Электромиографические методы измерения.

ЭМГ стрессовой реакции включает в себя оценку влияния стрессовой реакции на поперечно-полосатую(n-n) мускулатуру. ЭМГ в сущности можно рассмотреть как косвенное определение мышечного напряжения. Оно является косвенным в том смысле, что измеряет электрохимическую активность нервов, иннервирующих данную n-n мышцу, а не истинное напряжение, вызываемое сокращением мускулатуры. Активность n-n мышцы стало рассматриваться как индикатор стрессовой реакции после одной из ранних работ Edmund Jacobson (1938).

Хотя и небезоговорочно, но многие исследователи пришли к заключению, что регистрация ЭМГ активности лобной области может быть полезным индикатором генерализованной активности симпатической нервной системы. Практическое преимущество использования ЭМГ – регистрации стрессовой реакции состоит в доступности для измерения мышечных групп. Большинство клиницистов работает с лобной мускулатурой, но и трапецивидная (верхние отделы), плечелучевая и грудинно-ключично-сосковая группа мышц также могут использоваться для измерения стрессовой ситуации.

Электромиография (ЭМГ)- метод исследования нервно-мышечной системы, основанный на регистрации и анализе биоэлектрических потенциалов.

Электромиография позволяет исследовать функциональное состояние мышцы при различных физиологических и патологических изменениях, а также получить информацию о сохранности иннервации на различных уровнях.

В зависимости от целей исследования ЭМГ проводят во время полного расслабления мышцы (электромиография покоя), при различной степени ее произвольного напряжения (электромиография произвольного усилия) или стимуляции мышцы путем раздражения иннервирующего ее нерва (стимуляционная электромиография). Нас безусловно интересует первая и вторая.

Амплитуды биопотенциалов колеблются в пределах от 10 мкВ до нескольких милливольт. Частотный диапазон сигналов от 1 до 20000 Гц(имеются ссылки некоторых авторов на наличие в ЭМГ составляющих с частотами порядка сотен кГц).

При слабом сокращении мышцы в ЭМГ можно проследить активность двигательных единиц, при более интенсивном сокращении ЭМГ отражает активность всех или значительного числа двигательных единиц.

Аппаратура, используемая при электромиографических исследованиях.

Современный электромиограф представляет собой сложное устройство, состоящее из электродов для снятия биопотенциалов мышц, усилительного блока, осциллоскопа, интегратора ЭМГ, анализатора, репродуктора, вычислительного устройства и устройства вывода цифровой и графической информации. Структурная схема исследования ЭМГ покоя и произвольного напряжения мышцы представлена на рис. 6.

Разность потенциалов от электродов подается на вход усилителя напряжения. Усилитель снабжен ступенчатым переключателем коэффициента усиления. Обычные пределы усиления- от 10000 до 1000000 раз.

Так как ЭМГ содержит большое количество высокочастотных составляющих, то для получения полного спектра интерференционной активности и неискаженной формы отдельных потенциалов необходимо использование по возможности широкой полосы пропускания высоких частот (от 10000 до 20000 Гц). Отсутствие на ЭМГ собственных медленных составляющих потенциала и необходимость исключения медленных потенциалов, связанных с движением мышцы при ее сокращении, позволяет существенно ограничить нижнюю полосу пропускания усилителя (2- 10 Гц).

Усиленные биопотенциалы мышц отображаются на экране осциллоскопа. Часть электромиографа, состоящая из усилительного блока и осциллоскопа, называется миоскопом. Миоскоп имеет от одного до четырех независимых друг от друга усилительных блоков, что позволяет одновременно исследовать четыре электромиографических сигнала.

Интегратор ЭМГ применяют для обработки информации, заключенной на электромиограмме. Анализатор ЭМГ необходим для выделения амплитуды отдельных составляющих частотного спектра ЭМГ для последующей их обработки. В современных электромиографах обработка полученной информации осуществляется с помощью ЭВМ.

 

 

 

 

Рис. 6. Структурная схема прибора для исследования ЭМГ покоя и произвольного сокращения.

