ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЯ КАК МЕТОД ОБЪЕКТИВИЗАЦИИ

ПЕДАГОГИКА
УДК 378.17
М.В. Хитров, аспирант, 8-920-785-13-08,
Xit-86@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Т.И. Субботина, д-р. мед. наук, проф.,8-960-613-27-94,
mpd10@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.А. Яшин, д-р тех. наук, д-р мед. наук, проф., 8-903-427-97-08,
mpd10@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЯ КАК МЕТОД ОБЪЕКТИВИЗАЦИИ
РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ТРАВМ
ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА СПОРТСМЕНОВ
Посвящена
актуальному
вопросу
физической
реабилитации
в
восстановительном процессе спортсменов силового троеборья, определению ведущих
звеньев опорно-двигательного аппарата в специальных спортивных движениях и роли
электромиографии при выборе средств и методов физической реабилитации,
направленной на сокращение сроков восстановления.
Ключевые слова: двигательный аппарат, травмы, электроактивность мышц,
силовое троеборье.
Электромиография [electromyography, EMG] - (1948, лат.: electrum янтарь; 14 в. + греч.: μΰς, μιός - мышца + γραφή - письмо, запись).
Электромиография - это электрофизиологический метод оценки
функции мышц и их элементов (миоцитов, двигательных единиц) как
частей опорно-двигательной системы. Электромиография в простейшем
варианте может включать четыре обусловливающих друг друга этапа.
1. Регистрация электромиограммы - процесс изменения разности
электрических потенциалов сокращающейся и расслабляющейся мышцы и
ее элементов. Разностям электрических потенциалов, как правило
отводимых непосредственно от мышцы или от ее элементов, а также от
стандартных точек поверхности тела, дают начало электромагнитные
явления, сопровождающие работу мышцы или ее элементов.
Электромагнитные явления представляют собой неспецифические
эффекты возбуждения работающей мышцы и ее элементов и проведения
возбуждения по мышце. Эти электромагнитные явления распространяются
3
по мышце, окружающей мышцу среде - тканям организма к поверхности
тела и за его пределы, вызывая изменение разности электрических
потенциалов в любых точках мышцы или среды мышцы. Эта разность
потенциалов регистрируется как электромиограмма.
Различают фоновую электрическую активность мышцы и
электрическую активность мышцы, вызванную внешним воздействием.
Фоновая электрическая активность регистрируется в виде фоновой
электромиограммы (фоновая ЭМГ). Вызванная миоэлектрическая
активность регистрируется как электромиографические вызванные ответы
(ЭМГ-вызванные ответы).
В зависимости от целей исследования может регистрироваться
интегральная электрическая активность целой мышцы (совокупности
двигательных единиц), отдельной двигательной единицы или единичного
мышечного волокна. Комплекс для электромиографии в простейшем
варианте представляет собой усилитель постоянного тока, устройство для
вычисления функций математического ожидания и дисперсии
распределений вероятностей значений электромиографических сигналов и
устройство для записи и хранения данных в аналоговой и цифровой форме.
2.Оценка по электромиограмме:
а) процесса возникновения возбуждения в мышце;
б) процесса проведения возбуждения по мышце;
в) качества управления возбуждением мышцы;
г) качества управления проведением возбуждения по мышце.
3. Проверка гипотезы о нормальной работе мышцы и ее элементов сравнение
данных,
полученных
в
результате
оценивания
электромиограммы с электромиографическими критериями нормальной
работы мышцы, с нормальной электромиограммой.
4. Диагностика заболевания - при наличии оснований, когда
отвергнуты предположения о нормальной работе мышцы в пользу
альтернативы - «заболевание». Постановка диагноза заболевания
производится путем сравнения полученных данных электромиографии с
критериями, симптомами, характеристиками, показателями, признаками
определенных заболеваний.
При специальном планировании исследования электромиография
может быть также использована для оценки качества управления в опорнодвигательной системе в целом, для оценки взаимодействия опорнодвигательной системы с другими системами и для оценки возможностей
опорно-двигательной системы в норме и при патологии.
В 1875 г. французский физиолог Э. Ж. Марей (Marey, Etienne-Jules,
1830-1904) применил капиллярный электрометр для регистрации
электрических явлений сердца, а российский и советский физиолог А.Ф.
Самойлов (Самойлов, Александр Филиппович, 1867-1930, российский и
4
советский физиолог, один из основателей электрокардиографии) в 1908 г.
