Способ диагностики EIMD-синдрома m.quadriceps
METHOD FOR DIAGNOSING M.QUADRICEPS EIMD-SYNDROME

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, профессиональной патологии, спортивной медицине и может быть использовано для ранней диагностики изменений скелетных мышц нижних конечностей у спортсменов, обусловленных воздействием физических перегрузок.
В последние десятилетия наблюдается возрастание роли физической культуры и спорта, как в профессиональной, так и в общественной жизни. Государственная политика России в этой сфере направлена на подготовку спортсменов и их успешное выступление на крупнейших международных соревнованиях, на формирование спортивного резерва, а также на развитие спортивного воспитания и вовлеченности граждан в занятие физкультурой и спортом.
Современный спорт характеризуется постоянным ростом спортивных достижений.  Профессиональному спорту, свойственны огромные физические и психо-эмоциональные нагрузки, что зачастую приводит к развитию перегрузок и формированию патологических и доклинических состояний органов и систем организма спортсменов. Обычные и специфические заболевания, травмы спортсменов являются главным препятствием на пути к полноценному выполнению планов подготовки и достижению высоких спортивных результатов. В связи с этим, возрастает роль своевременной и правильной диагностики таких состояний у спортсменов. Последние тенденции спортивной медицины направлены на их раннее выявление. Так как это позволяет предотвратить развитие более серьезных осложнений, в виде серьезных травм и определяет спортивное долголетия спортсмена.
EIMD-синдром (синдром локальной мышечной болезненности) ‒ это хорошо известный в спорте синдром, способный, независимо от вида спорта и индивидуальных особенностей атлета, ускорять наступление утомления и соответствующее снижение физической работоспособности. За последние годы интерес к изучению EIMD-синдрома, частоте развития и механизмов формирования, а также к его нутритивно-метаболической коррекции проявлений, а также к профилактике и лечению существенно возрос. Синдром локальной мышечной болезненности, ранее известный как «крепатура» в виде сложного, в том числе выраженных болевых ощущений в мышцах, возникающих через несколько часов или дней после непривычной или интенсивной физической нагрузки. Боль вызвана растягиванием мышц, вызывающим небольшие повреждения (микротравмы) мышечных волокон. После нагрузочных упражнений мышца быстро реагирует, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение мышц и вызывает болезненность при повторении нагрузки. Ранее считалось, что боль вызвана накоплением токсинов (молочной кислоты) в мышцах. Современные представления о природе EIMD-синдрома показывают, что механизм более сложный. Боль, ограничение подвижности, затруднение проведения повторных циклов упражнений вследствие EIMD-синдрома, c одной стороны, и накопление лактата, с другой, как выяснилось, совершенно не связаны. Концентрация лактата в крови и мышцах после интенсивных нагрузок, действительно, повышается, но достаточно быстро ‒ в течение 1‒1,5 ч ‒ приходит в норму, т.е. к исходным, до нагрузки, значениям у конкретного спортсмена. Выраженность проявлений EIMD-синдрома при этом растет в первые 24 ч, достигает пика между 24 и 48-ю часами, когда показатели содержания лактата сыворотки крови уже находятся в пределах нормы для спортсменов. Таким образом, можно предположить, что накопление лактата в сыворотке крови со снижением рН среды, т.е. плазмы и интерстициальной жидкости, лишь запускает целый каскад разных биохимических реакций, которые затем и формируют симптомокомплекс, характерный для EIMD-синдрома. Результаты исследований последнего времени подтверждают, что в спорте высших достижений ультраструктурные мышечные травмы, в том числе, в качестве проявлений EIMD-синдрома, являются причиной снижения сократительной способности скелетной мускулатуры и как следствия работоспособности спортсменов. Более того, достаточно значима также роль EIMD-синдрома в возникновении травм: уменьшение диапазона движения, обусловленное наличием боли, характерной для EIMD-синдрома может привести к неспособности эффективно воспринимать воздействия, которые влияют на двигательную активность, и к травмированию спортсмена. Профилактика и лечение этого синдрома на сегодня становятся ключом к восстановлению мышечной производительности спортсменов.
В настоящее время механизм формирования EIMD-синдроме полностью не изучен, идет процесс накопления данных. В связи с этим возникает проблема достоверной и своевременной диагностики патологического синдрома. Известны методы диагностики, основанные на биохимических исследованиях физиологических жидкостей спортсменов. В настоящее время проводятся научные исследования по поиску потенциальных кандидатов различных биомаркеров, с помощью которых синдром может быть диагностирован. В связи с тем, что многие такие исследования находятся в стадии разработки, вопрос поиска других способов диагностики, которые бы обеспечивали достоверность, а также относительную простоту выявления указанной патологии становиться более актуальным.
Известны также клинические методы диагностики EIMD-синдрома, основанные на анализе анамнестических данных пациентов: анкетирование, опросы, сбор информации о болевых ощущениях, жалобах и т.п. Недостатками данных методов является некоторая субъективность полученных данных, анализ которых зависит в том числе, от врачебного опыта диагностов.
