Л.В. Смаглюк , А.В. Ляховська *
Полтавський державний медичний університет
вул. Шевченка, 23, Полтава, 36023, Україна
Poltava State Medical University
Shevchenka, 23, Poltava, 36023, Ukraine
*e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ключові слова: електроміографічна активність, зубощелепні аномалії, опорно-рухова система, прикус, жувальні м’язи, мімічні м’язи 
Key words: electromyographic activity, malocclusion, musculoskeletal system, bite, masticatory muscles, facial muscles

Реферат

Зубощелепна ділянка, як компонент стоматогнатичної системи, є однією з ланок складного механізму постурального контролю і тісно пов’язана з іншими м’язово-скелетними та невральними датчиками, зокрема опорно-рухового апарату, під контролем центральної нервової системи. Електроміографічне (ЕМГ) дослідження  є одним з провідних методів діагностики в стоматології, що дозволяє об’єктивно оцінити актив-ність м’язів та, відповідно, функціональний стан щелепно-лицевої ділянки. Метою нашої роботи було дослідити та визначити особливості електроміографічної активності жувальних, мімічних, груднино-ключично-соскоподібних м’язів у дітей, у яких наявні зубощелепні аномалії та порушення опорно-рухового апарату. Основну групу дослідження склали 26 дітей, які мали зубощелепні аномалії та порушення опорно-рухового апарату. Середній вік становив 9,5±1,8 року. Серед них було 12 (46,2%) дівчаток і 14 (53,8%) хлопчиків. Групу контролю склали 20 дітей без зубощелепних аномалій, порушень опорно-рухового апарату та іншої супутньої соматичної патології, зіставних за віком та статтю. Середній вік дітей становив 9,2±1,6 року, серед них було 11 (55,0%) дівчаток і 9 (45,5%) хлопчиків. Усім особам основної та контрольної груп була проведена поверхнева електроміографія скроневого, власне жувального, груд¬нино-ключично-соскоподібного, підборідного м’язів та колового м’яза рота і проби: максимальне двостороннє стиснення зубів, ковтання, стиснення зубів з лівої сторони, стиснення зубів з правої сторони. За результатами дослідження, у дітей із зубощелепними аномаліями та порушенням опорно-рухового апарату встановлений дисбаланс роботи м’язів, як у пробах напруження (стискання зубів), так і у функціях ковтання. У них у пробі двостороннього стискання зубів діагностована асиметрична, перехресна активність скроневого, власне жувального та груднино-ключично-соскоподібного м’язів з лівої та правої сторін та перевищення показників максимальної амплітуди скорочення м’язів контрольної групи. У пробі такого ж стискання зубів у дітей основної групи не відмічена достовірна різниця між ЕМГ-активністю м’язів робочої та балансуючої сторін, яка спостерігалася в контрольній групі і була прийнята як фізіологічна нормальна активність у цих пробах. У функціональній пробі ковтання осіб основної групи спостерігалося значне збільшення ЕМГ-активності груднино-ключично-соскоподібних, підборідного та колового м’яза рота, які достовірно перевищували значення контрольної групи (р>0.05). ЕМГ-активність жувальних м’язів була низькою та асиметричною. 

