Методи електрофізіологічного дослідження нервової системи

Електроміографія (ЕМГ) – метод відведення й реєстрації електричної активності скелетних м'язів. ЕМГ дає змогу визначити відносний функціональний стан нервово-м’язової системи. Вона є найбільш інформативним дослідженням при порушенні локомоторної функції у хворих. За способом відведення електричної активності м'язів ЕМГ поділяють на три основних види.

I. Інтерференційна ЕМГ проводиться нашкірними електродами при довільних скороченнях м'язів або при пасивному згинанні або розгинанні кінцівки. Аналіз електричної активності м'язів дає можливість виділити чотири її типи. 1-й тип характеризується різноамплітудними коливаннями біопотенціалів із частотою 60–250 Гц, відзначається у хворих в умовах гіпо- або адинамії.

II. 2-й тип характеризується урідженням частоти коливань біопотенціалів до 40–120 Гц і спостерігається при розвитку спастичного синдрому.

III. 3-й тип ЕМГ характеризується низькочастотними високоамплітудними ритмічними біопотенціалами, відповідає вираженому спастичному синдрому.

IV. 4-й тип характеризується відсутністю електричної активності м'язів, що спостерігається при плегіях. Однак при пасивних рухах можна зареєструвати електричну активність м'язів.

II. Локальна ЕМГ. Відведення потенціалів виробляється за допомогою концентрично співвісних електродів, занурених у м'яз. Цей метод дає підстави судити про функціональні порушення рухових одиниць. Після ПСМТ в умовах гіподинамії тривалість їхніх потенціалів дії зменшується на 30–50% за рахунок зниження кількості функціонуючих м'язових волокон.

III. Стимуляційна ЕМГ (електронейроміографія). Відведення біопотенціалів здійснюється як нашкірними, так і голчастими електродами при подразненні периферичного нерва. Найпоширенішим методом електростимуляційної ЕМГ є Н-рефлекс. Його реєструють від литкового і камбалоподібного м'язів при подразненні електричним стимулом великогомілкового нерва в підколінній ямці. При граничних силах струму виникає Н-рефлекс із латентним періодом 25–30 мс. При надпорогових силах струму реєструють і М-відповідь із латентним періодом 7–9 мс. При ПСМТ Н-рефлекси можуть бути показниками функціонального стану моносинаптичної рефлекторної дуги. Зміни амплітуди Н-рефлексу можуть свідчити про наявність або відсутність спадної провідності порушення по спинному мозку при тестах Ендрасика або при подразненні зорового або слухового аналізаторів.

Магнітно-резонансна томографія (МРТ) – метод неінвазивної візуалізації структур головного й спинного мозку, заснований на фізичному ефекті поглинання енергії радіочастотних (РЧ) імпульсів протонами в магнітному полі з наступним вивільненням енергії також у формі РЧ-сигналів (ядерно-магнітний резонанс – ЯМР).

ЯМР спостерігається при відповідності частоти що опромінює Рч-імпульсу, природній частоті коливання протонів у магнітному полі. Остання прямо пропорційна напруженості магнітного поля.

При МРТ одержують пошарові діагностичні зображення, що відображають зміни магнітних властивостей тканин. Томограми формуються на основі Рч-сигналів, що надходять від ядер водню у відповідь на їхнє порушення в магнітному полі каскадами Рч-імпульсів (імпульсними послідовностями). Сигнали надходять в основному від протонів, що входять до складу молекул води й, меншою мірою, ліпідів і білків.

Пацієнта поміщують у просвіт магніту томографа, навколо голови його перебуває котушка-антена, що слугує для передачі імпульсів і реєстрації відповідних сигналів. На основне магнітне поле накладаються додаткові (градієнтні) магнітні поля, які використовують для створення резонансних умов у певній площині. Таким чином, цей метод дає змогу одержувати томограми в будь-якій довільно орієнтованій площині без зміни положення пацієнта в просвіті магніту або частин томографа. У МРТ використовуються аналогічні комп’ютерній томограмі принципи просторового кодування інформації й обробки даних. За одне сканування збір даних виробляється від декількох паралельних рівнів. Час збору даних, необхідних для реконструкції декількох томограм, залежить від обраних параметрів сканування й звичайно становить 5–12 хв. Просторове розділення одержуваних томограм підвищується зі збільшенням напруженості магнітного поля, досягаючи 0,5 мм для надпровідних магнітів.

