Дослідження спектрів локальних м’язових переміщень при корельованих та некорельованих ізометричних м’язових контактаціях
Ключові слова:
ізометричні м’язові скорочення, плечелучевий м’яз передпліччя, ультразвукова допплерівська міографія, комп’ютерне моделювання, спектр переміщень
Анотація
В роботі досліджені спектральні характеристики ізометричних м’язових контрактацій
плечелучевого м’яза передпліччя людини m. flexor digitorum profundus при статичному
навантаженні. Отримані методом ультразвукової допплерівської міографії спектри корельованих
ті некорельованих м’язових контрактацій порівнювалися з результатами теоретичної моделі, що
враховує в’язкі властивості м’язової тканини, а також із результатами проведеного комп’ютерного
моделювання, що засновані на загальноприйнятій на теперішній час теорії «ковзання» філаментів.
Обговорюються фізичні механізми, що можуть пояснити спостережувані відмінності експериментальних та модельних спектрів м’язових контрактацій у низькочастотній області 5-20 Гц.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Characterization of plaque components with intravascular ultrasound elastography in human femoral and coronary arteries in vitro / C.L. de Korte, G. Pasterkamp, A.F.W. van der Steen, [et al.] // Circulation. – 2000. – V. 102. – P. 617-623.
2. Sonographic elasticity imaging of acute and chronic deep venous thrombosis in humans / J.M. Rubin, H. Xie, K. Kim, [et al.] // J. Ultrasound Med. – 2006.- V. 25, N9. – P. 1179-1186.
3. Elastography: imaging the elastic properties of soft tissues with ultrasound / J. Ophir, S.K. Alam, B.S. Garra, [et al.] // J. Med. Ultrason. – 2002. – V. 29, N4. – P. 155-171.
4. The estimation of elasticity and viscosity of soft tissues in vitro using the data of remote acoustic palpation / S. Girnyk, A. Barannik, E. Barannik, [et al.] // Ultrasound Med. Biol. – 2006. – V. 32, N2. – P. 211-219.
5. The influences of viscosity on the shear remotely induced by focused ultrasound in viscoelastic media / E.A. Barannik, S.A. Girnyk, V.V. Tovsniak, [et al.] // JASA. –2004. V.115. –P.2358-2364.
6. Barry D.T. Muscle sounds at the resonant frequencies of skeletal muscle / D.T. Barry, N.M. Cole // IEEE Trans Biomed Eng. – 1990. – V. 37, N 5. – P.525-531.
7. Levinson S.F. Doppler myography – detecting and imaging intrinsic muscle sounds / S.F. Levinson, H. Kanai, H. Hasegawa // Proceedings of the Fourth International Conference on the Ultrasonic Measurement and Imaging of Tissue Elasticity. – Lake Travis, Austin, Texas, USA, -2005. – P. 100.
8. . Tissue Doppler imaging for detecting onset of muscle activity / N. Pulkovski, P. Shenk, N.A. Maffiuletti, A.F. Mannion // Muscle Nerve. – 2008. – V. 37. – P.638-649.
9. Skeletal muscle contraction in healthy volunteers: assessment with Doppler tissue imaging / N.R. Grubb, A. Fleming, G.R. Sutherland, K.A. Fox // Radiology – 1995. – V.194. – P. 837-42.
10. Muscle sound frequencies of the frog are modulated by skeletal muscle tension / N.M. Cole, D.T. Barry // Biophys J. – 1994. – V. 66. – P. 1104-14.
11. Phonomyography and mechanomyography can be used interchangeably to measure neuromuscular block at the adductor pollicis muscle / T.M. Hemmerling, G. Michaud, G. Trager, [et al.] // Anesthesia & Analgesia. 2004. – V.98. – P. 377-381.