Abstract

Electromyographic characteristics of muscles in children with malocclusion and disorders of the musculoskeletal system in the period of mixed bite. Smaglyuk L.V., Liakhovska A.V. The maxillofacial region, as a component of the stomatognathic system, is one of the links of a complex mechanism of postural control, and is closely related to other musculoskeletal and neural sensors, in particular the musculoskeletal system, under the control of the central nervous system. Electromyographic research is one of the leading diagnostic methods in dentistry, which allows to objectively assess muscle activity and, accordingly, the functional state of the maxillofacial region. The aim of the study was to determine the features of electromyographic activity of masticatory, mimic, sternocleidomastoid muscles in children with malocclusion and musculoskeletal disorders. The main group consisted of 26 children with malocclusion and musculoskeletal disorders. The average age was 9.5±1.8 years. There were 12 (46.2%) girls and 14 (53.8%) boys. The control group consisted of 20 children without malocclusion, musculoskeletal disorders and other somatic pathology, comparable in age and sex. The average age of the children was 9.2±1.6 years, there were 11 (55.0%) girls and 9 (45.5%) boys. All subjects of the main and control groups underwent surface electromyography of the temporal, masticatory, sternocleidomastoid, submental and orbicular muscle of mouth in the tests: maximum bilateral teeth clenching, swallowing, teeth clenching on the left side, teeth clenching on the right side. In children with malocclusion and mus¬culoskeletal disorders, an imbalance of muscle work was established, both in tension tests (teeth clenching) and in swal¬lowing functions. In the bilateral teeth clenching test, asymmetric, “cross” activity of the temporal, masticatory and sternocleidomastoid muscles on the left and right sides was diagnosed. In the test of the lateral teeth clenching in children of the main group, there was no significant difference between the electromyographic activity of the muscles of the working and balancing sides, which was observed in the control group and was accepted as physiologically normal activity in these tests. In the functional swallowing test of subjects of the main group, a significant increase in the electromyographic activity of the sternocleidomastoid, submental and orbicular muscle of the mouth was determined, which significantly exceeded the values of the control group (p>0.05). The electromyographic activity of the chewing muscles was low and asymmetric. 

