Submit manuscript
Home / Journals / Bulletin of Rehabilitation Medicine / Volume 2020 Issue 2 / FEATURES OF ELECTROMYOGRAPHIC CHANGES IN PATIENTS WITH UPPER LIMB LESIONS DURING VARIOUS EXERCISE TYPES PERFORMANCE
FEATURES OF ELECTROMYOGRAPHIC CHANGES IN PATIENTS WITH UPPER LIMB LESIONS DURING VARIOUS EXERCISE TYPES PERFORMANCE
Submit manuscript Download PDF
Text
To cite
Citations:

FEATURES OF ELECTROMYOGRAPHIC CHANGES IN PATIENTS WITH UPPER LIMB LESIONS DURING VARIOUS EXERCISE TYPES PERFORMANCE
UDK 612.74 Поперечнополосатые мышцы
Vakhitov B I 1
Raginov I S 2
Vakhitov I H 3
Bodrova R A 4
Izosimova A V 5
Authors:
1.  Kazan Federal University

2.  Kazan Federal University

3.  Kazan Federal University

4.  Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

5.  Kazan Federal University

Type:
Article
DOI:
https://doi.org/10.38025/2078-1962-2020-96-2-54-58
Pages:
from 54 to 58
Status:
Published
Received:
27.04.2020
Accepted:
27.04.2020
Published:
27.04.2020
Subject area:
UDK 612.74 Поперечнополосатые мышцы
Language:
Russian
Keywords:
Electromyography, sick and healthy patients, average EMG amplitude, frequency of oscillation repetition, dynamic and static exercises
Abstract and keywords
Abstract (English):
For the first time in clinical conditions a study was carried out for estimation of average amplitude (AA-EMG) and frequency of oscillations repetitions parameters during dynamic and static exercises performance. We found that in healthy individuals EMG amplitude depends on the character of physical exercises performed. The largest EMG amplitude was registered when performing static exercises. It was found that in acute stroke patients, while performing flexion and extension of fingers, low-amplitude EMG activity was registered stretched for entire movement cycle without a clear peak of extremum. When performing static exercises, the amplitude and frequency of EMG oscillations changed significantly in a positive way.