Методы функциональной диагностики, такие как электронейромиография, игольчатая электромиография, тепловизионное исследование, которые потенциально могут предоставить информацию о наличии патологии в мышечной системе широко известны, однако данные методы обладают недостаточной информативностью и только косвенно указывают на изменения в мышечной ткани. Также они обладают некоторыми особенностями, например, рентгеноконтрастная миография имеет ряд существенных недостатков: высокая лучевая нагрузка на пациента, инвазивность, возможность развития аллергической реакции на введенный контрастный препарат, невозможность исследовать все группы мышц, участвующие в тренировочном процессе, ограниченное время исследования вследствие быстрого выведения контрастного препарата из мышцы. Таким образом, данный вид исследования не нашел широкого применения в клинике спортивной медицины и профессиональной патологии.
Что касается методов лучевой диагностики, то для исследования мышц на сегодняшний день наиболее информативными являются УЗИ и МРТ. Но на сегодняшний день, они ориентированы преимущественно на изучение признаков травматических изменений и их последствий в суставах, связочном аппарате; на диагностику сосудистой и онкологической патологии (Митьков В.В.,2007; Stoller  D.W, 2007).
С учетом современного уровня технического развития и оснащения известны следующие способы оценки состояния мышц с помощью ультразвукового исследования. Способ УЗ-диагностики пареза или паралича четырехглавой мышцы бедра (патент 2653638. Опубл.  11.05.2018 Бюл. № 14) направлен на ультразвуковое исследование (УЗИ) четырехглавой мышцы в нижней трети бедра до разгибания и в момент разгибания конечности, а также в верхней трети бедра в моменты отведения и приведения конечности. При визуализации на экране минимальных движений трех головок мышцы по отношению к прямой головке в нижней трети и (или) при наличии движений латеральной головки по отношению к прямой головке в верхней трети бедра диагностируют парез четырехглавой мышцы бедра. При отсутствии движений головок в верхней и нижней трети бедра диагностируют паралич четырехглавой мышцы бедра. Способ позволяет повысить достоверность дифференциальной диагностики, что достигается за счет выявления движений трех головок четырехглавой мышцы по отношению к ее прямой головке.
Известен способ определения функционального состояния мышц голени, в котором измеряют изометрические максимумы момента силы мышц голени на всем протяжении амплитуды движений в голеностопном суставе, по приросту длины мышц (показатель растяжимости) от длины покоя, соответствующей максимальному значению момента силы, до длины, при которой сила снижается до нуля (а.с. СССР 1690684. Опубл. 15.11.91. Бюл.№ 42).
Однако данный способ не позволяет осуществить процедуру измерения момента силы мышц конечности мышц при наложенном аппарате внешней фиксации, прижизненно осуществить визуализацию мышечной структуры и уровень ее морфофункциональной перестройки в условиях деформационной нагрузки, в раннем восстановительном периоде, кроме того, данный способ невозможно осуществить при отсутствии движений в смежных суставах (анкилозе, парезе малоберцового нерва).
Известен способ диагностики морфофункциональных изменений мышц с использованием рентгеноконтрастного вещества, в частности неионного препарата «Омнипак», в котором на рентгенограмме определяют структуру мышцы в виде ее продольной или косопродольной исчерченности, изменение длины и скользящую функцию брюшка (дифференциация или дедифференциация) (Патент RU № 2254055. Опубл. 20.06.2005. Бюл. № 17).
Однако при использовании известного способа оценку исследуемых мышц возможно выполнить только в сагиттальной и фронтальной плоскостях, что ограничивается его техническими возможностями; известный способ сопряжен с выполнением внутримышечных инъекций, что ограничивает его использование при выраженных патологических изменениях мышц у ортопедо-травматологических больных.
Известен способ дифференцированной оценки структуры мышечной ткани нижних конечностей, в котором методом ультразвукового сканирования определяют структуру камбаловидной и икроножной мышц через построение ультразвуковой амплитудной гистограммы, в зависимости от градации величины пиков гистограмм определяют нормальное или патологическое состояние мышц у больных с облитерирующим атеросклерозом (Патент RU № 2204945. Опубл. 27.05.2003 г.).
Однако данный способ предназначен для задней группы мышц нижних конечностей, имеет возрастное ограничение, способ не предусматривает структурную неоднородность мышц при продольном и поперечном сканировании и не содержит критериев оценки мышц у ортопедо-травматологических больных.
Известна методика ультразвуковой диагностики патологии поперечно-полосатых мышц, на основании которой были определены сонографические признаки (линейные и объемные параметры) повреждений и заболеваний мышц (грыжи и опухоли) (С.П.Миронов, Н.А.Еськин, А.К.Орлецкий с соавт. // Ультразвуковая диагностика патологии поперечнополосатых мышц. - Вестник травматологии и ортопедии им. П.П.Приорова, 2005, № 1).
Однако данный способ предусматривает преимущественно качественный анализ особенностей структуры мышечной ткани (гиперэхогенность, гипоэхогенность) у пациентов с травмами мягких тканей и локальные патологические изменения в ней, а также использование датчиков с переменной частотой (5-12 МГц), что не позволяет провести количественный анализ акустических свойств морфоструктурных изменений в мышцах.
Известны различные способы диагностики морфофункциональных изменений мышц при лечении контрактур и удлинении конечностей на основе введения рентгеноконтрастного вещества в исследуемую мышцу и последующую рентгенографию (патент А.с. №858776, СССР. Опубл. 30.08.81. Бюл. №32, патент 2254055). На рентгенограмме определяют структуру мышцы в виде ее продольной или косо-продольной исчерченности и изменение длины брюшка, при этом наличие дифференциации структуры и появление участка фиброза на уровне регенерата при удлинении конечности или в различных отделах мышцы при контрактурах свидетельствует о значительных изменениях мышцы, а сохранение дифференциации структуры и изменение длины брюшка мышцы свидетельствует об ее умеренных изменениях.