Дані епідеміологічних досліджень вітчизняних і зарубіжних авторів вказують на високу поширеність зубощелепних аномалій у дітей і підлітків, яка досягає, за різними даними досліджень, 67-85% і має тенденцію до зростання [1, 2]. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, такі аномалії посідають друге місце за поширеністю серед захворювань порожнини рота в дітей після карієсу та третє – серед дорослих після карієсу та хвороб пародонта [3, 4, 5]. Водночас відмічається висока поширеність шкідливих звичок та порушень функцій зубощелепної ділянки, які супроводжують та ускладнюють зубощелепні аномалії [2]. Серед найпоширеніших з них: порушення дихання, мовлення, ковтання, зафіксовані позотонічні рефлекси, тобто неправильна позиція тіла, положення нижньої щелепи, язика, порушення постави [6, 7, 8]. Статистичні дослідження, проведені в Україні, свідчать, що з кожним роком кількість дітей з різними формами порушень постави й сколіозом значно зростає. Так, у дошкільному віці порушення постави виявлено у 2,1% дітей, у чотири роки – у 15-17% дітей, у сім років уже в 33% (кожна третя дитина). У дітей старшого шкільного віку цей показник досягає 67-72%. Не залишається непомітним і той факт, що в дітей 4-6 років хвороби кістково-м’язової системи посідають перше місце (порушення постави, ско¬ліози, плоскостопість) [9, 10].
У низці наукових досліджень вказується на взаємозв’язок і взаємозумовленість стану зубо¬щелепної ділянки та опорно-рухового апарату [11]. Чіткий опис зв'язку між оклюзією і поставою тіла в інтеграції з іншими структурами людського тіла був представлений Рокабадо та ін. у 1982 році. Зубощелепна ділянка (ЗЩД), як ком¬понент стома¬тогнатичної системи, є однією з ланок складного механізму постурального кон¬тро¬лю і тісно пов’язана з іншими м’язово-скелетними та нев¬ральними датчиками, зокрема опорно-рухового апарату, під контролем центральної нервової системи [12, 13]. Тому для гармонійного розвитку, росту і функціонування зубощелепної ділянки велике значення має робота м’язів, що її оточують та, за даними деяких авторів, м’язів шиї, верх-нього плечового поясу та стан усього опорно-рухового апарату. 
Електроміографічне дослідження є одним з провідних методів діагностики в стоматології, що дозволяє об’єктивно оцінити активність м’язів та, відповідно, функціональний стан щелепно-лицевої ділянки. Попередні дослідження продемонстрували особливості м’язової активності жувальних, мімічних м’язів при різних патологіях прикусу, здебільшого в сагітальній площині (дис-тальний прикус), трансверзальній (перехресний прикус) [14, 15]. Проте маловивченим залишається питання особливостей електроміографічної (ЕМГ) активності м’язів, що оточують щелепно-лицевий скелет (жувальних, мімічних тощо) в осіб із зубощелепними аномаліями на фоні супутньої патології, а саме порушення опорно-рухового апарату. 
Тому метою нашої роботи було дослідити та визначити особливості електроміографічної активності жувальних, мімічних, груднино-клю¬чично-соскоподібних м’язів у дітей, у яких наявні зубощелепні аномалії та порушення опорно-рухового апарату.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Основну групу дослідження склали 26 дітей, які мали зубощелепні аномалії та порушення опорно-рухового апарату (за консультативним висновком профільного спеціаліста – лікаря-ортопеда). Вік дітей коливався від 8 до 12 років, середній вік становив 9,5±1,8 року. Серед них було 12 (46,2%) дівчаток і 14 (53,8%) хлопчиків. Групу контролю склали 20 дітей без зубо-щелепних аномалій, порушень опорно-рухового апарату та іншої супутньої соматичної патології, зіставних за віком та статтю. Середній вік дітей становив 9,2±1,6 року. У групі контролю було 11 (55,0%) дівчаток і 9 (45,5%) хлопчиків. З дослідження були виключені діти, яким про-водилося в анамнезі або на момент дослідження ортодонтичне лікування, які мали незрощення або вроджені вади обличчя, травми щелепно-лицевої ділянки. Усі діти основної групи мали аномалії прикусу І класу за Angle, з нейтральним співвідношенням щелеп та аномаліями позиції окремих зубів. Також у них визначена сколіотична постава – у 6 (23,1%), сколіоз грудного або грудино-поперекового відділу – у 13 (50,0%), кіфоз або лордоз – у 3 (11,5%), комбінована патологія – у 4 (15,4%).
Усім особам основної та контрольної груп була проведена поверхнева електроміографія (ЕМГ) скроневого, власне жувального, груднино-ключично-соскоподібного (ГКС), підборідного м’язів та колового м’яза рота за допо-могою 4-канального комп’ютеризованого електроміографа, згідно з методикою, рекомендованою Ferrario V.F., Sforza C. [15]. Для реєстрації біопотен¬ціалів м’язів викорис-товували методику напру¬ження в пробах тривалістю 15 секунд кожна: максимальне двосто-роннє стиснення зубів; стиснення зубів з лівої сторони; стиснення зубів з правої сторони; ковтання. Біполярні поверхневі срібні електроди діаметром 10 мм розташовували на найбільш активних зонах обстежуваних груп м’язів паралельно м’язовим волокнам. Нейро-моторні активні зони визначалися пальпаторно при максимальному стисканні щелеп. Згідно з методикою, один електрод для порівняння на-кладали на лоб, як на ділянку з мінімальною м’язовою активністю. Спочатку здійснювали реєстрацію та запис біоелектричної активності жувальних м’язів, потім переміщували електроди та проводили запис активності ГКС, підборідного м’язів та колового м’яза рота. При аналізі електроміограм м’язова активність досліджуваних м’язів оцінювалась з урахуванням показників максимальної амплітуди (мкВ) ско¬рочень [16]. Оброблення даних, отриманих при записі ЕМГ-дослідження, проводилось за допомогою програмного забезпечення Synapsis фірми «Ней¬ротех». Дослідження схвалені комісією з етичних питань та біомедичної етики Полтавського державного медичного університету (витяг з про¬токолу № 233 від 24.12.2024 р.) та проведені згідно з письмовою згодою батьків учасників і відповідно до принципів біоетики, викладених у Гельсінській декларації «Етичні принципи медичних досліджень за участю людей» та «Загальній декларації про біоетику та права людини (ЮНЕСКО)».
Статистичне оброблення даних проведено з обчисленням середнього арифметичного значення (М), похибки середніх значень (m). Також про¬водили аналіз статистичного ряду розподілу з визначенням медіани та квартилей (Q1-Q3) значень усередині групи відповідно до обстежених м’язів. Рівень достовірності між показниками між групами та в групі між м’язами лівої та правої сторін оцінювався з використанням критерію Стьюдента (рівень похибки р<0,05) [16]. Статистична обробку результатів досліджень здійснювали за допомогою Microsoft Excel (номер ліцензії 6GQ-00084). 