Keywords:
Electromyography, sick and healthy patients, average EMG amplitude, frequency of oscillation repetition, dynamic and static exercises
Text
Text (PDF): Read Download
Введение. При церебральных инсультах значительно-важную роль играет максимально ранняя и комплексная реабилитация, позволяющая значительно улучшить функциональный и социальный исход заболевания. Реабилитационные мероприятия эффективны примерно у 80%постинсультных пациентов, еще у 10% наблюдается самопроизвольное восстановление, а у 10% реабилитационные мероприятия бесперспективны [1,2,3,4]. При этом постинсультные двигательные нарушения остаются ведущей причиной дезадаптации у этой категории больных[5,6,7,8]. Перенесенный церебральный инсульт является наиболее частой причиной первичного выхода на инвалидность. Уровень инвалидизации у выживших после инсульта пациентов по различным данным достигает 70-85% [9,10]. Несмотря на этой значительные достижения в раскрытии этиологии и патогенеза острых нарушений мозгового кровообращения (ОНМК), до настоящего времени исход этого заболевания остается неблагоприятным, что указывает на необходимость дальнейшего совершенствования медицинской помощи больным, перенесшим инсульт, особенно на ранней стадии заболевания[11,12,13]. Наиболее частым симптомом ишемического инсульта является гемипарез, однако у данной группы пациентов имеется сложный двигательный дефект, различный по характеру и степени выраженности. Данные о влиянии стороны поражения противоречивы. Так одни авторы отмечают, что больные с правосторонним поражением имеют худший прогноз в плане восстановления[14,15,16]. Другие исследователи предполагают, что худшее восстановление наблюдается при поражении левой гемисферы[17,18,19,20]. Одним из методов объективизации постинсультных двигательных нарушений является поверхностная электромиография с изменением амплитуд максимальной произвольной активации мышц предплечья, кисти и плеча с двух сторон и подсчетом коэффициентов адекватности (КА) и реципрокности (КР) [21,22,23]. Отношение амплитуды мышцы в период ее непроизвольной активации (при активном максимальном напряжении антагониста) к амплитуде этой же мышцы в режиме максимального произвольного напряжения называют КА. КР характеризует взаимодействие мышцы антагонистов и рассчитывается для мышцы, находящейся в режиме антагонистического напряжения. Он показывает степень ее активации в процентах по отношению к величине активности мышцы-агониста. В нормальных условиях у мышц-разгибателей коэффициент адекватности и реципрокности выше, чем в сгибателях и составляет до 20%. В настоящее время для реабилитации больных наряду с другими мероприятиями широко применяются различные медицинские тренажеры отечественного и зарубежного производства. Однако общим недостатком этих тренажеров на наш взгляд является отсутствие обратной связи. Тренажеры не оснащены сенсорными датчиками для получения информации от пациента в динамике, а в последующем оперативное внесение коррекции в реабилитационный процесс. Адекватная коррекция двигательных нарушений невозможна без учета и анализа изменений, происходящих в организме без использования системы обратной связи. Более того, существующие медицинские тренажеры во многом направлены на выполнение лишь динамических упражнений, тогда как на выполнение статических упражнений они практически не рассчитаны. Хотя роль последних многими исследователями в последнее время существенно поддерживался в процессе реабилитации. Целью настоящего исследования явилось количественная оценка ЭМГ записи у здоровых лиц и пациентов, перенесших инсульт. В настоящей статье приведены первые результаты сравнительного анализа профилей мышечной активности здоровых лиц и пациентов с инсультом при выполнении динамических и статических движений. Материалы и методы. В исследовании участвовали 20 здоровых испытуемых, 9 мужчин и 11 женщин в возрасте 45 - 63 лет (группа контроля) и 26 пациентов, 14 мужчин и 12 женщин в возрасте 42 - 65 лет, с церебральным инсультом (основная группа). Испытуемые группы контроля на момент обследования