Автореферат диссертации по медицине на тему Автоматизированный анализ миомеханограммы и его возможности в диагностике заболеваний нейромоторного аппарата
г,га с а .
с 3 -На правах рукописи
ФАСХУТДИНОВ РУСТЕМ РЕНАРДОВИЧ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ МИОМЕХАНОГРАММЫ И ЕГО ВОЗМОЖНОСТИ Б ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ НЕЙРОМОТОРНОГО АППАРАТА
14.00.16 - патологическая физиология 14.00.13 - нсрнныс болсзгш
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
КАЗАНЬ - 1997
Работа выполнена в Казанском государственном медицинском университете
Научный руководитель: Научные консультанты:
доктор медицинских наук, профессор Э.И.Богданоп
доктор медицинских наук, профессор Х.С.Халштсш доктор медицинских паук, профессор М.Ф.Исмагилов
Официальные оппоненты: доктор медицинских паук
A.M. Девятаев
Профессор, доктор медицинских наук, ГА. Иваничев
Ведущее учреждение: Институт общей патологии и патологической физиологии РАМН г. Москва.
¿2-
Зашита состоится " с: С. " Cf£ О 1997 года
в ^_час. на заседании диссертационного Совета Д. 084.29.03
Казанского государственного медицинского университета (420012, г. Казань, ул.Бутлерова, 49)
С диссертацией можно озакомиться в научной библиотеке Казанского государственного медицинского универсигста (г. Казань, ул.Буглерона, 49, корн. "Б")
Автореферат разослан
" Л U J* ^ 1997 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук,
профессор Р.Х. Хафизьянова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Изменения сократительной функции со-«вождают различные мышечные нарушения при центральных и пе-|)ерических поражениях нерпной системы и других заболеваниях, шодящих к поражению мыши. Этим обусловлен интерес клиншшс-к данной проблеме (Гехт Б.М.. Санадзе А.Г.,1985; Богданов Э.И., 9; Maurer К., et ai.,1985; Lennmarken С., et al.,1987; Fitts R.H.,1994). ,'чение сократительных свойств скелетных мыши в изометрическом симе, являющееся одним из основных методологических наиравле-! в экспериментальной физиологии мышечного сокращения, позво-ю установить ряд физиологических и патологических механизмов >цесса мышечного сокращения (Девятаев А.М., 1996; Marsh Е., et al., I; Fitts R.H.,1994). Внедрение полученных результатов экспергшсн-ьного исследования характеристик изометрического мышечного со-шения в физиологию человека было затруднено из-за несовер-1ства технических средств. Немногочисленные попытки в клиникой миологии и физиологии человека но разработке методов реги-атши изометрической миомеханограммы и изучению ее параметров ;азали перспективность такого подхода в создании новых методов .гностики патологических и физиологических изменений сократи-ьной функции мышц (Гурфинкель B.C., Леиик 10.С.,1985; Fitts 1.,1994). Изучены закономерности изменений сократительных свой-мыштд при некоторых видах нарушения иннервации (Богданов f.,1989), гпреоидного статуса ( Строков И. А.,1988; Валиуллина М.Е., детаев Г.И., Валиуллин В.В.,1993). Установлена адекватность и кли-¡еская значимость метода миомеханографии (ММГ) в диагностике [дромов патологической мышечной утомляемости (Гехт Б.М., Санад-А.Г., Строков И.А.,1984). Миомеханографический метод иеследова-I нервно-мышечной системы позволяет изучать, непосредственно, юппую функцию мышц - сократительную - и является суше-енным дополнением к широко внедренным в клиническую практику ктромиографическим методам. Однако, специальные клинические ^механографические исследования при нервно-мышечных нораже-IX были единичными, а результаты часто противоречивыми. Пробле-изучепия сократительной функции при различных формах нервно-
мышечной патологии разрабатывалась лишь опосредованно, не б достаточно разработаны возрастные нормы контрактильных характс с гик, параметры миомеханографии регистрировались недостаточно -но, что приводило к погрешности измерения, не изучались важные раметры скорости', ускорен и и мышечного сокращения, исследова которых возможно только с внедрением компьютерной техники. В временной клинической практике для выработки новых диашосп ских критериев и способов оценки динамики нервно-мышечных зс леваний, для клинико-инструментальной паспортизации различ! синдромов мышечных нарушений, а также для оценки эффективно терапевтических и реабилитационных мероприятий, необходимы л ные миомеханографических исследований. Метод компьютерной м механографии соответствует современным задачам исследований пг генеза нервно-мышечных заболеваний, контроля динамики сокра тельных свойств мышц в процессе лечения, тренировки.
Цель я задачи иследочапин Цель исследования состояла в обос вании диагностических возможностей автоматизированного анал стимуляционной изометрической миомеханограммы в прикладном учении нервно-мышечной патологии; в определении некоторых и растных особенностей контрактильных характеристик мьгшц голени ловека; в изучении феноменологии изменений сократительных свой скелетных мыигц, вызванных частичной денервацией у больных с в тсброгешгой радикулярпой патологией; у больных с нарушением об; на, обусловленным нарушениями функции шнтовилиой железы.
Основными конкретными задачами исследования явилось:
1. Разработка устройства с использованием ЭВМ для изометрн ских миомеханографических исследований мышц голени человека.
2. Определение особенности сократительных свойств быстры* медленных мышц голени в возрастном аспекте у здоровых иегштуемь
3. Изучение сократительных свойств скелетных мышц голеш больных с вертсброгенными пояснично-крестцовыми радикулопатия?,
4. Изучение сократительных свойств мышц голени у больны) различными субклиническими формами тиреоидных мионатий.
5. Проведение сравнительного анализа рутинного и автоматизм] ванного методов миомеханографии у больных с патологией шитов! ной железы.