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Середні показники максимальної амплітуди скорочень м’язів в осіб обох груп у пробі макси¬мального двостороннього стискання зубів наведені в таблиці1.
Як видно з даних таблиці, ЕМГ-активність жувальних, скроневих, ГКС-м’язів осіб кон-трольної групи характеризується симетричними показниками з лівої та правої сторін (р>0,05). Біоелектрична активність власне жувальних м’язів була найвищою і дещо перевищувала показники скроневих м’язів, проте без до¬стовірної різниці (р>0,05). Найнижчу ЕМГ-активність мав коловий м’яз рота. 
В основній групі дослідження в дітей із зубощелепними аномаліями та порушеннями опорно-рухового апарату відмічені певні особли¬вості ЕМГ-активності м’язів, які відрізняють її від показників групи контролю. Так, визначена статистично достовірна різниця в показниках ЕМГ-активності з лівої та правої сторін для однойменних м’язів: скроневих, жувальних та ГКС (р<0,05). Причому ЕМГ-активність скро¬невого м’яза була вищою на правій стороні, власне жувального – на лівій, ГКС – на правій. Тобто при підвищенні амплітуди скорочень жувального м’яза підвищувалась активність ГКС і скроневого з протилежного боку. Така асиметрична активність, за нашими спостережен¬нями, встановлена в 90,8% дітей основної групи і може бути охарактеризована терміном «пере-хресна активність м’язів». У 46,2% спостережень в основній групі визначалося збільшення ЕМГ-активності скроневих м’язів порівняно з жувальними, що підтверджується різницею показників скроневого і власне жувального м’язів з лівої (р>0.05) та правої (р<0,05) сторін.

Порівнюючи дані обох груп, статистично достовірна різниця в показниках була відмічена для правого скроневого, правого ГКС-м’язів, підборідного та колового м’яза рота (р<0,05). Значення максимальної амплітуди в дітей основної групи були вищими. Пропорційний розподіл між групами м’язів також дещо відрізнявся в осіб двох досліджуваних груп, що наочно показано на рисунку 1.

Рис. 1. Графічне зображення пропорційності м’язової роботи в пробі →

Середні показники максимальної амплітуди скорочень м’язів в осіб обох груп у пробах стиснення зубів з лівої і правої сторін наведені в таблицях 2 і 3 відповідно.

Тест →

Тест - 2 →

За нашими даними, у пробі стиснення зубів з лівої сторони в дітей контрольної групи спосте­рігалася асиметрична ЕМГ-активність жувальних м’язів. Так, ЕМГ-активність скроневого і жуваль­ного м’язів на робочій (лівій) стороні була до­стовірно вищою (р<0,05), ніж на балансуючій (правій). Така ЕМГ-активність м’язів на робочій і балансуючій стороні може вважатися фізіоло­гічною в пробах на односторонню м’язову актив­ність. ЕМГ-активність лівого ГКС-м’яза також була вищою порівняно з правим, проте без ста­тистичної значущості (р>0,05).

В осіб основної групи в пробі ковтання відмічається зниження ЕМГ-активності жуваль­них і скроневих м’язів порівняно з попередніми пробами напруження та несиметричність показ­ників з лівої та правої сторін. Найвища ЕМГ-активність спостерігалася серед ГКС, під­борід­ного та колового м’яза рота, між ними не було достовірної різниці.

Показники біоелектричної активності м’язів серед основної та контрольної груп мали суттєві відмінності. Так, максимальна амплітуда скоро­чень лівого скроневого та обох жувальних м’язів була достовірно нижчою в осіб основної групи порівняно з контрольною, тоді як ЕМГ-активність ГКС, підборідного та колового м’яза рота до­стовірно вищою в дітей основної групи, ніж контрольної.

Пропорційність м’язової активності в цій пробі серед м’язів наведена на рисунку 2.