не имели неврологических, ортопедических и тяжелых соматических заболеваний. Основную группу составили пациенты со спастическим гемипарезом в остром периоде ишемического инсульта. С целью исследования биомеханики движений всем испытуемым предлагали выполнить ряд упражнений. С учетом технических условий и двигательных возможностей пациентов были выбраны следующие движения: 1) в покое; 2) сгибание и разгибание кистей рук; 3) максимальное отведение кисти руки от себя и дальнейшее удержание в статическом положении; 4) максимальное приведение кисти руки на себя и дальнейшее ее удержание в таком положении. Поверхностнаяэлектромиограмма (ЭМГ) регистрировалась с помощью электромиографа разработанного на основе датчика MyowareMuscleSensor (AT - 04 - 00). Одноразовыенакожныеэлектроды устанавливались в соответствии со стандартами, рекомендованными для биомеханических исследований. Поверхностная ЭМГ регистрировалась со следующих мышц: локтевой сгибатель запястья (m. flexorcarpiulnaris), лучевой сгибатель запястья (m. flexorcarpiradialis),поверхностный сгибатель пальцев (m. flexordigitorumsuperficialis),локтевой разгибатель запястья (m. extensorcarpiulnaris), разгибатель пальцев (m.extensordigitorum), длинный лучевой разгибатель запястья (m.extensorcarpiradialislongus). Анализировалась средняя амплитуда (СА - ЭМГ) и частота следования колебаний (ЧСК - ЭМГ). Для оценки достоверности различий использовали стандартные значения t-критерия Стъюдента. Результаты собственных исследований и их обсуждение. Исследование ЭМГ у здоровых лиц. У большинства здоровых обследованных выявилась ЭМГ запись типа «ритма частокола». В последнем случае ЭМГ картина напомнила картину так называемой сегментарной ирротации по классификации Ю.С. Юсевич[4] - ритмичных постоянных фибрилляций или фасцикуляций, регистрируемых иногда в расслабленных мышцах (в покое) при поражениях сегментарного уровня. Подобная ЭМГ - картина (по типу «ритма частокола») была зафиксирована в покое у большинства здоровых, обследованных лиц (табл. 1). Выполнение упражнения в виде сгибания и разгибания пальцев рук у здоровых обследованных лиц вызвало ритмичные потенциалы ЭМГ с повышенной амплитудой. При выполнении упражнений статического характера запись ЭМГ несколько изменилась. Так, при удерживании кисти рук в статическом приведенном положении потенциалы ЭМГ существенно увеличились и достигли до 2,14 мВ, что существенно оказалось больше по сравнению со значениями ЭМГ полученными при выполнении динамического упражнения (сгибание и разгибание пальцев рук). При удержании кисти в отведенном статическом положении амплитуда ЭМГ значительно увеличилась по сравнению со всеми значениями ЭМГ полученными при выполнении предыдущих упражнений. Таким образом, у здоровых лиц амплитуда ЭМГ зависит от характера выполняемых упражнений. Наибольшая амплитуда ЭМГ нами была зарегистрирована при выполнении статических упражнений. ЭМГ пациентов с инсультом. ЭМГ пациентов с гемипарезами в исследованных двигательных актах отличалась от здоровых видимым «однообразием». У большинства пациентов с инсультом в изучаемые движения включались большее, чем необходимо, число мышц, т.е. наблюдалась большая иррадиация. Выраженным однообразием у пациентов с инсультом отличались и профили ЭМГ - кривых (табл. 2). У всех пациентов находящихся в остром периоде инсульта при выполнении сгибания и разгибания пальцев рук преимущественно регистрировалась низкоамплитудная, растянутая на весь цикл движения без четкого пика экстремума ЭМГ - активности. Наблюдалось практически полное отсутствие активности данной мышцы в исследуемом движении. На наш взгляд, оно могло выполняться за счет включения в работу других, дополнительных групп мышц. ЭМГ запись данных пациентов характеризовалась низкой амплитудой и более низкой частотой, тремообразностью, избыточностью сопряженной активностью мышц - антагонистов и наличием так называемых «пробелов» - участков биоэлектрического молчания длительностью 10-30 мс в анализируемых фрагментах записей. При выполнении упражнений статического характера у пациентов