Müomeeter

Müomeeter (inglise keeles myometer) on seade bioloogilise pehmekoe mehaanilist pingeseisundit, elastsust, dünaamilist jäikust, roomavust ja mehaanilise pinge relaksatsiooniaega iseloomustavate parameetrite samaaegseks mõõtmiseks reaalajas.

Ajalugu

Müomeeteri näol on tegu Tartu Ülikooli eduka projektiga. Seadmes kasutatava tehnoloogia on välja töötanud Tartu Ülikooli eksperimentaalfüüsika ja tehnoloogia instituudi vanemteadur Arved Vain.

Esimene müomeeter loodi juba aastal 1976. Tegu oli prototüübiga, millele saadi Nõukogude Liidu autoritunnistused. Alles 1996. aastal jõuti seadme arendusega niikaugele, et oldi valmis patenteerimiseks. Müomeeter on rahvusvaheliselt patenteeritud seitsmes Euroopa riigis, Ameerika Ühendriikides ja Jaapanis.

Aastal 2005 sai Myoton-3 meditsiiniseadme sertifikaadi.

Müomeetri tööpõhimõte

Uuritava lihase nahapinnale asetatakse/kinnitatakse müomeetri löökotsik. Pehmele koele, mis asetseb lihase peal, tekitatakse selle abil eelsurve, mis on võrdne löökotsiku mehhanismi massi tekitava raskusjõuga ning on asendist, gravitatsiooniväljast ja kasutajast sõltumatu. Kui on tekitatud piisav eelsurve, lülitub kindlaks ajavahemikuks tööle elektromagnet, mille abil tekitatakse seadme ajamiga koele lühiajaline dünaamiline mõjutus löökotsiku abil, mis lõppeb kiire vabanemisega.

Tahke keha muudab välisjõudude mõjul oma kuju. Kui kujumuutus on teatud piirides, taastab keha oma esialgse kuju, seda juhul kui jõu mõju eemaldub aeglaselt. Kiirel eemaldumisel sooritab keha vaba omavõnkumise. Keha materjali sisehõõrdumise olemasolul on tegu kustuva võnkumisega ja keha esialgne kuju taastub mõne aja möödudes. Kasutades kiirendusandurit, fikseerib müomeeter koe omavõnkumise graafikuna ja kuvab selle seadme ekraanil (Myoton PRO) või arvuti ekraanil (Myoton PRO ja vanemad versioonid) kasutades selleks vastavat programmi. Kuna kontrolli käigus tekitatud deformatsioon (2–3 mm) ja jõud (0,4 N) on väikesed, saab protseduuri kohe korrata, kuna ei teki bioloogilise koe jääkdeformatsiooni.

Müomeetri konstruktsioon (Myoton-2)

Kuna bioloogilise koe mehaanilised omadused on pidevalt muutuvad, vastavalt endo- ja eksogeensetele mõjutustele, on tarvis vähendada mõõtmisprotseduuriga seotud mõjutusi. Kasutatakse löökotsikut, mis koos kiirendusanduriga omab minimaalset raskusjõudu 0,2 N. See ei kujuta olulist mehaanilist mõjutust kudedele ega ka mõõtmisprotseduuri tulemustele.

Et tekitatav võnkeprotsess kestaks vähemalt kaks täisvõnkeperioodi, peab mehaaniline löök olema piisav, ent samas ei tohi mõõteotsik kaotada kontakti naha pinnaga. Sellest lähtuvalt on seade konstrueeritud nii, et kudedes ei tekiks mehaanilisi muutusi, mis kutsuks esile erinevusi testi kordamisel.

Mõõtmisprotseduuri kestus ei tohi olla üle ühe sekundi, kuna testi läbiviimine lihase lõdvas ja pingeolukorras omab olulist tähtsust, kui mõõdetakse 8 või enam lihast lõdvas ja pingeolukorras.

Kuna tegu on portatiivse seadmega ja mõõtmised teostatakse keha erinevatel punktidel, on tähtis anduri minimaalne kaal.

Seade on varustatud juhtimislüliti ja indikaatoriga, viimase vahendusel saab testi läbiviija teada aparatuuri valmisolekust.

Skeletilihaste mõõtmise puhul on tähtis, et testija käe liikumine ei avaldaks mõju kiirendusandur kiirendusanduri näidule. Kõrvalmõjude vältimiseks on müomeetri anduri konstruktsioonis kasutatud kahte šarniiri, millega eemaldatakse käepideme ja varda suhtelise liikumise mõju kiirendusandurile ning et löögi energia kudede radiaalsel deformeerimisel löögi andmise kohas ei hajuks.

Löökotsiku löögienergia saadakse kaheõlalise kangi vahendusel elektromagnetilt. Kangi õlgade suhe on 1 : 5. Kuna elektromagneti jõud oleneb südamiku asetusest pooluste suhtes, on löökotsikupoolses otsas asendiandur, mis koosneb fotodioodist ja fotoelemendist. Valguskiire sulgemisel fotoelemendile käivitub elektromagnet. Asendianduri abil välditakse mõõtja võimalust mõjutada löögi tugevust.