Контрастність зображення тканин на ЯМР-томограммах визначається машинними параметрами (типом імпульсної послідовності і її характеристик) і тканинними параметрами: протонною щільністю й часом релаксації – Т1 і Т2. Т2 – час спінової релаксації – визначається тривалістю магнітної взаємодії збуджених протонів між собою й характеризує швидкість загасання ЯМР-сигналу. Т1 – час спін-решітчастої релаксації – необхідний для того, щоб відновилася вихідна об'ємна намагніченість тканини. У патологічно змінених тканинах Т1 і Т2 змінюються набагато частіше убік збільшення. На характер зміни релаксаційних часів впливає наявність речовин з парамагнітними властивостями (продукти окислювання гемоглобіну, особливо метгемоглобін, й ін.).

Особливе місце МРТ у діагностиці травматичних уражень ЦНС пов'язане з його високою чутливістю у виявленні патологічно змінених тканин, набряку мозкової речовини, а також можливістю інтерпретації одержуваних результатів при внутрішньочерепних гематомах з погляду біохімічних змін за рахунок появи продуктів окислювання гемоглобіну.

Показаннями до МРТ у хворих зі ЧМТ є: підозра на внутрішньочерепну гематому, особливо подгостру й хронічну, вогнища забитого місця й роздроблення, дифузійне аксональне ушкодження. МРТ доцільна для уточнення розмірів і розташування крововиливів і скупченьцереброспінальної жидкості, топіки й характеру оклюзії шлуночкової системи, наявності перивентрикулярного набряку й інших реакцій мозку на ЧМТ.

Протипоказання до застосування МРТ пов'язані в основному з організаційними труднощами в забезпеченні контролю за станом пацієнта й штучної вентиляції легенів (ШВЛ) при грубій клінічній декомпенсації. Лише спеціальні моделі апаратів ШВЛ можуть використовуватися в безпосередній близькості від магніту. Протипоказанням може з'явитися наявність металевого стороннього предмета в порожнині черепа, оскільки при МРТ існує небезпека його зсуву під дією магнітного поля й ушкодження прилеглих структур мозку.

При МРТ ушкоджень хребта цей метод суттєво доповнює дані спондилографії й КТ. МРТ добре виявляє травматичні грижі міжхребцевих дисків, епідуральні гематоми в хребетному каналі, компресійні й оскольчаті переломи тіл хребців, дає змогу визначити спондилолістоз і ступінь компресії спинного мозку. За допомогою МРТ також можлива діагностика повної перерви спинного мозку. При вираженому сколіозі інформативність методу знижується.

УЗДГ (доплероультрасонографія) – метод неінвазивного дослідження стану кровотоку, що використовує як джерело інформації ефект Доплера. Сутність його полягає в тому, що при русі джерела звуку щодо приймача частота сприйманого звуку відрізняється від частоти звуку джерела на величину, пропорційну швидкості відносного руху. Для реєстрації ефекту Доплера використовують ультразвук, що посилається в напрямку досліджуваної судини.

Відбиваючись від еритроцитів, що рухаються, ультразвук, прийнятий пристроєм, відповідно міняє частоту, що дає змогу одержати інформацію про швидкість руху крові по досліджуваній ділянці судинного русла, напрямок руху крові, обсяг кров'яної маси, що рухається з певними швидкостями, і, виходячи із цих параметрів, обґрунтовувати судження про порушення кровотоку, стан судинної стінки, наявність атеросклеротичного стенозу або закупорки судин, а також оцінити колатеральний кровообіг. Реєстрація динамічної картини
спектра доплеровского сигналу називається доплероультрасонограмою.
Крім неї, ультрасонографія дає змогу одержати умовне зображення
судинного русла з характеристиками локального кровотоку в ньому. Для
цього роблять послідовне сканування ділянки над судинами датчиком, закріпленим на сенсорній руці, і дані про просторове розташування датчика, синхронізовані з доплеровським сигналом, піддають комп'ютерному аналізу. З появою сигналу від пульсуючої судини пристрій “запам'ятовує” просторові координати точки, де зареєстрована пульсація, і параметри прийнятого ультразвукового сигналу. У результаті вимальовується карта дослідженої судинної зони з позначенням особливостей кровотоку в різних її ділянках.
Оскільки еритроцити рухаються з різними швидкостями й у різні напрямки, у різні фази серцевого циклу сприйманий ультразвук має складний частотний склад. У доплеросонографічних пристроях частота сигналу кодується амплітудою в цій часовій точці, а потужність на відповідній частоті – кольором. При оцінюванні даних враховують як візуальний, так і слуховий сигнал, а також його кількісні критерії. Пульсові коливання внутрішньосудинного тиску зумовлюють пульсуючий характер змін швидкості еритроцитів. Унаслідок цього доплероультрасонограма має характерний для пульсової хвилі вид і містить зростаючу систолічну частину із систолічним піком і спадну діастолічну частина з інцизурою.