Научная новизна исследования. В работе впервые представлена ав-матизиронапная система на основе ЭВМ для изучения сократитель-)й футгкцшт мышц голени, что позволило изучить параметры скороо I. ускорения мышечного сокращения, недоступные ранее при рутин->м методе исследования.
В исследовании использованы усовершенствованное "устройство [я разделения артефакта раздражения и М-ответа при прямой стиму-щии мышцы", а также усовершенствованное "дифференцирующее тройство", необходимое для механической записи 1-й производной мшенного сокращения на втором канале мингографа МС-34.
Изучение сократительных свойств мышц голени у взрослых людей возрасте от 20 до 75 лет впервые позволило выявить особенности ункпиональных инволюционных изменений характеристик контрактного аппарата быстрых и медленных мышц.
Благодаря впервые использованному методу анализа миомехано->аммы и ее производных у больных с частичной денервацией мышц »лени при пояснично-крестцовых радикулопатиях, впервые выявлено лецьшение показателей скорости и ускорения одиночного сокращена.
Полученные данные миомеханографически подтвердили функциональные изменения в активирующем и контракгильном аппарате ске-ггной мышцы человека при пптершреозе и гипотиреозе, которые разе предполагались на основании морфологических, биохимических, тстохимических исследований бноптатов и физиологических исследо-ший в экспериментах на животных.
Положения, выносимые на защиту.
1. Предложенная для изучения сократительных свойств мышц го-;ни автоматизированная система на основе ЭВМ развивает метод изо-етрической миомеханографии, позволяет в дополнение к "обычным" араметрам изучать диагностически важные характеристики скорости, жорения мышечного сокращения, повышает точность исследования.
2. У взрослых людей с изменением возраста, а также при различ-ых формах нервно-мышечной патологии, включающих гипер-,гипо-иреоидную и денервационную, возникают характерные изменения со-ратитслытых свойств мышц, связанные с особенностями трансформа-ий на уровне активирующего и контрактильного аппарата мышц.
3. Автоматизированные миомеханографические исследования с кратительных свойств мышц в изометрическом режиме высоко инфс мативны и позволяют судить об изменениях функций контрактилыгс и активирующего аппарата мышц в динамике как у здоровых люд различных возрастов, так и у больных с поражением периферическс нейромоторного аппарата, что имеет значительную диапюстическ; ценность для клинической практики.
Научно-практическая значимость работы. Разработана на оси с ЭВМ установка для миомехацографичеекпх исследований мышц голе человека, позволяющая регистрировать изменения активирующего коптрактнльпого аппарата мышц, решать практические задачи фун ¡тональной диагностики нервно-мышечных заболеваний, югшшчесю патофизиологии, нервно-мышечной физиологии человека, спортивн« медицины. Устройство позволяет изучать как произвольное, так и в1 званное сокращение мышц голени человека (одиночное, тетаническ как при прямой, так и непрямой .электростимуляции, феномен лес ничиой потенциации). Результаты клинических исследований пме! важное значение для понимания генеза изменений основной функш мыши - сократительной при мышечных синдромах поясничного осте хопдроза, при нарушениях функций щитовидной железы, а также здоровых людей в возрастном аспекте. Миомеханографические исслед пинии сократительных свойств мыши, существенно дополняя возмо> ность исследования нервно-мышечных функций, могут быть эффекта но использованы для оценки течения и эффективности терапевтичесю и реабилитационных мероприятий, для диагностики и прогнозирован! различных нервнотмышечных заболеваний.
Апробация работы. Результаты работы доложены па: VI Школ семинаре по теоретической и клинической электромиографии (Москв 1986): Симпозиуме с международным участием. "Новые методы эле! тромиографии в диагностике заболеваний периферических нервов пеирно-мышечпой передачи" (Москва, 1987); Юбилейном заседаш-Президиумов правлений Всесоюзного и Всероссийского научн< медицинских обществ невропатологов и психиатров, посвященных 101 летию кафедры невропатологии, нейрохирургии и медицинской геиеп ки КГМИ (Казань, 1988); Международном конгрессе патофизиологе (Москва. 1991), заседании кафедры неврологии, лечебной физкультур!
»ачебного контроля п рефлексотерапии Казанского государственного Тишинского университета (Казань, 1995); совместном заседании ка-;дры патологической физиологии и кафедры неврологии, лечебной из культуры, врачебного контроля и рефлексотерапии Казанского го-дарственного медицинского университета (Казань, 1996).
Реализация результатов исследования. Получено 2 ан горских сви-дельства на изобретение: "Устройство для ввода аналоговой ипформа-ги" (N1462288 ог 01.11.88 г.); "Устройство для определения характери-ик сокращения мыши голени человека" (N1602459 от 01.07.90 г.).
По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 7 -ведущих периодических изданиях: "Журнале невропатологии и психп-рии им. С.С.Корсакова", "Бюллетене экспериментальной биологии и ;дицины".
Разработанные методы миомеханографической диагностики и шнки эффективности терапии мышечных нарушений внедрены в >актику городской клинической больницы N6 и РКБ г.Казани, кафед-.1 певролоши, лечебной физкультуры, врачебного контроля и рефлек-'теранин Казанского государственного медицинского университета.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 рппинах, состоит из введения, обзора литературы, главы "Материалы методы исследования", 4 тематических глав, содержащих результаты следований и их обсуждение. В работе имеется обшее заключение и нцис выводы, список цитируемой литературы, содержащий 192 рабо-I, из них 144 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 15 |сунками и 24 таблицами.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЕДОВЛИИЯ
Общее количество обследованных - 131 человек (количество ис-едованных мышц - 469, см. табл. 1). Из них под наблюдением нахо-глось 48 больных с поражениями периферического пейромоторного ;парата при заболеваниях периферической нервной системы, а также с [рушениями функции щитовидной железы. Выделение клинических шлромов поражений периферической нервной системы проводилось гласно общепринятой классификации (Антонов И.П., 1985). Обслсдо-но И больных обоего пола в возрасте от 19 до 48 лет, у 9 из них име-
лись остаточные явления вертеброгенных пояснично-крестцовых I решковых синдромов (Ь5-5|), у двоих - остаточные явления компресс онпо-ишемическоы невропатии седалищного нерва с преимуществе ным вовлечением волокон малоберцового нерва, на той же стороне.
