Электромиография гортани в норме, ее методика и задачи
Электромиография (ЭМГ) используется в качестве одного из методов диагностики нервно-мышечных заболеваний гортани с 1950-х годов. Игольчатые электроды через кожу устанавливаются в мышцы гортани, а затем с их помощью оценивается функция, как в покое, так и в движении. С помощью интерпретации электрических сигналов, получаемых от гортанной мускулатуры, можно определить уровень нарушений, степень повреждения нейронов, прогноз заболевания.
При помощи электромиографии можно отличить парез голосовой складки от ее механической фиксации, также она может использоваться для повышения точности инъекций ботулотоксина при спазме мышц гортани.
а) Техническая информация. Электромиография (ЭМГ) гортани проводится в амбулаторных условиях. Большая часть гортанных электромиографов является многоканальными. Ниже и латеральнее гортани размещается заземляющий электрод. Контрольный электрод устанавливается вне шеи, чаще всего на угол нижней челюсти, на сосцевидный отросток или ключицу. Оба электрода усиливаются, а затем вычитается разница для определения электрической активности желаемой мышцы и минимизации посторонних сигналов от других мышц, электромагнитных устройств и источников электропитания.
Скорость развертки на мониторе электромиографа по горизонтальной оси обычно определяет частоту, с которой информация с электродов подается на монитор. Обычно она составляет 10 мс/см. Увеличение скорости (1 мс/см) позволяет более детально оценить характер сигнала, в то время как на низких скоростях лучше оцениваются глобальные характеристики ЭМГ-сигнала. Коэффициент усиления, или чувствительность, откладывается по вертикальной оси; обычно она задается в диапазоне 50-200 мВ/см.
При проведении общей оценки функции мышечной ткани скорость движения обычно устанавливается на уровне 100 мс/см, чувствительность — 1000 мВ/см. Для уточнения конкретных деталей нервно-мышечной проводимости (например, иерархия мотонейронов при первичном возбуждении), устанавливаются значения 1 мс/см и 50 мВ/см. Имплантируемый электрод (концентрический биполярный или игольчатый монополярный) вводится в требуемую мышцу, которая находится в расслабленном состоянии. Затем пациента просят выполнять разнообразные голосовые задания для сокращения мышцы.
Монополярные иглы тоньше, меньше травмируют ткани, вызывают меньше болевых ощущений. Сигнал регистрируется вокруг электрода. Монополярные электроды достаточно дешевы. При использовании концентрических электродов не требуется установки контрольного электрода, т.к. последний уже встроен внутрь кольца. За счет этого снижается количество помех и по результатам ЭМГ становится возможным более точно оценить морфологические особенности нужной мышцы.
Электромиография гортани может проводиться в амбулаторных условиях.
б) Техника выполнения электромиографии гортани (ЭМГ гортани). Пациент находится либо в лежачем, либо в сидячем положении. Голова слегка разогнута. В первую очередь необходимо пропальпировать анатомические ориентиры: перстнещитовидную мембрану, вырезку щитовидного хряща, трахею. Устанавливается заземляющий и контрольный (при использовании монополяр-ной иглы) электроды, шея обрабатывается спиртом. После включения электромиографа и прохождения иглой через кожу, по мере продвижения электрода в мышцу слышны хлопающие/щелкающие звуки. При выполнении ЭМГ гортани обычно оценивается состояние щиточерпаловидной, задней перстнечерпаловидной и перстнещитовидных мышц.
1. Щиточерпаловидная мышца. Для доступа к щиточерпаловидной мышце игла проходит через перстнещитовидную мембрану чуть латеральнее средней линии соответствующей стороны. Затем игла поворачивается на 45° вверх и на 20-30° латеральнее. При проникновении иглы в дыхательные пути сигнал на мониторе примет вид синусоиды, а из динамиков раздастся громкий монотонный звук. Пациенты обычно в таком случае начинают кашлять и жаловаться на боль. Иглу следует аккуратно вывести, придать ей нужное направление и ввести вновь; не следует поворачивать иглу при ее нахождении в тканях пациента, т. к. это вызовет их чрезмерную травматизацию.
Далее, по мере продвижения иглы кпереди, при попадании в толщу мышцы из динамиков раздается характерный звук. При исследовании щиточерпаловидной мышцы задания должны чередоваться с периодами отдыха, во время которых электрическая активность мышцы достигает исходного уровня. Обычно пациента просят протянуть долгое /и/ на высоких и низких частотах, выполнить маневр Вальсальвы, покашлять. При выполнении данных заданий происходит сокращение щиточерпаловидной мышцы и приведение голосовых складок. Также для исключения содружественного сокращения, пациента просят совершить «нюхающие» движения, во время которых щиточерпаловидная мышца должна оставаться неподвижной.