Тертя всередині потоку крові зумовлює розподіл швидкостей у нормальній судині так, що в пристінкових шарах швидкість близька до нуля, а по осі судини досягає максимуму. Спектр доплеровського сигналу внаслідок
цього близький до суцільного, і поле між нульовою лінією й тією що обгинає спектр (максимальна частота, що відповідає максимальній швидкості руху в цей момент часу), у нормі виявляється досить рівномірно заповненим, за винятком невеликого просвіту під систолічним піком. Залежно від судини спектрограма має характерний вигляд. У мозгових судинах циркуляторний опір низький, у результаті чого рух крові має односпрямований характер в усі фази серцевого циклу, тому діастолічна й систолична фази доплеросонограми лежать вище нульової лінії, а діастолічна швидкість досить велика.

При стенозі швидкість руху в стенозованній ділянці зростає пропорційно ступеню стенозу. Візуально це виражається в різкому збільшенні амплітуди систолічного піка. Відразу після виходу зі стенозованної ділянки виникають турбулентності із частковим зворотним кровотоком. Візуально це виглядає як поява спектральних складових нижче нульової лінії, а розширення діапазону варіювання швидкості руху крові приводить до розширення спектра частот доплеровського сигналу. Повне дослідження артеріального русла шийно-головних артерій включає запис доплеросонограм основних магістральних судин: загальної, зовнішньої, внутрішньої сонних, правої й лівої хребтових, а також ділянки очної артерії й лицьової артерії і її ділянок. За необхідності й наявності відповідної програми в приладі будується доплеровська карта.

Ознаками стенозу внутрішньої сонної артерії є зміни кровотоку в ділянках зовнішньої сонної й очної артерій. У нормі в над-
блоковій і надочноямковій артеріях кровоток спрямований зсередини черепа
назовні. У доплеросонограмі виявляється високоамплітудний систолічний пік. При стенозі внутрішньої сонної артерії систолічний пік
доплеросонограми сплощується. При повній оклюзії внутрішньої сонної артерії відбувається зміна напрямку кровотоку, тому що по анастомозах кров із системи зовнішньої сонної артерії через падіння тиску в артеріальному колі великого мозку (вілізієве коло) починає надходити в ділянки очної артерії й кровоток направляється усередину черепа.

У цьому випадку при перетискуванні лицьової артерії у виличному відростку скроневої кістки відбувається перекручення доплерографічного сигналу, що відображає зміна напрямку кровотоку на протилежний.
Крім зміни доплеровських спектрів, при повній оклюзії внутрішньої сонної артерії може спостерігатися картина її ампутації на картах кровотоку. Незважаючи на демонстративність, ця ознака не цілком надійна, оскільки переривання прийому доплеровських сигналів можливе також з певних артефактних методичних і технічних причин.

При дослідженні хребетних артерій використовують ті самі критерії діагностики. Слід зазначити, що можливості доплеросонографії тут обмежені через велику індивідуальну варіабельність хребетних артерій і глибоке їхнє залягання усередині кісткових каналів і тканин шиї. З огляду на це доплерографічні дані про стан кровотоку, отримані інвазивним їхнім зондуванням, варто приймати з обережністю й з урахуванням клініки. Найбільш надійною є діагностика синдрому підключичного “обкрадання” на основі виявлення ретроградного кровотоку в хребетній артерії на стороні тромбозу підключичної артерії.