ВИСНОВКИ

1.    Визначені особливості електроміографічної активності м’язів у дітей, у яких наявні зубо¬щелепні аномалії на фоні порушень опорно-рухового апарату.
2.    В основній групі в пробі двостороннього стискання зубів діагностована асиметрична, перехресна активність скроневого, власне жу-вального та груднино-ключично-соскоподібного м’язів з лівої та правої сторін та перевищення показників максимальної амплітуди скорочення м’язів контрольної групи. 
3.    У пробі однойменного стискання зубів у дітей основної групи не відмічена достовірна різниця між електроміографічною активністю м’язів робочої та балансуючої сторін, яка спо-стерігалася в контрольній групі і була прийнята як фізіологічна нормальна активність у цих пробах. 
4.    У функціональній пробі ковтання спосте-рігали суттєву різницю в м’язовій активності порівняно з пробами напруження, як в основній, так і контрольній групах. Водночас у цій пробі в осіб основної групи спостерігалося значне збіль¬шення електроміографічної активності груднино-ключично-соскоподібних і мімічних м’язів, які достовірно перевищували значення контрольної групи. Електроміографічна активність жувальних м’язів була низькою та асиметричною. 
Внески авторів:
Смаглюк Л.В. – концептуалізація, методологія;
Ляховська А.В. – дослідження, ресурси, курація даних.
Фінансування. Дослідження не має зовнішніх джерел фінансування.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

