Стимулируя с помощью магнитной катушки нервные клетки головного мозга, а также периферические нервы и корешки, мы имеем возможность зафиксировать показатели моторных ответов. Для этого на области мышц, в которых ожидаются ответы, устанавливаются электроды миографа.
При проведении данного обследования используются такие же электроды, что и для обычной процедуры стимуляционной миографии.
В зависимости от областей, которые необходимо обследовать, М-ответы можно получать от мышц:
- Верхних и нижних конечностей
- Шеи
- Спины
- Живота
- Диафрагмы
- Сфинктеров и др.
В зависимости от индукции магнитного поля, расположения катушки, областей воздействия и состояния нервной системы пациента, магнитные импульсы могут различаться по амплитуде, форме и другим показателям. Для наилучшего эффекта от процедуры параметры подбираются таким образом, чтобы достичь максимальной амплитуды вызванных потенциалов.
Для получения ответов от мышц ног оптимальным положением катушки является в районе макушки ближе к центральной точке. Ответы от мышц рук получаются при стимулировании зон на противоположном полушарии (левая рука – правое полушарие и наоборот).
Моторный порог
Перед началом процедуры для каждого пациента определяют моторный порог — минимальная сила индукции для стимуляции нейронов, при которой в мышечных тканях возникает моторный ответ.
Определяется моторный порог следующим образом. После определения наиболее эффективного положения катушки (которое позволяет получить максимальные ответы при минимальной латентности, т.е. времени их ожидания) на неё дают небольшое напряжение, создающее минимальную амплитуду магнитного поля. Увеличивая амплитуду на 5% за один шаг, находят такую силу магнитного импульса, при которой возникают моторные ответы. Моторный порог фиксируется после 3 результативных попыток.
Моторный порог для мышц рук ниже, чем для мышц ног и туловища. Такая разница обусловлена различным расположением в коре головного мозга областей, отвечающих за действия разных частей тела.
Для того чтобы получить моторные ответы с высокой амплитудой, силу стимула поднимают на 15-20% выше моторного порога. Это позволяет охватить большую площадь нервных тканей.
Расположение катушки
При стимуляции спинномозговых корешков катушка располагается в проекции остистых отростков, а при стимуляции периферических нервов – в их анатомической проекции с учётом сегментарной иннервации:
| Сегменты | Мышцы | Нервы |
| С4 | Diaphragma | n.phrenicus |
| С5 | m.deltoideus | n.axillaris |
| С6 | m.biceps brachii | n.musculocutaneus |
| С6 | m.brachioradialis | n.radialis |
| С7 | m.pectoralis major | nn.pectoralis med. Et lat. |
| С7 | m.triceps brachii | n.radialis |
| С7 | m.abductor pollicis brevis | n.medianus |
| С8 | m.interosseus dorsalis I | n.ulnaris |
| С8 | m.abductor digiti minimi | n.ulnaris |
| L4 | m.quadriceps femoris | n.femoralis |
| L5 | m.tibialis anterior | n.peroneus |
| L5 | m.extensor digit. brevis | n.peroneus |
| S1 | mm.gastrocnemius, soleus | n.tibialis |
| S1 | m.abductor hallucis brevis | n.tibialis |
| S2 | m.abductor dig.min.pedis | n.tibialis |
| S2 | m.sphincter ani externus | n.pudendus |
Магнитная стимуляция возбуждает аксоны мотонейронов (нервных клеток спинного мозга). Для диагностики состояния ног магнитная катушка располагается на уровне поясничного отдела. Из нескольких зарегистрированных ответов выбирают один с минимальным латентным периодом и фиксируют его характеристики: площадь, амплитуду, длительность. Амплитуду оценивают 2 способами: либо от пика до пика, либо относительно нулевой линии. Латентность — от момента подачи импульса до фиксации моторного ответа.
Фасилитация ответов
Рассмотрим графики моторных ответов при транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Ответы регистрируются с m.interosseus dorsalis. Представленные результаты соответствуют разным диаметрам катушки и её расположению:
- 40 мм — в точке Эрба
- 90 мм — в проекции сегмента
- 90 мм — в проекции моторной коры при расслабленной мышце
- 90 мм — в проекции моторной коры при небольшом напряжении
Более оптимальные показатели моторных ответов (высокая амплитуда при низкой латентности) соответствуют состоянию мышечного напряжения. В некоторых случаях в расслабленной мышце вообще не удаётся зафиксировать ответы даже при максимальной индукции. Тогда пациента просят немного напрячь мышцу.