 

Электронно-вычислительное устройство, осуществляющее обработку входного сигнала, состоит из двух блоков: аналого-цифрового преобразователя, преобразующего непрерывный колебательный процессов последовательности соответствующих числовых значений амплитуды, снимаемых через заданные интервалы времени, и блока обработки цифровых данных. АЦП должен обладать достаточным быстродействием, чтобы обеспечить в реальном масштабе времени точное воспроизведение высокочастотных колебательных сигналов. Частота квантования зависит от типа исследуемых сигналов, от времени обработки сигнала в вычислительной части. Вычислительное устройство, обрабатывающее данные ВП, осуществляет процедуру суммации последовательных отрезков усиленной электрической активности и сохранение их в памяти. Для этой цели используются различные ЭВМ, обладающие достаточным быстродействием и объемом памяти.

Анализ ЭМГ-ких кривых проводится непосредственно на экране осциллоскопа (измерение латентного периода, амплитуды, частотных характеристик) или с помощью ЭВМ (спектральный анализ ЭМГ, автоматический подсчет латентных периодов, амплитуд, СПИ, усреднение кривых). Дальнейшее развитие прибора идет по пути автоматизации управления работой прибора, автоматизации обработки ЭМГ.

Обычно в современных электромиографических установках ЭМГ покоя, произвольного сокращения и вызванных потенциалов регистрируется одним прибором в разных режимах работы.

Рис. 7. ЭМГ при норме и стрессе.

------ стресс

______ норма

 

Гемодинамические способы измерения

Измерения гемодинамических аспектов СР предусматривает оценку влияния СР на сердце и сосудистую систему. Двумя наиболее распространенными гемодинамическими критериями оценки является пожалуй, периферический кровоток (ПК) и частота сердечных сокращений (ЧСС)

В исследованиях ПК обычно определяют при помощи метода плетизмографии. Плетизмография направлена на оценку объема циркулирующей крови в исследуемой анатомической области. Самыми частыми объектами для плетизмографических являются пальцы рук и ног, икры и предплечья. У большинства людей при СР объем крови в этих местах уменьшается. Это явление обычно рассматривается как следствие прямой нервной импульсации, поступающей к кровеносным сосудам и вызывающей сосудосуживающий эффект, а так же выделения норэпинефрина моровым слоем надпочечников. Уменьшение кровотока к этим областям приводит так же к понижению температуры кожи на этих ограниченных условиях ПК обычно определяется по температуре кожи, измеряемой в любой из четырех вышеупомянутых анатомических областей.

С клинической точки зрения температура кожи является более удобным показателем по сравнению с данными плетизмографии.

ЧСС при СР считается функций непосредственного нервного воздействия и влияния норэпитинефрина, выделяемого мозговым слоем надпочечников.

ЧСС определяется обычно посредством какой либо плетизмографической методики или ЭКГ. Плетизмографическое определение ЧСС гораздо более удобно в детекторах лжи. Плетизмографией называется метод непрерывной регистрации изменений объема органа или части тела, вызванных изменением кровенаполнения всех находящихся в них кровеносных сосудов. Регистрируемая при этом кривая называется плетизмограммой. В зависимости от параметра, который используется в качестве критерия изменения объема (кровенаполнения), различают механическую, электрическую и фотоэлектрическую плетизмографию. В механических плетизмографах используется принцип определения изменений объема твердого тела по количеству вытесненной им жидкости. Передача изменений объема к устройству отображения и регистрации производится с помощью воздухопровода, гидравлической или электрической системы передач. Наиболее распространена для функциональных исследований система передачи, при которой приращение объема преобразуется в перемещение подвижного элемента или в усилие, вызывающее его деформацию. В зависимости от назначения устройство съема плетизмографа при использовании его непосредственно для регистрации кровенаполнения должно обеспечивать регистрацию истинного изменения объема без увеличения давления в системе, а при использовании плетизмографа для регистрации пульсовых осцилляций при измерении артериального давления - регистрацию истинного изменения давления без увеличения объема. Структурная схема плетизмографа изображена на рис. 8. Оценка ЧСС при помощи ЭКГ является, несомненно, более точной, но и более ограниченной с практической точки зрения.

 

Рис.8. Структурная схема плетизмографа

 

 

Рис. 9. Плетизмограмма при норме и стрессе.

----- - стресс

_____ - норма