СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ МОТОРНОЙ РАБОТЫ ЖЕВАТЕЛЬНОЙ МУСКУЛАТУРЫ У ЧЕЛОВЕКА
METHOD FOR RECORDING MOTOR ACTIVITY OF INDIVIDUAL'S MASSETER MUSCULATURE

Изобретение относится к медицине и может найти применение в стоматологии, неврологии и физиологии челюстно-лицевой области. Предполагаемое использование в стоматологической практике - изучение особенностей функционального состояния жевательной мускулатуры у человека в норме и патологии; изобретение может быть использовано в неврологии для объективной оценки кинематики жевательной мускулатуры у больных с нарушениями речи, а также глотательных движений. Изобретение может быть использовано на практических занятиях по нормальной физиологии в медицинских вузах для обеспечения наглядной и быстрой демонстрации моторики жевательной мускулатуры у человека в разных условиях.
Существуют различные способы регистрации моторной активности жевательной мускулатуры, среди которых наиболее распространенным и простым считается способ регистрации движений нижней челюсти в процессе жевания, предложенный Рубиновым И.С. (Рубинов И.С. Физиологические основы стоматологии. - Л.: Медицина, 1954. - С. 59-65).
Способ Рубинова И.С. заключается в том, что при помощи эластической повязки с градуированной шкалой к подбородочной области лица крепится резиновый баллон. Баллон воздушной передачей соединяется с капсулой Марея, контактирующей с писчиком, позволяющим записывать на барабане пружинного кимографа мастикациограмму - движения нижней челюсти человека при жевании.
Недостатками способа Рубинова И.С. являются архаичность записи с помощью механических средств, относительная сложность подготовительной процедуры приведения системы в рабочее состояние, необходимость тщательной подгонки конструктивных деталей системы к каждому испытуемому в зависимости от анатомических особенностей челюстно-лицевой области головы; затратный формат обработки кривых, записанных на бумажной ленте, невозможность идентификации участия в обеспечении жевательного акта конкретных жевательных мышц.
Техническим результатом предлагаемого нами способа являются: упрощение процедуры получения кривых; возможность изолированного изучения моторной активности различных жевательных мышц; компьютерная регистрация процесса; облегчение обработки и оценки графического материала, получаемого в цифровом виде.
Сущность способа заключается в том, что осуществляют компьютерную регистрацию импеданса физиологически активной жевательной мускулатуры, при этом первый электрод помещают на 1 см выше переносицы, второй - в области кожной проекции одной из исследуемых жевательных мышц: m. masseter, m. temporalis, m. digastricus.
Ранее было показано, что величина импеданса биологических тканей, в частности сердечной, изменяется в зависимости от ее структурно-функционального статуса. Применительно к сердцу - это состояния его сокращения и расслабления. Данное обстоятельство послужило отправной точкой для разработки способа регистрации моторной активности жевательных мышц у человека, принимая во внимание выявленный в наших экспериментах факт тесной корреляции параметров импеданса указанных мышц с фазами их сокращения и расслабления. В конечном итоге оказалось вполне реальным, используя имеющиеся установки измерения импеданса биологических тканей, записать импедансмастикациограмму - кривую, отражающую изменения полного сопротивления мышц, обеспечивающих ритмичность акта жевания, или импедансмиограмму этих же мышц при их вовлечении в речевой и глотательный процессы.
Способ реализуют следующим образом. Регистрацию кривых проводят с помощью установки «Реоспектр» («Нейрософт», Россия, г. Иваново). Основное функциональное назначение установки «Реоспектр» заключается в записи реограмм различных органов и тканей человека, однако физически установка является устройством для измерении импеданса - полного сопротивления биологической ткани при пропускании через нее высокочастотного (30-100 кГц - задается программно) электрического тока небольшой величины (1,0±0,1 мА).
Описание блок-схемы нашей рабочей установки представлено на фиг. 1, где 1 - точка размещения первого электрода на голове пациента; 2, 3, 4 - точки возможного размещения второго электрода в областях кожной проекции мышц, участвующих в актах жевания, речеобразования, глотания; 5 - коммутационные провода; 6 - установка «Реоспектр»; 7 - компьютер; 8 - монитор компьютера, на который выводится кривая импедансмастикациограммы или импедансмиограммы - 9.
Процедуру регистрации импедансмастикациограммы и импедансмиограммы проводят по следующей схеме. Первый электрод устанавливают в нейтральной точке головы - на 1 см выше переносицы. Выбор нейтральной точки определяется тем, что при включении жевательных мышц в работу данная точка во всех случаях проведения функциональных проб оказывается вне участков выраженной механической деформации тканей, что дает основание рассматривать статус первого электрода как константный. Второй электрод устанавливают в точке проекции на кожу головы одной из мышц m. temporalis - 2, m. masseter - 3, m. digastricus - 4. Фиксацию электродов осуществляют с помощью резиновых лент. Для улучшения электрического контакта электродов с кожной поверхностью под них подкладывают ватные шарики, смоченные в насыщенном растворе натрия хлорида. Электроды с помощью проводов 5 соединяют с входным блоком установки измерения импеданса 6, подключенному через USB-порт к компьютеру 7 с предварительно загруженной штатной программой «Рео-СпектрNet». После запуска программы, введения необходимых паспортных данных пациента приступают к регистрации процессов.