Описанные методы УЗИ используются в основном в клинике травматологии и ортопедии и дают исключительно качественную оценку имеющимся изменениям. Метод рентгеноконтрастной миографии имеет ряд серьезных недостатков: лучевую нагрузку на пациента, инвазивность, возможное развитие аллергической реакции на введенный контрастный препарат, невозможность обследовать сразу несколько мышц, не дает информации о взаимоотношении окружающих тканей, невозможность применения при динамическом наблюдении.
Заявленная методика УЗ-диагностики мышц верхних конечностей при профессиональном миофиброзе в диссертационном исследовании  Плакуева (2001 год)  основана на качественном сопоставлении полученных сонограмм с нормой по разработанной визуальной шкале эхоплотности мышцы. Однако и в этом исследовании количественная оценка мышечных структур не проводится. В диссертационном исследовании Улановской Е.В. (2017 год) по ранней диагностике профессионального миофиброза проводится количественная оценка структурных элементов мышц верхних конечностей и сопоставляется с нормальными величинами.
При современном развитии ультразвукового оборудования и методик его выполнения на дату подачи заявки не обнаружена информация по изучению состояния мышц нижних конечностей применительно к диагностике синдрома EIMD у спортсменов, в том числе с помощью методов ультразвукового исследования.
Задачей заявленного изобретения является расширение арсенала способов диагностики патологических состояний мышечной системы, совершенствование ранней диагностики изменений мышц нижних конечностей, в том числе у спортсменов в ходе тренировочного процесса, а более конкретно – способов диагностики, при EIMD синдроме на основе использования метода ультразвукового сканирования.
Указанный технический результат достигается проведением ультразвукового исследования для объективной оценки количественного выражения степени поражения и для анализа структурных изменений 4-х главой мышцы бедра, а именно: производят эхосканирование 4-х главой мышцы бедра m.quadriceps с обеих сторон, ее головок m.rectus femoris, m.vastus medialis, m.vastus lateralis измеряя следующие параметры: среднюю толщину эпимизия, перимизия, мышечных пучков, толщину собственной связки надколенника и общего сухожилия указанной мышцы, а также измеряется скорость венозного оттока от глубокой вене бедра. Дополнительно оценивают структуру и контуры эпимизия, перимизия, мышечных пучков 4-х главой мышцы бедра с обеих сторон. Все измерения производят до физических упражнений (в обычном состоянии), так и после индивидуально подобранной максимальной физической нагрузки пациентами. Далее проводится сопоставление полученные результатов до и после физической нагрузки.
Способ осуществляется следующем образом. Первоначально пациенту проводят исследование 4-х главой мышцы бедра m.quadriceps, а именно головок m.rectus femoris, m.vastus medialis, m.vastus lateralis методом ультразвуковой диагностики до физической нагрузки. Производят замеры толщины эпимизия, перимизия, мышечных пучков указанной мышцы, дополнительно оценивается их структура и контуры. Также производят замеры толщины общего сухожилия 4-х главой мышцы бедра и собственной связки надколенника. Измеряют скоростные параметры венозного оттока крови по глубокой вене бедра. Далее пациенту предлагается выполнить индивидуально подобранный комплекс физических упражнений с целью для создания максимальной физической нагрузки.
Для активации заданных мышечных групп и их проработки выбрано упражнение жим платформы ногами лёжа в тренажере. Амплитуда движения максимальная, в пределах индивидуальной гибкости и мобильности суставов пациента. Постановка ног в жиме платформы средняя, на уровне ширины плеч, стопы параллельно друг другу, ниже середины платформы. В проработке данной мышечной группы в жиме платформы диапазон повторений 12, примерное время работы в подходе 45-50 секунд. Объём работы - 6 подходов по 12 повторений с весом ~80% от повторного максимума и 2 подводящих подхода с весом 30% на 8 повторов и 50% на 6 повторов. Повторения в рабочих подходах выполнялись с максимально возможным весом в пределах технически правильного выполнения упражнения с сохранением заданного темпа и количества повторений. Перед выполнением протокола выполнялась суставная разминка с повышенным вниманием к тазобедренным и коленным суставам и аэробная разминка в течении 5 минут на велоэргометре на пульсе зоны легкой активности (50-60% от максимальной ЧСС).
После выполнения упражнений производят измерение и оценку тех же параметров, что производились до нагрузки: толщина эпимизия, перимизия, мышечных пучков 4-х главой мышцы бедра, дополнительно оценивая их структуру и контуры, толщину общего сухожилия 4-х главой мышцы бедра и собственной связки надколенника, скорость  венозного оттока от глубокой вены бедра. Далее полученные данные по указанным параметрам сравниваются с показателями, соответствующими до нагрузки. Изменение соответствующих параметров, а именно: увеличение толщины эпимизия, перимизия, мышечных пучков 4-х главой мышцы бедра, повышение скорости кровотока, увеличение толщины общего сухожилия и увеличение толщины собственной связки надколенника, свидетельствуют о наличии EIMD-синдрома у пациента.
С помощью этого способа были проведены регистрация и измерение анатомической структуры сгибательно-разгибательной группы 4-главой мышцы бедра у 30 спортсменов. Ультразвуковое сканирование проводилось на аппарате SONOSCAPE S6 линейным датчиком на рабочей частоте 6–12 МГц, на глубине до 4,0-6,0 см по разработанной методике. При большой мышечной массе у спортсменов применялся конвексный датчик с частотой излучения 3-6 МГц.
