človeka závisí od svalu a veku. S vekom sa trvanie PMU predlžuje. Na vytvorenie jednotných kritérií pre normu pri štúdiu PMU boli vyvinuté špeciálne tabuľky normálnych priemerných hodnôt trvania pre rôzne svaly ľudí rôzneho veku. Fragment takýchto tabuliek je uvedený nižšie.

Mierkou hodnotenia stavu MU vo svale je priemerné trvanie 20 rôznych MUAP zaznamenaných v rôznych bodoch skúmaného svalu. Priemerná hodnota získaná počas štúdie sa porovná so zodpovedajúcim ukazovateľom uvedeným v tabuľke a vypočíta sa odchýlka od normy (v percentách). Priemerné trvanie MUAP sa považuje za normálne, ak sa pohybuje v rozmedzí ±12 % od hodnoty uvedenej v tabuľke (v zahraničí sa priemerné trvanie MUAP považuje za normálne, ak sa pohybuje v rozmedzí ±20 %).

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Trvanie potenciálov motorických jednotiek v patológii

Hlavným vzorcom zmien v trvaní PDE v patologických stavoch je, že sa zvyšuje pri neurogénnych ochoreniach a znižuje pri synaptickej a primárnej svalovej patológii.

Aby sa dôkladnejšie posúdil stupeň zmeny PMU vo svaloch s rôznymi léziami periférneho neuromotorického aparátu, pre každý sval sa používa histogram rozdelenia PMU podľa trvania, pretože ich priemerná hodnota môže byť v medziach normálnych odchýlok pri zjavnej svalovej patológii. Histogram má normálne tvar normálneho rozdelenia, ktorého maximum sa zhoduje s priemerným trvaním PMU pre daný sval. Pri akejkoľvek patológii periférneho neuromotorického aparátu sa tvar histogramu výrazne mení.

[ 18 ], [ 19 ]

Elektromyografické štádiá patologického procesu

Na základe zmeny trvania MU pri ochoreniach motorických neurónov miechy, keď je možné vysledovať všetky zmeny vyskytujúce sa vo svaloch v relatívne krátkom časovom období, bolo identifikovaných šesť EMG štádií, ktoré odrážajú všeobecné vzorce reštrukturalizácie MU počas procesu denervácie-reinervácie (DRP), od samého začiatku ochorenia až po takmer úplnú smrť svalu.

Všetky neurogénne ochorenia sú charakterizované odumieraním väčšieho alebo menšieho počtu motorických neurónov alebo ich axónov. Preživšie motorické neuróny inervujú „cudzie“ svalové vlákna zbavené nervovej kontroly, čím sa zvyšuje ich počet v ich motorických neurónoch (MU). Na elektromyografii sa tento proces prejavuje postupným zvyšovaním parametrov potenciálov takýchto MU. Celý cyklus zmien v histograme rozloženia MU podľa trvania pri neuronálnych ochoreniach sa konvenčne delí na päť EMG štádií, ktoré odrážajú proces kompenzačnej inervácie vo svaloch. Hoci je takéto rozdelenie konvenčné, pomáha pochopiť a sledovať všetky štádiá vývoja DRP v každom konkrétnom svale, pretože každé štádium odráža určitú fázu reinervácie a stupeň jej závažnosti. Nie je vhodné prezentovať štádium VI ako histogram, pretože odráža konečný bod „reverzného“ procesu, teda proces dekompenzácie a deštrukcie svalovej MU.

Medzi špecialistami v našej krajine sa tieto štádiá rozšírili v diagnostike rôznych neuromuskulárnych ochorení. Sú zahrnuté v počítačovom programe domácich elektromyografov, ktorý umožňuje automatickú konštrukciu histogramov označujúcich štádium procesu. Zmena štádia jedným alebo druhým smerom počas opakovaného vyšetrenia pacienta ukazuje, aké sú ďalšie vyhliadky na rozvoj DRP.

