Способ регистрации статического напряжения мышц верхней конечности у человека Российский патент 2024 года по МПК A61B5/22 A63B69/32 A61B5/16 

Изобретение относится к медицине и спорту, и может найти применение в неврологии, травматологии, а также в тренировочном процессе спортсменов, в частности, в армрестлинге. Предполагаемое использование в медицинской практике - изучение статической работы поперечнополосатой мускулатуры у человека в норме и патологии на примере верхней конечности; изобретение может быть использовано в неврологии для объективной оценки восстановления нервно-мышечной системы у больных. Изобретение может быть использовано на практических занятиях по нормальной физиологии в медицинских вузах для обеспечения наглядной и быстрой оценки эргометрических показателей.

Существует способ регистрации статического напряжения мышц кисти руки у человека с использованием портативного жидкостного (ртутного) динамометра, предложенный Розенблатом В.В. (Розенблат В.В. Портативный жидкостный динамометр. - Авторское свидетельство на изобретение №100846. Заявлено 05.02.1951 г. за №102/16-12Р/442792 в Гостехнику СССР).

Способ Розенблата В.В. заключается в том, что статическое напряжение мышц кисти руки определяют путем продолжительного сдавливания резиновой груши, заполненной водой, с передачей давления воды на ртутный столб и удержанием ртути уровня на показателе, исчисляющимся в миллиметрах ртутного столба до развития утомления мышц. В ходе исследования на барабане кимографа осуществляется запись эргограммы механическим способом.

Недостатками способа Розенблата В.В. являются архаичность записи эргограммы с помощью механических средств; использование в устройстве вредного для здоровья компонента - ртути; включение в работу ограниченного количества мышц руки - кисти и предплечия; затратный формат обработки эргограмм, записанных на бумажном носителе.

Техническим результатом предлагаемого способа являются упрощение процедуры получения эргограмм, возможность изучения статической работы не только мышц верхней конечности, но и плечевого пояса, компьютерная регистрация статического напряжения мышц, автоматическая обработка и оценка графического материала, получаемого в цифровом формате.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что осуществляют компьютерную запись эргограммы в процессе сжатия кистевого динамометра в нефиксированном режиме до необходимого уровня, при этом локоть располагают по центру датчика двигательной активности компьютерного полиграфа.

Известно, что спинальные механизмы утомления человека в процессе выполнения статической работы обусловлены ухудшением функциональной активности а- и у-мотонейронов спинного мозга, преимущественно за счет снижения их возбудимости (Фудин Н.А., Еськов В.М., Филатова О.Е. и др. Утомление человека при статической и динамической физической нагрузке и механизмы адаптации // Вестник новых медицинских технологий. - 2015. - №1. - Электронный журнал. Публикация 2-2. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2015-1/5064.pdf (дата обращения: 19.01.2015)). В итоге, происходит рассогласование первоначальной синхронной деятельности спинальных двигательных центров. При этом гладкотетаническое сокращение сменяется зубчатым тетанусом, амплитуда которого возрастает по мере развития утомления.

Способ осуществляют следующим образом. Испытуемый, удерживая в тестируемой руке кистевой динамометр, располагает локоть по центру датчика двигательной активности компьютерного полиграфа (подушка). Динамометр сжимают до необходимой величины, не отнимая локтя от датчика. Исследование заканчивают в момент снижения стрелки динамометра до значения, превышающего предел допустимого.

Запись статического напряжения мускулатуры верхней конечности (кривая тремора, эргограмма) проводят с помощью компьютерного полиграфа любой конструкции. В нашем случае был использован полиграф «Барьер-14» (Россия, АНО ЦОП «Антей»), с программным обеспечением «Шериф 6-М» (Россия, АНО ЦОП «Антей»), Функциональное предназначение полиграфа «Барьер-14» заключается в регистрации кривых (дыхание, кровяное давление, объемный пульс, кожное сопротивление, общая двигательная активность), характеризующих особенности психоэмоционального состояния человека, с целью установления факта правдивости ответов на вопросы специалиста-полиграфолога. Для осуществления записи статической работы мышц верхней конечности применим датчик двигательной активности. Датчик двигательной активности при проведении исследования на полиграфе обеспечивает контроль напряжения мускулатуры верхней конечности по амплитудным и частотным показателям. Применение датчика двигательной активности обеспечивает получение на мониторе компьютера кривой тремора (эргограммы), идентичной таковой, регистрируемой по методу В.В. Розенблата. При этом полученный результат сохраняют в электронном виде.

Блок-схемы рабочей установки представлена на фиг. 1, где 1 - испытуемый; 2 - кисть тестируемой конечности; 3 - кистевой динамометр; 4 - локоть тестируемой конечности; 5 - датчик двигательной активности; 6 - коммутационные провода; 7 - компьютерный полиграф «Барьер-14»; 8 - компьютер; 9 - монитор компьютера, на который выводится эргограмма - 10.

