bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2020-18-8-53-61bsuir-2932Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSАлгоритм анализа паттерна движения мышечно-суставного комплекса височнонижнечелюстного сустава на основе обработки многоканальных электромиограммAlgorithm for analyzing the movement pattern of the temporomandibular joint musculararticular system based on multichannel electromyogram processingСамуйловИ. С.SamuylovI. V.

Самуйлов И.В., аспирант кафедры теоритических основ электротехники 

220013, Республика Беларусь, г. Минск,. ул. П. Бровки, 6

Samuylov I.V., PhD Student of the Department of Theory Foundations of Electrical Engineering 

220013, Republic of Belarus Minsk, P. Brovka str., 6

ivsamuil@tut.byДавыдовМ. В.DavydovМ. V.

Давыдов М.В., к.т.н., первый проректор, доцент

Минск

Davydov M.V., PhD, First Vice-Rector, Associate Professor

Minsk

СагаймаруфГ. Г.SagaimarufG. G.

Сагаймаруф Г.Г., аспирант кафедры электронной техники и технологии

Минск

Sagaimaruf G.G., PhD Student of the Department of Electronic Engineering and Technology

Minsk

БарадинаИ. Н.BaradinaI. N.

Барадина И.Н., к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии с курсом детской стоматологии

Минск

Baradina I.N., PhD, Associate Professor of the Department of Prosthetic Dentistry and Orthodontics with the course of Pediatric Dentistry

Minsk

РубниковичС. П.RubnikovichS. P.

Рубникович С.П., д.м.н., профессор, ректор

Минск

Rubnikovich S.P., D.Sci, Professor, Rector of the Belarusian State Medical University

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsБелорусская медицинская академия последипломного образованияBelarusian Medical Academy of Postgraduate Education2020261220201885361Copyright © Самуйлов И.С., Давыдов М.В., Сагаймаруф Г.Г., Барадина И.Н., Рубникович С.П., 20202020Самуйлов И.С., Давыдов М.В., Сагаймаруф Г.Г., Барадина И.Н., Рубникович С.П.Samuylov I.V., Davydov М.V., Sagaimaruf G.G., Baradina I.N., Rubnikovich S.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2932

Заболевания мышечно-суставного комплекса являются одним из ведущих направлений в обеспечении стоматологического здоровья. Нарушения мышечно-суставного комплекса могут проявляться в виде синдрома Костена, щелкающей челюсти, синдромом болевой дисфункции, повышенной стираемости зубов, сколов, трещин, мышечных спазмов, болями или чувством дискомфорта в мышцах. В исследовании были поставлены следующие цели: разработать алгоритм анализа паттерна движения мышечного-суставного комплекса путем разработки алгоритма регистрации, анализа, фильтрации и обработки многоканальных электромиограмм мышц челюстно-лицевой области. Анализ предложенного алгоритма обработки многоканальных электромиограмм показал, что 7,2 % многоканальных электромиограмм не удалось проанализировать из-за нарушений пациентами алгоритма движения. Среди проанализированных электромиограмм пришлось откорректировать 8,7 % значений контрольных точек. Анализ полученных данных показал, что для группы без нарушений функций височно-нижнечелюстного сустава характерно преобладание коэффициента расслабления левой височной мышцы над коэффициентом правой мышцы. Для группы с нарушениями характерен противоположный результат. Полученные данные также свидетельствуют, что значение коэффициента сжатия больше 2,5 для височных мышц характерно для группы с нарушениями функций мышечносуставного комплекса височно-нижнечелюстного сустава. Максимальное разделение исследуемых групп наблюдается при анализе коэффициентов расслабления височных мышц. При анализе данного коэффициента удалось истинно определить наличие или отсутствие нарушений функций височнонижнечелюстного сустава в 50 % случаев, ложно – в 16 %. Коэффициент расслабления жевательных мышц позволил получить истинное состояние височно-нижнечелюстного сустава в 24 % случаев, ложное состояние – в 8 %. Получен вывод, что коэффициент сжатия менее пригоден для разделения пациентов с нарушениями и без нарушений функций мышечно-суставного комплекса височнонижнечелюстного сустава.

Musculoskeletal system disorders is one of the priority directions in dentistry. They can manifest as Kosten's syndrome, snapping jaw, painful dysfunction syndrome, increased tooth abrasion, splits, breaks, pain and spasms in muscles, etc. The study set the following objectives: to develop an algorithm for analyzing the movement pattern of the muscular-articular system by developing an algorithm for recording, analyzing, filtering and processing multichannel electromyograms of the maxillofacial muscles. Analysis of the proposed algorithm for processing multichannel electromyograms showed that 7.2 % of multichannel electromyograms could not be analyzed due to patients' violations of the movement algorithm; 8.7 % of electromyogram checkpoint values were corrected. The group without dysfunctions of the temporomandibular joint is characterized by the prevalence of the relaxation coefficient of the left temporal muscle over the coefficient of the right muscle. The dysfunctioned group has the opposite result. The value of the compression ratio of the temporal muscles exceeding 2.5 is typical for the group with dysfunctions of the temporomandibular joint. The studied groups differ as much as possible when analyzing the relaxation coefficients of the temporal muscles. When analyzing this coefficient, it was possible to truly determine the presence or absence of violations in 50 %, falsely – in 16 % of cases. The coefficient of relaxation of the masticatory muscles made it possible to obtain a true state of 24 %, a false one – in 8 %. We concluded that the compression ratio is less suitable for separating patients with and without dysfunction of the temporomandibular joint.