применил это устройство для исследования электрических явлений,
сопровождающих возбуждение скелетной мышцы. Первое клиническое
применение электромиографии было осуществлено в 1912 г. немецким
учѐным Г. Пипером (von Piper, H, b. 1877, Elektrophysiologie menschlicher
Muskeln, von H. Piper. Berlin, J. Springer, 1912).
Электромиография (ЭМГ) представляет собой метод аппаратного
исследования, с помощью которого определяется степень проводимости
нервных окончаний и электрической активности мышц. Также ЭМГ
применяется для диагностики периферических отделов нервной системы.
Исследование ЭМГ может проводиться двумя способами: посредством
накожных электродов, которые крепятся к участку над исследуемой
мышцей, а также с помощью игольчатых электродов, которые вводятся в
мышцу. Улавливаемые электродами колебания потенциалов регистрирует
на бумаге осциллограф, либо магнитный носитель [1,2] . Также в ЭМГ
используется монитор, позволяющий наблюдать за получаемыми
результатами.
Электромиография безвредна и безболезненна, и поэтому активно
используется для определения биоэлектрической активности опорнодвигательного
аппарата.
Электромиография
проводится
при
разнообразных состояниях мышц: в состоянии покоя, в состоянии
тонического напряжения, в состоянии произвольного сокращения. Таким
образом, электромиография (ЭМГ) дает полную диагностическую картину
состояния мышц и нервной системы. Длительность ЭМГ составляет от 30
минут до 1 часа. Повреждения опорно-двигательного аппарата
в
последние годы стали более частыми и тяжесть их возрастает. Возрастание
нагрузок и динамических характеристик в спорте привели к условиям, при
которых травмирования звеньев тела становится очень вероятными
Травмы поясничного и грудного отделов позвоночника нуждаются в
современных научно-обоснованных методах лечения и реабилитации этой
категории спортсменов. Для объективной оценки результатов проводимых
реабилитационных мероприятий существует ряд методов исследования. В
этом ряду электромиография занимает ведущее место [1, 2, 3, 4].
Автоматизированные системы измерения и обработки медикобиологической информации, использующие современные программные
средства, существенно расширяют диагностические возможности
современной физической реабилитации. Это касается и электромиографии
- метода исследования нервно-мышечной системы посредством
регистрации электрических потенциалов мышц [5, 6].
Формулирование целей работы
Целью
данной
работы
является
установление
роли
электромиографии в изучении результатов проведения физической
5
реабилитации спортсменов с повреждением позвоночника.
Результаты исследований
Выбор наиболее эффективного метода лечения и реабилитации
зависит от многообразия этиологических факторов и патологических
изменений.
Этап
реабилитации
после
прекращения
иммобилизации
предусматривает нормализацию мышечного тонуса, дозированное
растяжение околосуставных тканей, улучшение трофики тканей.
Основными
средствами
физической
реабилитации
являются:
динамические упражнения с самопомощью, упражнения на расслабление,
активно-пассивные упражнения, изометрические сокращения мышц,
механотерапия, гидрокинезотерапия, массаж. Успешное выполнение
физической реабилитации зависит от соблюдения основных принципов раннее начало, адекватность воздействия, длительность и регулярность,
увеличение интенсивности воздействия, контроль исполнения и анализ
полученных результатов.
В нашем исследовании электромиографии при анализе результатов
проведения реабилитационных мер использовался четырехканальный
электромиограф MG 440 фирмы "Микромед‗[5] в сочетании с
автоматизированной системой исследований электромиографических
сигналов [6].
Амплитуда колебаний потенциала мышцы обычно не превышает
нескольких милливольт, а их длительность - 20-25 мс, поэтому
электромиографию проводят с помощью усилителя и малоинерционного
регистратора;
кривая,
записанная
на
фотобумаге,
называется
электромиограммой (ЭМГ). В электромиографии выделены 3 основных
направления исследования. Первое из них - с помощью введѐнных в
мышцу игольчатых электродов, которые вследствие небольшой отводящей
поверхности улавливают колебания потенциала, возникающие в
отдельных мышечных волокнах или в группе мышечных волокон,
иннервируемых одним мотонейроном. Это позволяет исследовать
структуру и функцию двигательных единиц. Второе направление - с
помощью накожных электродов, которые отводят так называемую
суммарную ЭМГ, образующуюся в результате интерференции колебаний
потенциала многих двигательных единиц, находящихся в области
отведения. Такая ЭМГ отражает процесс возбуждения мышцы как целого.
Так называемая стимуляционная электромиография - регистрация
колебаний потенциала, возникающих в мышце при искусственной
стимуляции нерва или органов чувств. Таким образом, исследуется
нервно-мышечная передача, рефлекторная деятельность двигательного
аппарата, определяется скорость проведения возбуждения по нерву.