• Štádium I: priemerné trvanie MUAP je skrátené o 13-20%. Toto štádium odráža úplne počiatočnú fázu ochorenia, keď denervácia už začala a proces reinervácie sa ešte elektromyograficky neprejavuje. Zo zloženia niektorých MU vypadávajú niektoré denervované svalové vlákna, zbavené impulzného vplyvu v dôsledku patológie buď motorického neurónu, alebo jeho axónu. Počet svalových vlákien v takýchto MUAP sa znižuje, čo vedie k skráteniu trvania jednotlivých potenciálov. V štádiu I sa objavuje určitý počet užších potenciálov ako v zdravom svale, čo spôsobuje mierne skrátenie priemerného trvania. Histogram distribúcie MUAP sa začína posúvať doľava, smerom k menším hodnotám.
• Štádium II: priemerné trvanie MUAP je skrátené o 21 % alebo viac. Pri DRP sa toto štádium pozoruje extrémne zriedkavo a iba v prípadoch, keď z nejakého dôvodu nedochádza k reinervácii alebo je potlačená nejakým faktorom (napr. alkoholom, žiarením atď.), zatiaľ čo denervácia sa naopak zvyšuje a dochádza k masívnemu odumieraniu svalových vlákien v MUAP. To vedie k tomu, že väčšina alebo takmer všetky MUAP trvajú kratšie ako je normálne, v dôsledku čoho priemerné trvanie naďalej klesá. Histogram distribúcie MUAP sa výrazne posúva smerom k menším hodnotám. Štádiá I-II odrážajú zmeny v MUAP spôsobené poklesom počtu fungujúcich svalových vlákien v nich.
• Štádium III: priemerné trvanie MUAP je v rozmedzí ±20 % normy pre daný sval. Toto štádium je charakterizované výskytom určitého počtu potenciálov so zvýšeným trvaním, normálne nedetekovateľnými. Výskyt týchto MUAP naznačuje začiatok reinervácie, t. j. denervované svalové vlákna sa začínajú zapájať do iných MUAP, v dôsledku čoho sa parametre ich potenciálov zvyšujú. Vo svale sa súčasne zaznamenávajú MUAP so zníženým aj normálnym, ako aj so zvýšeným trvaním, počet zväčšených MUAP vo svale sa pohybuje od jedného do niekoľkých. Priemerné trvanie MUAP v štádiu III môže byť normálne, ale vzhľad histogramu sa líši od normy. Nemá tvar normálneho rozdelenia, ale je „sploštený“, natiahnutý a začína sa posúvať doprava, smerom k väčším hodnotám. Navrhuje sa rozdeliť štádium III do dvoch podskupín - IIIA a IIIB. Líšia sa iba tým, že v štádiu IIIA je priemerné trvanie MUAP znížené o 1-20% a v štádiu IIIB sa buď úplne zhoduje s priemernou hodnotou normy, alebo sa zvyšuje o 1-20%. V štádiu IIIB sa zaznamenáva o niečo väčší počet MUAP so zvýšeným trvaním ako v štádiu IIIA. Prax ukázala, že takéto rozdelenie tretieho štádia na dve podskupiny nemá veľký význam. V skutočnosti štádium III znamená jednoducho objavenie sa prvých EMG znakov reinervácie vo svale.
• Štádium IV: priemerné trvanie MUAP sa zvyšuje o 21 – 40 %. Toto štádium sa vyznačuje zvýšením priemerného trvania MUAP v dôsledku výskytu veľkého počtu potenciálov so zvýšeným trvaním spolu s normálnymi MUAP. MUAP so skráteným trvaním sa v tomto štádiu zaznamenávajú extrémne zriedkavo. Histogram je posunutý doprava, smerom k väčším hodnotám, jeho tvar je odlišný a závisí od pomeru MUAP s normálnym a zvýšeným trvaním.
• Štádium V: priemerné trvanie MUAP sa zvyšuje o 41 % alebo viac. Toto štádium sa vyznačuje prítomnosťou prevažne veľkých a „obrovských“ MUAP, zatiaľ čo MUAP s normálnym trvaním prakticky chýbajú. Histogram je výrazne posunutý doprava, natiahnutý a spravidla otvorený. Toto štádium odráža maximálny objem reinervácie vo svale, ako aj jej účinnosť: čím viac obrovských MUAP, tým účinnejšia je reinervácia.
• Štádium VI: priemerné trvanie MUAP je v normálnych medziach alebo je skrátené o viac ako 12 %. Toto štádium je charakterizované prítomnosťou MUAP (potenciálov zhoršujúcich sa MU), ktoré majú zmenený tvar. Ich parametre môžu byť formálne normálne alebo znížené, ale tvar MUAP je zmenený: potenciály nemajú ostré vrcholy, sú natiahnuté, zaoblené, čas nábehu potenciálu je prudko zvýšený. Toto štádium sa pozoruje v poslednom štádiu dekompenzácie DRP, keď väčšina motorických neurónov miechy už odumrela a zvyšok intenzívne odumiera. Dekompenzácia procesu začína od okamihu, keď sa proces denervácie zvyšuje a zdroje inervácie sú čoraz menej. Na EMG je štádium dekompenzácie charakterizované nasledujúcimi znakmi: parametre MUAP sa začínajú znižovať, obrovské MUAP postupne miznú, intenzita PF prudko rastie, objavujú sa obrovské POW, čo naznačuje odumretie mnohých susedných svalových vlákien. Tieto príznaky naznačujú, že v tomto svale motorické neuróny vyčerpali svoje pučiace schopnosti v dôsledku funkčnej nedostatočnosti a už nie sú schopné plne ovládať svoje vlákna. V dôsledku toho sa počet svalových vlákien v motorickej jednotke postupne znižuje, mechanizmy vedenia impulzov sú narušené, potenciály takýchto motorických jednotiek sú zaoblené, ich amplitúda sa znižuje a ich trvanie sa skracuje. Vykresľovanie histogramu v tejto fáze procesu je nevhodné, pretože rovnako ako priemerné trvanie PMU už neodráža skutočný stav svalu. Hlavným príznakom štádia VI je zmena tvaru všetkých PMU.

