Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Нейромышечный статус детей в раннем неонатальном периоде по данным электромиографии

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Нейромышечный статус детей в раннем неонатальном периоде по данным электромиографии"

На правах рукописи

ВОРОШИЛОВ Александр Сергеевич

НЕЙРОМЫШЕЧНЫЙ СТАТУС ДЕТЕЙ В РАННЕМ НЕОНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Петрозаводск 2011

2 8 АПР 2011

4844670

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор медицинских наук, профессор Мейгал Александр Юрьевич

доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Арутюнян Рубен Сергеевич

доктор медицинских наук, профессор Горанский Анатолий Иванович

Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия

Защита диссертации состоится ¿¿¿¿¿¿У 2011 года в « /Ъ » часов на заседании Диссертационного совета (Д 212.190.05) при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственнго университета (185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33) Автореферат разослан « 011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, доцент

Карапетян Татьяна Алексеевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Ранний неонатальный период является одним из самых драматичных и важных периодов в жизни человека, поскольку в это время определяется функционирование физиологических систем на все дальнейшие годы. В течение первых часов жизни новорожденный испытывает родовой катарсис, который сопровождается выбросом в кровь многочисленных гормонов, а в течение первых дней, жизни ребенок проходит ряд транзиторных состояний разных органов и систем: физиологическая убыль массы тела, физиологическая желтуха, транзиторная эритема, транзиторная гипо- и гипертермия (Шабалов Н. П., 2006). В первые сутки жизни отмечаются и минимальные неврологические дисфункции (Пальчик А. Б., 2002). Новорожденный ребенок проходит стремительную адаптацию к новым условиям жизни, переживая своего рода «сенсорную атаку», вызванную появлением гравитации и снижением температуры среды. Одновременно происходит развитие и рост организма ребенка. Проявления транзиторных состояний обычно заканчиваются к 4-5 суткам (Шабалов Н. П., 2006).

Оценку нейромышечного статуса, в том числе мышечного тонуса, новорожденного ребенка принято проводить, используя клинический метод или видеомониторинг движений (Prechtl H. F. R. et al., 1964). Инструментальный подход используется в случае выраженных признаков нарушения мышечного тонуса. Метод электромиографии (ЭМГ) используется лишь в отдельных случаях, хотя долгосрочный прогноз о состоянии двигательной системы ребенка на основе только клинических данных неточен.

Поверхностная интерференционная ЭМГ (иЭМГ) предоставляет информацию об организации активности скелетной мышцы и, в целом, о всей двигательной стратегии (Farina D. et al., 2004). Существуют разные методы оценки нейромышечного статуса на основе иЭМГ. В частности, достаточно информативен турн-амшппудный и спектральный анализ иЭМГ, который позволяет дифференцировать нейрогенные и мио-генные виды патологии двигательной системы (Finsterer J., 2006). В последние годы существует устойчивый интерес к нелинейным методам анализа иЭМГ, поскольку иЭМГ представляет собой нелинейный процесс (Nieminen H., Takala Е. P., 1999). Нелинейные методы включают оценку фрактальной размерности, детерминизма, энтропии. В целом, нелинейные методы позволяют охарактеризовать сложность и упорядоченность процесса (Liu Y. et al., 2004).

Нелинейные параметры иЭМГ хорошо зарекомендовали себя при диагностике паркинсонизма и при изучении старения (Meigal A. et al., 2009; Rissanen S. et al., 2009, 2010), a также при исследовании таких особых состояний как утомление, адаптация к тренировке и тремор (Webber С. L. et al., 1994; SturmanM. M. et al., 2005). Для исследования ней-ромышечного статуса новорожденного этот метод анализа иЭМГ не применялся, хотя он может быть чувствительным к транзиторным состояниям двигательной системы. В этой связи также важно сравнить параметры нейромышечного статуса ребенка, полученные на основе классических линейных методов оценки иЭМГ с параметрами, полученными при нелинейном анализе иЭМГ.

Традиционный интерес представляет также исследование функции двигательных единиц (ДЕ), по импульсной активности которых можно получить информацию об организации двигательного акта (Farina D. et al., 2002). Существуют подробные гистохимические данные об онтогенезе мышечных волокон разного типа, в том числе в раннем постна-тальном периоде (Сонькин В. Д. и др., 2011). Электромиографических данных о функционировании ДЕ у детей в раннем неонатальном периоде в литературе нет, хотя известны характеристики ДЕ в позднем неонатальном и грудном возрасте (Мейгал А. Ю. и др., 1995).

В этой связи, с учетом важности раннего неонатального периода для онтогенеза двигательной системы представлялось принципиально важным дать характеристику спонтанной мышечной активности новорожденного первых четырех суток по линейным и нелинейным параметрам иЭМГ.

Цель исследования

Охарактеризовать нейромышечный статус ребенка в раннем неонатальном периоде на основе накожной электромиографии с использованием линейных и нелинейных параметров миоэлектрического сигнала.

Задачи исследования

1. Исследовать нейромышечный статус новорожденных детей на основе амплитудно-спектрального анализа интерференционной ЭМГ в мышцах верхних и нижних конечностей.

2. Применить нелинейные параметры для оценки интерференционной ЭМГ у новорожденных детей.

3. Охарактеризовать импульсную активность двигательных единиц новорожденного ребенка.

4. Провести сравнительный анализ нейромышечного статуса у детей при самопроизвольных родах и при оперативном родоразрешении.

Научная новизна исследования

В настоящей работе впервые проведен комплексный анализ образцов иЭМГ детей первых часов и суток жизни, переживающих острую адаптацию к условиям постнаталыюго развития. Впервые применены нелинейные параметры для интерпретации электромиографического сигнала ЭМГ новорожденного. В результате этого получены новые данные о тенденциях изменения нейромышечного статуса в течение первых четырех суток жизни новорожденного, то есть в период транзиторных состояний. Обнаружена связь параметров иЭМГ с биомеханической функцией мышцы, особенно с антигравитационной функцией, и временем жизни. Впервые получены записи активности двигательных единиц у новорожденных детей и дана характеристика основных паттернов их импульсации. Установлено, что нейромышечный статус новорожденного ребенка характеризуется упрощенной временной структурой элек-тромиограммы и преобладанием фазических компонентов иЭМГ.

Теоретическое и научно-практическое значение работы

Получены данные, которые существенно расширяют представления о периоде транзиторных состояний новорожденного ребенка, в частности о синдроме минимальных неврологических дисфункций. Установлено, что, с точки зрения онтогенеза, нейромышечный статус ребенка характеризуется более быстрыми свойствами скелетных мышц и фазным характером активности мышц. Показана динамика такого важного свойства двигательной системы, как соотношение активности в мышцах-антагонистах. Дано описание такого транзиторного состояния двигательной системы, как тремор новорожденного. Установлено, что уже на стадии раннего постнаталыюго онтогенеза имеются моменты времени, имеющие отношение к антигравитационной функции мышц. Данные по нелинейным параметрам иЭМГ вносят вклад в теорию самоорганизации живых систем, в теорию хаоса и, в целом, в теорию саморазвития - синергетику. Расширены возможности анализа электромиограммы с позиции обнаружения скрытых ритмов, характерных для двигательной системы новорожденного ребенка.

Комплексное применение амплитудно-спектральных и нелинейных параметров, а также параметров импульсации двигательных единиц, могут оказать помощь в определении зрелости нейромышечной системы новорожденного. Неинвазивность и независимость данного метода от амплитуды иЭМГ удобна при исследовании ребенка в состоянии естественной двигательной активности. Полученная база данных по нейро-мышечному статусу здоровых детей может быть использована для диф-

ференциальной диагностики заболеваний двигательной системы миоген-ного и неврогенного характера, а также синдрома минимальной неврологической дисфункции. Данные настоящего исследования также могут получить практическое применение при формировании прогноза, в том числе долгосрочного, развития нейромышечного статуса ребенка и вероятности развития двигательных нарушений.

Внедрение результатов исследования

Данные настоящей диссертации внедрены в учебный процесс кафедры физиологии человека и животных медицинского факультета ПетрГУ и в лечебно-диагностическую работу ГУЗ «Детская республиканская больница».

Апробация работы

Материалы представлены в виде устных докладов на 6-й и 7-й конференциях «Петрозаводские педиатрические чтения» (Петрозаводск, 2009; 2010), на III всероссийской с международным участием конференции по управлению движением (Великие Луки, 2010), на XXI съезде Всероссийского физиологического общества им. Павлова (Калуга, 2010).

Работа выполнена в рамках тематического плана научных исследований ПетрГУ (номер государственной регистрации темы 01.02.00101823, 2006-2010 гг.).

Публикации по теме исследования

Опубликовано 7 научных работ: 2 статьи (из них 1 из списка журналов, рекомендованных ВАК РФ), 5 тезисов.

Положения, выносимые на защиту

1. Нейромышечный статус новорожденного ребенка по данным интерференционной электромиографии в раннем неонатальном периоде характеризуется преобладанием фазических свойств и упрощенной временной структурой сигнала.

2. Электромиографические показатели ребенка в раннем неонатальном периоде зависят от биомеханической функции мышц и времени по-стнатальной жизни.

3. Метод родоразрешения оказывает влияние на количественные электромиографические характеристики нейромышечного статуса в первые дни постнатального развития.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалы и методы исследования (глава 2), изложения результатов собственных исследований (главы 3, 4, 5) и их обсуждения (глава 6), за-

ключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы, включающего 51 отечественный и 64 зарубежных источника. Диссертация изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрирована 14 рисунками, 16 таблицами.

Личный вклад автора

Автор лично участвовал в сборе первичных электромиографических данных, обработке и интерпретации данных, написании рукописей статей и тезисов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Характеристика новорожденных детей.

