Методика электростимуляции нервов и скелетных мышц; определение порога возбуждения и

Нормальная физиология — ПСБГПМУ, Педиатрия

Электростимуляция нервов и скелетных мышц. Порог возбуждения и хронаксия

Общие принципы электростимуляции возбудимых тканей

Электростимуляция — основной экспериментальный и клинический метод изучения свойств возбудимых тканей (нервов, мышц). Метод основан на способности электрического тока вызывать потенциал действия (ПД) при достижении определенных параметров стимула. Для количественной оценки возбудимости ткани используются два фундаментальных показателя: порог возбуждения (минимальная сила тока при заданной длительности) и хронаксия (минимальное время, необходимое для возникновения ПД при удвоенной пороговой силе).

Раздражение может быть:

• Прямым — электроды накладываются непосредственно на исследуемую ткань (мышцу или нерв).
• Непрямым — стимуляция нерва, иннервирующего мышцу, с регистрацией ответа мышцы (например, метод непрямой стимуляции в клинической электронейромиографии).

Методика электростимуляции

Параметры электрического стимула

Для вызывания возбуждения используются прямоугольные импульсы тока или напряжения. Критические параметры:

• Сила тока (I) или напряжение (U) — амплитуда стимула.
• Длительность (t) — продолжительность действия стимула.
• Крутизна фронта — скорость нарастания тока (возбуждение легче вызывается крутым фронтом).
• Полярность — для нервов и мышц порог возбуждения ниже при катодном раздражении (отрицательный полюс активен).

Аппаратура и электроды

• Стимулятор: генератор прямоугольных импульсов с регулируемыми силой (от 0 до 100 мА) и длительностью (от 0,01 до 100 мс).
• Электроды:
• Активный (катод) — располагается над двигательной точкой нерва или мышцы.
• Индифферентный (анод) — фиксируется на удалении (например, на коже конечности).
• Для мышц используется биполярная или монополярная схема. При исследовании хронаксии обязательна монополярная стимуляция с малым активным электродом (диаметр 1–2 мм).

Процедура определения порога возбуждения (реобазы)

Порог возбуждения (реобаза) — минимальная сила тока (или напряжение), вызывающая видимое возбуждение (например, сокращение мышцы) при длительности импульса, значительно превышающей хронаксию (обычно 100–300 мс).

Методика:

1. Устанавливают длительность импульса в 100–200 мс (заведомо больше хронаксии).

2. Медленно увеличивают силу тока до появления первого слабого мышечного сокращения (или ПД нерва при электронейрографии).

3. Значение силы (в мА или В) фиксируют как порог.

> [!simple] Простыми словами: реобаза — это минимальная сила тока, которая способна раздражить ткань, если дать ей на это достаточно времени (длинный импульс). Это аналог «абсолютного порога» для раздражителя.

Хронаксия

Хронаксия — минимальное время (в миллисекундах), в течение которого импульс силой, равной двум реобазам (2R) , должен действовать на ткань, чтобы вызвать возбуждение. Понятие введено Л. Лапиком (1909) для характеристики возбудимости, более точной, чем простая реобаза.

Измерение хронаксии

1. Определяют реобазу (R) по описанной выше методике.

2. Устанавливают силу стимула, равную 2R.

3. Постепенно уменьшают длительность импульса, начиная от 100–200 мс, до исчезновения видимого ответа (сокращения или ПД).

4. Затем увеличивают длительность до момента, когда ответ появляется вновь. Эта минимальная длительность при силе 2R и есть хронаксия.

Процедуру повторяют 2–3 раза для подтверждения.

> [!formula] Соотношение реобазы, хронаксии и силы стимула (закон силы-длительности)

>

> где \( I \) — пороговая сила, \( t \) — длительность, \( a \) — константа (связана с хронаксией), \( b \) — реобаза. При \( t \to \infty \), \( I \to b \). Хронаксия — время, при котором \( I = 2b \).

> [!simple] Простыми словами: хронаксия показывает, насколько «быстрая» ткань. Чем меньше хронаксия, тем быстрее она реагирует на стимул. Для разных тканей хронаксии сильно различаются.

Физиологическое значение и нормальные величины

| Ткань | Реобаза (мА) | Хронаксия (мс) |

|-------|--------------|----------------|

| Двигательный нерв | 1–5 | 0,1–0,5 |

| Скелетная мышца | 5–20 | 0,4–1,0 |

| Гладкая мышца | 10–40 | 10–100 |

| Миокард | 1–10 | 1–3 |

Хронаксия зависит от:

• Типа ткани: нервная ткань имеет минимальную хронаксию, мышечная — бóльшую, гладкие мышцы — максимальную.
• Функционального состояния: при утомлении или денервации хронаксия увеличивается (возбудимость падает).
• Температуры: охлаждение увеличивает хронаксию.

> [!example] Пример: При поражении периферического нерва (невропатия) хронаксия иннервируемой мышцы возрастает до 5–10 мс, а реобаза может оставаться неизменной или снижаться (частичная денервация). Это позволяет дифференцировать первично-мышечное поражение (нормальная хронаксия) от нейрогенного (увеличенная).

Клиническое применение

• Диагностика денервации: после повреждения нерва хронаксия увеличивается через 2–3 недели, что помогает определить стадию реиннервации.
• Подбор параметров для электростимуляции в реабилитации (например, при парезах): используют импульсы длительностью, равной хронаксии, с амплитудой 1,5–2R.
• Оценка возбудимости нервных стволов при токсических и метаболических полинейропатиях.

Ограничения метода

• Хронаксия и реобаза зависят от состояния кожи (сопротивления), формы электрода и температуры.
• Реобаза не является истинным показателем возбудимости, так как не учитывает временные параметры.
• Хронаксия отражает только одну точку на кривой «сила–длительность» — при удвоенной реобазе, что не всегда коррелирует с полным профилем возбудимости.

> [!critical] Ключевой факт: Хронаксия — наиболее специфичный показатель возбудимости ткани, так как характеризует её способность реагировать на короткие раздражители. Она не зависит от омических свойств кожи (при правильной методике) и позволяет отличить нормальную иннервацию от денервации.

---

Итог. Электростимуляция с определением порога возбуждения (реобазы) и хронаксии даёт объективную количественную оценку функционального состояния нервов и мышц. Реобаза — минимальная сила тока при длительном импульсе, хронаксия — минимальное время при силе, вдвое превышающей реобазу. Эти показатели широко используются в физиологии и клинической неврологии для диагностики поражений периферической нервной системы и мышечных заболеваний.

Все вопросы раздела: Подготовка к экзамену по Нормальной физиологии