EMG štádiá sa používajú nielen pri neurogénnych ochoreniach, ale aj pri rôznych primárnych svalových ochoreniach na charakterizáciu hĺbky svalovej patológie. V tomto prípade EMG štádium neodráža DRP, ale závažnosť patológie a nazýva sa „EMG štádium patologického procesu“. Pri primárnych svalových dystrofiách sa môžu objaviť ostro polyfázické PMU so satelitmi, ktoré predlžujú ich trvanie, čo významne zvyšuje ich priemernú hodnotu, zodpovedajúcu III. alebo dokonca IV. EMG štádiu patologického procesu.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Diagnostický význam štádií EMG

• Pri neuronálnych ochoreniach sa u toho istého pacienta často zisťujú rôzne EMG štádiá v rôznych svaloch – štádiá III až VI sa zisťujú veľmi zriedkavo – na samom začiatku ochorenia a iba v jednotlivých svaloch.
• Pri axonálnych a demyelinizačných ochoreniach sa najčastejšie zisťujú štádiá III a IV a štádiá I a II sú menej časté. Štádium V sa zisťuje, keď v jednotlivých, najviac postihnutých svaloch odumiera významný počet axónov.
• Pri primárnych svalových ochoreniach dochádza k úbytku svalových vlákien zo zloženia MU v dôsledku nejakej svalovej patológie: zníženie priemeru svalových vlákien, ich štiepenie, fragmentácia alebo iné poškodenie, ktoré znižuje počet svalových vlákien v MU alebo znižuje objem svalu. To všetko vedie k zníženiu (skráteniu) trvania PMU. Preto sa pri väčšine primárnych svalových ochorení a myasténie zisťujú štádiá I a II, pri polymyozitíde - najprv iba I a I a po zotavení - III a dokonca IV štádium.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Amplitúda potenciálu motorickej jednotky

Amplitúda je pomocný, ale veľmi dôležitý parameter pri analýze MUAP. Meria sa „od vrcholu k vrcholu“, teda od najnižšieho bodu kladného po najvyšší bod záporného vrcholu. Pri registrácii MUAP na obrazovke sa ich amplitúda určuje automaticky. Určuje sa priemerná aj maximálna amplitúda MUAP detekovaného v skúmanom svale.

Priemerné hodnoty amplitúdy MUAP v proximálnych svaloch zdravých ľudí sú vo väčšine prípadov 500-600 μV, v distálnych svaloch 600-800 μV, pričom maximálna amplitúda nepresahuje 1500-1700 μV. Tieto ukazovatele sú veľmi podmienené a môžu sa do určitej miery líšiť. U detí vo veku 8-12 rokov je priemerná amplitúda MUAP spravidla v rozmedzí 300-400 μV a maximálna nepresahuje 800 μV; u starších detí sú tieto ukazovatele 500 a 1000 μV. V tvárových svaloch je amplitúda MUAP výrazne nižšia.