При ТМС даже незначительное напряжение в исследуемой мышце существенно снижает моторный порог. Этот эффект называют фасилитацией (облегчением) ответов.
Если невозможно произвести сокращение исследуемой мышцы (например, вследствие частичного паралича), эффект фасилитации можно вызвать следующими действиями:
- напряжением близлежащих мышц
- высовыванием языка
- счёте вслух и т.д.
Центральное время моторного проведения
Латентное время при ТМС называется временем общего проведения (ВОП). При стимуляции корешков спинного мозга фиксируется время периферического проведения (ВПП).
При одновременном проведении стимуляции моторной коры и спинного мозга можно определить центральное время моторного проведения (ЦВМП). Для этого фиксируют ВОП и ВПП и находят разность между ними.
ЦВМП — это время, за которое сигнал проходит от точки стимуляции в коре до соответствующего месте в спинном мозге, где двигательные корешки выходят в межпозвоночные отверстия.
За ЦВМП сигнал проходит по кортикоспинальным волокнам и про проксимальной части корешков.
Второй способ определения ЦВМП — используя значение латентности F-волны (регистрируется в дистальной точке электрической стимуляции).
F-волна — это ответ на импульс мотонейрона, возникший под действием обратной волны возбуждения (импульс 2 раза проходит по двигательным корешкам). Возникает F-волна при непрямой дистальной стимуляции током супермаксимальной величины. Для диагностики необходима серия из 15-20 стимулов с частотой 0,5-1 Гц. По характеристикам F-волны можно судить о функциональном состоянии мотонейронов.
Время ожидания возникновения F-волны — это время прохождения импульса до соответствующей области спинного мозга, затем — до активации мотонейрона и затем — до возбуждения мышцы.
Используя латентность ответа и время до возбуждения мотонейрона, определяют время прохождения импульса от мотонейрона до мышцы. А зная этот показатель и сопоставив его с латентностью, установленной при ТМС, вычисляют время движения импульса от нейрона головного мозга до двигательных корешков (ЦВМП).
При диагностике возможны погрешности вследствие неполной расслабленности мышцы или нарушения технических условий и т.д. По этой причине для проведения исследования соблюдают стандартные условия (одни и те же точки расположения катушки, одна и та же поза пациента, одно место приложения электродов и т.д.).
Значения ЦВМП
У здорового человека при отведении ВМП с m.abductor pollicis brevis, m.extensor digitorum communis, m.biceps и m.tibialis anterior ЦВМП составляет 7,9+2,1 мс, 6,7+ 1,0 мс, 6,0+1,2 мс, 16,2+1,7 мс.
Невозможно по ЦВМП определить конкретное заболевание. Наличие или отсутствие разницы между латентностью для расслабленной и напряжённой мышцы говорит о состоянии мотонейронов и проводящих волокон.
Период молчания
При ТМС возникают моменты, когда временно пропадает биоэлектрическая активность в напряжённой мышце. Эти моменты называют периодами молчания. Длительность их зависит от работы тормозных нейронов, использующих гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) в качестве медиатора.
Более короткие периоды молчания отмечаются при паркинсонизме, эпилепсии. Более продолжительные — при различных нарушениях мозгового кровообращения.
Парные стимулы
Для диагностики возбудительных и тормозящих систем центральной нервной системы применяют ТМС с использованием парных импульсов. ВМП при этом увеличивается или уменьшается в зависимости от интервала между импульсами.
На рисунке показаны графики ВМП при ТМС в зависимости от характеристик стимулов:
- одиночные
- парные при межстимульном интервале 2 мс
- парные при интервале 10 мс.
При интервалах 1-6 мс или 50-200 мс — наблюдается укорочение ВМП, а при интервалах 8-20 мс — его удлинение.
На результаты данных исследований прямо или косвенно влияет применение пациентом лекарственных средств, влияющих на работу ГАМК-ергической системы, а также на обменные процессы с участием дофамина и глутамата.