Исследование проводили в положении лежа на спине с вытянутыми вдоль ногами. Линейный датчик устанавливался в передней продольной позиции в проекции средней трети бедра. Далее датчик перемещался дистально и продольно вдоль брюшка исследуемой мышцы с шагом 0,3 см с оценкой внутренних структур: кожи, подкожно-жировой клетчатки, эпимизия, мышечных пучков, перимизия и однородности мышцы в целом. Данная позиция позволяла оценить строение головки m. rectus femoris, произвести замеры толщины эпимизия, перимизия, мышечных пучков, оценить их структуру. Далее датчик поворачивался перпендикулярно оси мышцы для замера толщины и ширины головки мышцы. Данные замеры проводились на уровне средней трети головок m. vastus medialis m.vastus lateralis. Также проводились замеры общего сухожилия 4-х главой мышцы бедра, собственной связки надколенника по стандартным методикам Оценка венозного оттока проводилась в глубокой бедренной вене при помощи цветного допплеровского картирования на уровне ее средней трети по медиальной поверхности при отведении бедра.
Все измерения аналогичным образом проводились и на контрлатеральной стороне до и после максимальной нагрузки.
Способ был разработан в результате исследования, в рамках которого были обследованы 30 пациентов в возрасте от 20 до 35 лет, ориентированных в своих физических упражнениях на статические и эксцентрические нагрузки на тренажерах. Из них 15 мужчин и 15 женщин. Стаж в спорте составил более 5 лет. Всем измеряли среднюю толщину эпимизия, перимизия, мышечных  пучков 4-х главой мышцы бедра   с оценкой их структуры и контуров, венозного оттока от глубокой вене бедра и  толщиной собственной связки надколенника, общего сухожилия 4-х главой мышцы бедра до и после нагрузки.
Результаты исследования обрабатывались с использованием пакетов прикладных компьютерных программ Microsoft Excel 2010, Statistica 13.3. Достоверность различий между разными этапами исследования определялась по критерию Вилкоксона, между группами мужчин и женщин – с помощью критерия Манна-Уитни. Различия считались достоверными на уровне значимости p<0,05. Корреляционный анализ проводился с применением критериев Пирсона и Спирмена, в работе использовались значения коэффициентов корреляции значимые на уровне p<0,05.
В таблице 1 представлена динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра правой ноги у мужчин и женщин после выполнения физической нагрузки.
Таблица 1 – Динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра правой ноги у мужчин и женщин после выполнения физической нагрузки
Показатель
Этап исследования
М±m
Уровень значимости различий между этапами исследования, р
Уровень значимости различий между мужчинами и женщинами, р
Мужчины
Женщины
Мужчины
Женщины
Эпимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,62±0,17
0,92±0,12
<b>0,006</b>
<b>0,017</b>
0,253
после нагрузки
1,14±0,08
1,18±0,07
0,524
Эпимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,65±0,17
0,8±0,11
<b>0,021</b>
<b>0,005</b>
0,703
после нагрузки
1,16±0,11
1,12±0,07
0,862
Эпимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,7±0,19
0,96±0,12
<b>0,004</b>
<b>0,033</b>
0,624
после нагрузки
1,26±0,1
1,27±0,07
0,750
Перимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,42±0,1
0,65±0,08
<b>0,021</b>
<b>0,025</b>
0,221
после нагрузки
0,72±0,03
0,81±0,04
0,142
Перимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,38±0,09
0,64±0,1
<b>0,003</b>
0,091
0,157
после нагрузки
0,71±0,02
0,81±0,06
0,328
Перимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,44±0,11
0,71±0,1
<b>0,016</b>
0,203
0,142
после нагрузки
0,76±0,05
0,83±0,04
0,369
Мышечный пучок (мм), m. rectus femoris
Фон
0,79±0,17
1,29±0,14
<b>0,016</b>
0,279
<b>0,014</b>
после нагрузки
1,26±0,11
1,5±0,1
<b>0,036</b>
Мышечный пучок (мм), m. vastus medialis
Фон
0,83±0,18
1,16±0,15
<b>0,021</b>
0,388
0,149
после нагрузки
1,25±0,1
1,38±0,08
0,092
Мышечный пучок (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,87±0,2
1,3±0,15
0,131
0,173
0,053
после нагрузки
1,21±0,08
1,49±0,11
0,157
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), длина
Фон
5,43±0,19
5,26±0,24
0,071
0,050
0,840
после нагрузки
6,69±0,29
6,05±0,41
0,330
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), ширина
Фон
10,37±4,43
6,28±0,32
0,068
<b>0,046</b>
0,564
после нагрузки
13,16±5,89
8,04±0,49
0,504
Объем m. rectus femoris, длина
Фон
16,42±2,13
17,68±6,07
0,144
0,515
0,145
после нагрузки
19,03±1,49
12,11±2,03
<b>0,015</b>
Объем m. rectus femoris, ширина
Фон
95,67±4,98
72,74±13,05
<b>0,028</b>
0,386
0,393
после нагрузки
95,08±3,51
67,14±12,85
0,273
Объем m. rectus femoris, объем
Фон
1538,92±175,42
1530,48±632,01
<b>0,028</b>
0,333
0,209
после нагрузки
1778,63±137,65
926,31±230,37
<b>0,017</b>
Венозный отток (см\сек)
Фон
8,08±1,92
12,47±3,13
0,655
0,463
0,464
после нагрузки
7±2
11,24±2,82
0,617
В таблице 2 представлена динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра левой ноги у мужчин и женщин после выполнения физической нагрузки.