(а) Игла вводится через перстнещитовидную мембрану чуть латеральнее средней линии с нужной стороны.
(б) Игла направляется вверх и латеральнее до проникновения в щиточерпаловидную мышцу.
2. Задняя перстнечерпаловидная мышца. Доступ к мышце может быть получен двумя способами. У молодых пациентов иглу можно провести через перстнещитовидную мембрану, а затем направить ее чуть вниз и латеральнее к задней пластинке перстневидного хряща. Игла проводится через хрящ до тех пор, пока из динамиков не начнет доноситься щелкающий звук, а на мониторе не появятся потенциалы действия мотонейронов. Сокращение задней перстнечерпаловидной мышцы происходит при совершении «нюхательных» движений. Если же хрящи гортани оссифицированы, и доступ через перстнещитовидную мембрану невозможен, к задней перстнечерпаловидной мышце можно подойти через боковую поверхность шеи.
При помощи большого и указательного пальцев гортань фиксируется и отводится в сторону от исследуемой стороны, затем игольчатый электрод проводится вдоль нижнелатеральной поверхности щитовидного хряща до соприкосновения с перстневидным хрящом. Иглу следует немного подвывести, и, если манипуляция была выполнена верно, при совершении «нюхательных» движений устройство издаст звуковой сигнал.
3. Перстнещитовидная мышца. Ввод иглы в перстнещитовидную мышцу производится на уровне перстневидного хряща чуть латеральнее от средней линии. Затем игла проводится вверх и в медиальном направлении по верхнему краю перстневидного хряща до тех пор, пока из динамика не раздастся щелкающий звук. Убедиться в том, что электрод находится не в одной из наружных мышц гортани, можно попросив пациента повернуть голову или поднять подбородок, при совершении этих движений регистрации сигнала происходить не должно. Для проверки функции перстнещитовидной мышцы пациента просят длительно произнести звук /и/ сначала низким, а затем высоким голосом. Электрическая активность должна резко возрасти при переходе на высокий тон голоса.
Боковой доступ к задней перстнечерпаловидной мышце.
4. Интерпретация. Нормальный потенциал действия моторных единиц (MUAP, motor unit action potential): Генерация электрических импульсов двигательными единицами гортани объединяется в единый миоэлектрический потенциал (MUAP). Отдельные двигательные потенциалы можно зарегистрировать на ЭМГ при нагрузке малой интенсивности, т.к. при возрастании голосового напряжения в действие включаются дополнительные двигательные единицы, сигналы от которых наслаиваются друг на друга. В норме каждый MUAP обладает характерной многофазной формой сигнала, отражающей четыре стадии деполяризации мышечной ткани. Впрочем, в каждом конкретном случае форма потенциала действия будет зависеть от размера и формы используемых электродов, а также от устройства записи (монополярные или биполярные электроды).
И хотя какую-то значимую информацию можно получить, используя любой режим работы прибора, для достижения наибольшей информативности используемые электроды и настройки регистрации сигналов должны соответствовать друг другу; и, разумеется, интерпретировать результаты должен опытный специалист.
Рекрутинг (феномен подкрепления): Если сокращение мышцы усиливается или поддерживается на одном уровне, то для обеспечения нужной силы сокращения происходит активация дополнительных двигательных единиц, вызывающих сокращение дополнительны мышечных волокон. Если процесс рекрутинга не страдает, то единичные потенциалы действия становятся неразличимы, т.к. они наслаиваются друг на друга. Данное состояние называется картиной полной интерференции. В случае неврологических нарушений в результате рекрутинга активируется меньшее число двигательных единиц, интерференция нарушается, становятся различимыми отдельные потенциалы действия.
Инсерционная активность: При прохождении иглы через мышцу отмечается быстрое, кратковременное ее возбуждение в результате моментальной деполяризации клеточных мембран. Обычно данный процесс наблюдается в течение нескольких миллисекунд. Длительность инсерционной активности более 300 мс может свидетельствовать о нестабильности мышечной мембраны в связи с нейро- или миопатическим процессом.
Потенциал фибрилляции/положительная острая волна: первоначальные отклонения от нормальных потенциалов действия, обычно короткие, острые и повторяющиеся. Их наличие указывает на денервацию мышечной ткани.