12. Comparison of phonomyography with balloon pressure mechanomyography to measure contractile force at the corrugator supercilii muscle / T.M. Hemmerling, G. Michaud, D. Babin, [et al.] // Can. J. Anaesth. V. 51. – V. 2. – 2004. – P. 116-121.
13. Доплеровская миография: локальная регистрация мышечной активности при статическом нагружении / А.А. Кулибаба, С.А. Гирнык, Д.А. Толстолужский, Е.A. Баранник // Біофізичний вісник – 2008. – Вип. 1. – С.79-87. /Doplerovskaja miografija: lokal'naja registracija myshechnoj aktivnosti pri staticheskom nagruzhenii / A.A. Kulibaba, S.A. Girnyk, D.A. Tolstoluzhskij, E.A. Barannik // Bіofіzichnij vіsnik – 2008. - Vip. 1. – S.79-87./
14. Displacement Spectra Under Isometric Muscle Contraction: Spectral Doppler Study and Theoretical Models of Ultrasound Response and Muscle Contraction / E.A. Barannik, A.A. Kulibaba, S.A. Girnyk, [et al.] // J Ultrasound Med. – 2012. – V.31. – P.1959-1972.
15. Wells P.N. Doppler studies of the vascular system / P.N. Wells // Eur J Ultrasound. – 1998. – V. 7. – P. 3-8.
16. Transcutaneous measurement and spectrum analysis of hart wall vibrations / H. Кanai, M. Sato, Y. Koiwa, N. Chubachi // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelectr. Freq. Control. – 1996. – V. 43. – P. 791-810.
17. Mashiyama T. Designing beam steering for accurate measurement of intima-media thickness at carotid sinus / T. Mashiyama, H. Hasegava, H. Kanai // Jap. J. Appl. Phys. – 2006. – V. 45, N5B. – P. 4722-4726.
18. Скресанова И.В. К теории спектрального анализа ультразвукового доплеровского отклика при изометрических мышечных сокращениях / И.В. Скресанова, Е.А. Баранник // Біофізичний вісник – 2010 – Вип. 1. – С. 92-102. /Skresanova I.V. K teorii spektral'nogo analiza ul'trazvukovogo doplerovskogo otklika pri izometricheskih myshechnyh sokrashhenijah / I.V. Skresanova, E.A. Barannik // Bіofіzichnij vіsnik – 2010 – Vip. 1. – S. 92-102./
19. Huxley A.F. Muscle structure and theories of contraction / A.F. Huxley // Prog. Biophys. Biophys. Chem. – 1957 – V. 7. – P. 255-318.
20. Hill T.L. On the sliding-filament model of muscular contraction, IV. Calculation of the force-velocity curves / T.L. Hill, J.M. White // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1968. – V. 61(3). – P. 889-96.
21. Eckersley R.J. Methodology for imaging time-dependent phenomena / Ed. by C.R. Hill, J.C. Bamber, G.R. ter Haar. – Physical Principles of Medical Ultrasonics. 2nd ed. Chichester, England: John Wiley & Sons. – 2004. – P. 303–335.
22. Ультразвуковая система для определения вязкоупругих свойств мягких тканей / С.А. Гирнык, Е.A. Баранник, А.Е. Баранник, [и др.] // Вісн. ХНУ № 637. Біофізичний вісник. – 2004. - Вип. 1-2. – С.94-101. /Ul'trazvukovaja sistema dlja opredelenija vjazkouprugih svojstv mjagkih tkanej / S.A. Girnyk, E.A. Barannik, A.E. Barannik, [i dr.] // Vіsn. HNU № 637. Bіofіzichnij vіsnik. – 2004. - Vip. 1-2. – S.94-101./
23. Doppler ultrasound detection of shear waves remotely induced in tissue phantoms and tissue in vitro / E.A. Barannik, S.A. Girnyk, V.V. Tovstiak, [et al.] // Ultrasonics. – 2002. – V. 40. – P. 849-852.