Всего обследовано 104 новорожденных ребенка (49 мальчиков и 55 девочек) первых четырех суток жизни со сроком гестации 3840 недель, обладающих всеми признаками доношенности и зрелости. Все дети имели оценку по шкале Апгар 8/9 баллов. Спонтанная мышечная активность ребенка записывалась при спокойном бодрствовании в дневное время, до кормления грудью. С учетом того, что между мальчиками и девочками не обнаружено достоверных отличий параметров иЭМГ, они были объединены в одну общую группу. В каждом случае были получены записи иЭМГ, пригодные для анализа. Минимальный возраст, при котором были получены записи иЭМГ, составил 32 минуты после рождения.

Поверхностную иЭМГ регистрировали с двух пар мышц антагонистов {т. biceps br. и т. triceps br. справа, т. tibialis ant. и т. gastrocnemius слева). Использовали электромиограф Нейро-МВП-Микро с программной средой «Нейрософт» (ООО «Нейрософт», г. Иваново, Россия). Ребенок находился в состоянии 4 по шкале Прехтля (H. F. R. Prechtl, D. J. Beintema). Полоса пропускания ЭМГ составила 10-1000 Гц. Запись производили с помощью портативного компьютера, работающего на аккумуляторе для исключения сетевой наводки. Уровень собственного шума прибора не превышал 2 мкВ. Регистрировали отрезки ЭМГ длительностью 1 сек.

Амплшуднно-спектральный анализ иЭМГ. В настоящей работе использован метод расчета амплитуды, основанный на усреднении отдельных турнов иЭМГ. Значение турна устанавливалось равным 50 мкВ, но в зависимости от минимального значения турнов могло быть снижено. Из всех записей для данной мышцы ребенка выбирали отрезок с наибольшей амплитудой иЭМГ. Для спектрального анализа использовали

значения средней частоты (Гц), которая рассчитывалась программной средой «Нейрософт».

Анализ импульсных последовательностей двигательных единиц. Потенциалы действия ДЕ регистрировали накожным методом. Для этого прикасались к поверхности кожи электродом, над основной массой мышцы, как и для регистрации иЭМГ. Для анализа импульсных последовательностей ДЕ использовали общепринятую методику (Мещерский М.С., 1971), которая включает расчет среднего межимпульсного интервала (X, мс), средней частоты импульсации (/, имп/сек), а также вариабельности импульсации, которая представляет собой среднеквадратиче-ское отклонение от среднего межимпульсного интервала (о, мс).

Нелинейные параметры миоэлектрического сигнала. Миоэлек-трический сигнал представляет собой объемный процесс, т. е. обладает вектором, который меняет свое направление во времени и пространстве. Траектория его движения на плоскости отображается в линейных характеристиках иЭМГ (турн-амплшудный и спектральный анализ). Построение фазового портрета иЭМГ позволяет восстановить траектории данного вектора и анализировать его нелинейные характеристики. Для динамических систем общепринятым представлением развития процесса во времени является построение портрета в фазовом пространстве. Фазовый портрет иЭМГ характеризуется аттрактором, то есть множеством точек в фазовом пространстве динамической системы, к которым стремятся траектории системы (Мусалимов В. М., 2006). Пример фазового портрета аттрактора представлен на рисунке 1.

Рис. I. Пример фазового портрета аттрактора интерференционной ЭМГ

Аттрактор характеризуется корреляционной размерностью (Д.), корреляционной энтропией (К2) и фрактальной размерностью (С), которые рассчитывали при помощи программы РГ^АСТАМ43. Ос и Кг которые являются производными корреляционного интеграла, рассчитывали по методу Такенса (Шустер Г., 1988, Мусалимов В. М., 2006). Величина Д. отражает степень сложности поведения динамической системы и, в определенной степени, количество параметров, управляющих системой.

Чем выше значения Dc, тем сложнее сигнал, и тем больше параметров им управляет. К2 является мерой потери информации о системе во времени, то есть является количественной характеристикой степени хаотичности системы, а также того, как быстро система становится непредсказуемой. Чем выше значения К2, тем менее предсказуем сигнал. Фрактальная размерность D позволяет судить о сложности взаимосвязей и предсказуемости иЭМГ. Для определения фрактальных размерностей нами использован т.н. R/S-способ, на основании которого определяется показатель Херста (Я) и затем: D=2-H (Федер Е., 1991). Этот показатель очень устойчив и поэтому используется для классификации временных рядов любых нелинейных процессов.

Статистический анализ. Статистический анализ проводился в программной среде SPSS 14.0™. Корреляционный анализ производили с помощью непараметрического критерия Пирсона. Производили проверку распределений выборок на нормальность по методу Шапиро-Уил-ка. Межгрупповое сравнение средних значений (между группами различных возрастов, между различными мышцами и группами детей с разными механизмами родов) производили с помощью непарного двухвы-борочного /-тес та Стыодента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Линейные параметры нЭМГ у новорожденных детей

1.1. Амплитудно-спектральный анализ иЭМГ мышц верхних и нижних конечностей у детей первых 4 суток жизни. Нами обнаружено, что для иЭМГ новорожденных детей характерно наличие несколько фазных паттернов. Первый из них визуально представлялся в виде вспышек высокоамплитудной активности, длительностью примерно 0,5 с. Второй паттерн характеризовался отчетливым группированием иЭМГ с частотой примерно 10 Гц. Также нами выделен «нерегулярный паттерн», для которого было характерно хаотичное нерегулярное изменение амплитуды даже на протяжении 1 с. Также был представлен и «стационарный» паттерн иЭМГ, амплитуда которого не менялась на протяжении записи. Паттерны представлены на рисунок 2.

Установлено, что амплитуда иЭМГ в первые сутки во всех мышцах была достоверно ниже по сравнению с остальными тремя сутками. Не обнаружено достоверных отличий иЭМГ между мышцами-флексорами и мышцами-экстензорами верхних конечностей, но для нижних конечностей амплитуда иЭМГ мышцы-флексора (передняя большеберцовая) была достоверно больше таковой для мышцы-экстензора (икроножной).

Таким образом, в икроножной мышце амплитуда была наименьшей среди исследованных мышц. Начиная со вторых суток, амплитуда иЭМГ во всех мышцах достоверно увеличивалась. Также, при сравнении амплитуды иЭМГ мышц-флексоров (двуглавой плеча и передней большебер-цовой) и мышц-экстензоров (трехглавой плеча и икроножной) обнаружено, что в мышцах верхних конечностей амплитуда достоверно больше, чем в нижних, за исключением 4-х суток (табл. 1).

Рис. 2. Паттерны иЭМГ у новорожденных детей Примечание: верхняя запись - стационарный паттерн, три средние записи -вспышки иЭМГ, и нижняя запись - группирование иЭМГ.

Таблица 1

Средняя амплитуда иЭМГ на протяжении первых четырех суток в разных мышцах новорожденного ребенка

Мышца Сутки жизни новорожденного

l 2 3 4

т. biceps br. 90,9+34,5 132,7±27,8*** 145,1121,5** 128,2±18,7**

m. triceps br. 96,5±44,3 127,9±45,3** 124,9+24,6** 126,9±44,9

т. tibialis ant. 83,3+32,9« 116,2±28,2***# 118,6±16,2***# 114,6+38,8*

m. gastrocnemius 64,1±22,4##§ 91,2±30,2 ***##§§ 124,5+21,2*** 91,9±35,6*

Примечание: * р <0,05,** р<0,01,***р<0,001 при сравнении первых суток со вторыми, третьими и четвертыми сутками; # р <0,05,## р<0,01 при сравнении мышц-флексоров и мышц-экстензоров верхних и нижних конечностей; § р <0,05, §§р<0,01 при сравнении икроножной и передней большеберцовещ мышцы.

Результаты спектрального анализа представлены в табл. 2. В целом можно отметить, что средняя частота спектра снижалась за первые четверо суток примерно на 20-30 Гц (со 160-180 Гц до 130-170 Гц в разных мышцах).

Таблица 2

Средняя частота спектра нЭМГ на протяжении первых четырех суток в разных мышцах новорожденного ребенка

Мышца Сутки

1 2 3 4

т. biceps br. 166,7±40,14 160,5+34,4 134,6126,8*** 136,2+47,5*

т. triceps br. 164,1135,5 156,7143,3 144,9144,4*** 152,6142,8

т. tibialis ant. 173,9±47,7 180,7+44,6## 177,9134,9tttttt 143,1+56,5*

т. gastrocnemius 196,2151,32### 179,5143,3### 171,5139,4 *# 181,4+40,8§#

Примечание: * р <0,05 **р<0,01, ***р<0,001 при сравнении первых суток со вторыми, третьими и четвертыми сутками; # р <0,05,## р<0,01, ,###р<0,001 при сравнении мышц-флексоров и мышц-экстснзоров верхних и нижних конечностей; § р <0,05 при сравнении икроножной и передней большеберцовой мышцы.

Различия по отношению к первым суткам становились достоверными на 3^-е сутки. Средняя частота икроножной мышцы была ~ 180 Гц, что выше по сравнению с другими исследованными мышцами. Достоверного различия средней частоты спектра иЭМГ мышц-антагонистов не обнаружено. Вместе с тем, средняя частота мышц нижних конечностей была выше по сравнению с верхними конечностями, причем это различие прослеживалось как для мышц-флексоров, так и для экстензоров.

1.2. Характеристика импульсной активности двигательных единиц

у новорожденных.

При регистрации иЭМГ у новорожденных у 20 из 104 (19,2 % всех детей) были обнаружены отчетливые потенциалы ДЕ. Всего было обнаружено 24 ДЕ во всех исследованных мышцах. Все импульсные последовательности ДЕ распределялись между двумя паттернами.

Первый паттерн - «стационарный» - характеризовался стабильной длительной импульсацией, а для второго - «периодического» - была характерна импульсация в виде коротких периодов (по 5-10-15) разрядов ДЕ, между которыми были периоды молчания (рис. 3). Всего было обнаружено 18 (75 %) стационарных ДЕ и 6 (25 %) периодических ДЕ. Обнаруженные ДЕ импульсировали с достаточно высокой частотой.

