Способ оценки функциональной адаптации мышц конечности к нагрузке

Способ может быть использован в области медицины, в частности при выполнении диагностических мероприятий состояния мягких тканей при удлинениях конечностей, и спортивной медицине. Исследуют силовые характеристики мышц при использовании ультразвукового сканирования. Определяют: анатомический поперечник мышц при максимальном их сокращении, момент силы мышц, удельную силу мышц в состоянии флексии к анатомическому поперечнику мышц при максимальном их сокращении, площадь поверхности тела человека и вычисляют нормированный силовой индекс адаптации мышц (НСИАМ) как отношение удельной силы мышц к площади поверхности тела. При показателе НСИАМ ниже 1,0 уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке определяют как низкий; от 1,0 до 1,5 - удовлетворительный; выше 1,5 - высокий. Способ позволяет контролировать динамику восстановления мышц. 4 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к диагностическим мероприятиям состояния мягких тканей при удлинении конечности, и спортивный медицины.

Известен способ исследования силы разгибателей/сгибателей коленного, голеностопного суставов на изокинетическом динамометре Cybex-2 (далее динамоментр), в котором испытуемые выполняли односуставные сгибания/разгибания в коленном и голеностопном суставах при угловых скоростях, моменты, зарегистрированные на динамометре, пересчитывали в суставные моменты, по собственным регрессионным уравнениям определяли плечи тяги мышц, физиологические поперечники m.vastus (VS), m.rectus fenoris (RF), m.hamstring (HM), m.soleus (SL), m.gastrocnemius (GS), m.tibialis anterior (ТА), а так же процентное содержание волокон, при этом наблюдали высокие положительные связи между скоростно-силовыми показателями разгибателей/сгибателей голени и стопы на угловой скорости 240 град/с., а при снижении угловой скорости зависимости между силовыми показателями мышц нижней конечности уменьшаются, и в статическом режиме сокращения становятся недостоверными (Скоростно-силовые характеристики мышц нижней конечности. Бравая Д.Ю., Воронов А.В. / Физиология мышечной деятельности // Тезисы докладов Международной конференции (Москва, 21-24 ноября 2000 г.). - M.: Физкультура, образование и наука, 2000. - 183 с.).

Известен способ определения резервных возможностей мышц, включающий определение резервных возможностей мышц при удлинении конечности путем ультразвукового сканирования, осуществление которого проводят при продольном расположении датчика в средней трети мышечного брюшка голени исследуемой мышцы, измеряют угол наклона мышечных пучков в продольной оси мышцы, при этом о сохранении резервных возможностей мышцы удлиняемой конечности свидетельствуют дифференциация мышечных пучков, их непрерывность и контрактильная реакция (Патент №2258463, РФ. Опубл. 20.08.2005 г.).

Однако в известном способе при определения резервных возможностей мышц не учитывают измерение анатомического поперечника мышц, их силовые возможности и влияние функциональных нагрузок различной силы и направленности на адаптационные возможности мышц.

Известен способ оценки функционального состояния нижней конечности, включающий регистрацию и анализ силовых характеристик мышц, обеспечивающих движение в тазобедренном суставе, регистрацию скорости изменения силы мышц при изометрическом сокращении, вычисление средней скорости за время сокращения, и при средней скорости менее 12 Н/с функциональное состояние нижней конечности оценивают как неудовлетворительное (Патент №2138988, РФ. Опубл. 10.10.1999).

Однако известный способ предназначен для оценки функционального состояния нижней конечности и не предусматривает оценку изометрического максимума момента силы с учетом анатомического поперечника мышц, весовых и ростовых характеристик человека и адаптационных возможностей мышц при функциональных нагрузках различной силы и направленности.

Задачей настоящего изобретения является оценка силового индекса с учетом анатомического поперечника мышц, весовых и ростовых характеристик человека и адаптационных возможностей мышц при функциональных нагрузках различной силы и направленности.

Поставленная задача решается тем, что в способе оценки функциональной адаптации мышц конечности к нагрузке, включающем исследование на органном уровне силовых характеристик мышц, определяют момент силы мышц, проводят ультразвуковое сканирование мышц, вычисляют удельную силу мышц, рассчитывают площадь поверхности тела человека, используя антропометрические характеристики, и вычисляют нормированный силовой индекс адаптации мышц.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, примерами выполнения способа и иллюстративным материалом в виде сонограмм, на которых:

Фиг.1. - сонограмма передней группы мышц голени в состоянии максимальной тыльной флексии стопы здоровой девушки-спортсменки, мастера спорта по легкой атлетике в возрасте 16 лет.

Фиг.2 - сонограмма передней группы мышц голени здорового юноши-спортсмена, мастера спорта по греко-римской борьбе в возрасте 19 лет в состоянии максимальной тыльной флексии стопы.

Фиг.3 - сонограммы мышц - сгибателей пальцев кисти в состоянии максимальной ладонной флексии врожденно укороченного предплечья пациента Д. в возрасте 17 лет. Номер медицинской карты стационарного больного №4831. Диагноз: врожденная аномалия развития левого предплечья. До лечения.

Фиг.4 - сонограмма мышц - сгибателей пальцев кисти в состоянии максимальной ладонной флексии интактного предплечья пациента Д. в возрасте 17 лет. Номер медицинской карты стационарного больного №4831.