24. Ultrasound Doppler monitoring of soft tissues in vitro and tissue phantoms heating and thermal destruction induced by acoustic remote palpation / S.A. Girnyk, A.E. Barannik, V.V. Tovstiak, [et al.] // Ultrasound. Med. Biol. – 2009. – V. 34. – P. 764-772.
25. Martini F.H. Fundamentals of anatomy and physiology / F.H. Martini, W.C.Ober, C.W. Garrison, [et al.] // Prentice Hall, New Jersey. – 2001.
2. Sonographic elasticity imaging of acute and chronic deep venous thrombosis in humans / J.M. Rubin, H. Xie, K. Kim, [et al.] // J. Ultrasound Med. – 2006.- V. 25, N9. – P. 1179-1186.
3. Elastography: imaging the elastic properties of soft tissues with ultrasound / J. Ophir, S.K. Alam, B.S. Garra, [et al.] // J. Med. Ultrason. – 2002. – V. 29, N4. – P. 155-171.
4. The estimation of elasticity and viscosity of soft tissues in vitro using the data of remote acoustic palpation / S. Girnyk, A. Barannik, E. Barannik, [et al.] // Ultrasound Med. Biol. – 2006. – V. 32, N2. – P. 211-219.
5. The influences of viscosity on the shear remotely induced by focused ultrasound in viscoelastic media / E.A. Barannik, S.A. Girnyk, V.V. Tovsniak, [et al.] // JASA. –2004. V.115. –P.2358-2364.
6. Barry D.T. Muscle sounds at the resonant frequencies of skeletal muscle / D.T. Barry, N.M. Cole // IEEE Trans Biomed Eng. – 1990. – V. 37, N 5. – P.525-531.
7. Levinson S.F. Doppler myography – detecting and imaging intrinsic muscle sounds / S.F. Levinson, H. Kanai, H. Hasegawa // Proceedings of the Fourth International Conference on the Ultrasonic Measurement and Imaging of Tissue Elasticity. – Lake Travis, Austin, Texas, USA, -2005. – P. 100.
8. . Tissue Doppler imaging for detecting onset of muscle activity / N. Pulkovski, P. Shenk, N.A. Maffiuletti, A.F. Mannion // Muscle Nerve. – 2008. – V. 37. – P.638-649.
9. Skeletal muscle contraction in healthy volunteers: assessment with Doppler tissue imaging / N.R. Grubb, A. Fleming, G.R. Sutherland, K.A. Fox // Radiology – 1995. – V.194. – P. 837-42.
10. Muscle sound frequencies of the frog are modulated by skeletal muscle tension / N.M. Cole, D.T. Barry // Biophys J. – 1994. – V. 66. – P. 1104-14.
11. Phonomyography and mechanomyography can be used interchangeably to measure neuromuscular block at the adductor pollicis muscle / T.M. Hemmerling, G. Michaud, G. Trager, [et al.] // Anesthesia & Analgesia. 2004. – V.98. – P. 377-381.
12. Comparison of phonomyography with balloon pressure mechanomyography to measure contractile force at the corrugator supercilii muscle / T.M. Hemmerling, G. Michaud, D. Babin, [et al.] // Can. J. Anaesth. V. 51. – V. 2. – 2004. – P. 116-121.
13. Доплеровская миография: локальная регистрация мышечной активности при статическом нагружении / А.А. Кулибаба, С.А. Гирнык, Д.А. Толстолужский, Е.A. Баранник // Біофізичний вісник – 2008. – Вип. 1. – С.79-87. /Doplerovskaja miografija: lokal'naja registracija myshechnoj aktivnosti pri staticheskom nagruzhenii / A.A. Kulibaba, S.A. Girnyk, D.A. Tolstoluzhskij, E.A. Barannik // Bіofіzichnij vіsnik – 2008. - Vip. 1. – S.79-87./
14. Displacement Spectra Under Isometric Muscle Contraction: Spectral Doppler Study and Theoretical Models of Ultrasound Response and Muscle Contraction / E.A. Barannik, A.A. Kulibaba, S.A. Girnyk, [et al.] // J Ultrasound Med. – 2012. – V.31. – P.1959-1972.