я "Г. "1 ;С5 з?о «¡и »4 "' са <;: г.о т: ко »V *■>:

! ......50

Рис. 3. Паттерны импульсации ДЕ у новорожденных детей

Примечание: верхняя запись - импульсация ДЕ новорожденного на 32 минуте жизни, две средние записи - «периодический» паттерн импульсации ДЕ, нижняя запись - «стационарный» паттерн импульсации ДЕ. На двух нижних записях видны ЭКГ-комплексы. Длительность отрезка записи 1 с.

Различия частотных характеристик между разными мышцами были недостоверными, поэтому все ДЕ были объединены в одну общую популяцию. Стационарные ДЕ импульсировали с частотой 10-20 имп/с, а периодические - 20-30 имп/с. В целом, вся популяция ДЕ разряжалась с частотой 10-25 имп/с.

При анализе межимпульсных интервалов обнаружено, что существует два отчетливых диапазона межимпульсных интервалов: >70 мс (614 имп/с) и <60 мс (16-50 имп/с) (табл. 3).

Таблица 3

Параметры импульсации ДЕ у новорожденного

Паттерн импульсации Средний межимпульсный интервал Средняя частота импульсации

Стационарные (п=18) 80,60±23,14 15,46+6,56

Периодические (п=6) 46,02±14,84** 24,55+7,93

Общая популяция (п=24) 71,95±25,30 17,73±7,74

Примечание: **- р<0,01 при сравнении межимпульсных интервалов периодических и стационарных ДЕ.

2. Нелинейные параметры иЭМГ новорожденного ребенка

Для той же группы новорожденных детей, которые участвовали в регистрации поверхностной ЭМГ, был проведен расчет нескольких нелинейных параметров: 1) корреляционной размерности Д 2) корреляционной энтропии К2 и 3) фрактальной размерности /).

Установлено, что корреляционная размерность Д в течение первых суток жизни составила =4.0 для всех мышц, кроме икроножной мышцы, для которой были характерны достоверно более высокие значения (4,55,0). На вторые сутки значения Д уменьшались до 3,5-3,7. В икроножной мышце на вторые сутки также происходило снижение Д до 3,7—4,2, но все равно значения Д. икроножной мышцы оставались выше, чем в других мышцах. На третьи и четвертые сутки значения Д стабилизировались и составили 3,2-3,6, в икроножной мышце 3,6-3,9. Корреляционная энтропия К2 иЭМГ ребенка первых суток после рождения составляла =3,0-3,5. На вторые сутки происходило достоверное уменьшение до 2,5-3,4. На третьи и четвертые сутки происходило достоверное уменьшение К2 до 2,5-2,9. Значения К2 иЭМГ мышц-флексоров были на 0,2-0,3 меньше, хотя и недостоверно, по сравнению с экстензорами в каждом диапазоне амплитуды иЭМГ. В таблицах 4 и 5 представлены данные о динамике нелинейных параметров в двух диапазонах амплитуды иЭМГ (1-25 мкВ и >76мкВ). В остальных диапазонах динамика этих параметров была идентичной.

Фрактальная размерность 2) иЭМГ в первые сутки жизни находилась в диапазоне 1,35-1,50, вне зависимости от функции мышцы. На вторые сутки й уменьшалась до 1,30-1,40 во всех мышцах. На третьи сутки составила1,25-1,40, на четвертые сутки - 1,30-1,40 (табл. 4, 5).

Нами исследована корреляция нелинейных параметров иЭМГ с временем жизни после рождения в течение первых 96 часов (4 суток). Во время первых суток жизни корреляция Д и К2 с часами жизни не обнаружена, однако в течение вторых суток отмечено достоверное снижение обоих этих параметров. В целом для четырех суток существует достоверная отрицательная корреляция этих параметров со временем жизни. Фрактальная размерность И увеличивалась в течение первых суток, но на последующие сутки эта тенденция также сменилась на достоверное снижение И. Для всех трех параметров ключевой точкой смены тенденции является конец первых суток (примерно 20-24 часа). Не обнаружено достоверной корреляции Д, и К2 с амплитудой фрагмента иЭМГ. Вместе с тем, фрактальная размерность /) достоверно увеличивалась с ростом амплитуды иЭМГ.

Таблица 4

Нелинейные параметры иЭМГ в мышцах верхних и нижних конечностей ребенка первых четырех суток жизни при амплитуде 1-25 мкВ

Мышца Сутки жизни новорожденного ребенка

1 2 з 4

Корреляционная размерность (Ос)

т. biceps br. 3,98±0,61 3,47+0,69** 3,5210,74** 3,6810,16**

т. triceps br. 4,04+0,53 3,4610,13*** 3,5010,48*** 3,6610,52***

т. tibialis ant. 3,8б±0,60 3,48±0,56*** 3,41±0,61** 3,8010,64*

m.gastrocnemius 4,27±0,58 3,78+0,75*** 3,5610,51*** 3,8910,39***

Корреляционная энтропия (Кг)

т. biceps Ьг. 3,09±0,71 2,55+0,65*** 2,73±0,62* 2,77+0,58**

т. triceps Ьг. 3,2910,91 2,7710,17** 2,5210,34*** 2,9910,70*

т. tibialis ant. 2,91+0,50 2,47±0,44*** 2,6010,61* 2,80+0,50**

m.gastrocnemius 3,25±0,59 2,6+0,70*** 2,50+0,53*** 3,2210,83**

Фрактальная размерность (О)

т. biceps br. 1,35±0,10 1,29+0,10** 1,25+0,13*** 1,34+0,16

т. triceps br. 1,37±0,11 1,28+0,09*** 1,2810,11** 1,3510,17*

т. tibialis ant. 1,33±0,12 1,29+0,09* 1,3310,13 1,44+0,06

m.gastrocnemius 1,38±0,13 1,33+0,09* 1,33+0,05* 1,4810,11**

Примечание: * - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 по сравнению с первыми сутками.

Таблица 5

Нелинейные параметры иЭМГ в мышцах верхних и нижних конечностей ребенка первых четырех суток жизни при амплитуде > 76 мкВ

Мышца Сутки жизни новорожденного ребенка

1 2 3 4

Корреляционная размерность 10с)

т. biceps br. 4,0810,61 3,74+0,75** 3,3510,52*** 3,68+0,60*

т. triceps br. 4,0010,68 3,8910,8 3,4710,47** 3,4510,50**

т. tibialis ant. 4,2610,57 3,93+0,66** 3,6610,69** 3,5710,48***

т. gastrocnemius 4,4110,61 4,0710,69** 3,9010,73** 3,8810,37**

Корреляционная энтропия (К2)

т. biceps br. 3,24+0,78 2,8810,64 2,4910,37*** 2,8810,55

т. triceps br. 3,3610,85 3,0010,63 2,70+0,53** 2,8810,72

т. tibialis ont. 3,1010,65 2,9+0,11 2,9810,61 2,8310,83

m. gastrocnemius 3,2510,55 3,04+0,68 2,9110,51* 2,8010,38***

Фрактальная размерность (О)

т. biceps br. 1,40+0,11 1,3610,10* 1,3310,09** 1,3710,08

т. triceps br. 1,4110,11 1,3810,11 1,36+0,12 1,36+0,09

т. tibialis ant. 1,4110,11 1,40+0,12 1,3210,11** 1,33+0,10**

т. gastrocnemius 1,4110,15 1,43+0,11 1,41+0,08 1,34+0,18

Примечание: * - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 по сравнению с первыми сутками.

3. Сравнительная характеристика параметров пЭМГ у детей при самопроизвольных родах и при оперативном родоразрешении

Из 104 детей путем операции кесарева сечения родилось 39 детей (37,4 %). Средняя амплитуда иЭМГ детей рожденных при оперативном родоразрешении (кесаревом сечении) была меньше по сравнению с детьми при срочных родах. При суммарном анализе для всех детей, рожденных разными способами, это различие становится достоверно значимым для всех мышц, кроме двуглавой мышцы плеча (табл. 6), однако это различие имеет только характер тенденции при сравнении детей в разные сутки жизни Самые низкие значения амплитуды иЭМГ были характерны для икроножной мышцы детей, рожденных при оперативном вмешательстве.

Спектральный анализ иЭМГ детей, рожденных разным способом, также показал, что наибольшая специфичность была характерна для икроножной мышцы, в которой были отмечены наибольшие значения средней частоты спектра, а также наибольшая динамика в виде достоверного снижения частоты по сравнению с детьми, рожденными срочными родами. В других мышцах достоверных отличий между двумя способами родоразрешения не выявлено.

Для нелинейного анализа нами отобраны записи иЭМГ детей в амплитудном диапазоне 25-15 мкВ (по две записи на ребенка: 26-50 мкВ и 51-75 мкВ). Сравнение нелинейных параметров в данных группах в целом не выявило достоверных различий (табл. 7). Корреляционная размерность двуглавой мышцы плеча достоверно больше в группе кесарева сечения.

Таблица б

Сравнительная характеристика амплитуды иЭМГ у детей

от срочных родов и от родов, путем операции кесарева сечения

Мышца Срочные роды Кесарево сечение

т. biceps br. 124,б±37,0 116,4±45,9

т. triceps br. 122,7±61,9 104,1148,1*

т. tibialis ant. 109,7±42,1 94,7±40,4*

т. gastrocnemius 90,4±39,9 76,9±37,8*

Примечание: *- р<0,05 при сравнении средней амплитуды иЭМГ у детей от срочных родов и при оперативном родоразрешнии.

Таблица 7

Сравнительная характеристика нелинейных параметров при самопроизвольных родах и при оперативном родоразрешении

Мышца Кесарево сечение Срочные роды

Корреляционная размерность

т. biceps br. 3,91+0,61* 3,73±0,70

т. triceps br. 3,80±0,72 3,93±0,71

т. tibialis ant. 4,01+0,64 3,95±0,74

т. gastrocnemius 4,15±0,71 4,16±0,63

Корреляционная энтропия

т. biceps br. 3,09±0,69 2,99+0,79

т. triceps br. 3,16±0,82 3,13+0,83

m. tibialis ant. 2,93±0,55 3,06±0,78

т. gastrocnemius 3,17±0,79 3,18±0,67

Фрактальная размерность

т. biceps br. 1,39±0,11 1,39±0,10

т. triceps br. 1,41+0,11 1,39±0,12

т. tibialis ant. 1,40+0,12 1,40+0,12

m. gastrocnemius 1,41+0,12 1,42±0,63

Примечание: * -р<0,05 при сравнении нелинейных параметров мышц у детей от срочных родов и при оперативном родоразрешении.

