Магистратура: Учебное пособие для успешной сдачи экзамена. Психофизиология и когнитивная реабилитация

Электрофизиологические методы: ЭНМГ, ЭАК (КГР), ЭОГ, ЭКГ и кардиоритмография

Определение: ЭНМГ – это метод исследования функционального состояния периферической нервной системы и мышц. Он включает в себя два основных компонента:

Электронейрография (ЭНГ): изучение скорости проведения нервного импульса по нервным волокнам.

Электромиография (ЭМГ): исследование электрической активности мышц в состоянии покоя и при произвольном сокращении.

Принцип работы:

ЭНГ: стимулируют нерв электрическим импульсом и регистрируют ответ в дистальной точке. Измеряют время проведения импульса и амплитуду ответа.

ЭМГ: В мышцу вводят игольчатый электрод или используют накожные электроды для регистрации биоэлектрической активности.

Показания:

Диагностика заболеваний периферических нервов (например, полинейропатии, туннельные синдромы).

Диагностика заболеваний мышц (например, миопатии, миозиты).

Диагностика нервно-мышечных соединений (например, миастения).

Оценка степени повреждения нерва после травмы.

Диагностика бокового амиотрофического склероза (БАС).

Типы электродов:

Поверхностные электроды: для ЭНГ и регистрации суммарной активности больших групп мышц (ЭМГ).

Игольчатые электроды: для более точной регистрации активности отдельных двигательных единиц (ЭМГ).

Кольцевые электроды: для исследования нервов пальцев.

Основные параметры, оцениваемые при ЭНМГ:

Скорость проведения нервного импульса (СПИ): отражает функциональное состояние миелиновой оболочки нерва. Снижение СПИ указывает на демиелинизацию.

Амплитуда М-ответа: отражает количество функционально активных мышечных волокон.

F-волна: Позволяет оценить состояние проксимальных отделов нерва.

Потенциалы двигательных единиц (ПДЕ): амплитуда, длительность, форма, частота разрядов. Изменения ПДЕ указывают на патологию мышц или нервов.

Спонтанная активность: наличие фибрилляций, фасцикуляций в покое говорит о патологии.

Определение: ЭАК (или КГР) – это изменение электрических свойств кожи (проводимости) в ответ на различные стимулы (эмоциональные, когнитивные, сенсорные).

Принцип работы: активность потовых желез, иннервируемых симпатической нервной системой, влияет на проводимость кожи. Усиление потоотделения снижает сопротивление кожи и увеличивает ее проводимость.

Показатели КГР:

Уровень кожного сопротивления (УКС): базовый уровень электрического сопротивления кожи.

Амплитуда КГР: величина изменения кожного сопротивления в ответ на стимул.

Латентный период КГР: время от начала стимула до начала изменения кожного сопротивления.

Время нарастания КГР: время от начала изменения кожного сопротивления до достижения максимального значения.

Время полувосстановления КГР: время, за которое кожное сопротивление возвращается к половине от максимального значения.

Частота спонтанных КГР: количество не вызванных стимулом изменений кожного сопротивления за определенный период времени.

Применение:

Психология и нейронаука: изучение эмоциональных реакций, стресса, внимания, памяти.

Полиграфия (детектор лжи): оценка правдивости ответов.

Маркетинг: оценка эффективности рекламы.

Диагностика вегетативных расстройств: нарушения регуляции потоотделения.

Определение: ЭОГ – это метод регистрации движений глаз путем измерения разницы электрических потенциалов между роговицей и сетчаткой.

Принцип работы: роговица глаза имеет положительный заряд по отношению к сетчатке. При движении глаз меняется положение этого диполя, что приводит к изменению электрического потенциала, регистрируемого электродами, расположенными вокруг глаз.

Методы ЭОГ:

Прямая ЭОГ: электроды располагаются непосредственно на коже вокруг глаз.

Непрямая ЭОГ: электроды располагаются на некотором расстоянии от глаз.

Применение:

Диагностика заболеваний глаз: нистагм, нарушения глазодвигательных функций, пигментный ретинит.

