ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ДИАГНОСТИКА В ОЦЕНКЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕДНЕЙ БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ МЫШЦЫ

Биомеханика нижней конечности во многом определяется корректной работой мышц голени, среди которых передняя большеберцовая мышца занимает особое клиническое значение. Нарушение её функции способно спровоцировать целый каскад патологических изменений и повысить вероятность развития сопутствующих заболеваний опорно-двигательного аппарата. Данная мышца обеспечивает тыльное сгибание стопы и выполняет амортизирующую функцию при беговых и ходовых нагрузках, что делает её незаменимым элементом двигательной активности. Чрезмерные нагрузки на нее нередко становятся причиной развития болевого синдрома в передней части голени – состояния, в основе которого лежит либо воспалительный процесс в мышечно-сухожильных структурах, либо патологическое повышение давления внутри переднего фасциального ложа [1].

В связи с этим возникает необходимость разработки и апробации доступных неинвазивных методов функциональной оценки состояния передней большеберцовой мышцы. Традиционные методы визуализации выявляют структурные изменения, но не всегда информативны на ранних стадиях перегрузочных повреждений и не показывают функциональное состояние мышечной ткани в динамике. В этом контексте тепловизионная диагностика представляет особый интерес, так как позволяет оценивать изменения температуры кожи, отражающие состояние микроциркуляции и метаболической активности подлежащих тканей [2].

В исследовании участвовали 7 добровольцев, все они были здоровы и имели возраст от 21 до 23 лет. Среди участников было 5 мужчин и 2 женщины (испытуемые под номерами 3 и 7). Всем участникам была разъяснена цель и условия исследования, и они дали свое добровольное информированное согласие на участие. Критерии включения в исследование включали отсутствие острых и хронических заболеваний опорно-двигательной системы, отсутствие травм голеней в анамнезе за последние полгода, а также отсутствие системных заболеваний, которые могут повлиять на терморегуляцию.

Тепловизионное исследование осуществлялось при помощи тепловизора модели IRISYS 4010, используя специализированное программное обеспечение «IRISYS 4000 Series Imager». Камера располагалась на расстоянии 0,4–0,6 метра от поверхности голени. Съёмка производилась в передней проекции обеих голеней в вертикальном положении. Каждый участник проходил исследование дважды: до и непосредственно после выполнения нагрузочного теста.

Нагрузочный тест заключался в изолированной статической нагрузке на переднюю группу мышц голени. В положении стоя испытуемые выполняли подъём носков вверх (переход в положение стоя на пятках) и удерживали это положение в течение 30–40 секунд. Нагрузка была одинаковой для всех участников.

Обработка термограмм проводилась в программе «IRISYS 4000 Series Imager». В связи с вариабельностью условий съёмки (различное расстояние до объекта и незначительные повороты конечности) вместо традиционного выделения областей интереса был применён метод фиксированных анатомических точек [3]. Измерения температуры выполнялись в пяти фиксированных точках, расположенных в проекции передней большеберцовой мышцы (латеральнее большеберцовой кости): в верхней, верхне-средней, средней, нижне-средней и нижней трети мышечного брюшка.

Для каждой термограммы рассчитывались следующие показатели:

1. Средняя температура (Tср) в зоне проекции мышцы;
2. Прирост температуры ΔT = Tпосле – Tдо для каждой ноги;
3. Температурная асимметрия между правой и левой голенью до и после нагрузки (As = |Tправая – Tлевая|);
4. Относительное изменение температуры (ΔT %).

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием Microsoft Excel. В связи с малым объёмом выборки (n = 7) применялись описательные статистические методы: расчёт средних арифметических значений (М), стандартного отклонения (SD), а также оценка индивидуальной динамики показателей до и после нагрузки. Пример полученного снимка представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Термограмма правой голени испытуемого №4 до нагрузочного теста

Средние показатели температуры в области проекции передней большеберцовой мышцы представлены в таблице 1, температурная асимметрия между правой и левой голенью до и после выполнения нагрузки приведена в таблице 2, а значения прироста температуры (ΔT) после нагрузки у семи обследуемых представлены в таблице 3.