Таблица 2 – Динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра левой ноги у мужчин и женщин после выполнения физической нагрузки
Показатель
Этап исследования
M±m
Уровень значимости различий между этапами исследования, р
Уровень значимости различий между мужчинами и женщинами, р
Мужчины
Женщины
Мужчины
Женщины
Эпимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,67±0,18
0,96±0,12
<b>0,006</b>
<b>0,017</b>
0,724
после нагрузки
1,2±0,11
1,12±0,06
0,562
Эпимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,65±0,18
0,92±0,12
<b>0,021</b>
<b>0,005</b>
0,369
после нагрузки
1,25±0,14
1,08±0,07
0,385
Эпимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,76±0,21
1,03±0,15
<b>0,004</b>
<b>0,033</b>
0,707
после нагрузки
1,26±0,1
1,22±0,08
0,664
Перимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,38±0,09
0,71±0,1
<b>0,021</b>
<b>0,025</b>
0,115
после нагрузки
0,69±0,03
0,79±0,06
0,415
Перимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,4±0,09
0,63±0,08
<b>0,003</b>
0,091
0,242
после нагрузки
0,7±0,02
0,86±0,07
0,142
Перимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,43±0,12
0,68±0,1
<b>0,016</b>
0,203
0,175
после нагрузки
0,73±0,03
0,93±0,07
0,073
Мышечный пучок (мм), m. rectus femoris
Фон
0,85±0,2
1,28±0,16
<b>0,016</b>
0,279
<b>0,061</b>
после нагрузки
1,24±0,09
1,66±0,14
<b>0,016</b>
Мышечный пучок (мм), m. vastus medialis
Фон
0,89±0,2
1,18±0,1
<b>0,021</b>
0,388
0,115
после нагрузки
1,23±0,07
1,59±0,14
0,109
Мышечный пучок (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,85±0,16
1,1±0,11
0,131
0,173
0,204
после нагрузки
1,25±0,08
1,51±0,13
0,242
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), длина
Фон
5,47±0,3
5,15±0,28
0,071
0,050
0,504
после нагрузки
7,04±0,92
6,16±0,32
0,921
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), ширина
Фон
6,74±0,46
6,55±0,65
0,068
<b>0,046</b>
0,871
после нагрузки
14,34±6,98
7,69±0,52
0,879
Объем m. rectus femoris, длина
Фон
24,75±7,92
17,47±6,74
0,144
0,515
0,097
после нагрузки
23,23±4,45
11,4±1,76
<b>0,005</b>
Объем m. rectus femoris, ширина
Фон
98,33±5,65
74,57±13,18
<b>0,028</b>
0,386
0,315
после нагрузки
95,55±4,46
83,97±10,02
0,977
Объем m. rectus femoris, объем
Фон
2508,1±937,9
1637,8±788,4
<b>0,028</b>
0,333
0,079
после нагрузки
2309,5±589,1
989,2±176,9
<b>0,008</b>
Венозный отток (см\сек)
Фон
7,84±2,17
12,89±2,99
0,655
0,463
0,405
после нагрузки
6,95±0,05
7,65±2,16
0,846
В группах мужчин и женщин после нагрузки отмечается статистически значимое увеличение эпимизия всех трех головок 4-х главой мышцы бедра как правой, так и левой ноги.
Правая нога. Эпимизий головки m. rectus femoris у мужчин увеличился на 83,9% с 0,62±0,17 мм до 1,14±0,08 мм (р=0,006), у женщин на 28,3% с 0,92±0,12 мм до 1,18±0,07 мм (р=0,017). Эпимизий головки m. vastus medialis у мужчин увеличился на 78,5% с 0,65±0,17 мм до 1,16±0,11 мм (р=0,021), у женщин на 40% с 0,8±0,11 мм до 1,12±0,07 мм (р=0,005). Эпимизий головки m. vastus lateralis у мужчин увеличился на 80% с 0,7±0,19 мм до 1,26±0,1 мм (р=0,004), у женщин на 32,3% с 0,96±0,12 мм до 1,27±0,07 мм (р=0,033) ( табл. 1).
Левая нога. Эпимизий головки m. rectus femoris у мужчин увеличился на 79,1% с 0,67±0,18 мм до 1,2±0,11 мм (р=0,006), у женщин на 16,7% с 0,96±0,12 мм до 1,12±0,06 мм (р=0,017). Эпимизий головки m. vastus medialis у мужчин увеличился на 92,3% с 0,65±0,18 мм до 1,25±0,14 мм (р=0,021), у женщин на 17,4% с 0,92±0,12 мм до 1,08±0,07 мм (р=0,005). Эпимизий головки m. vastus lateralis у мужчин увеличился на 65,8% с 0,76±0,21 мм до 1,26±0,1 мм (р=0,004), у женщин на 18,4% с 1,03±0,15 мм до 1,22±0,08 мм (р=0,033) ( табл. 3).
Изменение толщины эпимизия, в сторону его утолщения и повышения эхогенности, подтверждает значительное превышение физической нагрузки.