Таблиц;
Распределение обследоааиных ио группам_
Группа обследованных Количество обследованных
человек мышц
1. Здоровые испытуемые в возрастном 48 113
аспекте (авт. обработка ММ Г),
из них:
[ гр. (возраст 20-36 л.) 5 13
И гр.(возраст 40-4.9 л.) 10 26
Ш гр. (возраст 52-59 л.) 17 39
IV гр. (возраст 60-74 г.) 16 35
2. Больные с заболеванием перифери- 11 32
ческой нервной системы (авт. обра-
ботка ММГ)
3. Гииертиреоз (авт.обработка ММГ) 29 171
4. Гипотиреоз (авт.обработка ММГ) 8 48
5. Контроль (авт.обработка ММГ) 35 105
6. Гипертирсоз (рутинная и авт. обр. 6 24
ММГ из числа основной группы)
7. Гипотиреоз (рупшная и авт. обр. 4 16
ММГ из числа основной группы)
Всего больных 48 251
Всего здоровых испытуемых 83 218
Общее количество обследованных 131 469
всех больных выявлялись локальные миалгические зоны в мед и ал ь-й головке икроножной и камбаловидной мышцах, нарушение по-"жностной чувствительности в соответствующих дерматомах. Клшш-жое вертеброневрологическое обследование проводилось по соответ-5уюшей схеме (Попелянский А.Я., Попелянский Я.Ю., 1985), Были /чены сократительные свойства мышц голени у 29 больных обоего да с гипертиреозом (диффузно-токсический зоб от I до 111 степени, реотоксикоз) в возрасте от 22 до 59 лет и 8 больных обоего пола с ги-тиреозом (с первично-выявленным или послеоперационным гипоги-:>зом) в возрасте от 25 до 69 лет, находившихся на амбулаторном лети в противозобиом диспансере.
Для оценки состояния функции щитовидной железы наряду с нническим обследованием проводилось радиоиммунологическое ределение трийодтиронина, тироксина, тироксинсвязываюшего гло-шиа, тиреотропина, в сыворотке крови человека, у части больных :лсдовалось поглощение йода 131 щитовидной железой, проводимых гциализированной лабораторией при РКБ г. Казани в день тензомет-ческого исследования мышц голени обследуемых больных. У больных 1аболеванием щитовидной железы изучались правые и левые мышцы тени.
Для изучения миомеханографических параметров в возрастном ас-ктс испытуемые подбирались среди здоровой группы населения, в [шнезе отсутствовав указания на нервно-мышечные поражения, задевания периферической нервной системы, наличие заболеваний утренних органов, косвенно способствующих развитию нарушений со >роны нервно-мышечной системы. Испытуемые были разделены на 4 /ппы по возрастному признаку: Г гр. - возраст от 20 до 36 лет , И гр. -40 до 49 лет .11! тр.- от 52 до 59 лет , IV гр - от 60 до 74 лет (табл. 1.)
Контрольные исследования проводили на добровольцах, студентах запского медицинского университета, мужского пола в возрасте от 18 25 лег. Все студенты были практически здоровы.
Всем обследованным проводилось определение массы голени по тоду, предложенному В.М.Зациорским и соавт.(1981).
Для изучения сократительных свойств мышц голени человека бы-разработано новое устройство с использованием ЭВМ, по элементам
которого получено авторское свидетельство N1462288 от 01.11.88 i авторское свидетельство N1602459 or 01.07.90 г.
Описание и работа устройства для рутинного метода миомеха графин представлены в статье Э.И.Богданова, Р.Р.Фасхугдинова и авт., (1988), в работе Э.И.Богданова (1989) .
Для миомеханографических (ММГ) исследований мыши голе человека были применены режимы и методы эдектростимуляции, р работанные ранее (Jones D.A. et al., 1979; Belanger A., McComas À.,19 Marsh E. et al., 1981; Sale D. et al., 1982; Belanger A. et al., 1983; Vand voort A.. McComas A., 1983).
После наложения электродов производилась прямая одиноч! стимуляция передней большеберцовой мышцы (ПБМ) голени прян угольными импульсами тока возрастающего напряжения до опреде. нии необходимого порога напряжения, достаточного для сокрашег, всех мышечных волокон мышцы. Необходимое для полного сокрап ния всей мышцы напряжение силы тока определялось по нарастан; M-ответа регистрируемого миографом М-42 фирмы "Медикор" при г мощи стандартных поверхностных биполярных ЭМГ электродов. Д разделения артефакт а раздражения и M-ответа при прямой одиночн стимуляции мышцы (в норме они сливаются, это происходит за с гальванической связи между близко расположенными поверхностны! электродами), было использовано предложенное устройство для раз; ления артефакта раздражения и M-ответа мышцы при прямой стиму;:
нии.
