Elektromyografie

Elektromyografie is een techniek voor het evalueren en registreren van de elektrische activiteit die door skeletspieren. EMG wordt uitgevoerd met behulp van een instrument genaamd een Elektromyogram, produceren een record een elektromyogram genoemd. Een Elektromyogram detecteert de elektrische potentiaal wordt gegenereerd door spiercellen wanneer deze cellen elektrisch of neurologisch geactiveerd. De signalen worden geanalyseerd om medische abnormaliteiten, activeringsniveau of recruitment teneinde te detecteren of de biomechanica van menselijke of dierlijke bewegingen te analyseren.

Medische toepassingen

EMG signalen worden gebruikt bij vele klinische en biomedische toepassingen. EMG wordt gebruikt als een diagnostische tool voor het identificeren van neuromusculaire ziekten, de beoordeling van lage rugpijn, kinesiologie, en aandoeningen van de motorische controle. EMG signalen worden ook gebruikt als stuursignaal voor prothesen zoals prothetische handen, armen en onderste ledematen.

EMG acceleromyograph kan dan worden gebruikt voor neuromusculaire monitoring algemene anesthesie met neuromusculaire blokkers, om postoperatieve restcurarisatie voorkomen.

Elektromyografie en zenuwgeleidingsonderzoek meten zenuw en spier-functie, kan worden aangegeven wanneer er sprake is van pijn in de ledematen, zwakte van spinale zenuwen compressie, of bezorgdheid over een aantal andere neurologische verwondingen of aandoening. Spinal zenuwletsel niet de nek, midden rugpijn of lage rugpijn veroorzaken, en om deze reden, is het bewijs niet getoond EMG of NCS om behulpzaam in de diagnose van de oorzaken van axiale lumbale pijn, pijn op de borst of cervicale wervelkolom pijn.

Techniek

Huidpreparaat

De eerste stap voor de plaatsing van de sensor is de voorbereiding huid. Dit geldt ook voor het scheren van de overtollige haren en het reinigen van de huid met een doekje met alcohol; schuren van de huid is een gebruikelijke stap. Het doel van al deze stappen is om een ​​betere hechting van de elektrode en de vermindering van de huid elektrische weerstand. Na de bereiding huid, een hechtmiddel stuk moet gewoonlijk worden aangebracht op de elektrode voordat het op de huid worden geplaatst. Commercieel elektroden vaak kleefstoffen rond het geleidende oppervlak van de elektrode.

De feitelijke plaatsing van de elektrode kan moeilijk zijn en is afhankelijk van een aantal factoren, zoals specifieke spier selectie en de grootte van die spier. Een juiste plaatsing van EMG is zeer belangrijk voor nauwkeurige weergave van de spier van belang, hoewel EMG effectiever op oppervlakkige spieren het niet aan de actiepotentialen van oppervlakkige spieren omzeilen en detecteren diepere spieren. Ook, hoe meer lichaamsvet een individu, hoe zwakker het EMG-signaal. Bij het plaatsen van de EMG-sensor, de ideale locatie is op de buik van de spier: de longitudinale middellijn. De buik van de spier kan ook worden gedacht als in-tussen de motorische punt van de spier en de tendonus invoegpunt.

Oppervlakte EMG versus intramusculair

Er zijn twee soorten EMG op grote schaal gebruikt: het oppervlak EMG en intramusculaire EMG. Intramusculaire EMG, een naaldelektrode of een naald met twee fijne draadelektroden is door de huid in het spierweefsel ingebracht voeren. Een getrainde professional neemt de elektrische activiteit terwijl u de elektrode. Bepaalde plaatsen beperken de prestaties van naald EMG door niet-artsen. Een recente uitspraak in de staat New Jersey verklaard dat het niet kan worden gedelegeerd aan een assistent-arts. De insertionele activiteit levert waardevolle informatie over de toestand van de spieren en de zenuwen innerveren. Normale spieren in rust is er zeker, de normale elektrische signalen wanneer de naald in hen wordt geplaatst. Dan is de elektrische activiteit wanneer de spier in rust wordt onderzocht. Abnormale spontane activiteit kunnen sommige zenuw en / of spierschade aan te geven. Dan wordt de patiënt gevraagd om de spieren soepel samentrekken. De vorm, grootte en frequentie van de resulterende elektrische signalen worden beoordeeld. Vervolgens wordt de elektrode teruggetrokken enkele millimeters, en opnieuw de activiteit geanalyseerd tot ten minste 10-20 motoreenheden zijn verzameld. Elke elektrode spoor geeft slechts zeer lokaal beeld van de activiteit van alle spieren. Omdat skeletspieren verschillen in de inwendige structuur van de elektrode worden geplaatst op verschillende plaatsen aan een nauwkeurig onderzoek te verkrijgen.

Intramusculaire EMG kan te invasief of onnodig in sommige gevallen worden overwogen. In plaats daarvan kan een oppervlakte-elektrode worden gebruikt om het algemene beeld van de spieractiviteit controleren, in tegenstelling tot de activiteit van slechts enkele vezels waargenomen via een intramusculaire EMG. Deze techniek wordt gebruikt in een aantal instellingen; bijvoorbeeld in de fysiotherapie kliniek spieractivatie wordt geanalyseerd met oppervlakte EMG en patiënten een auditieve of visuele stimulus om te weten wanneer ze de spier activeert.