Корреляционная размерность и корреляционная энтропия варьировали в течение всех 4 суток, но эти вариации были недостоверны. В одних случаях Д. и К2 были больше у детей, рожденных кесаревым сечением и детей, рожденных естественным путем, в других случаях - наоборот (табл. 6, 7). Таким образом, в группе детей, рожденных путем кесарева сечения, нелинейные параметры иЭМГ не отличаются от таковых у детей, рожденных естественным путем. Наиболее стабильным параметром оказалась фрактальная размерность, которая во всех группах детей, мышцах и в течение всех четырех суток составила примерно 1,40 (табл. 6, 7).

Для детей при оперативном родоразрешении были характерны те же тенденции к уменьшению исследованных параметров Д. и /Г? в течение первых четырех суток, которые были характерны для всей популяции детей. Вместе с тем, можно отметить недостоверную тенденцию к .замедленному уменьшению этих параметров по сравнению с детьми, родившимися естественным путем.

Таким образом, нейромышечный статус новорожденного ребенка в первые сутки жизни характеризуется следующим набором электро-

миографических параметров: низкая средняя максимальная амплитуда, высокая средняя частота спектра, наличие «периодических» двигательных единиц и нескольких фазных паттернов суммарной электромио-граммы, низкие значения фрактальной и корреляционной размерности и корреляционной энтропии. Это позволяет оценить нейромышечный статус только что родившегося ребенка как чрезвычайно специфический, поскольку подобный набор параметров ЭМГ не характерен для других состояний и возрастов человека. В целом, электромиограмму новорожденного ребенка можно охарактеризовать как упрощенную, низкоамплитудную и фазную по сравнению с более старшими детьми (Зарипова Ю. Р., Мейгал А. Ю., 2010) и взрослыми людьми (Meig-al A. Yu. et al., 2009; Воронова H. В. и др., 2010).

Большая амплитуда иЭМГ в мышцах верхних конечностей уже в первый день жизни ребенка указывают на очевидный кранио-каудальный градиент в развитии двигательной системы, то есть опережающее развитие мышц верхней конечности, которое характерно и для антенатального периода. Флексорная поза («поза эмбриона»), которая является необходимой для внутриутробного размещения плода, у новорожденного ребенка выражена не столь ярко и проявляется в основном в нижних конечностях. Вероятно, слабая выраженность флексорной позы связана с начинающейся антигравитационной активностью ребенка. В целом, в икроножной мышце'амплитуда иЭМГ была наименьшей, что может быть связано с ее несозревшей антигравитационной функцией.

Спектр иЭМГ новорожденного характеризуется более высокой частотой по сравнению с более старшими детьми и со взрослыми людьми. На наш взгляд более высокие значения средней частоты иЭМГ, обнаруженные для всех исследованных мышц ребенка, является следствием малых, по сравнению со взрослыми, размерами (амплитуда, длительность, площадь) потенциала ДЕ. Обнаружена особая динамика спектральных характеристик иЭМГ икроножной мышцы, а именно более медленное по сравнению с другими мышцами снижение частоты спектра на протяжении первых четырех дней жизни, что также может быть связано с ее специфической антигравитационной функцией (Portero Р. et al., 1996).

В целом в течение первых четырех дней жизни амплитуда иЭМГ всех мышц ребенка увеличивалась, а частота спектра иЭМГ - снижалась в разной степени в разных мышцах.

Несмотря на небольшое количество наблюдений (п=24) ДЕ в разных мышцах, можно считать установленным отсутствие различия в частоте

импульсации ДЕ разных мышц. Это же характерно и для ДЕ детей более старшего возраста (от 2 недель до 1 года) (Мейгал А. Ю. и др., 1995). Взрослые люди характеризуются наличием кранио-каудального градиента частоты импульсации ДЕ как во время терморегуляционного мышечного тонуса - от 8-12 имп/с в мышцах верхних конечностей до 48 имп/с в мышцах нижних конечностей (Мейгал А. Ю. и др., 1993), так и при произвольной позной активности (Персон Р. С., 1985). Вероятно, это связано с однородностью размеров мотонейронов мышц разных конечностей, характерной для новорожденных млекопитающих (Scog-1ипс18., 1969). Обнаружено наличие у детей первых четырех суток жизни характерных для первого года жизни двух паттернов импульсации ДЕ - «периодического» и «стационарного». Эти паттерны следует считать специфическими для детей грудного возраста, поскольку в более старшем возрасте они уже не встречаются. Частота импульсации ДЕ обоих паттернов была чрезвычайно высокой - до 50 имп/сек, что указывает на преобладание «быстрых» ДЕ в двигательной активности детей.

С точки зрения нелинейной динамики корреляционная размерность Д. отражает сложность сигнала, а также количество уровней управления сигналом, в нашем случае - миоэлектрическим сигналом и представляет собой количество параметров, с помощью которых можно описать установившееся движение динамической системы, то есть иЭМГ. Уменьшение Д на вторые-четвертые сутки с точки зрения нелинейной динамики говорит об упрощении управления сигналом, а с нейрофизиологической точки зрения свидетельствует об уменьшении избыточности нервных управляющих элементов (№еттепН., Така1аЕ. Р., 1996). Значение корреляционной энтропии К2 говорит об информационной непредсказуемости (хаотичности) системы. В нашем случае довольно низкие значения К2 иЭМГ новорожденного ребенка первых суток (3,0-3,5) предполагают уже достаточно сформировавшийся к рождению контроль мышечной активности. Высокое, и даже бесконечно высокое значение К2 говорило бы о полной непредсказуемости системы, что нехарактерно для биологических процессов (Опритов В. А., 1999). На вторые-четвертые сутки К2 снижался до 2,5-3,0, что свидетельствует о продолжающемся процессе уменьшения доли детерминированного хаоса иЭМГ и, в общем, также свидетельствует об упрощении системы, в данном случае моторной.

Нецелое значение размерности отражает фрактальность иЭМГ. Также фрактальная размерность О отражает временные тенденции сигнала. В нашем исследовании значения Э составили 1,35-1,50 в первые сутки,

что позволяет отнести иЭМГ новорожденного ребенка к эргодическим рядам, то есть малопредсказуемому сигналу, а множество значений иЭМГ - к фрактальным множествам. Во вторые сутки й составила 1,301,40, что свидетельствует об увеличении доли персистентности сигнала и снижении сложности кривой иЭМГ.

В целом с точки нелинейной динамики электромиографический сигнал новорожденного ребенка можно представить как упрощенный, предсказуемый, регулярный и фрактальный. Уже на вторые сутки происходит уменьшение сложности и рост регулярности и предсказуемости сигнала иЭМГ. Это может свидетельствовать о постепенном «подчинении» двигательной системы новорожденного новым сенсорным условиям (гравитация, более низкая температура среды). Наличие корреляции между нелинейными параметрами иЭМГ с часами жизни подтверждает эту тенденцию. На четвертые сутки у большинства новорожденных обычно проходят явления функциональных неврологических расстройств (моторные дисфункции), поэтому можно связать процессы на иЭМГ и процесс созревания моторного контроля мышц. К концу четвертых суток, вероятно, двигательная система адаптируется к новым условиям и начинает настоящий рост и развитие.

Важным результатом данного исследования является чувствительность нелинейных параметров иЭМГ к функции мышцы, хотя визуально образцы ЭМГ выглядят практически одинаково. Наиболее специфические данные получены для икроножной мышцы. Так, значения Д. мышц нижней конечности были выше, чем мышц верхних конечностей. Наибольшие значения Ос продемонстрировала икроножная мышца. Это подчеркивает низкую «управляемость» икроножной мышцы новорожденного и ее устойчивость к «сенсорной атаке». В определенном смысле, икроножная мышца в первые сутки жизни ребенка пока еще находится «внутриутробно». Возможно, это связано с тем, что мышцы нижней конечности и, особенно икроножная мышца, которая является антигравитационной, пока просто не вовлечены в свою функцию. Столь специфические данные иЭМГ икроножной мышцы были замечены и ранее при проведении турн-амплитудного анализа (Зарипова Ю. Р. и др., 2005). Икроножная мышца будет вовлечена в истинную антигравитационную активность только к окончанию первого года жизни в акте стояния. Обращает на себя внимание различие значений корреляционной энтропии пар мышц-антагонистов. Например, значения К2 иЭМГ мышц-флексоров примерно на 0,2-0,3 меньше по сравнению с экстензорами в каждом диапазоне амплитуды иЭМГ. Это указывает на большую управляе-

мость мышц-флексоров, и больший, хотя и детерминированный, хаос в управлении экстензорами. Несмотря на уменьшение К2 на вторые сутки это соотношение сохранялось. Что касается фрактальной размерности Д то она не зависит от функции мышцы (флексор или экстензор, верхняя или нижняя конечность). Возможно, это свидетельствует о стабильности центрального нервного принципа управлении этих разных по функции групп мышц.

Не обнаружено достоверной разницы нелинейных параметров иЭМГ в группах детей, рожденных естественным путем и путем оперативного родоразрешения. Амплитуда иЭМГ была достоверно ниже в группе детей при оперативном родоразрешении, но только при объединении групп детей всех четырех суток. Этот факт может быть объяснен тем, что двигательная система в обеих группах детей была сформирована одинаково. Вероятно, существуют лишь минимальные различия нейромышечного статуса детей, рожденных в срочных родах и при оперативном родоразрешении. Этот факт необычен, поскольку естественные роды являются сильнейшим стрессогенным фактором и должны оказывать влияние на постнатальное развитие двигательной функции. Известно, что двигательная система обладает очень высокими адаптивными способностями и многие из условно патологических симптомов исчезают на протяжении нескольких дней и недель после родов (Пальчик А. Б., 2004).

