УЗИ костно-мышечной системы в динамике
Исследователи разработали новый метод изучения качественных показателей костно-мышечной системы в движении на основе доплеровской ультразвуковой сонографии.
Воспалительные процессы и травмы в суставах характеризуются сложными динамическими изменениями в мышечной системе.
Визуализация мышц и связок в движении поможет определить степень и место повреждения сустава и стать новым эффективным инструментом в биомеханических клинических исследованиях.
В клинической практике широко используется УЗИ костно-мышечной системы - качественное измерение морфологии мышц и их архитектуры в статике (толщина мышц, их длинна и ширина, площадь поперечного сечения, угол перистости фиброзных волокон, длинна фасций).
Ученые из университета Джорджа Масона (США) получили полную картину работы мышц ноги в движении, при этом использовались ультразвуковые режимы, которые широко применяются в клинической практике.
Первоначально планировалось проводить ультразвуковую визуализацию в серошкальном режиме (В-режим). Но данный метод не позволяет измерить скорость сокращения волокон, напряжение и процентное отношение изменений напряжения. Использование доплеровского режима, которое широко применяется в кардиологии для оценки функции сердца, помогло решить эту проблему.
Действие инновационной ультразвуковой технологии основывается на режиме направленного тканевого доплеровского ультразвука (vector tissue Doppler imaging (vTDI)). Методика позволяет регистрировать скорость сокращения, деформацию и процент деформации мышечных волокон с временным разрешением в доли секунды на протяжении всей динамической активности.
Сам процесс исследования проходит следующим образом. Небольшие белые шары размещаются на определенных точках по всему телу, а доплеровский ультразвуковой датчик крепится на ноге. Пациент проделывает ряд физических упражнений, при этом проводилась запись движения белых шариков на видеокамеру и визуализация мышечной активности с помощью ультразвукового аппарата. Слияние двух изображений расширяет горизонты в исследовании костно-мышечной системы.
Данные, полученные с помощью УЗИ, возможно использовать с другими биомеханическими технологиями, таких как трех мерное отображение кинематическое и кинетическое движение суставов, электромиография (EMG) с учетом времени мышечной активации и силовыми пластинами для измерения силы реакции.
Интеграция все этих технологий может привести к лучшему пониманию динамической функции и дисфункции мышц, которые лежат в основе патогенеза и патофизиологии расстройств мышечно-скелетной системы, и создаст новую методологическую базу в понимании мышечной функции in vivo.
Предварительные результаты исследования были опубликованы в онлайн журнале JoVE.