Прямая одиночная стимуляция ПБМ проводилась супрамакс мольными импульсами. После чего определялось максимальное наир жепие силы тока, необходимого для полного сокращения всей ПБМ, при стимуляции малоберцового нерва (непрямая стимуляция). Ко троль полноты сокращения мышцы определялся но нарастанию ответа, который также усиливался и регистрировался на мингогра! MG-34 фирмы "Siemens Eievna" (Швеция). Найденное напряжение си; тока использовалось для вызывания тетапического сокращения ПБ' Тетаничеекое сокращение ПБМ производилось стимуляцией нерва ча тогой 40 Гц в течение 5 секунд. Прямая одиночная стимуляция мед альной головки икроножной мышпы голени (МИМ), камбаловидш мышцы (КМ) проводилась субмаксимальными импульсами тока. Тет
шческое сокращение МИМ, КМ проводилось прямой стимуляцией астотой 40 _Ги в течение 5 секунд, напряжением силы тока равным [аиденному при одиночной стимуляции той же мышцы. Посттстанипе-кое одиночное сокращение в каждом случае проводилось тем же наряжением силы тока, что цдо тетануса, сразу после него.
В качестве стимулирующих электродов использовались тонкие винновые пластины, покрытые смоченной физиологическим раство-ом тканью, размеры и местоположение которых подобраны экспери-[ептальным путем. Электроды укрепляются на поверхности голени при омоши тонких эластичных, жгутов.
От стимулятора электромиографа М-42 подавались прямоугольные мпульсы длительностью 0,2 мс, напряжение на выходе у которого пе-иодически контролировалось при помощи специального устройства сниллографа С8-13. Угол наклона в коленном суставе исследуемой ко-ечности составлял около 135 градусов, в голеностопном - 20 градусов лантарной флексии от исходного положения в 90 градусов в голено-топном суставе. При подборе больных для стимуляционного ММ Г об-лсдования были учтены общие противопоказания при физиотерапев-ической электростимудягши (Обросов А.Н. [ред.], 1976).
Тензометрическос обследование больного проводилось в следую-¡ей последовательности: калибровка тензодатчика, определение наряжения силы тока прямой одиночной стимуляции ПБМ, непрямой диночиой стимуляции ПБМ, запись одиночного изометрического сора шения ПБМ при прямой стимуляции, запись тетаннческого сокра-1ения ПБМ при непрямой стимуляции, запись посттетанического оди-очного сокращения ПБМ при прямой стимуляции,определение силы ока прямой одиночной стимуляции МИМ, запись одиночного сохранения МИМ, запись гетанического сокращения МИМ при прямой лектростпмудяции, исследование посттетанического одиночного со-ращения МИМ, в той же последовательности производилась регистра-ии сокращения КМ, далее регистрировались все описанные выше па-аметры на противоположной, конечности, проводилась повторная ка-ибровка тензодатчика.
Для сопоставления полученных результатов у части больных с за-олеванисм щитовидной железы одновременно с автоматизированной бработкой миомеханографических сигналов проводилась их регистра-
ция обычным методом на бумаге, на мингографе MG-34 с последу] шей обработкой миомеханограмм вручную с помощью линейки и ци куля (Богданов Э.И., 1989). В этом случае механическая запись перв< производной производилась при помощи предложенного дифференц рующего устройства на втором канале мингографа MG-34.
При эксплуатации описанных выше приборов для регистращ ММГ у больных выполнялись требования, обеспечивающие элекгр безопасность используемой техники (Ливенсок А.Р., 1975).
Исследовались следующие параметры (см. рис. 1) вызванного из метрического одиночного (ОС) и тстанического (ТС) сокращен! (Богданов Э.И. , 1989; Close R., 1969. 1972; Bagust I. et al., 1973; Так mori M. et al., 1975, 1978, 1981; Edwards R.H.T. et al., 1977; Biglani Ritchie B. et al., 1983; Gellespie M. et al, 1986):
ВПП- время полуподъема. Измеряет время, в течение которого происходит достижение 1/2 силы ОС (мс). СТ- время сокращения. Показывает время от начала ОС до д< стижения максимума его силы. Определяется характеристи ками работы саркоплазматическото ретикулума , зависит с "белковых" и "колдагеиовых" факторов сокращения мыши (мс).
1/2RT - время полурелаксаши ОС. Характеризует процесс удал< ния Са+2 из сократительных нитей и реаккумуляцию ei саркоплазматическим ретикулулгом (мс). TdPt/dt-время от начала сокращении до достижения максим&щ ной скорости ОС. Определяется по 1-ой производной ОС Отражает время, в течение которого достигается макск мальлая концентрация внутрисаркомсрното Са h2 (мс). СТ(пр) - соответствует СТ, но определяется по 1-ой производио ОС. Данный параметр использовался для контроля работ) программы 3BjM (мс). Pi - сила сокращения. Показывает силу, развиваемую сократи тельным аппаратом мышцы при одиночном сокращениг демпфированную на известную величину ее упругой ком поленты. Находится в прямой зависимости от числа миози новых мостиков, присоединившихся к тонкой нити (КГ).
а
В
б
Td.Pt/d.t
Pt
I
2 2
эмг
^ 95 т
Ъ^ЗО
J X
не. I. Параметры вызванной изометрической миомеханограммы: ) ММГ одиночного сокращения; б) первая производная ОС; в) вторая повзводная ОС; г) ЭМГ тетаничсского сокращения; д) ММГ п анического сокращения (пояснения в тексте).
/ЦйРг/М) - максимальная скорость ОС. Определяется по 1-ой пр изводной ОС. Отражает скорость образования поперечн: мостиков, зависит от скорости нарастания внутрисаркоме ной концентрации Са +2(1СГ/мс).
й 2/Т/Л 2 - ускорение ОС. Характеризует скорость начального от ка восходяшей части кривой ОС. Определяется автоматщ ским дифференцированием по 2-ой производной С (КГ/мс2 ).
Ро - максимальная сила сокращения. Характеризует максимал ную силу контрактильното аппарата мышцы в услови растяжения упругой компоненты при тстаническом сокр шении. Зависит от числа миозиновых мостиков, присоед нившихся к тонкой нити (КГ).