Противоречащие на первый взгляд данные линейного и нелинейного о влиянии механизма родов на двигательную сферу человека, могут найти объяснение в разнице самих методов анализа. Линейные методы улавливают количественные изменения иЭМГ (амплитуда, спектр), тогда как качественные характеристики (временная структура сигнала) иЭМГ отражается в нелинейных параметрах. Временная структура сигнала не зависит напрямую от пути родоразрешения, а отражает результат антенатального нейромиоонтогенеза, существенно не отличающегося в исследуемых группах.

выводы

1. В первые сутки жизни иЭМГ новорожденного ребенка характеризуется низкой амплитудой, высокой средней частотой спектра, низкими значениями нелинейных параметров, наличием фазных паттернов и высокочастотных двигательных единиц.

2. В течение первых четырех суток жизни амплитуда иЭМГ новорожденных детей увеличивается, средняя частота спектра уменьшается, а значения нелинейных параметров уменьшаются.

3. Икроножная мышца обладает наиболее специфичным набором значений электромиографических параметров: низкой амплитудой, высокой частотой спектра и более высокими значениями нелинейных параметров.

4. В раннем постнатапьном онтогенезе наблюдается кранио-каудальный градиент электромиографических параметров.

5. Механизм родов влияет на количественные характеристики интерференционной ЭМГ, но не оказывает влияния на нелинейные параметры временной структуры иЭМГ, то есть на качественные характеристики иЭМГ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Комплексное применение традиционных и нелинейных методов анализа интерференционной электромиограммы может быть использовано для создания базы данных о нейромышечном статусе здорового новорожденного ребенка для сравнения с различными видами патологии двигательной системы, контроля лечения и реабилитации и мониторинга дальнейшего развития ребенка, а также для определения зрелости нейромышечной системы новорожденного ребенка. Неинва-зивность и независимость метода от амплитуды иЭМГ удобны при исследовании ребенка в состоянии естественной двигательной активности, что позволяет применять данный метод в лечебных учреждениях.

2. Нелинейные параметры интерференционной электромиограммы могут быть использованы в качестве дополнительного метода при исследовании двигательных стратегий в различных нормальных особых состояниях (утомление, гипертрофия) у здоровых детей более старших возрастных групп.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Мейгал А. Ю. Перинатальная модель перехода человека от гипогра-витации к земной гравитации на основе нелинейных характеристик электромиограммы / А. Ю. Мейгал, А. С. Ворошилов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2009. № 6. С. 14-18.

2. Мейгал А. Ю. Динамика нелинейных параметров электромиограммы ребенка в течение первых суток жизни / А. Ю. Мейгал, А. С. Ворошилов // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2009. № 11 (105). С. 44-49

3. Соколов А. Л. Нервно-мышечный статус при нормальном старении по нелинейным параметрам интерференционной ЭМГ / А. Л. Соколов, А. Ю. Мейгал, А. С. Ворошилов, Ю. Р. Зарипова // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И. И. Мечникова. 2009. № 2/1. С. 299.

4. Зарипова Ю. Р. Активность двигательных единиц у здоровых детей в неонатальном периоде жизни / Ю. Р. Зарипова, А. Л. Соколов, А. С. Ворошилов, А. Ю. Мейгал // Вопросы практической педиатрии. 2010. Т. 5. Приложение № 1. С. 33-34.

5. Мейгал А. Ю. Нелинейные параметры интерференционной ЭМГ у детей первых двух суток жизни / А. Ю. Мейгал, А. С. Ворошилов // Материалы III Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, Великие Луки, 2010. С. 93-94.

6. Мейгал А. Ю. Перинатальная модель перехода от микрогравитации к условиям земной гравитации по данным электромиографии / А. Ю. Мейгал, А. С. Ворошилов // Тезисы докладов XXI съезда физиологического общества им. И. П. Павлова, Москва-Калуга. 2010. С. 393.

7. Ворошилов А. С. Нейромышечный статус детей первых двух суток жизни по данными ЭМГ / А. С. Ворошилов, А. Ю. Мейгал // Материалы научно-практической конференции: «Петрозаводские педиатрические чтения - VII», Петрозаводск, 2010. С. 23-24.

Подписано в печать30.03.2011. Формат60x84 '/16. Бумага офсетная. Печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Изд. № 71. Государственное образовательное учреждения высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Республика Карелия, 185910, г.Петрозаводск, пр. Ленина, 33.

Содержание диссертации, кандидата медицинских наук, Ворошилов, Александр Сергеевич

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Ранний неонатальный период жизни ребенка

1.2. Особенности двигательной активности новорожденного ребенка

1.3. Интерференционная поверхностная электромиограмма

1.4. Нелинейные параметры биологического сигнала

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика новорожденных детей

2.2. Линейные параметры интерференционной электромиограммы

2.3. Анализ импульсных последовательностей двигательных единиц

2.4. Нелинейные параметры анализа миоэлектрического сигнала

2.5. Статистический анализ

ГЛАВА III. ЛИНЕЙНЫЕ ПАРАМЕТРЫ иЭМГ НОВОРОЖДЕННЫХ ДЕТЕЙ

3.1. Амплитудно-спектральная характеристика иЭМГ мышц верхних и нижних конечностей у детей первых 4 суток жизни

3.2. Характеристика импульсной активности двигательных единиц у новорожденных детей

ГЛАВА IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПАРАМЕТРЫ иЭМГ НОВОРОЖДЕННОГО РЕБЕНКА.

ГЛАВА V. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ иЭМГ У ДЕТЕЙ, РОЖДЕННЫХ ЕСТЕСТВЕННЫМ ПУТЕМ И ПРИ ОПЕРАТИВНОМ РОДОРАЗРЕШЕНИИ

ГЛАВА VI. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. Амплитудно-спектральная характеристика иЭМГ новорожденных детей

6.2. Характеристика активности двигательных единиц новорожденных

6.3. Нелинейные параметры иЭМГ в течение первых четырех суток жизни

6.4. Связь нелинейных параметров и амплитуды

6.5. Связь нелинейных параметров с функцией мышцы

6.6. Сравнительная характеристика нейромышечного статуса детей, рожденных естественным путем, и путем операции кесарева сечения 92 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96 ВЫВОДЫ 98 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 98 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ЭМГ - электромиограмма иЭМГ - интерференционная электромиограмма ДЕ — двигательная единица ПДЕ - потенциал двигательной единицы ЦНС - центральная нервная система Д. - корреляционная размерность К2 — корреляционная энтропия 7) - фрактальная размерность мс — миллисекунда мкВ - микровольт Гц - Герц

Введение Диссертация по биологии, на тему "Нейромышечный статус детей в раннем неонатальном периоде по данным электромиографии"

Актуальность проблемы.

Ранний неонатальный период является одним из самых драматичных и важных периодов в жизни человека, поскольку в это время формируется функция физиологических систем на все дальнейшие годы. В течение первых часов жизни ребенок испытывает родовой катарсис, который сопровождается выбросом в кровь многочисленных гормонов[13, 50], а в течение первых дней жизни новорожденный проходит целый ряд транзиторных состояний разных органов и систем: физиологическая убыль массы тела, физиологическая желтуха, транзиторная эритема, половой криз, гипо- и гипертермия [50]. В первые сутки жизни у детей также отмечаются минимальные неврологические дисфункции [35]. Кардинальное изменение условий окружающей среды, такое как появление настоящей гравитации и снижение температуры, также влияет на функциональное состояние двигательной системы. Новорожденный ребенок проходит стремительную адаптацию к этим новым условиям обитания, переживая своего рода «сенсорную атаку». Одновременно происходит развитие и рост организма ребенка. Вторым суткам жизни уделяется несколько меньше внимания, хотя процесс адаптации к новым условиям продолжается и в это время. Проявления транзиторных состояний нарастают к 3-4 суткам [20, 50] и только после этого стихают.

Оценку нейромышечного статуса, включая мышечный тонус, новорожденного ребенка принято проводить используя в основном клинический метод, тогда как инструментальный подход используется только в случае выраженного нарушения мышечного тонуса. Электромиографический метод в настоящее время применяется лишь в отдельных случаях. В связи с этим, нейромышечный статус новорожденного ребенка остается практически неизученным с точки зрения электромиографии. Долгосрочный прогноз состояния двигательной системы ребенка на основе только клинических данных невозможно считать точным. В случае явно выраженных нарушений мышечного тонуса применяются такие инвазивные манипуляции, как игольчатая ЭМГ и биопсия мышц, что неудобно в связи с необходимостью соблюдения антисептических мероприятий и болезненностью метода. Биопсия мышц дает надежную информацию о соотношении типов мышечных волокон в онтогенезе человека [45], однако электромиографических данных для сравнения с данными морфологическими практически нет.

Интерференционная электромиограмма (иЭМГ) предоставляет информацию об организации активности мышц и в целом о двигательной системе при помощи различных параметров [67]. Существуют разные методы оценки нейромышечного статуса на основе иЭМГ. В частности, достаточно информативен турн-амплитудный анализ иЭМГ, который позволяет дифференцировать нейрогенные и миогенные виды патологии двигательной системы [74], а также амплитудно-спектральный анализ [1]. В последние годы существует устойчивый интерес к нелинейным .параметрам иЭМГ, поскольку иЭМГ представляет собой нелинейный процесс [95]. Этот метод дает дополнительную информацию о временной структуре г миоэлектрического сигнала [87]. Нелинейные методы включают оценку фрактальной размерности, детерминизма, энтропии. В целом, нелинейные методы позволяют охарактеризовать сложность и упорядоченность процесса.