Многофазные потенциалы действия: В норме потенциалы действия бифазные или трехфазные (количество фаз свидетельствует о том, сколько раз потенциал действия достигал исходного уровня). Полифазные (4 и более фаз) потенциалы свидетельствуют о наличии нарушений, чаще всего об активной реиннервации мышцы поврежденным нервом. Они возникают при прорастании нервных окончаний в поврежденные мышечные волокна. В результате формируются незрелые синапсы, которые характеризуются потенциалами действия низкой амплитуды и большой продолжительности. Постепенно количество двигательных единиц возрастает, в результате чего возрастает и амплитуда потенциалов действия, однако многофазная структура сохраняется.
Гигантские волны: Реиннервация мышцы, следующая за повреждением нерва, часто сопровождается наличием одной или более неполифазных волн с аномально высокой амплитудой. Гигантские волны обычно начинают появляться по мере формирования на ветвях аксонов перехватов Ранвье и миелиновой оболочки (в результате чего сокращается время передачи электрического сигнала, а время задержки деполяризации уменьшается). Если ранее задержки в деполяризации во время ранней стадии реиннервации приводили к тому, что MUAP объединялись в полифазные потенциалы, при сокращении времени передачи электрического сигнала отдельные потенциалы действия объединяются в MUAP с большей амплитудой и меньшей продолжительностью.
И хотя гигантские волны физиологически согласуются с реиннервацией мышц, их присутствие не совместимо с нормальной иннервацией анатомически, потому что образующий моторную единицу пучок волокон плотнее обычного, в норме более рассеянного. Гигантские волны являются признаком зрелой стадии реиннервации мышцы. Наличие гигантских волн при отсутствии подвижности голосовых складок является плохим прогностическим признаком.
Продолжительность MUAP отражает количество мышечных волокон, иннервируемых изучаемым аксоном. С возрастом скорость проведения импульсов сокращается, а длительность увеличивается. Также на скорость проведения влияет температура (при гипотермии она ниже). Кроме того, увеличивать продолжительность потенциалов действия могут хронические нейро- и миопатические заболевания, они же могут влиять и на амплитуду. Амплитуда напрямую отражает количество мышечных волокон, иннервируемых одним аксоном. Соответственно, состояния, сопровождающиеся повреждением мышечной ткани, либо нарушением нервно-мышечной проводимости, могут приводить к снижению амплитуды. Повышение амплитуды, напротив, отмечается при воспалении и во время реиннервации.
а - Конфигурация нормальной двигательной единицы (600 мВ).
б - Потенциалы фибрилляции. Щиточерпаловидная мышца частично денервирована.
в - Потенциалы фибрилляции с многофазными потенциалами действия.
Щиточерпаловидная мышца частично денервирована.
г - Полифазные потенциалы действия с повышенной амплитудой (700 мВ, стрелка), снятие с щиточерпаловидной мышцы.
Ятрогенная травма возвратного гортанного нерва при выполнении тиреоидэктомии.
в) Клиническое применение электромиографии гортани. ЭМГ может быть крайне полезным инструментом для диагностики неврологических и миопатических заболеваний гортани. Чаще всего ЭМГ используется для определения прогноза у пациента с парезом голосовых складок, а также для навигации при выполнении инъекций ботулотоксина. Также ЭМГ используется для диагностики парезов, миопатий, метаболических расстройств, фиксации перстнечерпаловидного сустава и других неврологических заболеваний гортани, не рассматриваемых в этой главе.
1. Паралич голосовых складок. ЭМГ может быть крайне полезным инструментом для оценки состояния пациента с неподвижностью голосовых складок. Однако с помощью ЭМГ невозможно ни предсказать время восстановления функции, ни гарантировать его. Обычно ЭМГ выполняется через три недели после первичного повреждения, к этому времени завершается процесс вторичной дегенерации нервных волокон и появляются потенциалы фибрилляции.
Для полной денервации характерно отсутствие восстановления и наличие потенциалов фибрилляции. При выполнении ЭМГ в промежутке между вторым и шестым месяцами с момента травмы она обладает достаточной предсказательной силой, корреляция между клиническим исходом и данными ЭМГ составляет около 60-90%; высокая степень разброса вызвана в первую очередь разными временными периодами проведения исследования. Появление полифазных потенциалов в первое время после травмы является хорошим прогностическим признаком. Возрастание интенсивности рекрутинга свидетельствует о реиннервации, что также является хорошим фактором. Еще лучше ЭМГ позволяет предсказать плохой исход. Наличие гигантских волн при неподвижных голосовых складках является плохим признаком, т.к. достигнута максимальная степень восстановления, но голосовые складки так и не двигаются.