1*1/т - сила сокращения мышцы в пересчете на массу голени и ОС. Находится в прямой зависимости от числа миозинов! мостиков, присоединяющихся к тонкой нити (КГ/кг).
1Ч/Ро - теганический индекс. Показывает степень активации мьи цы (КГ/КГ).
A/Pt - стандартизированный показатель максимальной скорое развития напряжения ОС. Не зависит от величины мыши разных субъектов. Отражает скорость образования попере нмх мостиков, соответствует скорости нарастания внутр саркомерной концентрации Са +2 (мс "!).
<)5 - показатель расслабления мышцы после ТС. Показыва время от момента подачи последнего импульса в тетан ческой серии до снижения силы на 5 процентов от макс мума. Характеризует процесс удаления Са+2 из сократ тельных нитей и реаккумуляцию его саркоплазматичесга ретикулумом (мс).
8Т50 - показатель полурасслабления мышцы после ТС. Показыва время ог момента подачи последнего импульса в тетан ческой серии до снижения силы на 50 процентов от макс мума. Характеризует процесс удаления Са +2 из с окр а' тельных нитей и реаккумуляцию его саркоплазматичссю-ретикулумом (мс).
Р('/Р1% - (ПТП) - показатель степени посттетанической потендиа-ции." Показывает процент увеличения силы ОС, регистрируемого сразу после тетануса, по отношению к силе ОС, записываемого до тетаиизации мышцы. Зависит от кальциевой' регуляции сокращения мышцы и отражает уровни фосфорелирования и дефосфорелирования легких цепей миозина. Уровни фосфорелирования определяют подвижность или ориентацию мостиков между нитями актина и миозина.
Ро/т - максимальная сила контрактилъного аппарата мышцы в пересчете па массу голени при ТС. Находится в прямой зависимости от числа миозиновых мостиков, присоединяющихся к тонкой нити (КГ/кг). ВСЛ ~ время сократительного акта. Равен сумме СТ и 1/2 ДТ(мс). т - масса голени. Измерялась по методу В.М.Зациорского и со-авт. (1981) (кг).
Вышеописанные параметры ОС (А'/РС, Р?/т, ВПП', СТ',
/2ЯТ\ ТаР1/й{,СТ(пр), РС, А\ <12Рг/М2\ ВСЛV регистрировались в
:ловиях посттетанической потендиации, в работе они отмечались зна-и * »1
ом
Статистические расчеты определения достоверности различий эупп определялись по стандартной методике с использованием 1-ритсрия Стыодента (Венчиков А.И., Венчиков В.А., 1974). Различия штали достоверными, если уровень значимости составлял Р<0,05. Обработку результатов исследования проводили на ЭВМ с использовани-м стандартных статистических программ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Характеристика сократительных свойств мышц голени у здоровых испытуемых в возрастном аспекте Проведенные миомеханографические исследования показали 5ис. 2) , что у здоровых взрослых испытуемых с увеличением возраста роисходит уменьшение на 39% максимальной силы сокращения мыш-ы ( Р0 МИМ в тр. I, возраст 20-36 л. - 11,4±1,7КГ; по сравнению с IV р., возраст от 60 до 74 л. - 6,9410,9 КГ, Р<0,05 ), сопровождающееся
снижением на 24% посттетанической дотенниации (PtyPt% ПБМ в гр., 194±25; в IV гр. до 146±6, Р<0,05). Вероятно, характер инволюц оиных изменений контрактильного аппарата связан с уменьшение числа миозиновых мостиков, присоединяющихся к тонкой нити ii| тстаническом , сокращении,. сопровождающийся снижением подвш ности и изменением ориентации мостиков между нитями актина миозина, согласно представлениям B.C.Гурфипкеля, Ю.С.Лсвик (198 это происходит за счет уменьшения уровней фосфорелирования и д фосфорелирования легких цепей миозина. Причем, при неполной акт] вапии мышцы во время одиночного сокращения, возможно, nponexi лит увеличение числа миозиновых мостиков, присоединяющихся к toi кой нити, о чем говорит выявляемая тенденция увеличения силы ( ПБМ) одиночного сокращения с увеличением возраста испытуемых н подтвержденная достоверными различиями (Леднев В.В., 1980; Гу| финксль B.C., Лсвик Ю.С., 1985). Другим объяснением обнаружении сдвигов, базирующимся на гипотезе J.Walsh et al., (1978), можег бы наступающее с возрастом уменьшение диаметра мышечных волоко: приводящее к обнаруживаемой тенденции диссоциации показателей ; и Ро ( см. рис. 2).
Характеристика сократительных свойств мышц голени у больных с поражениями пояснично-крестновых корешков Анализ результатов исследования сократительных свойств у бол] пых с поражениями пояснично-крестцовых корешков выявил уменыш ние силы одиночного и тетанического сокращения, возрастание Bpi менпых параметров (в ПБМ Pt/in 0,4+0,05 КГ/кг, в контроле 0,6±0,( КГ/кг, Р<0,05; Р0/ш 3,1+0,6 КГ/кг, в контроле 4,5±0,3 КГ/кг, Р<0,05; СГ 101±4мс, в контроле 8б±2 мс, Р<0,0()1; ВПП^ 41±1мс, в контро; 38±0,4 мс, Р< 0,01; TdPt/dt' 51 + 1,5 мс, в контроле 47±0,7 мс, Р<0,01 Эти данные подтвердили ранее отмеченные сдвиги показателей в уел с виях депервационпо-решшервационного процесса (Богданов Э.И 1989). Уменьшение силовых и возрастание временных параметров сс провождалось снижением скорости и ускорения одиночного сокрапд пия ( в МИМ А' 0,204±0,01хЮ-1 КГ/мс, в контроле 0.329±0,01 х 10 КГ/мс, Р< 0,001; d2Ptdt2' 0,588±0,03хю-з КГ/мс2 , в контрол.