Исследование фаз сна: регистрация быстрых движений глаз (БДГ) во время REM-фазы сна.

Нейрофизиология: изучение когнитивных процессов, связанных с движением глаз (например, саккады, фиксации).

Разработка интерфейсов «мозг-компьютер»: управление устройствами с помощью движений глаз.

Основные параметры, оцениваемые при ЭОГ:

Амплитуда движений глаз: величина смещения глазного яблока.

Скорость движений глаз: скорость перемещения глазного яблока.

Латентный период: время от предъявления стимула до начала движения глаз.

Тип движений глаз: саккады (быстрые скачкообразные движения), плавное слежение, вергенции (схождение и расхождение глаз).

Определение: ЭКГ – это метод регистрации электрической активности сердца.

Принцип работы: деполяризация и реполяризация кардиомиоцитов генерируют электрические поля, которые распространяются по телу и могут быть зарегистрированы электродами, расположенными на поверхности кожи.

Основные элементы ЭКГ:

Зубец P: Деполяризация предсердий.

Комплекс QRS: Деполяризация желудочков.

Зубец T: Реполяризация желудочков.

Интервалы PR, QT, ST: Временные интервалы между различными элементами ЭКГ.

Показания:

Диагностика нарушений ритма сердца (аритмии).

Диагностика ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда.

Диагностика гипертрофии миокарда.

Диагностика электролитных нарушений.

Оценка эффективности лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Оценка общего состояния сердечно-сосудистой системы.

Отведения ЭКГ: Стандартные отведения (I, II, III), усиленные отведения от конечностей (aVR, aVL, aVF), грудные отведения (V1-V6).

Определение: кардиоритмография (или анализ вариабельности сердечного ритма, ВСР) – это метод оценки изменений интервалов RR на ЭКГ, отражающих активность вегетативной нервной системы.

Принцип работы: сердечный ритм не является строго регулярным. Изменения интервалов RR (расстояние между двумя последовательными зубцами R на ЭКГ) отражают влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на синусовый узел, главный водитель ритма сердца. Высокая ВСР считается признаком хорошей адаптации организма к стрессу и общего здоровья, в то время как низкая ВСР может указывать на различные заболевания и повышенный риск внезапной сердечной смерти.

Методы анализа ВСР:

Временной анализ (Time-domain analysis): оценка статистических параметров интервалов RR (например, стандартное отклонение RR-интервалов (SDNN), корень квадратного из средней суммы квадратов разностей последовательных RR-интервалов (RMSSD)).

Частотный анализ (Frequency-domain analysis): разложение вариабельности сердечного ритма на частотные компоненты (например, VLF – очень низкие частоты, LF – низкие частоты, HF – высокие частоты).

Нелинейный анализ: оценка сложных, нелинейных характеристик сердечного ритма.

Показатели ВСР:

SDNN (Standard Deviation of NN intervals): стандартное отклонение нормальных (NN) интервалов между сердечными сокращениями. Отражает общую вариабельность сердечного ритма.

RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences): квадратный корень из среднего квадрата разностей последовательных RR-интервалов. Отражает активность парасимпатической нервной системы.

HF (High Frequency): мощность спектра в диапазоне высоких частот (0.15-0.4 Hz). Отражает активность парасимпатической нервной системы (дыхательные колебания).

LF (Low Frequency): мощность спектра в диапазоне низких частот (0.04-0.15 Hz). Отражает активность как симпатической, так и парасимпатической нервной системы.

VLF (Very Low Frequency): мощность спектра в диапазоне очень низких частот (0.0033-0.04 Hz). Отражает влияние гуморальных факторов и терморегуляции.

LF/HF ratio: отношение мощностей в диапазоне низких и высоких частот. Отражает баланс между симпатической и парасимпатической нервной системой.

Применение:

Кардиология: прогнозирование риска сердечно-сосудистых заболеваний, оценка эффективности лечения.

Неврология: оценка вегетативной регуляции при неврологических заболеваниях (например, диабетическая нейропатия, болезнь Паркинсона).