На фиг. 2 представлены фотографии, иллюстрирующие процесс регистрации мастикациограммы предлагаемым способом.

Процедуру регистрации статического напряжения мускулатуры верхней конечности проводят по следующей схеме. Испытуемый 1, удерживая в кисти тестируемой верхней конечности 2 кистевой динамометр 3, располагает локоть 4 по центру датчика двигательной активности 5. Коммутационные провода 6 датчика 5 подключают к входному каналу регистрации дыхания полиграфа «Барьер-14» 7, подключенному через USB-порт к компьютеру 8. После активации программы «Шериф 6-М» и введения паспортных данных испытуемого приступают к регистрации эргограммы 10 статического напряжения мышц.

В начале исследования осуществляют стартовую запись при отсутствии статического напряжения. В этой ситуации фиксируется базовая линия (изолиния), относительно которой в последующем выносят суждение о характеристиках статического напряжения в процессе выполнения физической. Все эргограммы в реальном времени наблюдают на экране монитора 9.

По итогам исследования графические результаты сохраняют в памяти компьютера для последующей статистической обработки ресурсами программного обеспечения компьютерного полиграфа и анализа.

Пример 1 (фиг. 3). Испытуемый А., возраст 39 лет, пол - мужской. Рука - правая.

Цель опыта - запись статического напряжения мышц верхней конечности при различных нагрузках (50, 40, 30 и 20 дин.).

Согласно полученным результатам, испытуемый при напряжении в 50 дин. обеспечивает результат в 16 с. При напряжении в 40 дин. - результат составил 28 с. При 30 дин. - 57 с. При 20 дин. - 105 с. Вертикальной линией, проходящей через регистрируемую эргограмму, обозначен момент изменения характера статического напряжения - включение волевого компонента, продолжительность которого указана в секундах - 13, 13, 24 и 13 с соответственно.

Вывод: момент формирования волевого компонента статического напряжения мышцы обратно пропорционален реализуемой в ходе опыта нагрузке - чем меньше нагрузка, тем позже формируется волевой компонент.

Пример 2 (фиг. 4). Испытуемый Б., возраст 20 лет, пол - мужской. Рука - правая.

Цель опыта - запись напряжения мышц верхней конечности с одновременной регистрацией объемного кровотока в пальцах противоположной конечности (плетизмограмма). Нагрузка - 30 дин.

В ходе опыта одновременно с эргограммой (вверху) регистрировали плетизмограмму - кривую объемного пульса (внизу) от пальца противоположной конечности.

Установлено, что статическое напряжение мышц сопровождается снижением объемного пульса, что выражается в уменьшении амплитуды волн плетизмограммы.

Вывод: при статическом напряжении мышц верхней конечности формируется стресс-реакция, сопровождающаяся спазмом периферических сосудов верхних конечностей.

Всего выполнено 25 регистраций статического напряжения мышц верхних конечностей у 12 человек (6 мужчин, 6 женщин) в возрасте от 19 до 40 лет, не имевших патологических изменений опорно-двигательной системы.

Положительные эффекты предлагаемого способа заключаются в том, что способ является безопасным, так как осуществляется без использования ртути, облегчает осуществление процедуры регистрации эргограмм, позволяет хранить цифровые записи в компьютерных базах данных испытуемых, облегчает обработку полученных результатов за счет встроенных в интерфейс полиграфа специализированных программ. Особое значение способ имеет для оценки уровня подготовки спортсменов, занимающихся армрестлингом, так как в ходе обследования оценивается состояние мускулатуры верхних конечностей и частично - плечевого пояса.

Изобретение относится к медицине и спорту и может найти применение в неврологии, травматологии, а также в тренировочном процессе спортсменов, в частности в армрестлинге. Предложен способ регистрации статического напряжения мышц верхней конечности у человека путем записи эргограммы, в котором осуществляют компьютерную запись эргограммы в процессе сжатия кистевого динамометра в нефиксированном режиме, которая выводится в реальном времени на экран монитора, при этом локоть располагают по центру датчика двигательной активности компьютерного полиграфа и не отнимают его до момента окончания регистрации, при этом исследование заканчивают в момент снижения стрелки динамометра, все полученные результаты сохраняются в электронном виде. Изобретение обеспечивает упрощение процедуры получения эргограмм, возможность изучения статической работы не только мышц верхней конечности, но и плечевого пояса, компьютерной регистрации статического напряжения мышц, автоматической обработки и оценки графического материала, получаемого в цифровом формате. 4 ил.

Способ регистрации статического напряжения мышц верхней конечности у человека путем записи эргограммы, отличающийся тем, что осуществляют компьютерную запись эргограммы в процессе сжатия кистевого динамометра в нефиксированном режиме, которая выводится в реальном времени на экран монитора, при этом локоть располагают по центру датчика двигательной активности компьютерного полиграфа и не отнимают его до момента окончания регистрации, при этом исследование заканчивают в момент снижения стрелки динамометра, все полученные результаты сохраняются в электронном виде.