Для діагностики порушень кровообігу у внутрішньочерепних судинах
використовують транскраніальну доплерографію. Їхнє зондування роблять
через “акустичні вікна” – ділянки з малою товщиною кістки (скроневе вікно) або природні отвори між кістками (орбітальне й субокципітальне вікна). Через скроневе вікно зондують внутрішню сонну, серединну, передню й початок задньої мозкової артерії й артеріальне коло великого мозку, через орбітальне – очну й сифон внутрішньої сонної артерії, через субокципітальне – хребетні й базилярну артерії. Змінюючи глибину зондування, положення й нахил датчика, використовуючи просторові подання, знаходять оптимально виражений доплеровський сигнал і ідентифікують досліджувану судину за глибиною й місцем джерела сигналу, напрямом кровотоку й реакцією його на компресію загальної сонної артерії. Крім оцінки стану внутрішньочерепних артерій, транскраніальна доплерографія надає додаткову інформацію про характер змін внутрішньомозкового кровотоку, включаючи колатеральний кровообіг при стенозах і тромбозах позачерепних судин, що живлять головний мозок.
Додаткове вдосконалення являє собою дуплексний метод, при якому в ділянку досліджуваної судини одночасно направляється імпульсний сигнал для одержання двомірного зображення в сірих тонах судини й навколишньої її тканини й ультразвукового сигналу для одержання доплеровського зображення. Двомірне ультразвукове сканування дає змогу безпосередньо побачити артерію, її форму й хід, оцінити стан її просвіту й стінки, побачити бляшки й тромби, зону стенозу. Одночасно доплеровський сигнал від цієї судини у свою чергу, за названими вище критеріями дає змогу оцінити стан кровотоку в судині.

У найсучасніших системах використовують триплексне сканування,
при якому шляхом комп’ютерно-телевізійного сполучення двовимірного зображення судини й описаної вище доплеровської колірної карти
потужності, частоти й фази доплеровського сигналу одержують докладну
інформацію про швидкість і обсяг кровотоку в руслі досліджуваної судини
на реальному його зображенні.

Ехоенцефалографія – метод виявлення структурних внутрішньочереп-
них порушень за допомогою ультразвукових сигналів, відображених на межах середовищ, що різняться фізичними властивостями. За допомогою генератора ультрависокочастнотних електричних хвиль приводиться в коливальний рух п'єзоелектрична пластина, прикладена до голови досліджуваного. Механічні ультразвукові коливання поширюються усередині голови й на межах середовищ (кістка – скальп, мозок – ЦСЖ, мозкова речовина – судинні утворення й ін.). Ультразвук частково відбивається й вертається назад до п’єзопластини, що у період поширення ультразвуку в голові працює в режимі прийому. Знаючи момент посилання зондувального ультразвукового імпульсу й момент повернення відбитого сигналу, можна з великою точністю визначити відстань до структури, що відбила сигнал. Отриманий ехосигнал перетвориться в електричний і відображається на екрані осцилографа у вигляді вертикального викиду в точці горизонтального розгорнення, що відповідає моменту повернення ехосигналу до п’єзопластини. Горизонтальна шкала ехоенцефалографа градуйована в міліметрах мозкової тканини, тому відстань до внутрішньочерепних структур, що відбивають, визначається прямим зчитуванням зі шкали. Нормальна ехоенцефалограма поперечного зондування мозку від однієї до протилежної скроневої кістки містить основні сигнали: 1) початковий комплекс; 2) М-Ехо; 3) кінцевий комплекс. Початковий комплекс представлений викидом, який відповідає посланому ультразвуковому імпульсу, що зливається із серією вільно загасаючих коливань п’єзопластини й ехосигналами від прилеглих покривів голови й скроневої кістки. М-Ехо являє собою сигнал, відбитий від стінок III шлуночка й епіфіза. Цей сигнал має головне діагностичне значення, оскільки його відхилення від середньої лінії є показником зсуву серединних структур від середньої лінії мозку. Кінцевий комплекс утвориться ехосигналами, відбитими від протилежної стінки черепа й покривів голови.