Таблица 1.

Показатели температуры в проекции передней большеберцовой мышцы до и после нагрузочного теста (М ± SD, n=7)

Таблица 2.

Температурная асимметрия между голенями до и после нагрузочного теста (М ± SD, n=7)

Таблица 3.

Индивидуальные и средние значения прироста температуры (ΔT) после нагрузки у 7 обследуемых

Полученные данные свидетельствуют о том, что после выполнения нагрузки температура в среднем возрастала на 0,68 ± 0,73 °C в правой конечности и на 0,78 ± 0,75 °C в левой, что свидетельствует об увеличении метаболической активности и усилении кровообращения в мышечной ткани. При индивидуальном рассмотрении полученных данных был выявлен существенный разброс показателей теплового отклика среди испытуемых.

У шести участников эксперимента было зафиксировано увеличение температурных показателей, в то время как у одного испытуемого (№ 3) температурная реакция оказалась отрицательной. Данный факт может объясняться как индивидуальной физиологической особенностью реакции на нагрузку, так и возможном влиянии технических факторов в процессе измерения, что делает необходимым проведение дополнительных исследований. Использование в качестве ключевых параметров средней температуры, величины её прироста и температурной асимметрии определяется тем, что именно эти показатели наиболее полно отражают функциональное состояние мышечной ткани.

Средняя температура отражает общий уровень метаболической активности мышцы, показатель ΔT даёт возможность измерить её реакцию на физическую нагрузку, а температурная асимметрия служит значимым диагностическим параметром в клинической термографии, применяемым для обнаружения патологических отклонений. Небольшое возрастание асимметрии по завершении нагрузки (с 0,42 °C до 0,46 °C) может свидетельствовать о неодинаковом функциональном отклике конечностей, что необходимо принимать во внимание при анализе полученных данных.

Результаты данной работы подтверждают целесообразность применения тепловизионной съёмки для регистрации температурных изменений в области передней большеберцовой мышцы, а также открывают возможность использования количественного анализа термограмм в качестве эффективного метода функциональной оценки состояния мышечной ткани [4]. Собранные данные расширяют представления о характере температурных откликов мышц голени при воздействии статических нагрузок и указывают на значительные перспективы дальнейшего исследования функциональной термографии в рамках комплексного подхода к диагностике и мониторингу состояния ОДС.

В перспективе инфракрасная термография способна занять значимое место не только в области диагностики, но и в отслеживании процесса реабилитации пациентов после травматических повреждений и хирургических вмешательств [5]. Следовательно, полученные в ходе исследования результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения функциональной термографии с целью повышения эффективности медицинской помощи и совершенствования комплексного подхода к диагностике патологий опорно-двигательного аппарата.

Список литературы:

1. Мельников Г. С. Современные медицинские тепловизоры / Г. С. Мельников, В. М. Самков, Ю. И. Солдатов // Материалы IX Международной конференции «Прикладная оптика – 2010». – СПб., 2010. – С. 11–17.
2. Воловик, М. Г. Современные возможности и перспективы развития медицинского тепловидения / М. Г. Воловик, И. М. Долгов // Медицинский алфавит. – 2018. – Т. 25, № 3. – С. 45–51.
3. Сергеев, А. Н. О возможности применения медицинской термографии в клинической практике / А. Н. Сергеев, А. М. Морозов, Ю. О. Чарыев, М. А. Беляк // Профилактическая медицина. – 2022. – Т. 25, № 4. – С. 82–88.
4. Moreira, D. G. Thermographic imaging in sports and exercise medicine: a Delphi study and consensus statement / D. G. Moreira, J. T. Costello, C. J. Brito // Journal of Thermal Biology. – 2017. – Vol. 69. – P. 155–162.
5. Диагностика заболеваний опорно-двигательного аппарата: современные подходы [Электронный ресурс] // Всемирная организация здравоохранения. – URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/musculoskeletal-conditions