ис. 2. Изменения Pt, Рд мышц голени в возрастных группах здоровых зпыгуемых (гр. 1, II, Ш, IV) (пояснения в тексте), х - достоверность гзличий I гр. относительно IV. Р<0,05.
0,934+0,05x10"3 КГ/мс2, Р<0,001 ) , причем после тетанизации все оп санные изменения параметров мышечного сокращения проявляли более выражен но в пораженных мышцах голени. На основании выш изложенного можно заключить, что в мьгишах на стороне поврежден пояснично-крестцовых корешков происходит снижение скорости и растайи>г внутрисаркомерной концентрации Са+2, скорости образо! ния и "жизни" поперечных мостиков, уменьшение количества миозин вых мостиков, присоединяющихся к тонкой нити. Увеличение показ телей расслабления после тетануса (в KM SFS5 56+4 мс, SF50 131+6 v в контроле 26+0,8 мс, 84±2,7 мс; Р<0,001, Р<0,01; соответственно ) п называет увеличение времени удаления ti реаккумулятдии Са+2 capí плазматическим ретикулумом в пораженных мышцах (Леднев B.Í 1980).
Сократительные свойства мыши голени у больных с гипер-и гипотиреозом
Важным фактором, регулирующим сократительные свойства мьп. иы, является уровень концентрации гормонов щитовидной железы крови (Валиуллина М.Е., Полетаев Г.И., Валиугошн В.В., 1993; Pet [Ed.|, 1980). Анализ данных о направленности изменений сократится ных свойств при заболеваниях щитовидной железы дал основания з ключить, что автоматизированный метод .исследования характерней изометрической миомехаиограммы позволяет определить особенное трансформаций мышечных волокон, возникающих при патологии и oí условленных различиями в изменениях активирующего и контра! тильного аппарата мышцы как разных уровней регуляции мышечно сокращения.
Выявлено, что при гипертиреозе (рис. 3) увеличивается мака мяльная скорость развития напряжения при ОС, уменьшение времет сокращения сопровождается возрастанием тетанического индекса, npi исходит уменьшение силы сокращения, максимальной силы сокращ ния ( в ПБМ A/Pt 0,26810,007x1o-1 мс"1, у здоровых 0,23+0,003 хК мс1 , Р<0,001; СТ 83±2 мс, у здоровых 91±2мс, Р<0,05; Рг/Р0 0,19+0,1 КГ/КГ, у здоровых 0,1410,01 КГ/КГ, Р<0,05; Pt 1,0610,1 КГ, у одор. вых 1,5210,1 КГ, Р<0,001; Р0 7,710.6 КГ, у здоровых 10,510,7 К Р<(),()1). Это свидетельствует об увеличении скорости образования m
еречных мостиков, увеличении скорости нарастания внутрисаркомер-ой концентрации ионов кальция, об уменьшении числа миозиновых остиков, присоединяющихся к тонкой нити, об изменении в системе онтрактильных белков, при этом не изменялось время, в течение ко-эрого достигается максимальная концентрация внутрисаркомерных онов кальция, время, в течение которого происходит процесс удаления а'2 из саркоплазматического регикулума и его реаккумуляция 1СИЗМСННЫ показатели Td Pt/dt, d 2Pt/dt2, 1/2 RT) (Huxley A.F.. immons R.M., 1971; Fitts R.H. et al., 1982; Witzniatm F.A. et al., 1982; ady E.B. et al., 19896).
В "медленной", камбаловидной мышце, при гипертиреозе проис-эдили аналогичные сдвиги миомеханографических характеристик ( в M A/Pt 0,226±0,006х10-1 мс"!, у здоровых 0,199+0,005Х10"1 мс"', <0,001; CT' 104±2 мс, у здоровых 111+3 мс, Р< 0,05; Pl/P0 0,191+0,01 Г/КГ , у здоровых 0,12±0,01 КГ/КГ, Р<(),001; Pt' 0,77±0,04 КГ, у здо-эвых 0,92+0,03 КГ, Р<0,05; Р„ 3,21+0,14 КГ, у здоровых 5.24±0,26 КГ, <0,001 ), но при этом наблюдалось увеличение времени, в течение косого достигается максимальная внутрисаркомерная концентрация ио-ов кальция, при -неизменности времени достижения максимума оди-эчного сокращения и увеличение максимальной скорости (TdPt/dt в M 41±1 мс, у здоровых 37±1 мс, Р<0,05; CT 98±2 мс, у здоровых Ю+2 мс; А 0,12810,005x10'' КГ/мс. у здоровых 0,113±0,004х Ю"' Г/мс, Р<0,05; Л'/РГ 0,21510,005x10-' мс-', у здоровых 0,183+0,004x10-' сг!, Р<0,001 ). Время полурелаксации при этом уменьшалось на 14% шовременно с увеличением на 19% времени полуподъема одиночного жрашепия ( в КМ 1/2 RT 64+3 мс, у здоровых 74±2 мс, Р<0,01; ВПП 1±1 мс, у здоровых 26±1 мс, Р<0,01). Показатель посттетанической тгеициации, который зависит от кпльпиевой регуляции сокращения, 5ДВИЖНОСТИ и ориентации поперечных мостиков (см. рис. 4), умень-ался на 13% ( в KM Pf/Pt% 138±3, у здоровых 159±5, Р<0,001) (Гур-инкель B.C., Левик Ю.С., 1985; Gollnick P.D. et al., 1991).