Testimismeetod

1. Müomeetri löökotsiku abil rakendatakse konstantne surve koele, mis asub mõõdetava lihase peal.
2. Tekitatakse seadme abil mehaaniline impulss. Mööda eelsurvestatud kude liigub impulss lihasesse.
3. Lihas vastab mehaanilisele impulsile omavõnkesagedusega, mis kasutades kiirendusandurit salvestatakse graafikuna.
4. Toimub andmetöötlus, kus filtreeritakse madalad ja kõrged sagedused, mis ei ole lihasele omased.
5. Filtreeritud andmete põhjal arvutatakse võnkuma pandud lihasmassi järgmised omadused:

• Omavõnkesagedus
• Dünaamiline jäikus
• Logaritmiline dekrement
• Koe relaksatsiooniaeg

Müomeetriga mõõdetavate parameetrite tähendus

Omavõnkesagedus iseloomustab lihase pinget. Lõdvas olekus on lihase omavõnkesageduseks 11–16 Hz, olenevalt lihasest, pingestatus olekus 18–40 Hz. Sagedus kirjeldab lõdvas olekus lihase toonust, pingestatud olekus lihase jõudu.

Dünaamiline jäikus iseloomustab lihase omadust osutada vastupanu tema kuju muutvale jõule. Olenevalt lihasest on jäikuse väärtus vahemikus 150–300 N/m. Lihase kokkutõmbumisel võib jäikus tõusta üle 1000 N/m.

Logaritmiline dekrement iseloomustab lihase elastsust ehk võimet taastada oma esialgne kuju. Dekremendi vääruseks, olenevalt lihasest, on tavaliselt alla 1,0–1,2. Treenitud lihase puhul dekrement lihase kokkutõmbel väheneb.

Koe relaksatsiooniaeg on aeg, mille jooksul kude taastab oma esialgse kuju.

Usaldusväärsus

Aastal 2003 viidi läbi uuring, mille eesmärk oli uurida Myoton-2 müomeetri usaldusväärsust skeletilihase dünaamilise jäikuse mõõtmisel. Uuringus oseales 10 vabatahtlikku (5 meest, 5 naist), kellel ei olnud ühtegi lihaste või neuroloogilist häiret. Uuringud toimusid kahel järjestikusel päeval. Esimesel päeval mõõdeti reiesirglihast (rectus femoris), külgmist pakslihast (vastus lateralis), reie-kakspealihast (biceps femoris) ja kaksik-sääremarjalihast (gastrocnemius) puhkeasendis. Teisel päeval teste korrati ja mõõdeti reie-nelipealihase (quadriceps) jäikust erinevatel venitustel.

Kõik uuringud viidi läbi nii, et uuritavad olid lamavas asendis. Eesmiste lihaste mõõtmiseks lamas uuritav selili, põlved kergel kõverdatult. Istmiku piirkonna lihaste mõõtmiseks lamas uuritav kõhuli. Iga lihast mõõdeti 20 korda 1-sekundilise intervaliga ning seejärel arvutati keskmine tulemus, mida hiljem kasutati mõõtmistulemuste analüüsil.

Erineval venitusel olevat jäikust mõõdeti nii paremal kui vasakul reie sirglihasel (rectus femoris) 3–5 sekundiliste 20%, 40% , 60% ja 80% venituste korral. Mõõtmiste ajal lamas uuritav selili, üks jalg põlvest kõverdunud 90 kraadi ja teine rippes üle massaažilaua serva. Kahepäevase uuringu tulemusena märgatavaid erinevusi ei leitud ja tulemuste põhjal tehti järeldus, et müomeeter on skeletilihaste jäikuse mõõtmiseks usaldusväärne seade. Samas leiti, et uuringud tuleks viia läbi ka suurema arvu inimeste peal, et veenduda, kas seadet on võimalik kasutada füüsikalises meditsiinis.

Müomeeter Myoton-2 usaldusväärsuse uurimised viidi läbi ka Soomes Rheumatism Foundation haiglas. Uurungus osales 20 naist, kellel mõõdeti trapetslihase omavõnkesagedust, jäikust ja lihase elastsust. Kõik mõõtmised viidi läbi istuvas asendis, käed olid asetatud rahulikult sülle. Kõik katsealused istusid ühesugustel toolidel, et vältida välist mõjutust mõõtmistulemusele. Samuti paluti katsealustel jälgida 2 meetri kaugusel olevat objekti, et saavutada võimalikult ühesugune kaela nurk mõõtmiste ajal. Mõõtmiste kestus oli 5–12 minutit ning 20 mõõtmistulemuse keskmist väärtust kasutati hiljem andmete analüüsil. Mõõtmistulemustest selgus, et lihase biomehaanilised omadused on igal inimesel individuaalsed: omavõnkesagedus 10,7–19,9 Hz, logaritmiline dekrement 0,7–1,4 ja lihase jäikus 135–355 N/m. Lõpptulemusena leiti, et trapetslihase mõõtmisel paremal ja vasakul poolel erinevusi ei esinenud. Samuti jõuti järeldusele, et müomeeter Myoton-2 erineb märgatavalt teistest mõõteseadmetest tänu oma ehitusele ning kasutatud meetodile, mis ei tekita lihases liigseid mehaanilisi mõjutusi.