находящихся в остром периоде инсульта профили ЭМГ несколько отличались от предыдущих записей. Основные показатели суммарной ЭМГ при выполнении динамической и статической нагрузки у здоровых. табл. 1 Мышцы Вид нагрузки СА-ЭМГ (мВ) ЧСК-ЭМГ (кол./с.) m.extesnor carpi ulnaris Динамическая нагрузка M ±m 1,01 0,08 243 24 Статическая нагрузка M ±m 2,14 0,07 296 26 m.flexor carpi radialis Динамическая нагрузка M ±m 1,08 0,09 267 14 Статическая нагрузка M ±m 2,18 0,20 294 25 m.flexor carpi ulnaris Динамическая нагрузка M ±m 1,07 0,06 249 29 Статическая нагрузка M ±m 2,04 0,08 298 23 m.flexor digitorum superficialis Динамическая нагрузка M ±m 1,06 0,07 251 20 Статическая нагрузка M ±m 2,09 0,09 297 26 m.extensor digitorum Динамическая нагрузка M ±m 1,01 0,06 245 26 Статическая нагрузка M ±m 2,17 0,09 294 18 m.extensor carpi radialis longus Динамическая нагрузка M ±m 1,03 0,08 216 28 Статическая нагрузка M ±m 2,15 0,07 295 13 Основные показатели суммарной ЭМГ при выполнении динамической и статической нагрузки у больных табл. 2 Мышцы Вид нагрузки СА-ЭМГ (мВ) ЧСК-ЭМГ (кол./с.) m.extesnor carpi ulnaris Динамическая нагрузка M ±m 0,11 0,03 190 14 Статическая нагрузка M ±m 0,24 0,07 222 6 m.flexor carpi radialis Динамическая нагрузка M ±m 0,18 0,06 178 14 Статическая нагрузка M ±m 0,28 0,20 254 15 m.flexor carpi ulnaris Динамическая нагрузка M ±m 0,07 0,02 209 29 Статическая нагрузка M ±m 0,14 0,01 304 13 m.flexor digitorum superficialis Динамическая нагрузка M ±m 0,16 0,07 241 20 Статическая нагрузка M ±m 0,29 0,07 256 16 m.extensor digitorum Динамическая нагрузка M ±m 0,11 0,02 215 26 Статическая нагрузка M ±m 0,27 0,09 271 8 m.extensor carpi radialis longus Динамическая нагрузка M ±m 0,13 0,02 201 28 Статическая нагрузка M ±m 0,25 0,07 295 13 Заключение Адекватная коррекция двигательных нарушений невозможна без учета и анализа изменений, происходящих в организме без использования системы обратной связи. В настоящее время используемые медицинские тренажеры во многом направлены на выполнение лишь динамических упражнений, тогда как на выполнение статических упражнений они практически не рассчитаны. Мы в своей работе впервые проанализировали среднюю амплитуду (СА - ЭМГ) и частоту следования колебаний (ЧСК - ЭМГ) записи у здоровых и больных при выполнении динамических и статических усилий. По нашим данным у здоровых лиц амплитуда ЭМГ зависит от характера выполняемых упражнений. Наибольшая амплитуда ЭМГ нами была зарегистрирована при выполнении статических упражнений. У всех пациентов, находящихся в остром периоде инсульта при выполнении сгибания и разгибания пальцев рук преимущественно регистрировалась низкоамплитудная растянутая на весь цикл движения без четкого пика экстремума ЭМГ - активности. При выполнении статических упражнений амплитуду ЭМГ и частота следования колебаний ЭМГ у данных пациентов была несколько выше, чем при выполнении динамических упражнений. Таким образом, у здоровых и больных пациентов при выполнении статических упражнений наблюдается значительное увеличение амплитуды и частоты ЭМГ. На наш взгляд, использование динамических упражнений в сочетании со статическими упражнениями в процессе реабилитационных мероприятий способствовали бы существенному сокращению сроков восстановления утраченных функций верхних конечностей. Предварительные результаты, полученные нами в клинических условиях, являются достаточно веским доказательством необходимости применения ЭМГ для динамического анализа восстановительного процесса. Полученные данные следует рассматривать в качестве дополнительного обоснования к применению статических упражнений в процессе реабилитации. Выводы - Для анализа и оперативной коррекции реабилитационного процесса необходимо использовать сенсорные датчики, в частности - запись ЭМГ. Это позволит получить обратную информацию и оперативно корректировать процесс восстановления. - При выполнении статических упражнений у пациентов в значительной мере в положительную сторону изменяются показатели амплитуды (СА - ЭМГ) и частоты следования колебаний (ЧСК - ЭМГ).
References

