ELEKTROSTYMULACJA - WYKŁAD.doc

WYKŁAD – ELEKTROSTYMULACJA

Pobudliwość elektryczna nerwów i mięśni

Zewnętrzne napięcie elektryczne (zne) przyłożone do skóry przechodzi do pni nerwów ruchowych lub do mięśni i powoduje skurcz mięśnia. Dochodzi do tego w wyniku depolaryzacji włókien nerwów, co zapoczątkowuje powstanie potencja­łów czynnościowych. Skurcz mięśnia jest wyrazem pobudliwości elektrycznej ner­wów i mięśni.

Potencjał elektryczny wewnątrz neuronu wynosi około -70 mV, to znaczy, że jest o tę wartość niższy od potencjału na zewnątrz neuronu. Stan ten wynika z polaryza­cji jonów. Jeśli potencjał zostanie obniżony do około -50mV (potencjał krytyczny, czyli progowy), wówczas następuje samoczynne rozładowanie napięcia elektryczne­go, czyli depolaryzacja przebiegająca wzdłuż włókna nerwowego (aksonu), powodu­jąc prąd czynnościowy, gdy dochodzi do płytki ruchowej, wywołuje w niej zmiany elektrochemiczne zapoczątkowujące skurcz mięśnia. Depolaryzacja przebiegająca wzdłuż nerwu spełnia rolę sygnału do skurczu mięśnia.

Praca wynikająca z rozładowania napięcia polega na przemieszczaniu cząstek naładowanych elektrycznie, powstaje, zatem prąd elektryczny. Wielkość zas­tosowanego napięcia zewnętrznego ocenia się (dla celów medycznych) wielkością płynącego przez tkanki prądu. Jako miary używa się jednostki natężenia prądu, tj. miliamperów (mA). Prąd wywołany przez doprowadzone napięcie terapeutyczne powoduje obniżenie polaryzacji włókien nerwowych, a tym samym inicjuje prąd czynnościowy. Prąd ten przenosi się od miejsca powstania wzdłuż włókien w tym samym kierunku co naturalny prąd czynnościowy oraz w kierunku przeciwnym, tj. do ciała neuronu w nerwach ruchowych, a do zakończenia receptorowego we włóknach czuciowych.

Prąd ten powstaje wtedy, gdy napięcie zewnętrzne jest na tyle silne, by pokonać mechanizm utrzymujący polaryzację na osłonce włókna i obniżyć różnicę potenc­jałów poniżej potencjału progowego. Silniejsze pobudzenie następuje pod biegunem ujemnym (pod katodą) prawdopodobnie dlatego, że zewnętrzny potencjał osłonki nerwowej ma ładunek dodatni.

Należy rozróżnić co najmniej trzy drogi działania zewnętrznego napięcia elek­trycznego na układ nerwowy i mięśnie:

Pierwsza polega na depolaryzacji włókien odśrodkowego nerwu ruchowego,
co inicjuje prąd czynnościowy do mięśnia i powoduje jego skurcz. Prąd czynnoś­-
ciowy wywołany przez zne jest podobny do naturalnego prądu czynnościowego;
dzięki temu można ingerować w funkcje mięśni i nerwów. Wywoływanie skurczów
mięśni dla celów leczniczych nazywamy elektrostymulacją lub elektrogimnastyką.

Druga to działanie na nerwy dośrodkowe czuciowe. Polega ono na pobudze­-
niu nerwów czuciowych, m.in. także bólowych. Nie wiadomo jednak, czy dochodzi
do pobudzenia tylko przez podrażnienie zakończeń czuciowych (receptorów), czy
także przez depolaryzację na przebiegu włókien czuciowych (dośrodkowych). Do­
środkowe impulsy włączają się w skomplikowane procesy w ośrodkowym układzie
nerwowym. Możemy uzyskiwać tą drogą działanie korzystne w walce z bólem.