Між цими трьома основними сигналами спостерігаються одиночні або
множинні сигнали меншої амплітуди, що відповідають бічним
шлуночкам, латеральній (сільвієвій) борозні й острівковій частці. У нормі
ЕхоЕГ, отримані при зондуванні праворуч і ліворуч, практично іден-
тичні, що відповідає симетрії мозку. Головним критерієм діагностики
є відстані до М-Ехо, вимірювані із правого й лівого боків. У нормі ці відстані однакові; залежно від розмірів голови становлять у дорослих 65–80 мм і розрізняються не більше ніж на 2 мм. При об'ємному утворенні в одній з півкуль великого мозку III шлуночок і епіфіз віддавлюються убік неураженої півкулі, внаслідок чого відстань до М-Ехо з боку ураження стане більше, а зі здорової зменшиться на таку саму величину. Зсув тим більше, чим більш об'ємне утворення й супутній набряк мозку. Злоякісні пухлини дають найбільші зміщення. Внутрішньомозкові дають більші зміщення, ніж позамозкові. Іноді можливе одержання ехосигналів від пухлин, особливо у випадках кіст і звапніння у них, однак за відсутності супутнього зсуву М-Ехо додаткові ехосигнали не можуть служити діагностичною ознакою пухлини.

Зміщення викликають також посттравматичні латералізовані
супратекторіальні субдуральні й епідуральні гематоми. Такі зміщення після травми, що має звичайно значні розміри (4–8 мм), особливо якщо вони наростають, є показанням до нейрохірургічного втручання. Іноді можна зареєструвати ехосигнал, відбитий від межі гематоми. При забитому місці мозку зміщення, зумовлене набряком, звичайно менше (< 3 мм) і має тенденцію до регресу впродовж однієї-двох діб.

При обмежених менінгоенцефалітах також спостерігаються зміщення М-
Ехо, що досягають максимуму (12–14 мм) при абсцесах мозку. В останньому випадку можливо також одержання сигналів від стінок порожнини абсцесу.
При внутрішньомозкових крововиливах спостерігається велике і стабільне зміщення М-Ехо, що сполучається з появою додаткових множинних ехосигналів в ураженій півкулі великого мозку, відбитий на межі мозкової речовини й крові. При ішемічних інсультах зміщення, як правило, не буває, а у випадку перифокального набряку воно незначне й швидко регресує.
При атрофічних процесах в одній півкулі великого мозку у зв’язку зі зменшенням його обсягу зміщення М-Ехо спрямоване вбік ураження, що є вказівкою на непухлинний характер ураження.

Деякі особливості ЕхоЕГ дають змогу діагностувати внутрішню
гідроцефалію. У нормі М-Ехо має форму вузького піка. При розширенні
III шлуночка іноді можна одержати роздільні ехо від кожної з його
стінок, у результаті чого М-Ехо розщеплюється на два зубці, що розташовані на відстані, що відповідає відстані між стінками шлуночка. Ознакою гідроцефалії є розбіжність зубців М-Ехо на 7–8 мм.

Ще одним критерієм внутрішньої гідроцефалії є поява великої кількості додаткових високоамплітудних ехосигналів. Треба, однак, мати на увазі, що в оцінюванні згаданих ознак гідроцефалії більшу роль відіграє суб'єктивний фактор, методика їх визначення не стандартизована, неприпустимі довільні висновки, що вводяться в комп'ютерні програми, про “ознаки гідроцефально-гіпертензійного синдрому”, а формулювання типу “ширина серединних структур” є безглуздими. Частота збігів даних про гідроцефалії, отриманих за допомогою ЕхоЕГ, з даними КТ і МРТ недостатня, щоб вважати дані ехоенцефалографії надійними.

Ехоенцефалографія дає змогу реєструвати ехосигнали від аневризм і
судинних мальформацій, що відрізняються високоамплітудною пульсацією із крутим фронтом наростання хвилі в ритмі серця. Слід зазначити, що
така їхня інтерпретація можлива тільки за наявності клініки, яка підтверджує відповідну діагностику, і при чітко асиметричному розташуванні пульсуючого ехосигналу. У випадку субарахноїдального крововиливу за відсутності локальної клініки дані ЕхоЕГ допомагають вибрати оптимальну сторону введення контрасту при ангіографії.

Труднощі ідентифікації латеральних ехосигналів зумовлює
тільки допоміжне значення їх у діагностиці, а головним і надійним критерієм залишається виявлення зміщення серединних структур за положенням М-Ехо. Дешевина, простота, швидкість проведення дослідження, відсутність яких-небудь обмежень або протипоказань і портативність апаратури, що дає змогу проводити дослідження в будь-яких умовах, визначають місце ехоенцефалографії в екстреній діагностиці внутрішньочерепних об'ємних уражень.