Нелинейные параметры иЭМГ хорошо зарекомендовали себя при диагностике паркинсонизма и при изучении старения [89, 101], а также при исследовании таких особых состояний как утомление, адаптация к тренировке и тремор [104, 113]. Появились данные о значении нелинейных параметров у взрослых [11] и у более старших детей [16]. Для исследования нейромышечного статуса новорожденного этот метод анализа иЭМГ не применялся, хотя он может быть чувствительным к транзиторным состояниям двигательной системы. Также было бы интересно сравнить параметры нейромышечного статуса ребенка, полученные на основе классических линейных методов оценки ЭМГ с нелинейными параметрами иЭМГ. Традиционный интерес представляет также исследование функции двигательных единиц (ДЕ), по показателям импульсной активности которых также можно получить информацию об организации двигательного акта [62].

Существуют подробные гистохимические данные об онтогенезе мышечных волокон разного типа, в том числе в раннем постнатальном периоде [45]. Электромиографических данных о функционировании ДЕ у детей в раннем неонатальном периоде в литературе нет, хотя известны характеристики ДЕ в позднем неонатальном и грудном возрасте [26].

В этой связи, представлялось принципиально важным дать характеристику спонтанной мышечной активности новорожденного первых четырех суток, то есть в период транзиторных состояний, по линейным и нелинейным параметрам иЭМГ. Цель исследования.

Охарактеризовать нейромышечный статус ребенка * в раннем неонатальном периоде на основе накожной электромиографии с использованием линейных и нелинейных параметров миоэлектрического сигнала.

Задачи исследования.

1. Исследовать нейромышечный статус новорожденных детей на основе амплитудно-спектрального анализа интерференционной ЭМГ в мышцах верхних и нижних конечностей.

2. Применить нелинейные параметры для оценки интерференционной ЭМГ у новорожденных детей.

3. Охарактеризовать импульсную активность двигательных единиц новорожденного ребенка.

4. Провести сравнительный анализ нейромышечного статуса у детей при самопроизвольных родах и при оперативном родоразрешении.

Научная новизна исследования.

В настоящей работе впервые проведен комплексный анализ образцов иЭМГ детей первых часов и суток жизни, переживающих острую адаптацию к условиям постнатального развития. Впервые применены нелинейные параметры для интерпретации электромиографического сигнала ЭМГ новорожденного. В результате этого получены новые данные о тенденциях изменения нейромышечного статуса в течение первых четырех суток жизни новорожденного, то есть в период транзиторных состояний. Обнаружена связь параметров иЭМГ с биомеханической функцией мышцы, особенно с антигравитационной функцией, и временем жизни. Впервые получены записи активности двигательных единиц у новорожденных детей и дана характеристика основных паттернов их импульсации. Установлено, что нейромышечный статус новорожденного ребенка характеризуется упрощенной временной структурой электромиограммы и преобладанием фазических компонентов иЭМГ.

Теоретическое и научно-практическое значение работы.

Получены данные, которые существенно расширяют представления о периоде транзиторных состояний новорожденного ребенка, в частности о синдроме минимальных неврологических дисфункций. Установлено, что, с точки зрения онтогенеза, нейромышечный статус ребенка характеризуется более быстрыми свойствами скелетных мышц и фазным характером активности мышц. Показана динамика такого важного свойства двигательной системы, как соотношение активности в мышцах-антагонистах. Дано описание такого транзиторного состояния двигательной системы, как тремор новорожденного. Установлено, что уже на стадии раннего постнатального онтогенеза имеются моменты времени, имеющие отношение к антигравитационной функции мышц. Данные по нелинейным параметрам иЭМГ вносят вклад в теорию самоорганизации живых систем, в теорию хаоса и, в целом, в теорию саморазвития - синергетику.

Расширены возможности анализа электромиограммы с позиции ' обнаружения скрытых ритмов, характерных для двигательной системы новорожденного ребенка.

Комплексное применение амплитудно-спектральных и нелинейных параметров, а также параметров импульсации двигательных единиц, могут оказать помощь в определении зрелости нейромышечной системы новорожденного. Неинвазивность и независимость данного метода от амплитуды иЭМГ удобна при исследовании ребенка в состоянии естественной двигательной активности.

Полученная база данных по нейромышечному статусу здоровых детей может быть использована для дифференциальной диагностики заболеваний двигательной системы миогенного и неврогенного характера, а также синдрома минимальной неврологической дисфункции. Данные настоящего исследования также могут получить практическое применение при формировании прогноза, в том числе долгосрочного, развития нейромышечного статуса ребенка и вероятности развития двигательных нарушений.

Внедрение результатов исследования.

Данные настоящей диссертации внедрены в учебный процесс кафедры физиологии человека и животных медицинского факультета «Петрозаводского государственного университета» (ПетрГУ) и в лечебно-диагностическую работу ГУЗ «Детская республиканская больница». Апробация работы:

Материалы представлены в виде устных докладов на 6-й и 7-й конференциях «Петрозаводские педиатрические чтения» (Петрозаводск, 2009; 2010), на III всероссийской, с международным участием, конференции по управлению движением (Великие Луки, 2010), на XXI съезде Всероссийского физиологического общества им. Павлова (Калуга, 2010).

Работа выполнена в рамках тематического плана научных исследований ПетрГУ (номер государственной регистрации темы 01.02.00101823, 20062010 гг.).

Публикации по теме исследования.

Опубликовано 7 научных работ: 2 статьи (из них 1 из списка журналов, рекомендованных ВАК РФ), 5 тезисов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Нейромышечный статус новорожденного ребенка по данным интерференционной электромиографии в раннем неонатальном периоде характеризуется преобладанием фазических свойств и упрощенной временной структурой сигнала.

2. Электромиографические показатели ребенка в раннем неонатальном периоде зависят от биомеханической функции мышц и времени постнатальной жизни.

3. Метод родоразрешения оказывает влияние на количественные электромиографические характеристики нейромышечного статуса в первые дни постнатального развития.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалы и методы исследования (глава 2), изложения результатов собственных исследований (главы 3, 4, 5) и их обсуждения (глава 6), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы, включающего 51 отечественный и 64 зарубежных источника. Диссертация изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрирована 14 рисунками, 16 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Ворошилов, Александр Сергеевич

выводы

1. В первые сутки жизни иЭМГ новорожденного ребенка характеризуется низкой амплитудой, высокой средней частотой спектра, низкими значениями нелинейных параметров, наличием фазных паттернов и высокочастотных двигательных единиц.

2. В течение первых четырех суток жизни амплитуда иЭМГ новорожденных детей увеличивается, средняя частота спектра уменьшается, а значения нелинейных параметров уменьшаются.

3. Икроножная мышца обладает наиболее специфичным набором значений электромиографических параметров: низкой амплитудой, высокой частотой спектра и более высокими значениями нелинейных параметров.

4. В раннем постнатальном онтогенезе наблюдается кранио-каудальный градиент электромиографических параметров.

5. Механизм родов влияет на количественные характеристики интерференционной ЭМГ, но не оказывает влияния на нелинейные параметры временной структуры иЭМГ, то есть на качественные характеристики иЭМГ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Комплексное применение традиционных и нелинейных методов анализа интерференционной электромиограммы может быть использовано для создания базы данных о нейромышечном статусе здорового новорожденного ребенка для сравнения с различными видами патологии двигательной системы, контроля лечения и реабилитации и мониторинга дальнейшего развития ребенка, а также для определения зрелости нейромышечной системы новорожденного ребенка. Неинвазивность и независимость метода от амплитуды иЭМГ удобны при исследовании ребенка в состоянии естественной двигательной активности, что позволяет применять данный метод в лечебных учреждениях.

2. Нелинейные параметры интерференционной электромиограммы могут быть использованы в качестве дополнительного метода при исследовании двигательных стратегий в различных нормальных особых состояниях (утомление, гипертрофия) у здоровых детей более старших возрастных групп.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Ворошилов, Александр Сергеевич, Петрозаводск

1. Андреева Е.А. Спектральный метод анализа электрической активности мышц / Е.А. Андреева, O.E. Хуторская. М.: Наука, 1987. - 104 с.

2. Антонов А.Г. Гомеостаз новорожденного / А.Г. Антонов, Е.Е. Бадюк, Ю.А. Тылькиджи. Л., 1984. - 184 с.

3. Аршавский И.А. Очерки по возрастной физиологии / И.А Аршавский. -М.: Медицина, 1967. 475 с.

4. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития / И.А. Аршавский. М.:Наука, 1982.- 270 с.

5. Бабкин П.С. Интранатальная гибернация плода / П.С. Бабкин, И.П. Бабкина. Воронеж: УН-ТА, 1987. - 118 с.

6. Барашнев Ю.И. Перинатальная неврология /Ю.И. Барашнев. — М.:Триада X, 2001 640 с.

7. Божокин C.B. Фракталы и мультифракталы / C.B. Божокин, Д.А. Паршин Ижевск: РХД, 2001.- 128 с.

8. Бузников Г.А. Нейротрансмиттеры в онтогенезе / Г.А. Бузников. М.: Наука, 1987. - 232 с.

9. Бурсиан A.B. Ранний онтогенез моторного аппарата теплокровных / A.B. Бурсиан. Л.: Наука, 1983. - 165с.

10. Бурсиан A.B. Факторы, определяющие специфичность нервной деятельности в раннем онтогенезе / A.B. Бурсиан. // Усп. Физиол. Наук. 1993. Т.24. №2. С. 3-19.

11. Воронова Н.В. Нейромышечный статус женщин в течение менструального цикла по данным электромиографии / Н.В. Воронова, Л.Е. Елаева, Г.И. Кузьмина, А.Ю. Мейгал // Медицинский академический журнал. -2010. -№5. С. 10.

12. Горяинов П.М. Самоорганизация минеральных систем / П.М. Горяинов, Иванюк Г.Ю.- М.: ГЕОС, 2001. 312 с.

13. Греф Дж. Педиатрия / Дж. Греф. М.: Практика, 1997. - 912 с.

14. Данилов Ю.А. Лекции по нелинейной динамике / Ю.А. Данилов Ю.А. -М.: Постмаркет, 2001. — 184 с.

15. Зарипова Ю.Р. Возможности накожной электромиографии как метода диагностики двигательных нарушений у детей / Ю.Р. Зарипова, А.Ю. Мейгал, A.JI. Соколов.// Медицинский академический журнал. -2005.- №2.-Прил. 6.-С. 147-153.