Препятствует восстановлению подвижности голосовых складок феномен синкинетической реиннервации. При наличии на ЭМГ признаков синкинезии прогноз для восстановления функции неблагоприятный. Данные о том, как определить значительную синкинезию, отсутствуют. Любая синкинезия, наблюдаемая при восстановлении нервного поражения, может привести к неподвижности голосовых складок, несмотря на наличие обнадеживающих признаков на ЭМГ. О наличии синкинезии свидетельствует присутствие рекрутинга щиточерпаловидной мышцы при выполнении «нюхающих движений», а также рекрутинг задней перстнечерпаловидной мышцы при фонации.
Помимо установления прогноза, ЭМГ может использоваться для определения места повреждения нерва. Нормальная ЭМГ перстнещитовидной мышцы с аномалиями на ЭМГ щиточерпаловидной мышцы свидетельствует о поражении ниже отхождения верхнего гортанного нерва от узлового ганглия. Если поражены и перстнещитовидная, и щиточерпаловидная мышцы, значит, повреждение произошло выше этого уровня, вплоть до ядра блуждающего нерва в головном мозге.
2. Парез голосовых складок. Подозрения о том, что причиной дисфонии у пациента является парез голосовых складок, появляются уже после сбора анамнеза и проведения осмотра. Но многочисленными исследованиями показано, что постановка диагноза может вызывать определенные затруднения, т.к. примерно в 20% случаев всех подозрений на парез голосовой складки установить его при ЭМГ не удается. Также важен тот факт, что из тех 80% пациентов, у которых парез все-таки имеется, определение паретичной голосовой складки оказывается верным лишь в 30% случаев. Поэтому ЭМГ гортани является важным инструментом как для постановки диагноза, так и для уточнения пораженной стороны, что является необходимым этапом подготовки к оперативному лечению.
3. Фиксация черпаловидных хрящей. Нормальная ЭМГ щиточерпаловидной и перстнещитовидных мышц свидетельствует об отсутствии повреждения возвратного гортанного нерва или верхнего гортанного нерва, и может быть признаком дисклокации или фиксации перстнечерпаловидного сустава. В данном случае ЭМГ может выполняться сразу после травмы, т.к. дожидаться вторичной дегенерации нервных волокон не имеет смысла. Причиной фиксации может стать травматическая дислокация, артрит, рубцовый процесс в задних отделах голосовой щели.
4. Спастическая дисфония. ЭМГ может использоваться для диагностики спастической дисфонии и других заболеваний базальных ганглиев. При спастической дисфонии прерывистый голос вызван повышением частоты генерации потенциалов действия мышечными волокнами. Кроме того, часто отмечается задержка между началом фонации и повышением активности внутренних мышц гортани. В данном случае основная ценность ЭМГ заключается в навигационном обеспечении инъекции ботулотоксина в щиточерпаловидную и заднюю перстнечерпаловидную мышцы. Электроды из полых игл используются как для введения ботулотоксина нужной концентрации, так и для подтверждения положения иглы в толще нужной мышцы.
5. Поражение сегментарных мотонейронов спинного мозга. Повышение активности на вводе иглы, полифазная иннервация, положительные острые волны и потен-цалы фибрилляции типичны у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом, дегенеративными заболеваниями периферических нервов, мульти-системной атрофией, после перенесенного полиомиелита, синдромом Гийена-Барре. Также часто отмечается снижение рекрутинга, т. к. нервные волокна постепенно перестают функционировать.
6. Миастения. В начальной стадии заболевания при ЭМГ гортани определяется нормальная инсерционная активность, амплитуда и длительность потенциалов действия. При повторном выполнении заданий планомерно снижаются амплитуда и продолжительность MUAP, а также интенсивность рекрутинга.
г) Ключевые моменты:
• ЭМГ выполняется в амбулаторных условиях с минимальным дискомфортом для пациента. Она может использоваться для уточнения прогноза, определения фиксации перстнечерпаловидных суставов, уточнения места инъекций ботулотоксина.
• В случае ятрогенного паралича голосовых складок ЭМГ должна выполняться не раньше трех недель с момента травмы.
• ЭМГ особенно информативна для подтверждения неблагоприятного прогноза при параличе голосовых складок.
• ЭМГ полезна в качестве навигации при выполнении инъекций ботулотоксина во внутренние мышцы гортани.
• Поскольку при ЭМГ используются иглы, иногда при выполнении процедуры отмечаются кровотечение и боль из места инъекции, в редких случаях возможно развитие гематомы. Особую осторожность стоит проявлять при проведении ЭМГ у пациентов с коагулопатиями (либо принимающими антикоагулянты). Впрочем, осложнения встречаются редко.