U športovcov sa v trénovaných svaloch zaznamenáva zvýšená amplitúda MUAP. V dôsledku toho zvýšenie priemernej amplitúdy MUAP vo svaloch zdravých športujúcich jedincov nemožno považovať za patológiu, pretože k nemu dochádza v dôsledku reštrukturalizácie MU v dôsledku dlhodobého zaťaženia svalov.

Pri všetkých neurogénnych ochoreniach sa amplitúda PMU spravidla zvyšuje v súlade so zvyšujúcim sa trvaním: čím dlhšie je trvanie potenciálu, tým vyššia je jeho amplitúda.

Najvýznamnejšie zvýšenie amplitúdy MUAP sa pozoruje pri neuronálnych ochoreniach, ako je spinálna amyotrofia a následky detskej obrny. Slúži ako ďalšie kritérium pre diagnostiku neurogénnej povahy patológie vo svaloch. Zvýšenie amplitúdy MUAP je spôsobené reorganizáciou MU vo svale, zvýšením počtu svalových vlákien v zóne elektródových vodičov, synchronizáciou ich aktivity a zvýšením priemeru svalových vlákien.

Zvýšenie priemernej aj maximálnej amplitúdy MUAP sa niekedy pozoruje pri niektorých primárnych svalových ochoreniach, ako je polymyozitída, primárna svalová dystrofia, dystrofická myotónia atď.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]

Krivka napätia motorickej jednotky

Tvar PDE závisí od štruktúry DE, stupňa synchronizácie potenciálov jej svalových vlákien, polohy elektródy vo vzťahu k svalovým vláknam analyzovanej DE a ich inervačných zón. Tvar potenciálu nemá diagnostickú hodnotu.

V klinickej praxi sa tvar MUAP analyzuje z hľadiska počtu fáz a/alebo otáčok v potenciáli. Každá odchýlka kladno-záporného potenciálu, ktorá dosiahne izolínu a prekročí ju, sa nazýva fáza a odchýlka kladno-záporného potenciálu, ktorá nedosiahne izolínu, sa nazýva otáčka.

Potenciál sa považuje za polyfázový, ak má päť alebo viac fáz a pretína axiálnu čiaru aspoň štyrikrát. Potenciál môže mať ďalšie zákruty, ktoré nepretínajú axiálnu čiaru. Zákruty sa môžu nachádzať v zápornej aj kladnej časti potenciálu.

Vo svaloch zdravých ľudí sú MUAP zvyčajne reprezentované trojfázovými potenciálovými osciláciami, avšak pri zaznamenávaní MUAP v zóne koncovej platničky môže mať dve fázy, čím stráca svoju počiatočnú kladnú časť.

Normálne počet polyfázických MUAP nepresahuje 5-15%. Zvýšenie počtu polyfázických MUAP sa považuje za znak poruchy v štruktúre MU v dôsledku prítomnosti nejakého patologického procesu. Polyfázické a pseudopolyfázické MUAP sa zaznamenávajú pri neuronálnych aj axonálnych ochoreniach, ako aj pri primárnych svalových ochoreniach.

[ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

Spontánna aktivita

Za normálnych podmienok, keď je elektróda nehybná v uvoľnenom svale zdravého človeka, nedochádza k žiadnej elektrickej aktivite. V patológii sa objavuje spontánna aktivita svalových vlákien alebo DE. Spontánna aktivita nezávisí od vôle pacienta, nemôže ju zastaviť ani svojvoľne vyvolať.

Spontánna aktivita svalových vlákien

Spontánna aktivita svalových vlákien zahŕňa fibrilačné potenciály (FP) a pozitívne ostré vlny (PSW). FP a PSB sa zaznamenávajú výlučne za patologických podmienok, keď je do svalu zavedená koncentrická ihlová elektróda. FP je potenciál jedného svalového vlákna, PSB je pomalá oscilácia, ktorá vzniká po rýchlej pozitívnej výchylke bez ostrého negatívneho vrcholu. PSB odráža účasť jedného aj viacerých susedných vlákien.

Štúdium spontánnej aktivity svalových vlákien v podmienkach klinického vyšetrenia pacienta je najpohodlnejšou elektrofyziologickou metódou, ktorá umožňuje posúdiť stupeň úplnosti a stability nervových vplyvov na svalové vlákna kostrového svalu v jeho patológii.