На фоне нагрузок происходило также утолщение перимизия, регистрировалась нечеткость его эхоструктуры, неровность его контуров.
Статистически значимое увеличение перимизия было у пучка m. rectus femoris как у мужчин, так и женщин, а вот пучков m. vastus medialis и m. vastus lateralis - только у мужчин.
Перимизий головки m. rectus femoris на правой ноге у мужчин увеличился на 71,4% с 0,42±0,1 мм до 0,72±0,03 мм (р=0,021), на левой ноге увеличился на 81,6% с 0,38±0,09 мм до 0,69±0,03 мм (р=0,021). У женщин перимизий головки m. rectus femoris на правой ноге увеличился на 24,6% с 0,65±0,08 мм до 0,81±0,04 мм (р=0,025), на левой ноге – на 11,3% с 0,71±0,1 мм до 0,79±0,06 мм (р=0,025) ( табл. 1-2).
У мужчин перимизий головки m. vastus medialis на правой ноге увеличился на 86,8% с 0,38±0,09 мм до 0,71±0,02 мм (р=0,003), на левой ноге на 75% с 0,4±0,09 мм до 0,7±0,02 мм (р=0,003). Перимизий головки m. vastus lateralis на правой ноге у мужчин увеличился на 72,7% с 0,44±0,11 мм до 0,76±0,05 мм (р=0,016), на левой ноге - на 69,8% с 0,43±0,12 мм до 0,73±0,03 мм (р=0,016) ( табл. 1-2).
У женщин также отмечается тенденция к увеличению перимизия пучков m. vastus medialis и m. vastus lateralis, однако достоверных различий с данными фонового исследования выявлено не было.
Подобная ультразвуковая картина увеличения толщины мышечных волокон характерна для начальных стадий миофиброза, который возникает у работников, занятых на вредном производстве с повышенными физическими нагрузками. Несмотря на вышеизложенные признаки повреждения мышечных волокон, при ультразвуковом исследовании ни разу не регистрировались надрывы, разрывы или другие виды тяжелой травматизации мышечной ткани, требовавших госпитализации и лечения.
С учетом патогенеза развития EIMD-синдрома и причин развития болевого синдрома, в процессе обследования исследовались места крепления мышечных пучков к костным основаниям, а также крупные сухожилия (сухожилие четырехглавой мышцы бедра). В результате осмотра было статистически достоверно выявлено утолщение общего сухожилия 4-хглавой мышцы бедра, после физической нагрузки у 80% испытуемых не зависимо от гендерных особенностей (табл. 3, 4). Появление под сухожильной оболочкой жидкости (ультразвуковые признаки тендовагинита). У испытуемых с длительно сохранявшимся болевым синдромом, наблюдались ультразвуковые признаки тендинопатии и тендиноза.
Наблюдается достоверное увеличение мышечных пучков m. rectus femoris и m. vastus medialis на обеих ногах у мужчин. Мышечный пучок m. rectus femoris на правой ноге увеличен на 59,5% с 0,79±0,17 мм до 1,26±0,11 мм (р=0,016), на левой ноге – на 45,9% с 0,85±0,2 мм до 1,24±0,09 мм (р=0,016). Мышечный пучок m. vastus medialis на правой ноге увеличен на 50,6% с 0,83±0,18 мм до 1,25±0,1 мм (р=0,021), на левой ноге – на 38,2% с 0,89±0,2 мм до 1,23±0,07 мм (р=0,021) (табл. 3, 4).
Размер мышечного пучка m. vastus lateralis после нагрузки также увеличивается на обеих ногах как у мужчин, таки у женщин, однако данные изменения не имеют статистической значимости.
Сухожилие четырехглавой мышцы бедра достоверно увеличено в ширину у женщин на обеих ногах. На правой ноге увеличение составило 28% с 6,28±0,32 мм до 8,04±0,49 мм (р=0,046), на левой ноге – 17,4% с 6,55±0,65 мм до 7,69±0,52 мм (р=0,046).
В группе мужчин наблюдается достоверное изменение объемов пучка m. rectus femoris на обеих ногах. На правой ноге ширина пучка m. rectus femoris уменьшилась на 0,6% с 95,67±4,98 до 95,08±3,51 (р= 0,028); на левой ноге – на 2,8 % с 98,33±5,65 до 95,55±4,46 (р= 0,028).  Объем пучка m. rectus femoris на правой ноге увеличился на 15,6% с 1538,92±175,42 до 1778,63±137,65 (р= 0,028), а на левой ноге уменьшился на 7,9% с 2508,1±937,9 до 2309,5±589,1 (р= 0,028) (табл. 3-4).
Важным критерием оценки интенсивности нагрузки стала оценка скорости венозного кровотока по глубоким венам нижних конечностей. У 30% исследуемых с длительно сохраняющимся болевым синдромом отток по V. femoralis profunda был усилен, что указывало на застойные явления в мышечной ткани после повреждения.
У испытуемых выявлены статистически значимые гендерные различия по размеру мышечного пучка m. rectus femoris, в группе мужчин мышечный пучок был достоверно ниже, чем у женщин, как на фоне, так и в первый день после выполнения физической нагрузки. Также у мужчин длина и объем m. rectus femoris после нагрузки были достоверно больше, чем у женщин.
В ходе математической обработки данных ультразвукового исследования четырехглавой мышцы бедра были рассчитаны средние значения изучаемых показателей для группы испытуемых в целом, без деления их по гендерному признаку. Результаты анализа представлены в таблице 3 по правой ноге и таблице 4 по левой ноге.