Способ осуществляют следующим образом.

В положении пациента сидя определение момента силы мышц голени и предплечья (силовых характеристик мышц на органном уровне) в условиях тыльной флексии стопы под углом 90 град. и кистевой динамометрии в положении ладонной флексии под углом 90 град.

Для исследования используют ультразвуковое (УЗ) сканирование в горизонтальном положении пациента лежа на спине с разогнутыми локтевыми, коленными и голеностопными суставами, определяют анатомический поперечник передней группы мышц голени в положении максимальной тыльной флексии стопы под углом 90 град., или максимальной ладонной флексии сгибателей пальцев кисти. УЗ сканирование осуществляют при поперечном расположении датчика в средней трети брюшка.

Рассчитывают удельную силу мышц вычисление соотношения момента силы мышц в состоянии флексии к анатомическому поперечнику мышц при максимальном их сокращении.

Измерение в положении стоя веса и роста рассчитывают площадь поверхности тела человека, используя антропометрические характеристики, определяют удельный момент силы мышц и вычисляют нормированный силовой индекс адаптации мышц.

Нормированный силовой индекс адаптации мышц к нагрузке (НСИАМ) вычисляют, используя соотношение удельной силы мышц к площади поверхности тела, определяемой исходя из математического выражения, предложенного Е.Boyd (The growth of the surface area of human body. Minneapolis: University of Minnesota Press, 1935), а именно:

S=0,0003206×H^0.3×[W×1000]^{(0.7285-0.564lgweight(kg))},

где S - площадь поверхности тела м², H (height) - рост (см), W(weight) - вес в кг,

lg - основание натурального логарифма.

При показателе НСИАМ ниже 1,0 оценивается низкий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.

При показателе НСИАМ от 1 до 1,5 оценивается удовлетворительный уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.

Наличие показателя НСИАМ выше 1,5 оценивает высокий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.

Примеры выполнения способа.

Пример 1. Обследована здоровая спортсменка в возрасте 16 лет, мастер спорта по легкой атлетике. Вес = 50 кг. Рост = 165 см. Анатомический поперечник передней группы мышц голени 9,1 см (фиг.1). Площадь поверхности тела 1,52 м². Нормированный силовой индекс адаптации мышц равен 2,04. Высокий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.

Пример 2. Обследован здоровый спортсмен, 19 л. Мастер спорта по греко-римской борьбе. Вес 85 кг. Рост 174 см. Анатомический поперечник 12,5 см² (фиг.2). Площадь поверхности тела 2,03 м². Нормированный силовой индекс адаптации равен 2,35. Высокий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.

Пример 3. Обследован пациент Д., 17 лет, с врожденной аномалией развития левого предплечья. История болезни №4831. До начала лечения. Вес.79 кг. Рост 179 см. Результаты кистевой динамометрии для пораженной конечности 20 кг, для интактной - 40 кг. Анатомический поперечник мышц - сгибателей пальцев кисти пораженного предплечья 16 см² (фиг.3), интактного предплечья - 12 см² (фиг.4). Площадь поверхности тела 1,98 м. Нормированный силовой индекс адаптации мышц укороченного предплечья равен 0,63, интактного - 1,68 м². Для пораженного предплечья нормированный силовой индекс адаптации мышц низкий, для интактного предплечья нормированный силовой индекс адаптации высокий.

Предлагаемый способ является диагностическим критерием, оценивающим степень функциональной адаптации мышц конечностей на органном уровне в условиях пониженной нагрузки при патологических изменениях в анатомических образованиях опорно-двигательного аппарата у ортопедо-травматологических больных.

Он позволяет прогнозировать степень восстановления функциональной адаптации мышц конечностей на органном уровне в новых биомеханических условиях функционирования с учетом антропометрических характеристик обследуемого.

Кроме того, позволяет контролировать динамику восстановления уровня функциональной адаптации мышц к повышению нагрузки на протяжении реабилитационного процесса, а на основании определения характера протекания реабилитационного процесса в мышцах конечностей обоснованно решать вопрос о сроках следующего этапа лечения больного с патологией опорно-двигательной системы и оценить уровень функциональной адаптации мышц конечностей у спортсменов с различной квалификацией к регулярным физическим нагрузкам.

Предлагаемый способ используют в клинико-экспериментальном отделе функциональных исследований костно-мышечной системы ФГУН «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова Росздрава».

Способ оценки функциональной адаптации мышц конечности к нагрузке, включающий исследование силовых характеристик мышц, отличающийся тем, что используют ультразвуковое сканирование, определяют анатомический поперечник мышц при максимальном их сокращении, определяют момент силы мышц, вычисляют удельную силу мышц в состоянии флексии к анатомическому поперечнику мышц при максимальном их сокращении, рассчитывают площадь поверхности тела человека путем использования антропометрических характеристик веса и роста, вычисляют нормированный силовой индекс адаптации мышц (НСИАМ) как отношение удельной силы мышц к площади поверхности тела и при показателе НСИАМ ниже 1,0 определяют низкий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке; от 1,0 до 1,5 - удовлетворительный уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке; выше 1,5 - высокий уровень функциональной адаптации мышц к нагрузке.