Spontánna aktivita svalových vlákien sa môže vyskytnúť pri akejkoľvek patológii periférneho neuromotorického aparátu. Pri neurogénnych ochoreniach, ako aj pri patológii synapsií (myasténia a myastenické syndrómy), spontánna aktivita svalových vlákien odráža proces ich denervácie. Pri väčšine primárnych svalových ochorení spontánna aktivita svalových vlákien odráža určité poškodenie svalových vlákien (ich štiepenie, fragmentácia atď.), ako aj ich patológiu spôsobenú zápalovým procesom (pri zápalových myopatiách - polymyozitída, dermatomyozitída). V oboch prípadoch PF a POV naznačujú prítomnosť prebiehajúceho procesu vo svale; bežne sa nikdy nezaznamenávajú.

• Trvanie PF je 1-5 ms (nemá diagnostickú hodnotu) a amplitúda kolíše vo veľmi širokých medziach (v priemere 118±114 μV). Niekedy sa zisťujú aj PF s vysokou amplitúdou (až 2000 μV), zvyčajne u pacientov s chronickými ochoreniami. Načasovanie výskytu PF závisí od miesta nervovej lézie. Vo väčšine prípadov sa vyskytujú 7-20 dní po denervácii.
• Ak z nejakého dôvodu nedôjde k reinervácii denervovaného svalového vlákna, časom odumiera a vytvára POW, ktoré EMG považuje za znak úmrtia denervovaného svalového vlákna, ktoré nedostalo inerváciu, ktorú predtým stratilo. Počet PF a POW zaznamenaných v každom svale možno použiť na nepriame posúdenie stupňa a hĺbky jeho denervácie alebo objemu odumretých svalových vlákien. Trvanie POW je od 1,5 do 70 ms (vo väčšine prípadov až do 10 ms). Takzvané obrovské POW trvajúce viac ako 20 ms sa detegujú pri predĺženej denervácii veľkého počtu susedných svalových vlákien, ako aj pri polymyozitíde. Amplitúda POW zvyčajne kolíše medzi 10 a 1800 μV. POW s veľkou amplitúdou a trvaním sa častejšie detegujú v neskorších štádiách denervácie („obrovské“ POW). POV sa prvýkrát zaznamenávajú 16 – 30 dní po prvom objavení sa PF; V svale môžu pretrvávať niekoľko rokov po denervácii. U pacientov so zápalovými léziami periférnych nervov sa POV spravidla zisťujú neskôr ako u pacientov s traumatickými léziami.

PF a POV reagujú najrýchlejšie na začiatok liečby: ak je účinná, závažnosť PF a POV sa po 2 týždňoch zníži. Naopak, ak je liečba neúčinná alebo nedostatočne účinná, ich závažnosť sa zvyšuje, čo umožňuje použiť analýzu PF a POV ako indikátor účinnosti použitých liekov.

Myotonické a pseudomyotonické výboje

Myotonické a pseudomyotonické výboje alebo vysokofrekvenčné výboje označujú aj spontánnu aktivitu svalových vlákien. Myotonické a pseudomyotonické výboje sa líšia v mnohých znakoch, pričom hlavným je vysoká opakovateľnosť prvkov, ktoré výboj tvoria, teda vysoká frekvencia potenciálov vo výboji. Pojem „pseudomyotonický výboj“ sa čoraz častejšie nahrádza pojmom „vysokofrekvenčný výboj“.

• Myotonické výboje sú javom zisteným u pacientov s rôznymi formami myotónie. Pri počúvaní pripomínajú zvuk „strmhlavého bombardéra“. Na obrazovke monitora vyzerajú tieto výboje ako opakujúce sa potenciály s postupne klesajúcou amplitúdou s progresívne sa zvyšujúcimi intervalmi (čo spôsobuje pokles výšky tónu). Myotonické výboje sa niekedy pozorujú pri niektorých formách endokrinnej patológie (napríklad hypotyreóza). Myotonické výboje sa vyskytujú buď spontánne, alebo po miernej kontrakcii alebo mechanickom podráždení svalu zavedenou ihlovou elektródou alebo jednoduchým poklepaním na sval.
• Pseudomyotonické výboje (vysokofrekvenčné výboje) sa zaznamenávajú pri niektorých neuromuskulárnych ochoreniach, a to ako súvisiacich s denerváciou svalových vlákien, tak aj bez nej. Považujú sa za dôsledok efaptického prenosu excitácie so znížením izolačných vlastností membrány svalových vlákien, čo vytvára predpoklad pre šírenie excitácie z jedného vlákna na susedné: pacemaker jedného z vlákien určuje rytmus impulzov, ktorý je vnútený susedným vláknam, čo spôsobuje jedinečný tvar komplexov. Výboje začínajú a končia náhle. Ich hlavný rozdiel od myotonických výbojov je absencia poklesu amplitúdy zložiek. Pseudomyotonické výboje sa pozorujú pri rôznych formách myopatie, polymyozitídy, denervačných syndrómoch (v neskorých štádiách reinervácie), spinálnych a nervových amyotrofiách (Charcot-Marie-Toothova choroba), endokrinnej patológii, poraneniach alebo kompresii nervu a niektorých ďalších ochoreniach.