16. Зарипова Ю.Р. Нелинейные параметры суммарной электромиограммы в диагностике синдрома двигательных нарушений у детей первого года жизни / Ю.Р. Зарипова, A.JI. Соколов, А.Ю. Мейгал // Медицинский академический журнал. -2010.- №5 С. 28-29.

17. Захаров B.C. Поиск детерминизма в наблюдаемых геолого-геофизических данных: анализ корреляционной размерности временных рядов / B.C. Захаров. // Современные процессы геологии. Сборник научных трудов.- М.: Научный мир, 2002.- С. 184-187

18. Ильяшенко Ю.С. Аттракторы и их фрактальная размерность / Ю.С. Ильяшенко.-М.: МЦНМО, 2005.- 16 с.

19. Кликушин Ю.Н. Фрактальная шкала для измерения формы распределений вероятности / Ю.Н. Кликушин // Журнал радиоэлектроники. -2000.-№3,- С. 15-18.

20. Комаров А.Ф. Практическая неонатология (методические рекомендации) / А.Ф. Комаров, Г.Ю. Модель, A.A. Минасьян. Краснодар, 1998. - 68 с.

21. Короновский A.A. Нелинейная динамика в действии. / Короновский

22. A.A., Трубецков Д.И. Саратов: Изд-во ГосУНЦ «Колледж», 2002. - 156 с.

23. Куликов В.П. Потребность в двигательной активности. / В.П. Куликов,

24. B.И. Киселев. Новосибирск: Наука, 1998. - 150 с.

25. Лукк A.A. Вариации геофизических полей как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. / A.A. Лукк, A.B. Дещеревский, А.Я. Сидорин, И.А. Сидорин.- М.: 1996.- 210 с.

26. Малинецкий Г.Г. Современные проблемы нелинейной динамики. / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов.- М.:Эдиториал УРСС, 2000. — 326 с.

27. Малинецкий Г.Г. Нелинейная динамика — ключ к теоретической истории?/ Г.Г. Малинецкий // Общественные науки и современность. -1996. -№5. С. 23-26

28. Мейгал А.Ю. Терморегуляционная активность двигательных единиц новорожденных и детей раннего возраста / А.Ю. Мейгал, A.JI. Соколов, Ю.В. Лупандин // Физиология человека. 1995. - Т.21. - №4. - С. 111-118.

29. Мещерский P.M. Анализ нейронной активности. М.: Наука.- 1972.- 222 с.

30. Михеева И.Г. Содержание серотонина в сыворотке крови новорожденных детей с гипоксически-ишемичемическим поражением ЦНС / И.Г. Михеева, E.H. Рюкерт, О.С. Брусов, М.И. Фактор, Т.Г. Верещагина. // Педиатрия.- 2008.- Том 8.- №1 с. 48-57

31. Мусалимов В.М. Специальные разделы высшей математики / В.М. Мусалимов, С.С. Резников, Чан Нгок Чау,- СПб: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2006. -80 с.

32. Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов. / А.Д. Морозов -ИКИ, 2004. 139 с.

33. Назаретян, А.П. Синергетика в гуманитарном знании: предварительные итоги. / А.П. Назаретян // Общественные науки и современность.- 1999. -№ 4. -С. 135- 145.

34. Опритов В.А. Энтропия биосистем./ Опритов В.А. // Соросовский образовательный журнал. -1999. -Т.6. -С. 33-38.

35. Пальчик А.Б. Эволюционная неврология. / А.Б. Пальчик- СПб: Питер, 2002. 384 с.

36. Пальчик А.Б. Состояния нервной системы у новорожденных / А.Б. Пальчик.// Методические рекомендации Минздрава РФ, Санкт-Петербургская Государственная Педиатрическая Медицинская Академия. -СПб, 2004.-22 с.

37. Персон P.C. Электромиография в исследованиях человека / P.C. Персон М.: Наука, 1969. - 241 с.

38. Понятишин А.Е. Электроэнцефалография в неонатальной неврологии / А.Е. Понятишин, А.Б. Пальчик.- СПб, 2006. 119 с.

39. Прохоров А. Нелинейная динамика и теория хаоса в экономической науке: историческая ретроспектива. /А. Прохоров // Квантиль №4. 2008. -С.79-92

40. Ратнер А.Ю. Неврология новорожденных: Острый период и поздние осложнения / А. Ю. Ратнер. 2-е изд. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005, — 368 с.

41. Робертсон Н.Р.К. Практическое руководство по неонатологии / H.P.K. Робертсон. Пер. с англ. М.: Медицина, 1998. - 520 с.

42. Рузавин Г.И. Самоорганизация как основа эволюции экономических систем / Г.И. Рузавин. // Вопросы экономики. 1996. - № 3.- С. 106-109.

43. Сегар Дж.Л. Руководство по неонатологии Университета Айовы / Дж.Л Сегар. Пер. с англ.- Л., 1997. 560 с.

44. Семёнова Н.Ю. Фрактальный анализ ЭЭГ при эпилепсии./ Н.Ю. Семёнова, B.C. Захаров. // Журнал «Нелинейный мир». №3- 2010 г.- С. 180188

45. Скворцов И.А. Развитие нервной системы у детей в норме и патологии. / И.А. Скворцов, H.A. Ермоленко.- М.: МЕДпресс информ, 2003. -367 с.

46. Сонькин В.Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. / В.Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. М.: Кгижный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 369 с.

47. Тамбовцева Р.В. Гистохимическая характеристика мышечных волокон двуглавой и трехглавой мышц плеча в онтогенезе человека /Р.В. Тамбовцева //Арх. Анат. Гистол. Эмбриол. -1988.- Т.94. -№5- С. 59-63

48. Тамбовцева Р.В. Развитие различных типов мышечных волокон четырехглавой мышцы бедра камбаловидной мышцы в онтогенезе человека/Р.В. Тамбовцева, И.А. Корниенко. //Арх. Анат. Гистол. Эмбриол. -1986.- Т.91. -№9-С. 96-99

49. Федер Е. Фракталы. Пер. с англ. / Е. Федер. М.: Мир, 1991.- 254 с.

50. Чернавский Д.С. Синергетика и информация./ Д.С. Чернавский— М.: Наука.- 2001. 105 с.

51. Шабалов Н.П. Неонатология, в 2 тт. /Н.П. Шабалов.- М.: Медпресс, 2006. 608 с.

52. Шустер Г. Детерминированный хаос./ Г.Шустер. М.: Мир, 1988. - 240 с.

53. Arendt-Nielsen L. Changes in muscle fiber conduction velocity, mean power frequency, and mean EMG voltage during prolonged submaximal contractions./L. Arendt-Nielsen, K.R. Mills.,A. Forster // Muscle Nerve 12: 493-497, 1989.

54. Akasaka K. EMG power spectrum and integrated EMG of ankle plantarflexors during stepwise and ramp contractions/ K. Akasaka, H. Onishi, K. Momose, K. Ihashi, R. Yagi, Y.// Tohoku J Exp Med. 182(3):207-16, 1997

55. Balestra G. Time-frequency analysis of surface myoelectric signals during athletic movement / G. Balestra, S. Frassinelli, M. Knaflitz, F. Molinari. // IEEE Eng Med Biol Mag 20: 106-115,2001.

56. Bernard! M. Force generation performance and motor unit recruitment strategy in muscles of contralateral limbs/ M. Bernardi, F. Felici, M. Marchetti, F.

57. Montellanico, M.F. Piacentini, M. Solomonow // J Electromyogr Kinesiol 9: 121130, 1999.

58. Bernardi M. Motor unit recruitment strategies changes with skill acquisition / M. Bernardi, M. Solomonow, G. Nguyen, A. Smith, R. Baratta // Eur J Appl Physiol 74: 52-59, 1996.

59. Bilodeau M. EMG frequency content changes with increasing force and during fatigue in the quadriceps femoris muscle of men and women / M. Bilodeau, S. Schindler-Ivens, D.M. Williams, R. Chandran. // J Electromyogr Kinesiol 13: 83-92, 2003.

60. Bischoff C. Standards of instrumentation of EMG. The International Federation of Clinical Neurophysiology/ C. Bischoff ,A. Fuglsang-Fredriksen, L, Vendelbo, A. Sumner //Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl.52:199-211, 1999

61. Bonato P. Time-frequency parameters of the surface myoelectric signal for assessing muscle fatigue during cyclic dynamic contractions/ P. Bonato, S.H. Roy, M. Knaflitz , C.J. DeLuca. // IEEE Trans Biomed Eng 48: 745-753, 2001.

62. Casale R., Sarzi-Puttini P., Atzen F. et al BMC. Central motor control failure in fibromyalgia: a surface electromyography study. // Musculoskelet Disord.; 10: 78, 2009

63. Cioni G. Early Human Development / G. Cioni, F. Ferrari, H.F.R. Prechtl. // Early Human Development. — 1989. — Vol. 18. — P. 247—262.

64. Day S.J. Experimental simulation of cat electromyogram: evidence for algebraic summation of motor-unit action-potential trains / S J. Day, M. Hulliger // J Neurophysiol 86: 2144-2158, 2001

65. Del Santo F. Recurrence quantification analysis of surface EMG detects changes in motor unit synchronization induced by recurrent inhibition. / F. Del Santo, F. Gelli, R. Mazzocchio, A. Rossi.// Exp. Brain Res 178: 308-315, 2007

66. Doherty T.J. Effects of motor unit losses on strength in older men and women / T.J. Doherty , A.A. Vandervoort , A.W. Taylor // J Appl Physiol. 74(2):868-74, 1993

67. Eken T. Development of tonic firing behavior in rat soleus muscle / T. Eken , G.C. Elder, T. Lomo // J Neurophysiol. 99(4): 1899-905. Epub 2008.

68. Enoka R.M. Motor unit physiology: some unresolved issues/ R.M. Enoka, A.J. Fuglevand. // Muscle Nerve 24: 4-17, 2001.