Психология и психофизиология: оценка стресса, эмоционального состояния, когнитивной нагрузки.

Спорт: оценка функционального состояния спортсменов, мониторинг тренировочной нагрузки.

Мониторинг состояния пациентов в реанимации.

Заключение

Перечисленные электрофизиологические методы являются важными инструментами в диагностике и мониторинге различных заболеваний. Понимание принципов работы, показаний и интерпретации результатов этих методов необходимо для специалистов в области медицины и физиологии. Каждый метод имеет свои ограничения и преимущества, и их применение должно быть основано на клинической необходимости и квалификации специалиста.

Методы визуализации мозга: ПЭТ, ЯМРТ, фМРТ – и их физическая основа

Физическая основа: ПЭТ основана на обнаружении гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитронов. Радиоактивный изотоп с избытком протонов (позитрон-излучатель) вводится в организм, чаще всего внутривенно, в составе биологически активного вещества (радиофармпрепарата, РФП). Этот РФП накапливается в целевом органе или ткани, в зависимости от его специфических свойств. При распаде изотопа испускается позитрон. После непродолжительного пробега в ткани позитрон аннигилирует при столкновении с электроном, в результате чего образуются два гамма-кванта, разлетающиеся почти в противоположных направлениях (угол между ними составляет примерно 180 градусов). Детекторы, расположенные вокруг пациента, регистрируют эти гамма-кванты. Используя сложные алгоритмы, компьютер реконструирует местоположение аннигиляции, создавая трехмерное изображение распределения радиоактивного вещества в мозге.

Процедура:

Введение радиофармпрепарата (РФП). Примеры РФП:

ФДГ (фтордезоксиглюкоза) – аналог глюкозы, используется для оценки метаболизма глюкозы.

Различные лиганды, связывающиеся с определенными рецепторами (дофаминовыми, серотониновыми и т.д.), используются для изучения нейротрансмиссии.

Ожидание накопления РФП в мозге (обычно от 30 минут до 1 часа).

Сканирование ПЭТ-томографом.

Реконструкция изображения и анализ данных.

Преимущества:

Высокая чувствительность (обнаружение очень малых концентраций РФП).

Возможность изучения метаболических процессов, нейротрансмиссии и других биохимических функций в мозге.

Возможность использования различных РФП, специфичных для разных процессов.

Недостатки:

Низкое пространственное разрешение (по сравнению с ЯМРТ).

Использование ионизирующего излучения.

Ограниченное время сканирования из-за распада изотопа.

Необходимость наличия циклотрона для производства короткоживущих изотопов, что делает технологию дорогостоящей.

Применение:

Диагностика болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.

Изучение активности мозга при психических расстройствах (депрессия, шизофрения).

Онкология (выявление метастазов в мозге).

Исследования нейрофизиологических механизмов.

Физическая основа: ЯМРТ использует свойства атомных ядер, обладающих магнитным моментом (спином), например, ядра атома водорода (протоны). При помещении в сильное внешнее магнитное поле (B0), протоны выстраиваются вдоль этого поля, как стрелки компаса. Затем на протоны воздействуют радиочастотным (РЧ) импульсом, который переводит их в возбужденное состояние. После прекращения РЧ-импульса протоны возвращаются в исходное состояние, испуская РЧ-сигнал (резонанс). Этот сигнал регистрируется катушками-приемниками. Частота и амплитуда сигнала зависят от химического окружения протонов (т.е., от типа ткани). Используя градиенты магнитного поля, можно локализовать источник сигнала и создать изображение. Важнейшие параметры, влияющие на контрастность изображения, – это времена релаксации T1 и T2.

T1-релаксация (продольная релаксация): Время, необходимое для возвращения протонов в исходное состояние вдоль магнитного поля B0. Жидкости обычно имеют более длинное T1, чем твердые ткани.

T2-релаксация (поперечная релаксация): Время, необходимое для потери когерентности спинов протонов в плоскости, перпендикулярной B0. Жидкости обычно имеют более длинное T2, чем твердые ткани.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.