Физиологическое моделирование биомеханических и электромиографических паттернов для определения предикторов риска формирования миофасциальной дисфункции в лицевой и шейной областях

Нарушение биомеханики в области краниоцервикального отдела с вовлечением миофасциальных структур является одной из распространенных причин для формирования и поддержания болей в области лица и шеи. Их распространенность среди населения в амбулаторной практике составляет от 10,4 до 21,3% [1—3]. Изменение функций скелетно-мышечной системы возникает на фоне длительного нахождения в вынужденной позе, малоподвижного образа жизни, асимметричных установочных поз, возросшего количества статических нагрузок и усугубляется при отсутствии профилактики и коррекции предикторов миофасциальных синдромов [4—7]. Адаптация к данным условиям проявляется целым рядом кинематических реакций, включающих в себя изменение биомеханики, и изменением миофасциальных взаимоотношений [8, 9]. Соответственно, особенности реагирования скелетно-мышечной системы человека целесообразно изучать на физиологических моделях двигательных паттернов, позволяющих выявить преобладающее влияние адресной адаптивной реакции [10, 11]. В связи с этим изучение физиологических механизмов перестройки и адаптации скелетно-мышечной системы к изменяющимся внешним условиям жизни современного человека является залогом повышения эффективности персонализированных программ коррекции [6, 7, 10—12].

Таким образом, изучение физиологических механизмов адаптации и коррекции скелетно-мышечной системы по функциональным и электрофизиологическим параметрам биомеханики представляется чрезвычайно актуальным для целей доклинической диагностики и профилактики миофасциальной дисфункции в лицевой и шейной областях.

Цель исследования — установить биомеханические и электромиографические (ЭМГ) паттерны мышц жевательной и цервикальной мускулатуры и определить их взаимное влияние на физиологической модели «Миофасциальный дисбаланс лицевой и цервикальной мускулатуры (ЛЦМ)».

В исследовании приняли участие 62 респондента (30 практически здоровых лиц и 32 пациента с хроническим миофасциальным болевым синдромом лица (ХМФБСЛ)). Возрастной/половой состав: 25 мужчин и 37 женщин; средний возраст 36±2,5 года. Критерии включения в исследование: возраст 18 лет и старше, наличие ХМФБСЛ свыше 6 мес. Клиническая характеристика когорты здоровых лиц и пациентов представлена в табл. 1.

Таблица 1. Клиническая характеристика когорты здоровых лиц и пациентов с ХМФБСЛ

Примечание. ХМФБСЛ — хронический миофасциальный болевой синдром лица.

В ходе исследования проводились классическое неврологическое обследование и вертеброневрологический осмотр. Поражения нервной и скелетно-мышечной систем исключались с помощью методов нейровизуализации. Оценка показателей биомеханики в трех плоскостях и ЭМГ-показателей лицевой и цервикальной мускулатуры проводилась с помощью аппаратной системы для комплексного определения двигательных функций, регистрации биомеханики движений и ЭМГ БИОМЕХАНИКА ТРАСТ-М (Россия). Для определения степени кинематического миофасциального взаимодействия лицевой и цервикальной мускулатуры регистрировались и анализировались: кинематика движений, функционирование мышечного каркаса, асимметрия, биоэлектрическая активность. Для оценки данных показателей выполнялся поиск по следующим группам мышц: m. scalenus, m. sternocleidomastoideus, m. trapezius, m. rhomboideus, m. erector spinae (m. splenius capitis, m. splenius cervicis), m. pectoralis major, m. pectoralis minor, m. deltoideus.

В ходе обследования лиц с ХМФБСЛ были отобраны наиболее информативные показатели (угол наклона вперед/назад, влево/вправо головы, шейного, грудного, поясничного отделов позвоночника, изменение ЭМГ-показателей при сжатии, открытии/закрытии рта), которые статистически значимо отличались от показателей в группе контроля и могли явиться опорными для сравнения. Полученные данные использовались для построения физиологической модели «Миофасциальный дисбаланс ЛЦМ» с последующей оценкой кинематической взаимосвязи миофасциальных структур. Миофасциальный дисбаланс достигался с помощью средств внешней фиксации по визуальным, биомеханическим и ЭМГ-параметрам — воссоздавалась перестройка миофасциальных структур в соответствии с двигательным паттерном при ХМФБСЛ.

В качестве внешней фиксации использовалась эластичная лента, которая со смещенным вектором натяжения закреплялась на области нижней челюсти, создавая ограничения подвижности. При определении идентичности модели были разработаны три близких варианта фиксации в модели, в которых отражены показатели, максимально соответствующие биомеханическим и ЭМГ-показателям двигательного стереотипа с ХМФБСЛ (рис. 1).

Рис. 1. Варианты наложения внешней фиксации для воссоздания перестройки миофасциального дисбаланса.