Таблица 3 – Динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра правой ноги после выполнения физической нагрузки
Показатель
Этап исследования
M±m
Уровень значимости различий между этапами исследования, р
Эпимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,78±0,10
<b>0,0004</b>
после нагрузки
1,16±0,05
Эпимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,73±0,1
<b>0,0002</b>
после нагрузки
1,14±0,06
Эпимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,83±0,11
<b>0,0004</b>
после нагрузки
1,26±0,06
Перимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,54±0,07
<b>0,001</b>
после нагрузки
0,76±0,03
Перимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,51±0,07
<b>0,002</b>
после нагрузки
0,76±0,04
Перимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,58±0,08
<b>0,006</b>
после нагрузки
0,80±0,03
Мышечный пучок (мм), m. rectus femoris
Фон
1,05±0,12
<b>0,010</b>
после нагрузки
1,38±0,08
Мышечный пучок (мм), m. vastus medialis
Фон
1,00±0,12
<b>0,015</b>
после нагрузки
1,31±0,06
Мышечный пучок (мм), m. vastus lateralis
Фон
1,09±0,13
0,050
после нагрузки
1,36±0,07
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), длина
Фон
5,34±0,15
<b>0,007</b>
после нагрузки
8,32±2,21
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), ширина
Фон
6,32±0,27
<b>0,007</b>
после нагрузки
10,48±2,80
Объем m. rectus femoris, длина
Фон
17,24±3,93
0,196
после нагрузки
15,57±1,43
Объем m. rectus femoris, ширина
Фон
80,83±8,90
<b>0,049</b>
после нагрузки
81,11±7,14
Объем m. rectus femoris, объем
Фон
1533,46±406,12
<b>0,044</b>
после нагрузки
1352,47±158,49
Венозный отток (см\сек)
Фон
11,49±2,49
0,529
после нагрузки
10,18±2,21
Таблица 4 – Динамика показателей УЗИ четырехглавой мышцы бедра левой ноги после выполнения физической нагрузки
Показатель
Этап исследования
M±m
Уровень значимости различий между этапами исследования, р
Эпимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,82±0,11
<b>0,0258</b>
после нагрузки
1,15±0,06
Эпимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,79±0,11
<b>0,0011</b>
после нагрузки
1,16±0,07
Эпимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,9±0,13
<b>0,0203</b>
после нагрузки
1,24±0,06
Перимизий (мм), m. rectus femoris
Фон
0,55±0,08
<b>0,018</b>
после нагрузки
0,74±0,03
Перимизий (мм), m. vastus medialis
Фон
0,52±0,06
<b>0,001</b>
после нагрузки
0,78±0,04
Перимизий (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,56±0,08
<b>0,001</b>
после нагрузки
0,83±0,05
Мышечный пучок (мм), m. rectus femoris
Фон
1,07±0,13
<b>0,002</b>
после нагрузки
1,46±0,09
Мышечный пучок (мм), m. vastus medialis
Фон
1,04±0,11
<b>0,004</b>
после нагрузки
1,41±0,09
Мышечный пучок (мм), m. vastus lateralis
Фон
0,98±0,1
<b>0,010</b>
после нагрузки
1,38±0,08
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), длина
Фон
5,3±0,2
<b>0,010</b>
после нагрузки
6,64±0,52
Сухожилие m. quadriceps femoris (мм), ширина
Фон
6,63±0,41
0,066
после нагрузки
11,35±3,84
Объем m. rectus femoris, длина
Фон
20,04±5,1
0,287
после нагрузки
16,82±2,52
Объем m. rectus femoris, ширина
Фон
82,96±9,05
<b>0,011</b>
после нагрузки
89,28±5,81
Объем m. rectus femoris, объем
Фон
1944,97±599,31
0,177
после нагрузки
1594,34±311,15
Венозный отток (см\сек)
Фон
11,62±2,38
0,753
после нагрузки
7,45±1,5
Как видно из таблицы в целом по группе наблюдаются аналогичные изменения параметров ультразвукового исследования четырехглавой мышцы бедра испытуемых, как и в отдельных группах женщин и мужчин.
Отмечается статически значимое увеличение эпимизия, перимизия, мышечного пучка, сухожилия четырехглавой мышцы бедра; изменение объемов пучка m. rectus femoris.
Дополнительно хотелось бы выделить статистически значимое изменение мышечного пучка m. vastus lateralis на левой ноге в общей группе, а также достоверное увеличение длины сухожилия m. quadriceps femoris в общей группе.
Обобщив результаты проведенного исследования, стало возможным сформулировать Ультразвуковые критерии ранней диагностики мышечных изменений 4-х главой мышцы бедра при EIMD-синдроме.
1. Увеличение толщины эпимизия на 50%, перимизия на 40%, мышечного пучка на 35% (по каждой мышце) после максимальной нагрузки.
2. Повышение скорости венозного оттока по глубокой вены бедра от 20 до 60% после максимальной нагрузки.
3. Увеличивается толщина общего сухожилия 4-х главой мышцы бедра и собственной связки надколенника на 40% после максимальной нагрузки.
Предлагаемый способ отличается от описанных методик УЗИ тем, что проводится комплексная количественная оценка анатомических элементов всех головок 4-х главой мышцы бедра, толщины общей связки 4-х главой мышцы бедра, собственной связки надколенника, а также функциональных изменений кровотока - венозного оттока по глубокой вене бедра с последующим сопоставлением величин до и после нагрузки.