Spontánna aktivita motorických jednotiek

Spontánna aktivita motorickej jednotky je reprezentovaná fascikulačnými potenciálmi. Fascikulácie sú spontánne kontrakcie celej motorickej jednotky, ku ktorým dochádza v úplne uvoľnenom svale. Ich výskyt je spojený s ochoreniami motorických neurónov, ich preťažením svalovými vláknami, podráždením ktorejkoľvek ich časti a funkčnou a morfologickou prestavbou.

Výskyt viacerých fascikulačných potenciálov vo svaloch sa považuje za jeden z hlavných príznakov poškodenia motorických neurónov miechy. Výnimkou sú „benígne“ fascikulačné potenciály, ktoré sa niekedy vyskytujú u pacientov, ktorí sa sťažujú na neustále zášklby svalov, ale nezaznamenávajú svalovú slabosť ani iné príznaky.

Jednotlivé fascikulačné potenciály možno zistiť aj pri neurogénnych a dokonca aj primárnych svalových ochoreniach, ako je myotónia, polymyozitída, endokrinné, metabolické a mitochondriálne myopatie.

Boli opísané fascikulačné potenciály, ktoré sa vyskytujú u vysoko kvalifikovaných športovcov po vyčerpávajúcom fyzickom cvičení. Môžu sa vyskytnúť aj u zdravých, ale ľahko vzrušivých ľudí, u pacientov s tunelovými syndrómami, polyneuropatiami a u starších ľudí. Na rozdiel od ochorení motorických neurónov je však ich počet vo svale veľmi malý a parametre sú zvyčajne normálne.

Parametre fascikulačných potenciálov (amplitúda a trvanie) zodpovedajú parametrom MUAP zaznamenaným v danom svale a môžu sa meniť súbežne so zmenami MUAP počas vývoja ochorenia.

Ihlová elektromyografia v diagnostike ochorení motorických neurónov miechy a periférnych nervov

Akúkoľvek neurogénnu patológiu sprevádza DRP, ktorej závažnosť závisí od stupňa poškodenia zdrojov inervácie a od úrovne periférneho neuromotorického aparátu - neuronálneho alebo axonálneho - na ktorom k poškodeniu došlo. V oboch prípadoch sa stratená funkcia obnoví vďaka prežívajúcim nervovým vláknam a tie sa začnú intenzívne vetviť a tvoria početné výhonky smerujúce k denervovaným svalovým vláknam. Toto vetvenie dostalo v literatúre názov "klíčenie".

Existujú dva hlavné typy sproutingu - kolaterálny a terminálny. Kolaterálny sprouting je vetvenie axónov v oblasti Ranvierových uzlín, terminálny sprouting je vetvenie konečného, nemyelinizovaného úseku axónu. Ukázalo sa, že charakter sproutingu závisí od povahy faktora, ktorý spôsobil narušenie nervovej kontroly. Napríklad pri intoxikácii botulínom dochádza k vetveniu výlučne v terminálnej zóne a pri chirurgickej denervácii dochádza k terminálnemu aj kolaterálnemu sproutingu.

V elektromyografii sú tieto stavy MU v rôznych štádiách procesu reinervácie charakterizované výskytom MUAP so zvýšenou amplitúdou a trvaním. Výnimkou sú úplne počiatočné štádiá bulbárnej formy ALS, v ktorých sú parametre MUAP v medziach normálnych variácií počas niekoľkých mesiacov.