При гипотиреозе в исследованных мышцах отмечалось увеличение >еменных, уменьшение скоростных параметров ( в ПБМ CT 112+6 мс, здоровых 91+2 мс, Р<0,01 ; 1/2RT 98+7 мс, у здоровых 54±2 мс, <0,001; А 0,15±0,02хЮ-' КГ/мс, у здоровых 0,35+0,02x10-1 КГ/мс, <0,001; d2Pt/dt2 0,52±0,04х10-> КГ/мс2 , у здоровых 1,001±0.06х ю-з
КГ/мс2, Р< 0,001), при этом силовые характеристики одиночного и т< таничсского сокращения уменьшались ( в ПБМ Pt 0,7+0,07 КГ, у здс ровых 1,52±0,1 КГ, Р<(),001; Pt/m 0,26 ±0,03 КГ/кг, у здоровы 0.58+0,04, Р<0,001; Р0 5.73+0,76 КГ, у здоровых 10,5 ±0,68КГ, Р<0,00 Po/m 2,12±0,31 КГ/кг, у здоровых 4.48+0,33 КГ/кг, Р<0,001 ) аналс гично изменениям силовых характеристик при гипертирсозе за счет и: менения системы саркоплазматического ретикулума и системы ком трактильных белков мышцы (рис. 3).
Увеличение скоростных характеристик при снижении силовых ПБМ при гипертиреозе подтверждает миопатический компонент изме нений в мышце ( в ПБМ А'/Р^ 0,266±0,006x 10'1 мс-1, у здоровы 0,238+ 0,005 хЮ-1 мс-', Р<0,001; Pt" 1,43±0,1 КГ, у-здоровых 2,18±0, КГ, Р<0,001; P0/m 2,82±0,24 КГ/кг, у здоровых 4,48±0,33 КГ/и Р<0,0()1), при простой трансформации "смешанной" по своему гистохи мическому составу ПБМ в "быструю" происходило бы возрастание по казателей силы сокращения. После тетапизации описанные сдвиги по казателей сокращения проявлялись более выраженно (рис.3).
Сравнение усредненных результатов параметров мышечного со кращения с содержанием трийодтиронина в сыворотке крови больных заболеванием щитовидной железы подтвердило прямую зависимост изменений скорости, ускорения, времени сокращения от различно; концентрации трийодтиронина, доказанную в экспериментальных уело виях (Pette D.lEd.J; 1980).
Сравнение результатов исследования больных с заболеванием щи товидной железы, которым проводилось одновременно определени миомсханографических параметров как рутинным методом, с регистра цией сокращения мышцы на бумаге, так и автоматизированным мето дом с использованием ЭВМ, показало, что новый метод дополняет из вестный простой способ миомеханографии, повышает точность иссле дования параметров, прост и удобен в эксплуатации.
Клинические исследования показали, что изучение сократитель ных свойств при различных нервно-мышечных заболеваниях иозволяс характеризовать те изменения важнейших функций контрактильного j активирующего аппарата мышцы, которые недоступны другим методам и дает уникальную возможность изучения патогенеза первно-мышеч ных заболеваний. Установленные закономерности изменений сократи-
ПБМ
гоо
150
100-
50
г б 9 56 и й а "й « « п и и ¿о 51 XI гз и
Рис. 3. И зменение сократительных свойства ПБМ у больных с гипертирсозом (черные столбцы) и гипотиреозом (светлые столбцы) относительно контрольных данных, принятых за 100%. 1 —ВПП\ 2~СТ\ 3—1/211Т; 4— 5-СТ(пр); 6-Рг, 7-Л; Я-еРР^?; 9~Р0; Н)~Рг/т; 11 Р(/Р,- 12~Л/Рг, П-Л'/РГ; 14-Р/'/т; 15-ВЛП'; 16-СГ; 17-1/2ЯГ; 18ШР(/Л\ 19~СГ(пр); 20-РГ; 21 -Л"; 22-с12Рг/4?'; 23-Л'/Л% 24—Р0/т. Кружки сверху столбика- достоверность различий: • -Р<0,05. I -Р<(),01, ;-Р<0,001.
KM
гоо
450
100
50
1
l z 3 Ч 5 6 7 3 S 10 il 12 Í3 » ¡5
ю o
e vi í8 te lo at 22 и зч
Рис. 4. Изменение сократительных свойств КМ у больных с гипертиреозом (мерные столбцы) и гипотиреозом (светлые столбцы) относительно контрольных данных, принятых за 100%. Цифровые обозначения соответствуют рис.3. Кружки сверху столбика — достоверность различий: • -Р<0,05. ". -Р<0,01, •-[><0,001.
льных свойств дают основания для использования миомеханографин сочетании с другими клиническими и элсктромиографическими мсто-1ми исследования в диагностике нервно-мышечных заболеваний, для генки эффективности реабилитационных мероприятий, динамики те-■ння заболевания.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Предложенная автоматизированная система для изучения сокра-тсльных свойств мышц голени человека в изометрическом режиме вершенствует метод миомеханографин, позволяет в дополнение к илчным параметрам изучать характеристики скорости, ускорения мы-гчного сокращения, повышает точность исследования параметров со-1ащсння и может быть использована для оценки функционального со-ояиия сократительных свойств мышц человека, а также в диагностике рвпо-мышечных заболеваний.
2. Исследование сократительных свойств мышц голени у взрослых здей в возрасте о г 20 до 75 дет позволило выявить особенности воз-сптых изменений сократительных свойств мышц голени: уменьшение лы тетанического сокращения и снижение величины посттетани-ской пЬтепциации у людей в возрасте 60-75 лет сравнительно с воз-стной группой 20-36 лет. Изменение названных параметров изомет-ческой миомеханографин отражает характер возрастных, инволюци-ных изменений сократительного аппарата скелетных мышц.