При дальнейшем изучении моделей было выявлено, что только в варианте 3 удалось обеспечить условия более надежной фиксации и соблюсти необходимые требования к ЭМГ-регистрации. Выбранными точками регистрации были: мышцы-разгибатели шейного отдела позвоночника, грудино-ключично-сосцевидные мышцы, которые продемонстрировали достоверную (p<0,005) степень выраженности содружественного ответа с m. masseter, m. temporalis.

В дальнейшем данный метод использовался в качестве базового. При апробации варианта 3 модели использовалась комплексная нагрузочная проба для выявления изменений кинематики обследуемых лиц с пятикратной регистрацией параметров. Таким образом, достигались изменения ЭМГ-ответа от структур лицевой и цервикальной мускулатуры. Воздействие имело полностью обратимый характер, что подтверждалось восстановлением всех показателей спустя 30 мин после окончания нагрузочного теста.

Проведение исследования было одобрено Этическим комитетом ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России. Анализ и обработку данных проводили в соответствии с письменным информированным добровольным согласием респондентов. Полученные данные обработаны в программе Statistica 10.0. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в исследовании принимали равным 0,05.

При выполнении у обследуемых комплексной нагрузочной пробы (это специальные упражнения на жевательную мускулатуру: форсированное открытие рта, движение нижней челюсти вперед-назад, влево-вправо, смыкание/размыкание зубов) проводились оценка двигательных паттернов краниального и цервикального регионов, регистрация углов наклона в стороны, сгибания/разгибания при движениях головы, шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. Были выявлены изменения базисного темпа прироста кинематических показателей: снижение объема движения при латерофлексии на 27,7%, при сгибании/разгибании головы на 32,5%. При работе с физиологической моделью были выявлены изменения, которые отразились и на показателях цервикальнгого и торакального отделов позвоночника. Так, изменения кинематики в цервикальном и грудном отделах позвоночника имели статистически значимое уменьшение объема движения: сгибание/разгибание в шейном отделе позвоночника — на 21,4%, наклоны в грудном отделе — на 18,4% (p<0,005). Кинематические показатели поясничного отдела позвоночника имели изменения, которые были статистически незначимы. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2. Изменения показателей биомеханики на физиологической модели миофасциального дисбаланса

Примечание. * — изменение показателя статистически значимо (p<0,05).

При определении кинематической миофасциальной взаимосвязи регистрировался достоверно возрастающий ответ ЭМГ-потенциалов от цервикальной группы мышц как при смыкании/сжатии нижней челюсти (рис. 2), так и при размыкании/открытии рта (рис. 3).

Рис. 2. Демонстрация ЭМГ-ответа с разгибателей шейного отдела позвоночника и грудино-ключично-сосцевидных мышц при сжатии/смыкании нижней челюсти.

Рис. 3. Демонстрация ЭМГ-ответа с разгибателей шейного отдела позвоночника и грудино-ключично-сосцевидных мышц при размыкании/открытии нижней челюсти.

В качестве оценки изменения ЭМГ-показателей был выбран показатель базисного темпа прироста, демонстрирующий изменение признака в ответ на меняющиеся условия. Так, при проведении нагрузочной пробы у лиц с моделированным паттерном ХМФБСЛ коэффициент прироста ЭМГ-сигнала от исходного уровня составил в m. sternocleidomastoideus 33,5% при наклоне головы в сторону, 29,1% при наклоне головы вперед/назад, 47,1% при смыкании нижней челюсти. Также получены статистически достоверные различия по ЭМГ-сигналу в разгибателях цервикального отдела: коэффициент прироста при наклоне головы в сторону — 26,3%, при наклоне головы вперед/назад, — 30,2%, при открытии рта — 29,6% (табл. 3).

Таблица 3. Динамика базисного темпа прироста электромиографических показателей на физиологической модели «Миофасциальный дисбаланс ЛЦМ»

Примечание. ЛЦМ — лицевая и цервикальная мускулатура; * — изменение показателя статистически значимо (p<0,05).

Таким образом, предусмотренное моделью физическое воздействие не только приводило к изменению кинематики движений локального характера, но и позволяло предположить возможную генерализацию кинематических изменений, затрагивающих и другие регионы.

Воссозданная физиологическая модель продемонстрировала риск формирования предикторов изменения мышечного тонуса и дискоординации работы миофасциальных структур, следовательно, при длительном воздействии подобных факторов (это повторяющиеся микротравмы или биомеханические перегрузки: длительная неправильная поза, дискоординированные динамические нагрузки, психологические факторы с мышечно-тоническим компонентом) высок риск возникновения патологических двигательных стереотипов. По окончании исследования все показатели биомеханических перестроек вернулись к исходным значениям, что подтверждает возможность коррекции двигательных паттернов при функциональном характере изменений и устранении патологического фактора воздействия.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.