Elektromyografické kritériá pre ochorenia motorických neurónov miechy

• Prítomnosť výrazných fascikulačných potenciálov (hlavné kritérium poškodenia motorických neurónov miechy).
• Zvýšenie parametrov PDE a ich polyfázia, odrážajúce závažnosť procesu reinervácie.
• Výskyt spontánnej aktivity svalových vlákien vo svaloch - PF a POV, čo naznačuje prítomnosť prebiehajúceho denervačného procesu.

Fascikulačné potenciály sú povinným elektrofyziologickým znakom poškodenia motorických neurónov miechy. Sú detekované už v najskorších štádiách patologického procesu, ešte pred objavením sa príznakov denervácie.

Keďže neuronálne ochorenia zahŕňajú neustály proces denervácie a reinervácie, keď odumiera veľký počet motorických neurónov a súčasne sa zničí zodpovedajúci počet motorických neurónov (MU), MU sa zväčšujú, ich trvanie a amplitúda sa zvyšujú. Stupeň zvýšenia závisí od trvania a štádia ochorenia.

Závažnosť PF a POV závisí od závažnosti patologického procesu a stupňa denervácie svalov. Pri rýchlo progredujúcich ochoreniach (napríklad ALS) sa PF a POV nachádzajú vo väčšine svalov, pri pomaly progredujúcich ochoreniach (niektoré formy spinálnych amyotrofií) iba v polovici svalov a pri syndróme po poliomyelitíde menej ako v tretine.

[ 34 ], [ 35 ], [ 36 ]

Elektromyografické kritériá pre ochorenia periférnych nervových axónov

Ihlová elektromyografia v diagnostike ochorení periférnych nervov je doplnkovou, ale nevyhnutnou vyšetrovacou metódou, ktorá určuje stupeň poškodenia svalu inervovaného postihnutým nervom. Štúdia umožňuje objasniť prítomnosť znakov denervácie (SF), stupeň straty svalových vlákien vo svale (celkový počet MUF a prítomnosť obrovských MUF), závažnosť reinervácie a jej účinnosť (stupeň zvýšenia parametrov MUF, maximálna amplitúda MUF vo svale).

Hlavné elektromyografické znaky axonálneho procesu:

• zvýšenie priemernej hodnoty amplitúdy parciálnej diferenciálnej rovnice;
• prítomnosť PF a POV (s aktuálnou denerváciou);
• predĺženie trvania PDE (priemerná hodnota môže byť v rámci normálnych limitov, t. j. ±12 %);
• polyfázia PDE;
• jednotlivé fascikulačné potenciály (nie v každom svale).

V prípade poškodenia axónov periférnych nervov (rôzne polyneuropatie) sa vyskytuje aj DRP, ale jeho závažnosť je oveľa menšia ako pri neuronálnych ochoreniach. V dôsledku toho sú MUAP zvýšené v oveľa menšej miere. Základné pravidlo zmeny MUAP pri neurogénnych ochoreniach však platí aj pre poškodenie axónov motorických nervov (t. j. stupeň zvýšenia parametrov MUAP a ich polyfázia závisia od stupňa poškodenia nervov a závažnosti reinervácie). Výnimkou sú patologické stavy sprevádzané rýchlou smrťou axónov motorických nervov v dôsledku traumy (alebo iného patologického stavu vedúceho k smrti veľkého počtu axónov). V tomto prípade sa objavujú rovnaké obrovské MUAP (s amplitúdou viac ako 5000 μV) ako pri neuronálnych ochoreniach. Takéto MUAP sa pozorujú pri dlhodobých formách axonálnej patológie, CIDP, nervových amyotrofiách.

Ak sa pri axonálnych polyneuropatiách amplitúda MUAP zvyšuje predovšetkým, potom sa v demyelinizujúcom procese so zhoršením funkčného stavu svalu (znížením jeho sily) priemerné hodnoty trvania MUAP postupne zvyšujú; výrazne častejšie ako v axonálnom procese sa detegujú polyfázické MUAP a fascikulačné potenciály a menej často - PF a POV.

[ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ], [ 42 ]

Ihlová elektromyografia v diagnostike synaptických a primárnych svalových ochorení

Synaptické a primárne svalové ochorenia majú typicky skrátenie priemerného trvania MUAP. Stupeň skrátenia trvania MUAP koreluje so znížením sily. V niektorých prípadoch sú parametre MUAP v normálnom rozmedzí a pri PMD môžu byť dokonca zvýšené.