Trzecia polega na pobudzeniu nerwów wegetatywnych. Mechanizm pobudzenia wydaje się najbardziej skomplikowany i jest najmniej znany. Wyrazem pobudzenia są zmiany ukrwienia. Obok odruchów naczyniowych mogą występować pobudzenia innych funkcji wywołane zmianami elektrochemicznymi w środowisku tkankowym.

Ocena jakościowa układu nerwowo-mięśniowego

Polega na badaniu pobudliwości obwodowych nerwów ruchowych i bada­niu pobudliwości mięśnia prądem faradycznym i galwanicznym. Należy pa­miętać, że włókna nerwowe ruchowe oraz płytki motoryczne mają niższy próg pobudliwości niż włókna mięśniowe. Grube - bogatomielinowe włókna nerwowe mają niższy próg pobudliwości niż cienkie - ubogie w mielinę - bezrdzenne. W przypadku mięśnia odnerwionego włókna nerwowe ruchowe i płytki motoryczne przestają być pobudliwe.

Pobudliwość obwodowych nerwów ruchowych bada się drażniąc pośred­nio mięśnie prądem galwanicznym i obserwując ich reakcję. Jest to proste badanie pozwalające ocenić stan ruchowych nerwów obwodowych, ewentual­nie ustalić stopień odnerwienia (całkowite czy częściowe) i pomóc w odróż­nieniu aksonotmesis od neurotmesis.

Technika badania - wykonuje się techniką jednobiegunową, za pomocą elektrody o małej powierzchni, połączonej z katodą, którą drażni się punkty ruchowe mięśnia zlokalizowane za pomocą odpowiednich tablic anatomicznych. Elek-Irode obojętną, połączoną z anodą, umieszcza się przy badaniu mięśni w ob­rębie obręczy barkowej, na karku, a badając mięśnie kończyn dol­nych — w okolicy lędźwiowej. Stosuje się krótkie impulsy prostokątne, o czasie trwania 1 ms lub 0,1 ms. W przypadku mięśni symetrycznych należy test wykonać na mięśniach każdej połowy ciała i wynik porównać.

Ocena wyników badania - jeśli np. próg pobudliwości badanego mięśnia jest po jednej stronie ciała wyższy niż po przeciwnej, świadczy o tym, że mięsień ten jest częściowo odnerwiony. Różnice pobudliwości rzędu kilku mA przemawiają za odnerwieniem mięśnia. W przypadku całkowitego odnerwienia mięśnia nie stwier­dza się jego skurczu przy pośrednim drażnieniu. Zawsze jednak dla unik­nięcia pomyłki, np. wskutek podrażnienia sąsiednich nerwów, należy wyko­nać inne badania, jak krzywej it i elektromiografię.

Test Langego - stanowi uzupełnienie badania opisanego wyżej. Test wg Langego, polega na drażnieniu mięśnia prądem impulsowym średniej częstotliwości 4 kHZ i czasie trwania impulsu 300 ms. Na tego rodzaju prądy reaguje skurczem tylko normalnie unerwiony mięsień.

Galwaniczno-faradyczny test Erba - składa się z dwóch części. W pierwszej badanie pobudliwości układu nerwowo-mięśniowego przeprowadza się z zastosowaniem prądu galwanicz­nego, w drugiej każdej z tych części drażni się mięsień bezpośrednio i pośrednio. Drażnienie bezpośrednie wyko­nuje się w punkcie ruchowym odpowiadającym miejscu wniknięcia nerwu mchowego i jego wypustki do płytki ruchowej mięśnia. To miejsce cechuje się najmniejszym progiem pobudliwości, mniejszym od progu pobudliwości włókien mięśniowych. Zawsze też należy drażnić mięsień pośrednio w miej

scach najbardziej powierzchownego przebiegu nerwu zaopatrującego dany mięsień, które znaleźć można w tablicach anatomicznych obok punktów ruchowych mięśni.