челюстно-лицевая областьвисочные мышцыжевательные мышцыкоэффициент сжатия мышцкоэффициент расслабления мышцmaxillofacial regiontemporal musclesmasseter musclesmuscle compression ratiomuscle relaxation ratioReferencesЛобко В.А., Барадина И.Н., Манкевич С.М. Комбинированные методы лечения хронической патологии жевательных мышц. Стоматолог. 2011;2(2):98-102.Lobko V.A., Baradina I.N., Mankevich S.M. [Combined methods of treatment of chronic pathology of the masticatory muscles]. Stomotolog. 2011;2(2):98-102. (In Russ.)Барадина И.Н., Рубникович С.П., Докукина Т.В., Минзер М.Ф. Особенности диагностики пациентов с мышечно-суставной дисфункцией зубочелюстной системы в сочетании с патологической стираемостью зубов. Стоматолог. 2014;1(12):50-54.Baradina I.N., Rubnikovich S.P., Dokukina T.V., Minzer M.F. [Features of diagnostics of patients with musculo-articular dysfunction of the dentoalveolar system in combination with pathological abrasion of teeth]. Stomotolog. 2014;1(12):50-54. (In Russ.)Рубникович С.П., Барадина И.Н., Денисова Ю.Л., Самуйлов И.В., Давыдов М.В., Кульчицкий В.А. Анализ функционального состояния мышц челюстно-лицевой области у стоматологических пациентов с признаками бруксизма в сочетании с синдромом обструктивного апноэ во сне. Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2020;64(3):341-349.Rubnikovich S.P., Baradina I.N., Denisova Yu.L., Samuylov I.V., Davydov M.V., Kulchitskiy V.A. [Analysis of the functional state of the muscles of the maxillofacial area in dental patients with symptoms bruxism in combination with obstructive sleep apnea syndrome]. Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus. 2020;64(3):341-349. (In Russ.)Nishi S.E., Basri R., Alam M. K., Komatsu S., Komori A., Sugita Y., Maeda H. Evaluation of Masticatory Muscles Function in Different Malocclusion Cases Using Surface Electromyography. Journal of Hard Tissue Biology. 2017;26(1):23-28. DOI:10.2485/jhtb.26.23.Nishi S.E., Basri R., Alam M. K., Komatsu S., Komori A., Sugita Y., Maeda H. Evaluation of Masticatory Muscles Function in Different Malocclusion Cases Using Surface Electromyography. Journal of Hard Tissue Biology. 2017;26(1):23-28. DOI:10.2485/jhtb.26.23.Okeson J.P. Management of Temporomandibular Disorders and Occlusion. 6th Edition. St. Louis, Missouri: Mosby Elsevier; 2008:23-25.Okeson J.P. Management of Temporomandibular Disorders and Occlusion. 6th Edition. St. Louis, Missouri: Mosby Elsevier, 2008;23-25.Karkazis H.C. EMG activity of the masseter muscle in implant supported overdenture wearers during chewing of hard and soft food. Journal of Oral Rehabilitation. 2002;29(10): 986-991. DOI:10.1046/j.1365- 2842.2002.00943.x.Karkazis, H.C. EMG activity of the masseter muscle in implant supported overdenture wearers during chewing of hard and soft food. Journal of Oral Rehabilitation. 2002;29(10): 986-991. DOI:10.1046/j.1365- 2842.2002.00943.x.Remijn L., Groen B. E., Speyer R., van Limbeek J., Nijhuis-van der Sanden M. W. G. Reproducibility of 3D kinematics and surface electromyography measurements of mastication. Physiology & Behavior. 2016;155:112-121. DOI:10.1016/j.physbeh.2015.11.018.Remijn L., Groen B.E., Speyer R., van Limbeek J., Nijhuis-van der Sanden M.W.G. Reproducibility of 3D kinematics and surface electromyography measurements of mastication. Physiology & Behavior. 2016;155:112-121. DOI:10.1016/j.physbeh.2015.11.018.Коломоец А.А., Кудрявцев Б.М. Методы анализа ЭМГ-сигналов: обнаружение, обработка, классификация и применение. Colloquium-journal. 2019;23(47):37-43.Kolomoets A.A., Kudryavtsev B.M. [Methods for analyzing EMG signals: detection, processing, classification and application]. Colloquium-journal. 2019;23(47):37-43 (In Russ.)Politti F., Casellato C., Kalytczak M.M., Garcia M.B.S., Biasotto-Gonzalez D.A. Characteristics of EMG frequency bands in temporomandibullar disorders patients. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2016;31:119-125. DOI:10.1016/j.jelekin.2016.10.006.Politti F., Casellato C., Kalytczak M.M., Garcia M.B.S., Biasotto-Gonzalez D.A. Characteristics of EMG frequency bands in temporomandibullar disorders patients. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2016;31:119-125. DOI:10.1016/j.jelekin.2016.10.006.Hamada T., Kotani H., Kawazoe Y., Yamada S. Effect of occlusal splints on the EMG activity of masseter and temporal muscles in bruxism with clinical symptoms. Journal of Oral Rehabilitation. 1982;9:119-123. DOI.org:10.1111/j.1365-2842.1982.tb00541.x.Hamada T., Kotani H., Kawazoe Y., Yamada S. Effect of occlusal splints on the EMG activity of masseter and temporal muscles in bruxism with clinical symptoms. Journal of Oral Rehabilitation. 1982;9:119-123. DOI.org:10.1111/j.1365-2842.1982.tb00541.x.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.