3. Изучение сократительных свойств мыши голени у больных с яснично-крестповой радикулонатией выявило, наряду с уменынсни-
силовых и возрастанием временных характеристик одиночного и тени чес ко го сокращения и расслабления, уменьшение показателей скости и ускорения одиночного сокращения, которые после тетанизации пицы проявлялись более выраженно. Указанные миомеханографиче-ис изменения можно считать характерными для денсрвашюнпо-ипнервапионного процесса, обусловленного частичной денерванией >1шц голени при радикулопатни.
4. У больных с пшертиреозом происходят миомеханографически 1являсмые функциональные трансформации и субклинические миопа-ческие изменения "смешанных" по типовому составу передней боль-
шеберцовой и медиальной головки икроножной мышцы голени признакам увеличения скорости, тетанического индекса и уменьшен времени одиночного сокращения при снижении силы одиночного и ' танического сокращения. В "медленных" камбаловидных мышцах roj ни указанные трансформации проявляются увеличением времени i стижения максимальной скорости, времени полуподъема, скорости уменьшением времени полурелаксации, силы сокращения. Различ трансформаций названных мышц голени обусловлено различием фун ционадьных изменений активирующего и сократительного аппарг разных типов мышечных волокон при гипертиреозе.
5. У больных с гипотиреозом в "смешанных" по типовому состс передних болъшеберцовых и медиальных головках икроножных мыип в "медленных" камбаловидных мышцах голени, миомеханографичес выявляются обусловленные трансформацией активирующего и сократ тельного аппарата мышц противоположные "шпертиреоидным" изд пения, выражающиеся в замедлении скорости и увеличении време изометрического сокращения и релаксации и схожее с "типертиреог ным" уменьшение силы изометрического сокращения. Показатели с* рости, ускорения и времени изометрического сокращения у больны) нарушением функции щитовидной железы имеют четкую зависимое от уровня концентрации трийодтиронина в сыворотке крови.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Для регистрации вызванного изометрического сокращен мышц голени человека и объективной оценки изменений фупкш-нального состояния коитрактильного и активирующего аппарата мьп в исследованиях по клинической неврологии, клинической патофизг логии, клинической фармакологии, прикладной физиологии, спс тинной медицине, медицинской реабилитологии, лечебной физкулыу рекомендуется использовать предлагаемое устройство и методолог) исследования.
2. Миомеханография мышц голени человека позволяет объектив оценивать состояние как коитрактильного, так и активирующего аш рата и может быть рекомендована как метод функциональной диап стики в клинике.
3. Миомеханография мышц голени рекомендуется для диагности-:и вторичных миопатий, возникающих у больных с нарушениями зункции щитовидной железы.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Хабиров Ф.А., Богданов Э.И., Фасхутдинов P.P. Динамика вос-тановления сократительных свойств скелетных мышц после поврежде-шт периферического нерва // Жури, невропат, и психиатр.-1983,-fell.- С. 1659-1663.
2. Попелянский Я.Ю., Богданов Э.И., Хабиров Ф.А., Фасхутдинов '.Р., Хабиров P.A. Роль нарушения нейротрофического контроля в юрмировашш вертеброгенных невральных и миодистрофических син-ромои //Журп. невропат, и психиатр,-I985.-M3.-C.333-337.
3. Богданов Э.И., Фасхутдинов P.P., Галямов Д.Л. Сократительные войства мышцы после частичной денервации (клинико-эксперимен-злъпое исследование) // Жури, невропат, и психиатр.-1987.-№ 11.-'.1633-1635.
4. Богданов Э.И., Гатямов Д.Л., Попелянский Я.И.. Фасхутдинов .Р., Хамитов Х.С. Сократительные свойства передней бодьше-jpuoBoii мыщцы человека на разных стадиях депервашюнно-гипнервационного процесса // Бюлл. экспер. биол. и мсд.-1988.-№10.-.395-397.
5. Хамитов Х.С., Богданов Э.И., Фасхутдинов P.P., Гачямов Д.Л., 1ухамстзянов Р.З. Восстановление сократительных свойств мышцы осле частичной и полной денервапии // Бюлл. экспер. биол. и мед,-i88.-№ll.-C.536-538.
6. Хамитов Х.С., Полетаев Г.И., Кашин В.П., Прохоров E.H., Бог-шов Э.И., Фасхутдинов P.P., Зефиров А.Л., Уверский А.Б. Устройство 1я втюда аналоговой информации // АС СССР № 1462288 от 01.11.88 г.
7. Исмагилов VI.Ф.. Богданов Э.И., Фасхутдинов P.P. Клипико-еханомиографический анализ нарушений при вертеброгенных нора-ениях поясничных и крестцовых корешков ,// Спондилогенпые и иогенные заболевания нервтюй системы,- Казань, 1990.-С. 12-14.
8. Хамитов Х.С., Богданов Э.И., Наумов В.П., Фасхутдинов P.F Устройство для определения характеристик сокращения мышц годен] человека // АС СССР № 1602459 от 01.07.90 г.
9. Богданов Э.И., Фасхутдинов P.P. Сократительные свойств; мышц при нарушениях периферической иннервации (обзор) // Жури невропат, и психиатр.-1991.-№2. -С. 129-132.
10. Bogdanov Е. I., Faskhutdinov R.R. Isometric muscle contraction ii patients with thyroid dysfunction// Proceedings International Society fo Pathophysiology I.- Moscow, May 28, 1991, -P.66.
11. Фасхутдинов P.P., Шакуров A.P. Автомагический анализ меха-иомиограммы и его возможности в диагностике заболеваний нейромо-торного аппарата ,// Новые методы диагностики и лечения.- Казань 1996.- Т.!.-С.107-108.