Technika badania

Metodą jednobiegunową wykonuje się:

•             drażnienie pośrednie i bezpośrednie mięśnia przy zastosowaniu impul­
sów prostokątnych, o dłuższym czasie trwania (np. 300 ms);

•             drażnienie pośrednie i bezpośrednie mięśnia prądem neofaradycznym
50 Hz, o impulsach 1 ms.

Interpretacja wyników:

Ocenie jakościowej i ilościowej podlega skurcz mięśnia pod kątem pobud­liwości (jakie jest progowe natężenie prądu wywołujące skurcz minimalny) i jego charakteru (czy skurcz jest błyskawiczny wskutek równoczesnego udziału w nim wszystkich włókien mięśniowych, czy leniwy wskutek odnerwienia części włókien mięśniowych). Skurcz mięśnia ocenia się przede wszystkim wzrokowo. W przypadku częściowego odnerwienia należy porów­nać próg pobudliwości badanego mięśnia z wynikami takiego samego bada­nia przeprowadzonego na mięśniu przeciwnej strony ciała.

Wyniki badania:

Ø      Odnerwione mięśnie nie ulegają pobudzeniu ani prądem galwanicznym,
ani faradycznym przy drażnieniu pośrednim przez nerw ruchowy. Natomiast
przy bezpośrednim drażnieniu ulegają pobudzeniu przez długie impulsy prą-­
du stałego;

Ø      Odnerwione mięśnie nie ulegają pobudzeniu pod wpływem pośredniego
i  bezpośredniego  drażnienia  krótkimi  impulsami  neofaradycznymi. Nato-
miast mięśnie normalnie unerwione zostają pobudzone do skurczu w obydwu
przypadkach.

Ø      Wartość praktyczna testu Erba jest dzisiaj kwestionowana przez badaczy po porównaniu jego wyników z wynikami elektromiografii, ale nadal się go wykonuje dla potrzeb fizykoterapii. Na podstawie testu Erba określić można, czy badany mięsień został częściowo czy,  całkowicie odnerwiony.

Częściowe odnerwienie mięśnia (częściowy odczyn zwyrodnienia) charakteryzuje się:

Ø      zmniejszeniem pobudliwości mięśnia przy bezpośrednim i pośredni drażnieniu prądem galwanicznym;

Ø      zmniejszeniem  pobudliwości mięśnia przy bezpośrednim i pośrednim drażnieniu prądem neofaradycznym.

Całkowite odnerwienie mięśnia (całkowity odczyn zwyrodnienia) charakteryzuje się:

Ø      wywoływaniem leniwego, robaczkowego, skurczu mięśnia przez bezpośrednie drażnienie prądem galwanicznym; brakiem pobudliwości mięśnia przy pośrednim drażnieniu prądem galwanicznym;

Ø      brakiem pobudliwości mięśnia przy bezpośrednim i pośrednim draż­nieniu prądem neofaradycznym.

Odczyn zwyrodnienia występuje m.in. po urazach powodujących uszko­dzenie nerwu, w zmianach zapalnych nerwu, w zmianach zwyrodnieniowych nerwów obwodowych, w zapaleniach korzeni nerwowych, w uciskach ze strony zniekształcających zmian kręgosłupa, w uszkodzeniach komórek ner­wowych rogów przednich rdzenia kręgowego z powodu procesów zapalnych, w uszkodzeniu jąder ruchowych nerwów czaszkowych.

Ocena ilościowa układu nerwowo-mięśniowego

Reobaza - najmniejsza progowa wartość natężenia impulsu prostokątnego (o czasie trwania 1000 ras), która wywołuje minimalny skurcz mięśnia nazwana zo­stała reobazą, określaną w mA.

Im większa jest wartość reobazy, czyli im większa jest progowa wartość natężenia prądu użytego dla wywołania skurczu minimalnego, tym mniejsza jest pobudliwość mięśnia.