15. Wells P.N. Doppler studies of the vascular system / P.N. Wells // Eur J Ultrasound. – 1998. – V. 7. – P. 3-8.
16. Transcutaneous measurement and spectrum analysis of hart wall vibrations / H. Кanai, M. Sato, Y. Koiwa, N. Chubachi // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelectr. Freq. Control. – 1996. – V. 43. – P. 791-810.
17. Mashiyama T. Designing beam steering for accurate measurement of intima-media thickness at carotid sinus / T. Mashiyama, H. Hasegava, H. Kanai // Jap. J. Appl. Phys. – 2006. – V. 45, N5B. – P. 4722-4726.
18. Скресанова И.В. К теории спектрального анализа ультразвукового доплеровского отклика при изометрических мышечных сокращениях / И.В. Скресанова, Е.А. Баранник // Біофізичний вісник – 2010 – Вип. 1. – С. 92-102. /Skresanova I.V. K teorii spektral'nogo analiza ul'trazvukovogo doplerovskogo otklika pri izometricheskih myshechnyh sokrashhenijah / I.V. Skresanova, E.A. Barannik // Bіofіzichnij vіsnik – 2010 – Vip. 1. – S. 92-102./
19. Huxley A.F. Muscle structure and theories of contraction / A.F. Huxley // Prog. Biophys. Biophys. Chem. – 1957 – V. 7. – P. 255-318.
20. Hill T.L. On the sliding-filament model of muscular contraction, IV. Calculation of the force-velocity curves / T.L. Hill, J.M. White // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1968. – V. 61(3). – P. 889-96.
21. Eckersley R.J. Methodology for imaging time-dependent phenomena / Ed. by C.R. Hill, J.C. Bamber, G.R. ter Haar. – Physical Principles of Medical Ultrasonics. 2nd ed. Chichester, England: John Wiley & Sons. – 2004. – P. 303–335.
22. Ультразвуковая система для определения вязкоупругих свойств мягких тканей / С.А. Гирнык, Е.A. Баранник, А.Е. Баранник, [и др.] // Вісн. ХНУ № 637. Біофізичний вісник. – 2004. - Вип. 1-2. – С.94-101. /Ul'trazvukovaja sistema dlja opredelenija vjazkouprugih svojstv mjagkih tkanej / S.A. Girnyk, E.A. Barannik, A.E. Barannik, [i dr.] // Vіsn. HNU № 637. Bіofіzichnij vіsnik. – 2004. - Vip. 1-2. – S.94-101./
23. Doppler ultrasound detection of shear waves remotely induced in tissue phantoms and tissue in vitro / E.A. Barannik, S.A. Girnyk, V.V. Tovstiak, [et al.] // Ultrasonics. – 2002. – V. 40. – P. 849-852.
24. Ultrasound Doppler monitoring of soft tissues in vitro and tissue phantoms heating and thermal destruction induced by acoustic remote palpation / S.A. Girnyk, A.E. Barannik, V.V. Tovstiak, [et al.] // Ultrasound. Med. Biol. – 2009. – V. 34. – P. 764-772.
25. Martini F.H. Fundamentals of anatomy and physiology / F.H. Martini, W.C.Ober, C.W. Garrison, [et al.] // Prentice Hall, New Jersey. – 2001.
Цитовано
Як цитувати
Poleshchuk, A. P., Matchenko, A. S., Skresanova, I. V., Tolstoluzhsky, D. A., & Barannik, E. A. (1). Дослідження спектрів локальних м’язових переміщень при корельованих та некорельованих ізометричних м’язових контактаціях. Біофізичний вісник, 1(28). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2503
Розділ
Біофізика складних систем
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
