Ультразвукова доплеровська міографія : теоретичний аналіз механічних коливань І вимірних величин

  • E. A. Barannik Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна
Ключові слова: саркомер, колективні збудження, акустичні та оптичні фонони, ультразвукова доплеровська міографія, спектр ізометричних скорочень

Анотація

В роботі запропонована і досліджена фізична модель, що дозволяє описати власні і вимушені флуктуаційні руху при ізометричних скороченнях м'язових тканин. Власні коливання описуються акустичними і оптичними фононами в моделі одновимірної решітки з актиновим  і міозіновим філаментами в примітивній комірці. Запропоновано систему динамічних рівнянь вимушених флуктуаційних рухів в м'язових саркомерах, що враховує в явному вигляді активні елементи м'язових волокон у вигляді областей перекриття актинових  і міозінових філаментів. Проведено теоретичне дослідження ультразвукового доплерівського відгуку при протіканні фізичних процесів, що ініціюють м'язові скорочення. Показано, що спектральні характеристики реально вимірюваних доплеровским методом локальних м'язових рухів пов'язані зі спектром власних збуджень в м'язовому волокні, як механічної системі

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографія автора

E. A. Barannik, Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна

61108, Харків, пр. Курчатова, 31

E-mail: barannik@pht.univer.kharkov.ua

 

Посилання

Hemmerling TM, et al. Phonomyography and mechanomyography can be used interchangeably to

measure neuromuscular block at the adductor pollicis muscle // Anesthesia & Analgesia. 2004. – V. 98. – P. 377-

Hemmerling T.M., Michaud G., Babin D., Trager G., Donati F. Comparison of phonomyography with

balloon pressure mechanomyography to measure contractile force at the corrugator supercilii muscle // Can. J.

Anaesth. V. 51. - V. 2. - 2004. - P. 116-121.

D.T. Barry, N.M. Cole. Muscle sounds at the resonant frequencies of skeletal muscle // IEEE Trans

Biomed Eng. – 1990. – V. 37, N 5. – P.525-531.

S.F. Levinson, H. Kanai, H. Hasegawa. Doppler myography – detecting and imaging intrinsic muscle

sounds // Proceedings of the Fourth International Conference on the Ultrasonic Measurement and Imaging of

Tissue Elasticity. – Lake Travis, Austin, Texas, USA, -2005. – P. 100.

Кулибаба А.А., Гирнык С.А., Толстолужский Д.А., Баранник Е.A. Доплеровская миография:

локальная регистрация мышечной активности при статическом нагружении // Біофізичний вісник – 2008.

- Вип. 1. – С.79-87.

N. Pulkovski, P. Shenk, N.A. Maffiuletti, and A.F. Mannion. Tissue Doppler imaging for detecting

onset of muscle activity // Muscle Nerve. – 2008. – V. 37. – P.638-649.

Kitamura K., Tokunaga M., Iwane A.H., Yanagida T. A single myosin head moves along an actin

filament with regular steps of 5.3 nanometers // Nature. – 1999. – V. 397. – P. 129-134.

Katsuyuki Shiroguchi, Kazuhiko Kinosita jr. Miosin V walks by lever action and Brownian motion //

Science. – 2007. – V.316. – P. 1208-1212.

Reconditi M., Koubassova N., Linari M. et al. The conformation of myosin head domains in rigor muscle

determined by X-ray interference // Biophys. J. – 2003. – V. 85. – P.1098-1110.

Linari M., Brunello E., Reconditi M. et al. The structural basis of the increase in isometric force

production with temperature in frog skeletal muscle // J. Physiol. – 2005. – V. 567. – P. 459-469.

Piazzesi G., Reconditi M., Linari M. et al. Mechanism of force generation by myosin heads in skeletal

muscle // Nature. – 2002. – V. 415. – P. 659-662.

Rayment I., Rypniewski W., Schmidt-Base K. et al. Three dimensional structure of myosin subfragment1: a molecular motor // Science. – 1993. – V. 261. – P. 50-58.

Rayment I., Holden M.H., Whittaker M. et al. Structure of actin-myosin complex and its implications for

muscle contraction // Science. – 1993. – V. 261. – P. 58-65.

Wells P.N.T. Doppler studies of the vascular system (Review) // Europ. J. Ultrasound. – 1998. – V. 7. –

P. 3-8.

Кanai H, Sato M., Koiwa Y., Chubachi N. Transcutaneous measurement and spectrum analysis of hart

wall vibrations // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelectr. Freq. Control. – 1996. – V. 43. – P. 791-810.

Mashiyama T., Hasegava H., Kanai H. Designing beam steering for accurate measurement of intimamedia thickness at carotid sinus // Jap. J. Appl. Phys. – 2006. – V. 45, N5B. – P. 4722-4726.

de Korte C.L., Pasterkamp G., van der Steen A.F.W. et al. Characterization of plaque components with

intravascular ultrasound elastography in human femoral and coronary arteries in vitro // Circulation. – 2000. –

V. 102. – P. 617-623.

Rubin J.M., Xie H., Kim K. et al. Sonographic elasticity imaging of acute and chronic deep venous

thrombosis in humans // J. Ultrasound Med. – 2006.- V. 25, N9. – P. 1179-1186.

Ophir J., Alam S.K., Garra B.S. et al. Elastography: imaging the elastic properties of soft tissues with

ultrasound // J. Med. Ultrason. – 2002. – V. 29, N4. – P. 155-171.

Girnyk S., Barannik A., Barannik E. et al. The estimation of elasticity and viscosity of soft tissues in vitro

using the data of remote acoustic palpation // Ultrasound Med. Biol. – 2006. – V. 32, N2. – P. 211-219.

Barannik E.A., Girnyk S.A., Tovsniak V.V., Marusenko A.I., Volkhov V.A., Sarvazyan A.P. The

influences of viscosity on the shear remotely induced by focused ultrasound in viscoelastic media // JASA. –

V.115. –P.2358-2364.

Cooke R. The mechanism of muscle contraction. CRC Crit. Rev. Biochem. –1986. V.21. –P. 53–118.

Э.И. Борзяк, Л.И. Волкова, Е.А. Добровольская и др. Анатомия человека: В двух томах. т.1. -М.:

Медицина, 1996. -544 с.

Piazzesi G. and Lombardi V. A cross-bridge model that is able to explain mechanical and energetic

properties of shortening muscle // Biophys. J. – 1995. – V. 68. – P. 1966-1979.

Ganhui Lan and Sean X. Sun. Dynamics of Myosin-Driven Skeletal Muscle Contraction: I. SteadyState Force Generation // Biophysical Journal. –2005. –V. 88. –P. 4107-4117.

Duke T.A.J. Molecular model of muscle contraction // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1999. – V.96. – P.

–2775.

Xiumei Liu, Pollack G.H. Stepwise Sliding of single actin and myosin filaments // Biophys. J. – 2004. –

V.86. – P. 353-358.

Finer J.T., Simmons R.M., Spudich J.A. Single myosin molecule mechanics: piconewton forces and

nanometer steps // Nature. – 1994. – V.368. – P.113-119.

Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела. – М.: Наука, 1978. – 792с.

Huxley A.F. Muscle structure and theories of contraction // Progr. Biophys. Biophys. Chem. – 1957. –

V.7. – P.255-318.

Опубліковано
2009-06-03
Цитовано
Як цитувати
Barannik, E. A. (2009). Ультразвукова доплеровська міографія : теоретичний аналіз механічних коливань І вимірних величин. Біофізичний вісник, 1(22), 86-97. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/8166
Розділ
Медична фізика