Данный способ позволяет максимально персонализировать и объективизировать подбор максимально допустимых физических нагрузок у спортсменов спорта высоких достижений.
Способ подтверждается следующими клиническими примерами.
1. Пациент П., 30 лет, мужчина, профессия тренер, стаж работы по специальности 10 лет. Выполнил жим платформы ногами лёжа в тренажере с общим объёмом работы 6 подходов по 12 повторений по 120 кг и 2 подводящих подхода с весом 50 кг на 8 повторов и 75 на 6 повторов. Итого общий тоннаж составил 9460 кг после 86 повторений. По данным УЗИ-исследования 4-х главой мышцы бедра пациента до нагрузки справа толщина эпимизия m.rectus femoris 1,3 мм, m.vastus medialis 0,9 мм, m.vastus lateralis 0,9 мм, толщина перимизия m.rectus femoris 0,9 мм, m.vastus medialis  0,8 мм, m.vastus lateralis 0,8мм, толщина мышечных пучков m.rectus femoris  0,1 мм, m.vastus medialis 0,2  мм, m.vastus lateralis 0,2 мм.
После нагрузки данные были следующие: толщина эпимизия m.rectus femoris 1,45 мм, m.vastus medialis  1.1мм, m.vastus lateralis 1,1 мм, толщина перимизия m.rectus femoris 1,3 мм, m.vastus medialis 1.2 мм, m.vastus lateralis 1.1 мм, толщина мышечных пучков m.rectus femoris 1,1мм, m.vastus medialis 1,2 мм, m.vastus lateralis 1,2 мм. Общее сухожилия m.quadriceps femoris до нагрузки 5,0 мм, после нагрузки 5,8 мм. Толщина собственной связки надколенника до нагрузки 3,5 мм, после нагрузки 3,8 мм. Венозный отток до нагрузки 10 см/сек, после 15,1 см/сек. Таким образом, отмечается статистически значимое увеличение после нагрузки толщины эпимизия, перимизия, мышечных пучков, усиление венозного оттока, увеличение толщины собственной связки надколенника, общего сухожилия m.quadriceps femoris.
2. Пациентка К., 28 года, женщина, профессия тренер, стаж работы по специальности 10 лет. Выполнила жим платформы ногами лёжа в тренажере с общим объёмом работы - 6 подходов по 12 повторений 80 кг и 2 подводящих подхода с весом 30 кг на 8 повторов и 50 кг на 6 повторов. Итого общий тоннаж составил 6300 кг после 86 повторений.  По данным УЗИ-исследования 4-х главой мышцы бедра пациентки до нагрузки справа толщина эпимизия m.rectus femoris 0,84 мм, m.vastus medialis 0,57 мм, m.vastus lateralis 0,77 мм, толщина перимизия m.rectus femoris 0,77  мм, m.vastus medialis  0,67 мм, m.vastus lateralis  0,85мм, толщина мышечных пучков m.rectus femoris 1,4 мм, m.vastus medialis 0,71мм, m.vastus lateralis 1,42  мм.
После нагрузки данные были следующие: толщина эпимизия m.rectus femoris  0,93 мм, m.vastus medialis  1.12 мм, m.vastus lateralis 1,1 мм, толщина перимизия m.rectus femoris 0,95   мм, m.vastus medialis  0.93 мм, m.vastus lateralis 1.02 мм, толщина мышечных пучков m.rectus femoris 1,95  мм, m.vastus medialis 1,23 мм, m.vastus lateralis 2,01  мм. Общее сухожилия m.quadriceps femoris до нагрузки 7,37 мм, после нагрузки 8,53 мм. Толщина собственной связки надколенника до нагрузки 3,75 мм, после нагрузки 4,1 мм. Венозный отток до нагрузки 6,13 см/сек, после 9,2 см/сек. Таким образом, отмечается статистически значимое увеличение после нагрузки толщины эпимизия, перимизия, мышечных пучков, усиление венозного оттока, увеличение толщины собственной связки надколенника, общего сухожилия m.quadriceps femoris.
Разработанный способ позволяет найти ультразвуковые признаки в виде утолщение эпимизия, перимизия, мышечных пучков, усиления венозного оттока, утолщение собственной связки надколенника, общего сухожилия m.quadriceps femoris, что способствует ранней диагностике мышечных изменений m.quadriceps при EIMD-синдроме. Своевременное выявление мышечных изменений при EIMD-синдроме у спортсменов позволяет предотвратить более серьезные паталогические изменения мышц, такие как: надрывы, разрывы, а также другие виды тяжелой травматизации мышечной ткани, которые могут потребовать госпитализации и длительного лечения.
Сфера использования данного способа лежит в области контроля тренировочного цикла у людей занимающихся профессиональным спортом и позволяет индивидуально при динамическом наблюдении подобрать уровень максимальных предельно допустимых физических нагрузок, предотвращая развития спортивной травмы.
Способ доступен и прост в освоении, не требует инвазивных вмешательств, лучевая нагрузка на пациента исключается, с его помощью становится возможной оценка изменений в динамике. Выделение и использование при ультразвуковом исследовании определенных участков мышцы способствует стандартизации протокола исследования таких пациентов и получению данных, пригодных для дальнейшей сравнительной статистической обработки.