Морфофункциональные особенности мышечного сокращения на основе реконструированных объемных моделей тканей предплечья

Постановка проблемы. Анатомическая визуализация мягких тканей применяется уже более трех десятилетий с использованием магнитно-резонансной и компьютерной томографии, методов ультразвукового исследования. При регистрации сигналов нейромышечной активности, таких как электромиография, электроимпедансная миография, миотонография, величина сигналов, измеряемых с помощью биосенсорных систем, располагаемых на поверхности кожи в проекции мышц, и их изменение при сокращении/расслаблении мышц зависят от изменения взаимного расположения «электрод – мышца», а также от формы, размеров окружающих тканей. Количественная оценка деформаций мышечной ткани и кожно-жирового слоя на основании реконструированных объемных моделей представляет интерес для фундаментальных исследовательских и клинических задач.  В свою очередь, исследование морфологических изменений мышц и окружающих тканей при мышечном сокращении потенциально позволит привнести новые подходы к получению информации о совершаемом движении и определять не только его тип, но и проводить численную оценку силомоментных характеристик.

Цель. Разработка методических аспектов исследования морфофункциональных особенностей мышечного сокращения на основе реконструированных объемных моделей тканей предплечья.

Результаты. Полученные данные позволили установить количественные характеристики мышечного сокращения, в частности смещение центра масс мышечного брюшка, изменение его формы и толщины кожно-жирового слоя в проекции мышцы разгибателя пальцев. Результаты показали, что ультразвуковая визуализация с последующей реконструкцией объемных моделей тканей при их деформациях позволяет получать численные значения морфологических характеристик мышц и окружающих тканей. 

Практическая значимость. Предложенный метод позволит получать надежные и воспроизводимые модели тканей, а также проводить оценку биомеханических особенностей морфофункциональных изменений, что находит применение в таких областях, как медицинская диагностика, реабилитация, спортивная медицина, физиология, бионические системы. Благодаря использованию робота-манипулятора предложенный в работе метод является воспроизводимым и оператор-независимым.