Wartość progu pobudliwości oznacza się używając impulsów prostokąt­nych o czasie trwania 1000 ms. Katoda ułożona jest w punkcie motorycznym mięśnia, anoda na tym samym mięśniu - proksymalnie. Natężenie prądu zwiększa się do momentu uzyskania minimalnego skurczu mięśnia. Otrzyma­na wartość natężenia odpowiada wartości reobazy (mA). Wartość reobazy dla zdrowego mięśnia wynosi - 5mA.

Chronaksja - stanowi miarę pobudliwości nerwu i mięśnia. Jest to najkrót­szy czas impulsu prądu stałego, o natężeniu równym podwójnej reobazie, potrzebny do wywołania minimalnego skurczu mięśnia, wyrażony w milise­kundach.

Każdy mięsień i nerw posiada określony czas chronaksji, który odczytuje się ze specjalnych tablic. Mięsień i zaopatrujący go nerw ruchowy charak­teryzuje jednakowa wartość chronaksji. Dla normalnie unerwionego mięśnia wartość chronaksji jest mniejsza od 1 ms. Zwiększa się, gdy pobudliwość tkanki maleje. W stanie po przecięciu nerwu wzrasta 50-200 razy.

Badanie chronaksji wykonywane jest za pomocą specjalnego aparatu — chronaksymetru lub zwykłego elektrostymulatora. Czas chronaksji można także określić na podstawie krzywej it. Dla pełnej diagnostyki musi odbyć się oznaczenie reobazy, chronaksji i współczynnika akomodacji oraz,  należy wykreślić krzywą it.

Krzywa it - jest to wykres przedstawiający zależność pobudzenia od natężenia prądu ) i czasu jego przepływu. Na tej podstawie określamy stan badane­go mięśnia. Gdy natężenie prądu potrzebne do wy­wołania skurczu progowego mięśnia wzrasta, to niezbędny do pobudzenia czas działania tego prądu ulega skróceniu. Do badania stosuje się prąd stały o impulsach prostokątnych oraz prąd eksponencjalny o impulsach trójkątnych z możliwością regulowania czasu trwania impulsów od 1000 do 0,1 ms, oraz czasu przerwy od 2000 do 5000 ms.

Wyznaczanie krzywej it za pomocą impulsów prostokątnych

Mięsień drażni się impulsami prostokątnymi, w przypadku techniki jednobiegunowej katodą ułożoną w punkcie motorycznym mięśnia, Duża anoda jest ułożona proksymalnie w stosunku do badanego mięśnia, Mięsień z częściowym lub całkowitym odczynem zwyrodnienia na ogół nie oddziałuje na drażnienie w punkcie motorycznym, lub stosuje się drażnienie metodą dwubieguno­wą, umieszczając obie elektrody ponad mięśniem: anodę proksymalnie, katodę dystalnie. Początkowy czas impulsu wynosi 1000 ms, a natę­żenie prądu powinno mieć wartość reobazy. Następnie skraca się stopniowo czas impulsu kolejno według skali logarytmicznej 500, 100, 50, 10, 5, 1, 0,5, do 0,1 ms, przy zachowanej wartości reobazy, do momentu, w którym mięsień przestaje odpowiadać skurczem. Należy wówczas zwiększyć natężenie prądu. Zaznacza się pewna prawidłowość: gdy czas trwania impulsu maleje, zwiększa się wartość natężenia potrzebna do wywołania skurczu progowego.

Wyznaczanie krzywej it za pomocą impulsów trójkątnych

Przeprowadza się w analogiczny sposób. Zdrowy mięsień posiada zdol­ność akomodacji do impulsu trójkątnego o powolnym narastaniu prądu, i dlatego żeby wywołać skurcz należy znacznie zwiększyć natężenie prądu w porównaniu z impulsem prostokątnym. Na impulsy prądu neofaradycznego odpowiadają tylko tkanki o krótkiej chronaksji, do których należą nieuszkodzone nerwy. Odnerwiony mięsień nie reaguje skurczem zarówno na bezpośrednie, jak i pośrednie drażnienie prądem neofaradycznym, ponieważ włókna mięśniowe mogą zostać pobudzone tylko dłużej trwającym impul­sem.