69. Farina D. The extraction of neural strategies from the surface EMG / D. Farina, R. Merletti, R.M. Enoka // J. Appl. Physiol. 96:1486-95, 2004.

70. Farina D. Motor unit recruitment strategies investigated by surface EMG variables / D. Farina, M. Fosci, R. Merletti // J. Appl. Physiol. 92(l):235-47, 2002.

71. Farina D. Influence of anatomical, physical and detection-system parameters on surface EMG / D.Farina, C. Cescon, R. Merletti // Biol. Cybern. 86: 445-456, 2002.

72. Farina D. Cross-talk between knee extensor muscles. Experimental and model results / D. Farina, R. Merletti, B. Indino, M. Nazzaro, M. Pozzo // Muscle Nerve 26: 681-695, 2002.

73. Felici F. Linear and non-linear analysis of surface electromyograms in weightlifters / F. Felici, A. Rosponi, P. Sbriccoli, G.C. Filligoi, L. Fattorini, M. Marchetti // Eur. J. Appl. Physiol. 84: 337-342, 2001.

74. Filligoi G. Detection of hidden rhythms in surface EMG signals with a nonlinear time-series tool / G. Filligoi, F. Felici // Med Eng Phys 21: 439-448, 1999.

75. Filz H.P. Comparative electromyographic analysis of shivering frequency in animal species of different sizes during postnatal growth / H.P. Filz, K. Niklaus, F.W. Klusmann // Europ. J. Appl. Physiol. V.402 R.54, 1984

76. Finsterer J. Differentiation between neurogenic and myogenic lesions of facial muscles by turn/amplitude analysis / J. Finsterer // Clin. Neurophysiol 117(6): 1400-1; 2006

77. Gerdle B. Dependence of the mean power frequency of the electromyogram on muscle force and fibre type / B. Gerdle, K. Henriksson-Larsen, R. Lorentzon, M.L. Wretling//Acta Physiol Scand 142: 457-465, 1991

78. Gerdle B. Do the fibre-type proportion and the angular velocity influence the mean power frequency of the electromyogram? / B. Gerdle, M.L. Wretling, K. Henriksson-Larsen//Acta Physiol Scand 134: 341-346, 1988.

79. Gibbs J. Cross-correlation analysis of motor unit activity recorded from two separate thumb muscles during development in man / J. Gibbs, L.M. Harrison, J. A. Stephens // J Physiol 499: 255-266, 1997

80. Gitter J.A. Fractal analysis of the electromyographic interference pattern / J.A. Gitter, M.J. Czemiecki// J Neurosci Methods. 58(l-2):103-8. 1995

81. Goldspink G. Changes in rodent musle fibre during post-natal growth, undernutrition and exercise / G. Goldspink, P.S. Ward // J.Physiol. (Gr.Brit.) V.296 P. 453-469, 1979

82. Gupta V. Fractal analysis of surface EMG signals from the biceps / V. Gupta, S. Suryanarayanan, N.P. Reddy// Int J Med Inform. Jul;45(3): 185-92. 1997

83. Knaflitz M. Myoelectric manifestations of fatigue in voluntary and electrically elicited contractions /, M. Knaflitz, R. Merletti C.J. De Luca // J. Appl. Physiol. 69: 1810-1820, 1990.

84. Karlsson S. Time-frequency analysis of myoelectric signals during dynamic contractions: a comparative study / S. Karlsson, J. Yu, M. Akay // IEEE Trans Biomed Eng 47: 228-238, 2000.

85. Kossev A. The effect of muscle fiber length change on motor units potentials propagation velocity / A. Kossev, N. Gantchev, A. Gydikov, Y. Gerasimenko, P. Christova // Electromyogr Clin Neurophysiol 32: 287-294, 1992.

86. Lago P. Effect of motor unit firing time statistics on EMG spectra / P. Lago, N.B. Jones //Med Biol Eng Comput 15: 648-655, 1977

87. Liu Y. EMG recurrence quantifications in dynamic exercise / Y. Liu, M. Kankaanpaa, J.P. Zbilut, C.L. Webber Jr //Biol Cybern. 90(5):337-48. Epub 2004.

88. Meigal A. Thermoregulatory activity of motor units during human development / A. Meigal, I. Pavlova,Y. Lupandin, A. Sokolov, E. Antonen //Arct Med Res. 54: p. 192-200, 1995

89. Mendell L.M. Maturation in properties of motoneurons and segmental input in the neonatal rat / L.M. Mendell, B.S Seebach //J. Neurophysiol. 76:3875-3885, 1996

90. Merletti R. Surface EMG signal processing during isometric contractions/ R. Merletti, L. Lo Conte // J Electromyogr Kinesiol 7: 241-250, 1997.

91. Moritani T. Motor unit activity and surface electromyogram power spectrum during increasing force of contraction / T. Moritani, M. Muro // Eur J Appl Physiol 56: 260-265, 1987.

92. Myers L.J. Rectification and non-linear pre-processing of EMG signals for cortico-muscular analysis / L.J. Myers, M. Lowery, M. O'Malley, C.L. Vaughan, C. Heneghan, Y.X.R. Harley, R. Sreenivasan // J Neurosci Methods 124: 157-165, 2003.

93. Nago T. Muscle maintenance by volitional contraction against applied electrical stimulation / T. Nago, Y. Umezu, N. Shiba, H. Matsuse, T. Maeda, Y. Tagawa, K. Nagata, J.R. Basford // Kurume Med J. 54(l-2):35-40, 2007.

94. Nieminen H., Takala E.P. Evidence of deterministic chaos in the myoelectric signal / H. Nieminen, E.P. Takala // Electromyogr. Clin. Neurophysiol. V.36. P.49-58, 1996.

95. Nishizono H., Kurata H., and Miyashita M. Muscle fiber conduction velocity related to stimulation rate / H. Nishizono, H. Kurata, M. Miyashita // Electroencephalogr Clin Neurophysiol 72: 529-534, 1989.

96. Petrofsky J.S. Frequency analysis of the surface EMG during sustained isometric contractions / J.S. Petrofsky, A.R. Lind // Eur J Appl Physiol 43: 173182, 1980

97. Portero P. Surface electromyogram power spectrum changes in human leg muscles following 4 weeks of simulated microgravity / P. Portero // Goiibel Eur J Appl Physiol 73:340 345, 1996.

98. Prechtl H.F.R. The neurological examination of the full-term; newborn infant/ H.F.R. Prechtl, D.J. Beintema //Clinics in developmental medicine N12. — London; Heinemann, 1964.

99. Rainoldi A. Repeatability of surface EMG variables during voluntary isometric contractions of the biceps brachii muscle / A. Rainoldi, G. Galardi, L. Maderna, G. Comi, L. Lo Conte, R. Merletti // J Electromyogr Kinesiol 9: 105119, 1999.

100. Semmler J.G. Motor-unit coherence during isometric contractions is not responsible for larger motor-unit forces in old adults./ J.G. Semmler, K. W. Kornats, R.M. Enoka // J. Neurophysiol 90: 1346-1349, 2003.

101. Solomonow M. Electromyogram power spectra frequencies associated with motor unit recruitment strategies / M. Solomonow, C. Baten, J. Smith, R. Baratta, H. Hermens, R. D'Ambrosia, H. Shoji //J Appl Physiol 68: 1177-1185, 1990

102. Sturman M.M. Effects of aging on theregularity of physiological tremor / M.M. Sturman, D.E. Vaillancourt, D.M. Corcos 11 J Neurophysiol 93:3064-74, 2005.

103. Tesch P.A. Influence of lactate accumulation of EMG frequency spectrum during repeated concentric contractions / P.A. Tesch, P.V. Komi, I. Jacobs, J. Karlsson, J.T. Viitasalo // Acta Physiol Scand 119: 61-67, 1983.

104. Thompson W.J. Fibre type composition of single motor units during synapse elimination in neonatal rat soleus muscle / WJ. Thompson, L.A. Sutton, D.A. Riley // Nature. V.309 P.709 -711,1984

105. Troni W. Conduction velocity along human muscle fibers in situ / W. Troni, R. Cantello, I. Rainero // Neurology 33: 1453-1459, 1983

106. Umezu Y. Muscle endurance and power spectrum of the triceps brachii in wheelchair marathon racers with paraplegia / Umezu Y, Shibal N., Tajima F., Mizushima T., Okawa H., Ogata H., Nagata K. // Spinal Cord 41, 511-515, 2003

107. Van Boxtel A. Influence of motor unit firing statistics on the median frequency of the EMG power spectrum / A. Van Boxtel, L.R.B Shomaker // Eur J Appl Physiol 52: 207-213, 1984.

108. Viitasalo J.T. Interrelationships of EMG signal characteristics at different levels of muscle tension during fatigue / J.T. Viitasalo and P.V. Komi // Electromyogr Clin Neurophysiol 18: 167-178, 1978.

109. Wakeling J.M. Surface EMG shows distinct populations of muscle activity when measured during sustained sub-maximal exercise / J.M.Wakeling, S.A. Pascual, B.M. Nigg, V. von Tscharner // Eur J Appl Physiol 86: 40-47, 2001

110. Webber C.L. Influence of isometric loading on biceps EMG dynamics as assessed by linear and non linear tools/ C.L. Webber, M.A. Schmidt, S.M. Walsh // J Appl Physiol 78: 814-822, 1995.

111. Webber C.L.Jr. Dynamical assessment of physiological systems and states using recurrence plot strategies / C.L.Jr. Webber, J.P. Zbilut // J Appl Physiol. 76(2):965-73, 1994

112. Westbury J.R Associations between spectral representation of the surface electromyogram and fiber type distribution and size in human masseter muscle / J.R Westbury, T.G. Shaughnessy // Electromyogr Clin Neurophysiol 27: 427-435, 1987.

113. Weytjens J.L. The effects of motor unit synchronization on the power spectrum of the electromyogram / J.L.Weytjens, D. van Steenberghe // Biol Cybern 51: 71-77, 1984.