Практически все физические параметры нашего организма можно измерить и оценить, используя специальные методы и медицинские приборы. Взвешивание, измерение роста, контроль над объёмами талии, бедер, груди и других частей тела — все это интересно в основном для простого человека, а для медицинского работника перечень исследований внешних и функциональных показателей организма гораздо шире. Антропо- и физиометрия — этими терминами и называются все необходимые измерения. И, если первый подразумевает получение внешних данных о нашем теле, второй оценивает внутренние его возможности (жизненную емкость легких, мышечную силу кистей рук, становую силу, частоту сердечных сокращений). В день рождения русского невропатолога Григория Россолимо MedAboutMe предлагает разобраться, как измеряется мышечная сила и какой медицинский прибор для этого используется.
Что такое динамометр и каково его предназначение?
В медицинском понимании это устройство, предназначенное для определения силы мышечных сокращений. С его помощью можно оценить момент силы или силу сжатия/растяжения. В основе их работы лежит физический закон Гука, согласно которому деформация в упругом теле прямо пропорциональна усилию, приложенному к нему. Существуют различные виды динамометров, но наиболее востребованным является кистевой аппарат, изобретенный упомянутым выше Григорием Россолимо. Но также имеются приборы, измеряемые становую силу, состояние мышц ног и даже оптические динамометры, определяющие силу мышц, поддерживающих форму хрусталика глаза.
Использование динамометра в медицине позволяет оценить уровень физической подготовки человека, прогресс реабилитации после травм и оперативных вмешательств, мышечную функциональность и степень развития мускулатуры. На состояние мышц и силу влияет возраст, пол, вес и общее здоровье человека. Также на показатели накладывается время суток и уровень тренированности мышц. Искаженные результаты измерений с помощью динамометров могут быть обусловлены:
- болезнью или недомоганием;
- состоянием стресса или депрессией;
- недостатком питания и сбитым привычным распорядком дня.
Недостаточные результаты нередко отмечаются у пожилых людей и тех, кто не следит за своим телом, не уделяет достаточно внимания физическому развитию.
Виды динамометров, используемых в медицине
В современной медицине используется несколько видов динамометров. К ним относятся:
- механический пружинный прибор, выполняющий необходимые измерения за счет сжимающейся и растягивающейся пружины;
- механический рычажный динамометр, в котором деформирующее усилие, прикладываемое мышцами рук, передается через рычаг;
- гидравлическое устройство, измеряемое силу воздействия по количеству выталкиваемой жидкости, которая проходит по трубке и поступает на датчик;
- электронный динамометр, определяющий силу воздействия за счет преобразования деформирующего усилия в электрический импульс.
Существуют динамометры, которые могут использоваться только в медицинских учреждениях, а также приборы, подходящие для индивидуального применения в домашних условиях.
Как измеряется мышечная сила кистей рук?
Небольшие по размеру кистевые динамометры — изделия из стальной пружины, шкалы и стрелки. Такой прибор определяет силу воздействия в килограммах. При измерении человек держит устройство циферблатом внутрь и выпрямляет руку на уровне плеча в сторону. Держа руку прямо, испытуемый сжимает аппарат по максимуму, как эспандер. На правой и левой руке измерение выполняется по 3 раза, и в качестве результата выбирается самый высокий показатель. По статистике, средний показатель силы правой кисти у женщин составляет 25-33 кг, у мужчин — 35-50 кг. Левая рука слабее, и ее показатели, как правило, отличаются в меньшую сторону на 5-10 кг.
Помимо мышечной силы кисти, исследованию подлежит и становая сила. При ее определении человек становится на платформу двумя ногами, наклоняется, захватывает руками рычаг динамометра и, прикладывая определенное усилие, выпрямляется, пока рукоятка устройства не окажется на уровне колен. Для получения оптимального результата исследование так же проводится три раза подряд и фиксируется наилучший результат.
Так для чего же нужны динамометры, и какие медицинские открытия обрели свое место в научном мире с их помощью?
Сила рукопожатия и здоровье сердца
Международная группа исследователей пришла к выводу, что по силе рукопожатия можно определить риск сердечных заболеваний. Для этого в течение нескольких лет специалисты наблюдали за 140 тысячами добровольцев в 14 различных странах. На протяжении всего исследования ученые регулярно оценивали состояние сердца добровольцев и фиксировали данные динамометра, определяющего силу сжатия кисти. Оказалось, что риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний был выше у тех добровольцев, у которых выявлялся более низкий показатель силы сжатия пальцев. Так, по оценкам специалистов, уменьшение силы рукопожатия на 5 кг увеличивает риск ранней смерти на 16%, инфаркта — на 17%, а инсульта — на 9%. Чем обусловлена эта связь, ученые пока не могут объяснить. Но высока вероятность того, что ослабление мускулатуры может быть вызвано снижением эластичности артерий из-за нарушений в работе сердца.
Динамометр для оценки детского здоровья
Сила хвата руки, по мнению специалистов из Бэйлорского университета, помогает определить вероятность проблем со здоровьем у детей. Заявить подобное ученые смогли на основе исследования, проведенного с участием 368 детей, учащихся в начальной школе. В процессе исследования юным добровольцам измеряли силу хвата на обеих руках и оценивали общее состояние их здоровья. Повторное обследование было проведено через два года. По его результатам, в группу «ослабленных» детей попали 27,9% мальчиков и 20,1% девочек.
Мышечная слабость и ранняя смерть
Ученые из Мичиганского университета пришли к выводу, что слабость мышц и продолжительность жизни взаимосвязаны. Низкая мышечная сила способна увеличить вероятность ранней смерти практически на 50%. Для исследования использовались данные, полученные при обследовании 8326 добровольцев в возрасте от 65 лет, принимавших участие в девятилетней программе оценки здоровья. Мышечная слабость отмечалась у 46% человек. Низким показателем силы для мужчин являлся результат менее 39 кг, для женщин — до 22 кг.
Специалисты уверены, что измерение силы хвата кистей рук должно стать обязательной частью профилактических осмотров у людей и пожилого, и среднего возраста. Ведь мышечная слабость — актуальная проблема, с которой нужно бороться. И, если человек не позаботился о своих мышцах в молодости, ничего страшного, ведь никогда не поздно сделать это в среднем и даже пожилом возрасте.
Физическая сила и агрессия у подростков
Исследователи из Университета Миннесоты определили связь между агрессивностью детей и их физической силой в подростковом возрасте. Оценка силы участников исследования проводилась в 11, 14 и 17 лет. Для этого добровольцам предлагалось измерить мышечную силу с помощью кистевого динамометра. Оказалось, что сила хвата и уровень агрессивности у детей 11 лет являлись примерно одинаковыми. Но уже в подростковом возрасте ситуация менялась. Чем сильнее становились мальчики, тем они были агрессивнее. У девочек подобная тенденция не прослеживалась.
Альтернативный способ измерения мышечной слабости
Точное измерение мышечной слабости, обусловленной структурными изменениями тканей, специалисты в области биотехнологий предлагают выполнять с помощью многофотонного микроскопа с интегрированной в него миниатюрной системой биомехатроники. Теперь избыточная миопатия может определяться посредством визуализации тканей. Кроме того, новый метод оценки функции мышц в перспективе позволит делать выборку тканей для диагностики нарушений. Исследование усовершенствованным многофотонным микроскопом актуально для пациентов, чьи мышечные ткани повреждены в результате воспалительных и дегенеративных заболеваний или рака.