Podczas zmniejszania czasu trwania impulsu natężenie prądu wywołujące progowy skurcz mięśnia początkowo maleje, a następnie wzrasta, co świad­czy o obniżeniu pobudliwości.

Interpretacja krzywej it - Krzywa it normalnie unerwionych mięśni, dla impulsów prostokątnych, przebiega dość stromo od góry do dołu w lewej części wykresu, w zakresie krótkich impulsów, po czym w zakresie długich impulsów przebiega poziomo równolegle do osi „y". Nie ma wielkiej różnicy pomiędzy wykresami it dla krótko trwających impulsów prostokątnych i trójkątnych, ponieważ w impul­sach trójkątnych o bardzo krótkim czasie trwania natężenie prądu wzrasta stromo, podobnie jak w impulsach prostokątnych. Istnieje tylko różnica w zakresie długich impulsów, ponieważ krzywa przebiega bardziej ku górze niż dla impulsów prostokątnych.

Krzywa it dla mięśni odnerwionych ulega przesunięciu w prawo i ku górze z mniej stromym spadkiem w zakresie krótkich czasów trwania impul­sów i na wyższym poziomie niż dla mięśni normalnie unerwionych. Krzywa ma też różne załamki i wierzchołki. W porównaniu z prawidłową krzywą, wykres przy całkowitym odczynie zwyrodnienia ma większą wartość reobazy, a wartość progu pobudliwości szybko wzrasta. Wykres przy częściowym odczynie zwyrodnienia zajmuje miejsce pośrednie. W miarę postępów regener-acji krzywa it ulega przesunięciu w lewo i ku dołowi.

Wyznaczanie współczynnika akomodacji - jest to badanie właściwości przystosowania się układu nerwowo-mięśniowego do impulsów trójkątnych. W warunkach fizjo­logicznych, przy tej samej dawce prądu, występuje słabsza reakcja nerwu i mięśnia na impulsy prądu eksponencjalnego niż galwanicznego.

Technika badania. Należy określić wartość reobazy dla impulsu prosto­kątnego o czasie trwania 1000 ms. Otrzymana wartość natężenia stanowi wartość progu pobudliwości. W ten sam sposób określa się próg pobudliwo­ści dla impulsów trójkątnych o czasie trwania 1000 ms. Dzieląc wartość progu pobudliwości mięśnia dla impulsu trójkątnego przez wartość progu pobudliwości dla impulsu prostokątnego otrzymuje się wartość współczyn­nika akomodacji. Dla mięśni zdrowych waha się on w granicach 2-4, ponie­waż trzeba użyć 2-4-krotnie większego natężenia prądu, by uzyskać skurcz przy zastosowaniu impulsu trójkątnego zamiast prostokątnego. Zmniejszenie się zdolności akomodacji mięśnia wymaga zwiększenia natężenia prądu oby­dwu rodzajów impulsu, tak by były zdolne do pobudzenia mięśnia, z tym że przede wszystkim należy zwiększyć amplitudę impulsu prostokątnego. War­tość współczynnika akomodacji poniżej 2 przemawia za zaczynającym się lub istniejącym częściowym odczynem zwyrodnieniowym. Utrata zdolności ako­modacji cechuje się współczynnikiem adaptacji mniejszym od 1 i jest wyra­zem ciężkiego odczynu zwyrodnienia. Jeżeli natomiast następuje wzrost po­budliwości na impuls prostokątny i w związku z tym także wzrost współ­czynnika akomodacji, przemawia to za postępującą poprawą stanu uner­wienia mięśnia.