Учені розробили мобільний додаток для щоденної оцінки стану жувальних м'язів. Передбачається, що система дозволить проводити діагностику і оцінку перебігу бруксизму, скронево-нижньощелепового синдрому та інших порушень роботи зубощелепової системи без використання клінічних методів діагностики.
Перший дослідний зразок складається з невеликого бездротового електроміографічного датчика (ЕМГ-датчика), що встановлюється на нижній щелепі, і мобільного додатку. Розробкою системи займалася група вчених з декількох країн.
«Подібні бездротові пристрої для діагностики розладів і клінічних досліджень будуть все частіше і частіше застосовуються в стоматології», - говорить автор роботи, д.с.н. Мауро Фарелл. «Ці датчики зручні не тільки для оцінки стану роботи скронево-нижньощелепового суглоба або харчових звичок, але також дозволятимуть діагностувати нічний і денний бруксизм. А, як відомо, даний стан не завжди легко виявити у пацієнта».
Д-р Фарелл очолює факультет ортодонтії у стоматологічній школі Університету Отаго в місті Дунедін в Новій Зеландії.
Непомітний запис м'язової активності
У медицині ЕМГ-пристрої використовують для запису скорочень жувальних м'язів, щоб відстежити або виявити різні порушення роботи скронево-нижньощелепової системи. До недавнього часу дослідження проводилися за допомогою великого устаткування в лабораторіях і лікарнях, або застосовувалися портативні пристрої, обладнані громіздкими приймачами, або з'єднані дротом.
У зв'язку з вищезазначеними незручностями було проблематично проводити денну оцінку активності жувальних м'язів у пацієнтів з порушенням роботи скронево-нижньощелепового суглобу. Саме тому д-ру Фареллу прийшла ідея розробки компактного і бездротового ЕМГ-датчика.
«Протягом дня можуть виникати епізоди нефункціональної активності м'язів, з часом сумарна дія таких епізодів призводить до перенапруження жувальних м'язів і скронево-нижньощелепового суглоба. На даний момент електрична активність жувальних м'язів щелепи залишається погано вивчена, оскільки, як правило, епізоди нефункціональної активності виникають в денний час. Також не до кінця зрозуміло, яке навантаження вважається фізіологічним, а яке - вже патологічним».
Автори роботи запропонували збирати дані про активність жувальних м'язів в денний час за допомогою бездротового ЕМГ-датчика розміром 2,8 см x 3,5 см. Пристрій з напівсферичним виступом зовні прикріплюють до жувального м'язу для запису активності м'язів під час скорочень. Датчик оснащений літій-іонною батареєю. Його вага становить близько 5,7 грама.
ЕМГ-датчик передає дані на мобільний додаток, де відбувається автоматичний запис, калібрування і візуалізація активності м'язів. Додаток регулярно нагадує користувачеві записати корисну для діагностики інформацію, наприклад, час прийому їжі, сну, пиття.
«Бездротовий датчик передає дані на мобільний додаток, в якому відразу ж відображається графік м'язової активності. Дана система в перспективі буде застосовуватися для діагностики денного бруксизму. Відзначається, що медицина зробила крок на шляху до лікування даного захворювання, так як нещодавно в іншому дослідженні була доведена ефективність ЕМГ біологічного зворотного зв'язку і когнітивно-поведінкової терапії для зняття симптоматики денного бруксизму».
Зручний пристрій з високою результативністю
Д-р Фарелл і його колеги провели порівняльне клінічне дослідження ЕМГ-датчика зі звичайним електроміографом (система Quad Bio Amp, ADInstruments). У невеликому дослідженні взяли участь 12 здорових пацієнтів, у яких протягом останніх місяців не відзначалися лицьові болі, головні болі.
У лабораторії провели тести за допомогою ЕМГ-обладнання. Під час тестування учасникам пропонували виконати різні м'язові вправи, як жувати жуйку, затискати між зубами капу і ін. Для реєстрації скорочень м'язів використовували бездротовий ЕМГ-датчик і звичайний електроміограф.
Вчені відзначили, що запис активності м'язів за допомогою двох пристроїв практично не відрізнялася. Обидва пристрої зареєстрували 13 епізодів м'язового скорочення у всіх учасників. Проте, бездротовому датчику складніше було реєструвати скорочення м'язів під час деяких випробувань, наприклад, коли учасникам пропонували посміхатися або слабо стикнутися зуби.
«Невеликі розбіжності на двох діаграмах епізодів м'язових скорочень, записаних за допомогою двох пристроїв, ймовірно обумовлені невеликою різницею в попередній обробці і посилення ЕМГ-сигналів за допомогою досліджуваних пристроїв. Відзначимо, що різниця амплітудних коливань записів ЕМГ за допомогою різних пристроїв була незначною і не мала клінічної значущості. Вищезазначені відмінності не вплинули на виявлення епізодів м'язового скорочення в учасників дослідження», - пишуть автори.
Незважаючи на те, що перед початком дослідження в учасників не відзначалося розладів скронево-нижньощелепового суглоба або жувальних м'язів, в ході тестування у деяких пацієнтів виявили епізоди атипової роботи жувальних м'язів. Автори відзначають, що на даний момент основне завдання полягає в тому, щоб провести межу між нормальною денною м'язовою активністю і патологічною на основі довгострокового ЕМГ-тестування.
На даному етапі проводять дослідження активність жувальних м'язів у пацієнтів з болем, викликаним скронево-нижньощелеповим синдромом. Також пристрій застосовують для дослідження дітей з розладами прийому їжі і пацієнтів з утрудненим ковтанням, які перенесли інсульт. Д-р Фарелл зазначає, що вони розглядають можливості зробити апарат ще тоншим.
«Щоб оцінити, які показники м'язового скорочення можна вважати нормою, а які - патологією, нам необхідно зібрати дані великої групи пацієнтів та контрольної групи. Ми сподіваємося знайти спосіб здешевити виробництво пристрою і зменшити його габарити».