REFERENCES 

1.    Drok VО. [Prevalence of dental anomalies and periodontal diseases among adolescents]. Ukrainian Dental Almanac. 2018;1:72-4. Ukrainian. doi:https://doi.org/10.31718/2409-0255.1.2018.17
2.    Makhlynets NP, Ozhohan ZR, Pantus AV, Plaviuk LIu, Neiko NV. [Myofunctional appliances and elimination of bad habits as necessary]. Actual Dentistry. 2023;6:61-9. Ukrainian. doi:https://doi.org/10.33295/1992-576X-2023-6-61.6-61 
3.    Lombardo G, Vena F, Negri P, Pagano S, Barilotti C, Paglia L, et al. Worldwide prevalence of maloc-clusion in the different stages of dentition: A systematic review and meta-analysis. Eur J Paediatr Dent. 2020 Jun;21(2):115122. doi: https://doi.org/10.23804/ejpd.2020.21.02.05  
4.    Alhammadi MS, Halboub E, Fayed MS, Labib A, El-Saaidi C. Global distribution of malocclusion traits: A systematic review. Dental Press J Orthod. 2018 Nov-Dec;23(6):40. 
doi: https://doi.org/10.1590/2177-6709.23.6.40 
5.    Flis PS, Ivanova KV, Dakhno LO. [Prevalence of malocclusion in children aged 6-13 from Kyiv and Kyiv region]. Ukrainian Dental Almanac. 2021;4:42-7. Ukrainian. doi: https://doi.org/10.31718/2409-0255.4.2021.07
6.    Jaiswal S, Sayed F, Kulkarni VV, Kulkarni P, Te-kale P, Fafat K. Comparative Evaluation of the Rela-tionship Between Airway Inadequacy, Head Posture, and Craniofacial Morphology in Mouth-Breathing and Nasal-Breathing Patients: A Cephalometric Observational Study. Cureus. 2023 Oct 21;15(10):e47435. doi: https://doi.org/10.7759/cureus.47435
7.    Wang H, Qiao X, Qi S, Zhang X, Li S. Effect of adenoid hypertrophy on the upper airway and cranio-maxillofacial region. Transl Pediatr. 2021;10:2563-72. doi: https://doi.org/10.21037/tp-21-437
8.    Lin L, Zhao T, Qin D, Hua F, He H. The impact of mouth breathing on dentofacial development: A concise review. Front Public Health. 2022 Sep 8;10:929165. doi: https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.929165 
9.    Znak O, Dudnik V, Zubarenko O, Koloskova O, Ovcharenko L, Sorokman T, et al. Status of child popu-lation health — the future of the country (part 1). Child`s health. 2021 Sep 20;13(1):1-11. doi: https://doi.org/10.22141/2224-0551.13.1.2018.127059 
10.    Šedý J, Rocabado M, Olate LE, Vlna M, Žižka R. Neural Basis of Etiopathogenesis and Treatment of Cervi¬cogenic Orofacial Pain. Medicina. 2022;58(10):1324. doi: https://doi.org/10.3390/medicina58101324
11.    Smaglyuk L, Karasiunok A, Kulish N, et al. Optimization of the clinical diagnostic examination algorithm of patients with a cross bite complicated by cranio-mandibular dysfunction and postural disorder. Polski Merkuriusz Lekarski: Organ Polskiego To-warzystwa Lekarskiego. 2024;52(2):203-7. doi: https://doi.org/10.36740/merkur202402109 
12.    Lombardo G, Vena F, Negri P, Pagano S, Bari-lotti C, Paglia L, et al. Worldwide prevalence of maloc-clusion in the different stages of dentition: A systematic review and meta-analysis. Eur J Paediatr Dent. 2020 Jun;21(2):115-22. doi: https://doi.org/10.23804/ejpd.2020.21.02.05 
13.    Ramírez S, Díaz-Reissner C, Maldonado C, Jo-lay E, Ferreira-Gaona M, Fatecha A. [Rocabado-penning skull-cervical posture in orthodontic patients]. Rev Cient Odontol (Lima). 2024 Sep 17;12(3):e208. Spanish. doi: https://doi.org/10.21142/2523-2754-1203-2024-208  
14.    Smaglyuk LV, Liakhovska AV. EMG-characte-ristic of masticatory muscles in patients with class II malocclusion and temporomandibular disorders. Wiado-mosci lekarskie. 2019;72:1043-47. doi: https://doi.org/10.36740/WLek201905217 
15.    Sforza C, Tartaglia GM, Lovecchio N, Ugolini A, Monteverdi R, Giannì AB, et al. Mandibular movements at maximum mouth opening and EMG activity of masticatory and neck muscles in patients rehabilitated after a mandibular condyle fracture. J Craniomaxillofac Surg. 2009 Sep;37(6):327-33. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcms.2009.01.002
16.    Hoiko ОV. [Methodological approach to choosing a method of statistical data processing for medical and sociological research]. Medychna informatyka ta inzhe¬neriia. 2015;2:52-8. Ukrainian. doi: https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2015.2.4911
17.    Choi KH, Kwon OS, Kim L, Lee SM, Jerng UM, Jung J. Electromyographic changes in masseter and sternocleidomastoid muscles can be applied to diagnose of temporomandibular disorders: An observational study. Integr Med Res. 2021 Dec;10(4):100732. doi: https://doi.org/10.1016/j.imr.2021.100732 
18.    Korol MD. [Functional activity of the masticatory muscles themselves in intact dentition, as well as in defects and deformations of the dentition]. Visnyk problem biolohii i medytsyny. 2017;2.3:189-92. Ukrainian.
19.    Kostiuk TM. [Electromyographic study of the work of masticatory muscles in dysfunctional disorders of the temporomandibular joint]. Aktualni problemy su-chasnoi medytsyny. Visnyk Ukrainskoi medychnoi stoma¬tolohichnoi akademii. 2018;8.3(63):212-9. Ukrainian.
20.    Novikov VM, Pankevych AI, Gogol AM, Kolis-nyk IA, Rezvina KY, Korostashova MA. Correlation of temporomandibular joint changes in reproductive-age female patients according to the pathogenetic clas-sification. World of Medicine and Biology. 2024;3(89):137-41. doi: https://doi.org/10.267224/2079-8334-2024-3-89-137-141
21.    Nogami Y, Saitoh I, Inada E. Prevalence of an in-competent lip seal during growth periods throughout Japan: a large-scale, survey-based, cross-sectional study. Environ Health Prev Med. 2021;26(1):11. doi: https://doi.org/10.1186/s12199-021-00933-5 
22.    Shcherbyna TV, Lykhota KM. [Orofacial myo-func¬tio¬nal disorders in patients with dentofacial disorders (li¬terature review)]. Fizychne zdorovia. 2024;1(15):77-85. Uk¬rainian. doi: https://doi.org/10.32689/2663-0672-2024-1-14