В начале эксперимента проводят запись исходной величины импеданса тканей при отсутствии какой-либо моторной активности жевательных мышц. В этой ситуации фиксируется нулевая линия, относительно которой в последующем судят о параметрах изменения импеданса межэлектродных тканей при проведении различных проб. В случаях перехода жевательных мышц из состояния покоя в физиологически активное состояние записывают импедансмастикациограмму при выполнении тестового жевания (фундук, 800 мг; хлеб черствый, хлеб мягкий, 1000 г) или импедансмиограмму при выполнении речевых и глотательных проб. Все кривые в реальном масштабе времени наблюдают на экране монитора 8.
В конце эксперимента графические результаты наблюдений записывают в память компьютера для последующей обработки и анализа.
Пример 1 (фиг. 2). Испытуемый Α, возраст 19 лет, пол - мужской. Первый электрод располагают в нулевой точке, второй - у места прикрепления m. masseter к нижней челюсти. Цель опыта - запись импедансмастикациограммы при тестовом жевании.
Пример 2 (фиг. 3). Испытуемый В, возраст 18 лет, пол - мужской. Первый электрод располагают в нулевой точке, второй - в области кожной проекции m. temporalis (примерно на 1 см выше верхнего края ушной раковины). Цель опыта - запись импедансмастикациограммы при тестовом жевании.
Пример 3 (фиг. 4). Испытуемый С, возраст 20 лет, пол - женский. Первый электрод располагают в нулевой точке, второй - у места прикрепления m. masseter к нижней челюсти. Цель опыта - запись импедансмиограммы при произвольном слабом, среднем и сильном изометрических сокращениях мышцы без отведения нижней челюсти от верхней.
Пример 4 (фиг. 5). Испытуемый С (возраст 18 лет, пол - женский), испытуемый D (возраст 22 года, пол - женский). Первый электрод располагают в нулевой точке, второй - в области кожной проекции переднего брюшка m. digastricus. Цель опыта - сравнительная запись импедансмиограмм у двух испытуемых при произнесении ими одной и той же речевой фразы.
Пример 5 (фиг. 6). Испытуемый F (возраст 18 лет, пол - женский). Первый электрод располагают в нулевой точке, второй - в области кожной проекции переднего брюшка m. digastricus. Цель опыта - оценить возможность способа обеспечить регистрацию импедансмиограммы глотательного акта.
Всего в опытах было выполнено 94 регистрации жевательной мускулатуры у 15 человек (8 мужчин, 7 женщин) без каких-либо патологических изменений челюстно-лицевого аппарата. Возраст испытуемых - от 18 до 23 лет. У всех испытуемых записи импедансмастикациограмм проводили в условиях тестового жевания. На заключительном этапе экспериментов у испытуемых записывали импедансмиограммы при реализации речевых или глотательных проб.
Как оказалось, форма полученных импедансмастикациограмм во всех жевательных пробах в целом близка по внешнему виду мастикациограммам, записанных по способу Рубинова И.С.
В частности, на импедансмастикациограммах легко идентифицируются фаза покоя - I, фаза открытия рта - II, фаза ориентировочного жевания - III, основная фаза жевания - IV, фаза формирования пищевого комка и его проглатывания - V.
По итогам проведенных опытов можем указать на непринципиальные отличия кривых мастикациограмм по Рубинову И.С. от импедансмастикациограмм, записанных в наших опытах. Отличия заключались лишь в разной направленности компонентов кривых. При механической регистрации масткациограммы в моменты отведения нижней челюсти от верхней наблюдают колебания, направленные «вверх» в силу особенностей регистрации с использованием капсулы Марея.
В опытах при измерении импеданса жевательных мышц в ситуации их растяжения и отведения нижней челюсти от верхней, наблюдают колебания «вниз» в результате увеличения импеданса мышечной ткани. Колебания «вверх», свидетельствующие об уменьшении импеданса мышечной ткани, наблюдают при сокращении мышечной ткани, как это показано в опытах при проведении измерений в условиях изометрического сокращения m. masseter (пример 3, фиг. 4) без отведения нижней челюсти от верхней.
Интересные результаты были получены в процессе регистрации импедансмиограмм при проведении речевых проб (фиг. 5). Отчетливо видно, что импедансмиограммы у испытуемых при троекратном повторении ими одной и той же фразы «Да здравствует солнце, да скроется тьма» (А.С. Пушкин) фактически одинаковы. Это свидетельствует о том, что импедансмиограммы в каждом случае произнесения испытуемым одной и той же фразы адекватно отражают стандартный рисунок моторной активности регистрируемой мышцы как производное стандартного паттерна потенциалов действия управляющих мотонейронов в результате поступления к ним стандартных центральных двигательных программ (Шапков Ю.Т., Анисимова Н.П., Герасименко Ю.П., Романов С.П. Регуляция следящих движений. Л.: Наука, 1988. - С. 7-124). Отметим, что при проведении речевых проб обычно наблюдают отличия общего рисунка колебаний импедансмиограмм у разных испытуемых (фиг. 5). Последнее объясняется отличиями архитектоники двигательных речевых программ, формирующихся у человека в ходе индивидуального обучения
Положительные эффекты предлагаемого способа заключаются в том, что способ обеспечивает быстрое приведение регистрирующей системы в рабочее состояние, устраняет необходимость каких бы то ни было котировочных мероприятий, дает возможность в процессе изучения моторной активности жевательных мышц оценить степень и качество вовлеченности различных мышц в системные процессы жевания, речеобразования и глотания, позволяет накапливать цифровые записи в компьютерных базах данных пациентов, облегчая обработку результатов клинических обследований, например, в ходе изучения пролонгированной во времени адаптации моторного звена систем жевания и речеобразования к новым условиям, создаваемым зубными протезами. Способ обеспечивает возможность качественного графического представления изолированных глотательных движений человека.