Электромиография даѐт возможность судить о состоянии и деятельности
6
не только мышц, но и нервных центров, участвующих в осуществлении
движений. Мы применяли электромиографию второго направления.
В обследовании методом электромиографии приняли участие 21
спортсмен силового троеборья (10 - испытуемые контрольной и
11- экспериментальной). Регистрация ЭМГ осуществлялась при помощи
электоромиографа с четырехглавой мышцы бедра и прямых мышц спины в
тяговом усилии. Обработка ЭМГ - площадь (в усл. ед.) и временные
характеристики - осуществлялась при помощи ЭВМ по способу,
описанному А.Н. Лапутиным [7].
Временные
характеристики
электромиограмм.
Результаты
исследования показывают, что у спортсменов контрольной группы
временная структура мышечной активности в количественном и
качественном отношении значительно отличается от основной группы
спортсменов. Если у спортсменов основной группы в среднем
длительность мышечной активности составляет для четырехглавой мышцы
212 мс, то у больных контрольной группы она равна 160 мс. Эти различия
носят статистически достоверный характер (Р<0,001) - Таблица.
Сравнительная характеристика электроактивности мышц
при максимальном тяговом усилии в силовом троеборье
Группы
Экспериментальная.
(I) n = 11
Контрольная (2) n = 10
Статистические
символы / мышцы
ЭМГ
(мс) %
212
160
Четырехглавая
(левая)
M+m
100 203,5 ±8,5
75,4 154,3 ±5,7
t
8,1
Р
<0,001
Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что
электромиографическая картина существенно различается по времени
начала активизации мышц (t) и времени до начала максимального
отклонения (млс), сила мышц(максимальная амплитуда отклонения от
изолинии, мкВ) более существенно выражена в прямых мышцах спины(М
═ 267+4,2 мкВ), чем в четырехглавой(М═203,5+8,5 мкВ). Такая
закономерность говорит опозднем включении мышц спины, несущих по
сути основную тяжесть усилий в начале двигательного действия при
подъеме штанги.
Такой факт включения в силовое действие рабочих групп мышц при
тяговом усилии спортсменов в тренировочном процессе привел нас к
мысли о применении дополнительных управляемых технических средств,
которые должны регулировать координационные возможности рабочих
групп мышц(на примере четырѐхглавой мышцы передней поверхности
бедра и прямых мышц спины .
7
Выводы
1. Электромиографический метод позволяет проанализировать
характер состояния четырехглавой мышцы бедра и прямых мышц спины
на фоне электрической активности во время максимальной силовой тяги
спортсменов.
2. Результаты электромиографических исследований мышц могут
быть использованы при выборе средств и методов физической
реабилитации, направленных на оптимизированные координационные
взаимоотношения в межмышечных связях при выполнении специальной
силовой тренировки с максимальными весами штанги.
Дальнейшие исследования предполагается провести в направлении
изучения других проблем объективизации результатов физической
реабилитации травм мышц и связочного аппарата отделов позвоночника.
Список литературы
1. Персон Р.С. Электромиография в исследованиях человека. М.:
Медицина, 1969. 241 с.
2. Юсевич Ю.С. Очерки по клинической электромиографии. М.:
Медицина, 1972. 187 с.
3. Коуэн Х., Брумлик Дж. Руководство по электромиографии и
электродиагностике /пер. с англ. М.: Медицина, 1975. 358 с.
4. Гехт Б.Н. Теоретическая и клиническая электромиография. Л.:
Наука, 1990. 240с.
5. Четырехканальный миоскоп типа MG 440: Руководство по
эксплуатации. ССВП Микромед, 1982.
6. Лапутин A.M. Биомеханика спорта. К., 2001. 318 с.
M.V. Hitrov, T.I. Subbotina, A.A. Yyashin
ELECTROMIOGRAPHY AS A METHOD OF OBJECTIFICATION OF PHYSICAL
REHABILITATION RESULTS OF LOCOMOTOR APPARATUS SPORTSMENS TRAUMAS
Tthe article is devoted to the actual question of physical rehabilitation in the
Restoring process of sportsmen of strength threethlon; to the definition of the leading
units of the movement-supporting apparatus in special sporting ovements and to the role of
electromiography when choosing physical rehabilitation means and methods aimed at the
shortening of its period.
Key words: movement, apparatus, traumas, muscles electroactivity, strength
treethlon.
Получено 14.02.2012 г.
8