1. Akimov G.A. Differencial'naya diagnostika nervnyh bolezney. Rukovodstvo dlya vrachey. Sankt-Peterburg, SPb «Gippokrat», 1997: 608 s

2. Voznesenskaya T.G. Boli v spine i konechnostyah: Bolevye storona sindromy v nevrologicheskoy praktike. Pod red. A.M. Veyna i dr., M., MED-press, 1999: 217 - 283 s

3. Geht B.M., Merkulova D.M., Kasatkina L.F., Samoylov M.I. Klinika, pervaya diagnostika i lechenie kisti demieliniziruyuschih polinevropatiy. Nevrologicheskiy zhurnal, 1996: 1: 12 - 18 s

4. Abros'kina M. V., Prokopenko S.V, Ondar V.S., Kaygorodceva S.A., Gasymly E.D. Korrekciya stereotipa hod'by u bol'nyh s sindromom central'nogo gemipareza metodom aktivacii zadnego tolchka stopy. Vestnik vosstanovitel'noy mediciny, 2015: 1: 14 - 18 s

5. Kipervas I.P., Luk'yanov M.V. Perifericheskie sindromy. M., MMA im. I. M. Sechenova, 1991: 254 s

6. Shtul'man D.R., Levin O.S. Nevrologiya: spravochnik prakticheskogo vracha. M., «MEDpress-info», 2005: 944 s

7. Borisova E.A., Reznikov K.M., Agasarov L.G. Ocenka effektivnosti lecheniya bol'nyh ishemicheskim insul'tom v rannem vosstanovitel'nom periode. Vestnik vosstanovitel'noy mediciny, 2015: 1: 19 - 27 s

8. Vakhitov B.I., Vakhitov I.H., Pankov I.O. Changes in the Pump Function of the Heart of Children at Sharp Motor Activity Limitation. INDO American Journal of Pharmaceutical sciences. 2017: 41(9): 3170 - 3175

9. Averochkin A.I., Shtul'man D.R., Elkin M.N. Klinicheskaya i vozrastnaya harakteristika tunnel'nyh nevropatiy. Dostizheniya v neyrogeriatrii pod red. Yahno N.N., Damulina I.V. M., 1995: 242 - 252 s

10. Bolotov D.D., Golovina T.V., Yushko A.A. Optimizaciya algoritma reabilitacionnyh meropriyatiy u pacientov s dorsopatiyami. Vestnik vosstanovitel'noy mediciny, 2016: 2: 38 - 44 s

11. Perry J., Garrett M., Gronley J. K. et al. Stroke. 1995: V.26: 982 -989

12. Kimura J. Electrodiagnosis In Diseases Of Nerve And Muscle: Principles And Practice. Oxford University Press, 2001: 1024 p

13. Kuzyakina A.S., Kupreychik V.L., Anastasevich O.A., Bogatyrev A.D., Lucki L., Treger Yu. Medicinskaya reabilitaciya v ramkah dnevnogo stacionara (obzor literatury). Vestnik vosstanovitel'noy mediciny. 2017: 6: 21 - 27 s

14. Baykushev S., Manovich Z.H., Novikova V.P. Stimulyacionnaya elektromiografiya i teoreticheskaya elektroneyrografiya v klinike nervnyh bolezney. M., Medicina, 1974: 144 s

15. Geht B.M. Teoreticheskaya i klinicheskaya elektromiografiya. Nauka, 1990: 230 s

16. Klochkov A.S., Hizhnikova A.E., Kotov-Smolenskiy A.M., Suponeva N.A., Chernikova L.A., Piradov M.A. Effektivnost' dvigatel'noy reabilitacii pri postinsul'tnom pareze ruki s pomosch'yu sistemy biologicheskoy obratnoy svyazi «habilect». Vestnik vosstanovitel'noy mediciny. 2018: 2: 41 - 45 s

17. Geht B.M., Kasatkina L.F., Samoylov M.I. i drugie. Elektromiografiya konechnostyah nervno-myshechnyh zabolevaniy. Taganrog, Izd-vo TGRU, 1997: 370 s

18. Skvorcov A.G., Kasatkina L.F. Klinicheskaya elektromiografiya: kliniko-elektroneyromiograficheskoe izuchenie. Rukovodstvo dlya vrachey. M., GEOTAR Media, 2007: 64 s

19. Yudel'son Ya.B., Gribova N.P. Elektromiografiya v diagnostike zabolevaniy nervnoy sistemy. Uchebnoe rukovodstvo dlya vrachey i studentov medicinskih VUZov. Smolensk, 2006: 170 s

20. Laufer Y., Sivan D., Schwarzma N.R. et al. Neurol. Repair, 2003: V.17: 207 - 213

21. Agasarov L.G., Chuzavkova E.A., Mar'yanovskiy A.A. K voprosu o diagnostike tunnel'nyh sindromov ruk. Lechaschiy Vrach. 1999: 1: 5 - 11 s

22. Berzinyp Yu.E., Dumbere R.T. Tunnel'nye porazheniya nervov verhney konechnosti. Riga, Zinatne, 1989: 212 s

23. Nardone A., Galante M., Lucas B. et al. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 2001: V.70: 635 - 643

© nmicrk.editorum.ru
Support Powered by Editorum,  Instructions
Login or Create
* Forgot password?