Maximale vrijwillige contractie

De basisfunctie van EMG is te zien als een spier actief of inactief is. De meest voorkomende manier waarop kan worden bepaald is door het uitvoeren van een maximale vrijwillige contractie van de spier die wordt getest. Wanneer de werking van de spier is voltooid, wordt de spier geactiveerd. Elk signaal dat afkomstig is van de elektrodes betekent dat de spier actief is.

Het meten van de activering en de kracht output van een spiersamentrekking is biomechanisch onderzocht door middel van oppervlakte EMG-elektroden. Deze methodologie is een niet-invasieve praktijk om de relatie tussen specifieke beweging en de activering van de onderliggende spiergroep te kwantificeren. De specifieke hoeveelheid kracht die door een spier is een gemeenschappelijk gebruik van EMG. Op basis van de verschillende spieren inspanningen zal de EMG signalen instellen. Echter, spierkracht indicatie vertegenwoordigt alleen de spiervezels die dicht bij de EMG signalen.

Verschillende methoden voor het bepalen spieractivatie worden vaak gebruikt afhankelijk van de toepassing. Het gebruik van de gemiddelde EMG activering of de piek contractie waarde is een besproken onderwerp. De meeste studies gebruiken gewoonlijk de maximale vrijwillige contractie als middel analyseren piekkracht en kracht die door doelwit spieren. Volgens het artikel, piek en gemiddelde gelijkgerichte EMG maatregelen: Welke methode van datareductie worden gebruikt voor het beoordelen kern oefeningen ?, conclusie dat de "gemiddelde gelijkgerichte EMG data aanzienlijk minder variabel bij het meten van de spieractiviteit van de kern spiermassa ten opzichte de piek EMG variabele. "Daarom, deze onderzoekers zou suggereren dat" ARV EMG data moet worden geregistreerd, naast de piek EMG maatregel bij de beoordeling van de kern oefeningen. "Het verstrekken van de lezer met beide sets van de gegevens zou resulteren in verbeterde geldigheid van het onderzoek en mogelijk uit te roeien de tegenstellingen binnen het onderzoek.

Andere metingen

EMG kan ook worden gebruikt voor het aangeven van de hoeveelheid vermoeidheid in een spier. De volgende veranderingen van het EMG signaal spiervermoeidheid betekenen: een stijging van de gemiddelde absolute waarde van het signaal, verhoging van de amplitude en duur van de spier actiepotentiaal en een algemene verschuiving naar lagere frequenties. Monitoring van de veranderingen van de verschillende frequentie verandert de meest voorkomende manier van het gebruik van EMG om het niveau van vermoeidheid te bepalen. De onderste geleiding snelheden mogelijk langzamer motorische neuronen actief te blijven.

Een motoreenheid is gedefinieerd als een motor neuron en alle spiervezels te innerveert. Wanneer een motorunit branden, is de impuls uitgevoerd beneden de motor neuron naar de spier. Het gebied waar de zenuw contacten de spier is de neuromusculaire junctie genoemd, of de motor einde plaat. Na de actiepotentiaal over de neuromusculaire junctie wordt verzonden, wordt een actiepotentiaal opgewekt in alle geïnnerveerde spiervezels van de betreffende aandrijving. De som van al deze elektrische activiteit staat bekend als een motoreenheid actiepotentiaal. Deze elektrofysiologische activiteit van meerdere motorische eenheden is het signaal meestal geëvalueerd tijdens een EMG. De samenstelling van de aandrijving, het aantal spiervezels per motoreenheid, het metabolische type spiervezels en vele andere factoren de vorm van de motoreenheid potentieel in het myogram.

Zenuwgeleiding testen wordt vaak gedaan op hetzelfde moment als een EMG neurologische diagnoses.

Sommige patiënten kunnen helpen de procedure enigszins pijnlijk, terwijl anderen ervaren maar weinig ongemak wanneer de naald wordt ingebracht. De spier of spieren wordt getest kan iets pijnlijk voor een dag of twee na de ingreep.

EMG signaal ontleding

EMG signalen zijn in wezen opgebouwd uit bovenliggende motorunit actiepotentialen uit verschillende motor units. Voor een grondige analyse, kan de gemeten EMG-signalen worden ontleed in hun samenstellende MUAPs. MUAPs van verschillende motoreenheden vaak verschillende karakteristieke vormen, terwijl MUAPs opgenomen door dezelfde elektrode van dezelfde aandrijving typisch vergelijkbaar. Met name MUAP grootte en vorm zijn afhankelijk van waar de elektrode zich ten opzichte van de vezels en dus verschillend lijken wanneer de elektrode beweegt positie. EMG ontleding niet triviaal, hoewel vele werkwijzen voorgesteld.

EMG signaalverwerking

Rectificatie is de vertaling van het ruwe EMG signaal naar een enkele polariteit frequentie. Het doel van het herstellen van een signaal voor het grove signaal zorgen niet gemiddeld nul, vanwege het ruwe EMG signaal met positieve en negatieve bestanddelen. Het vergemakkelijkt het proces signalen en berekent het gemiddelde, integratie en de snelle Fourier transformatie. De twee soorten correctie van signalen hebben betrekking op wat er gebeurt met de EMG golf wanneer het wordt verwerkt. Deze types omvatten de volledige lengte frequentie en de halve lengte. Volledige lengte frequentie voegt de EMG signaal onder de basislijn om het signaal boven de basislijn het maken van een geconditioneerde signaal dat allemaal positief. Dit is de voorkeurswerkwijze voor het oplossen omdat het behoudt alle signaalenergie voor analyse, meestal in de positieve polariteit. Halve lengte rectificatie verwijdert het EMG-signaal onder de basislijn. Daarbij het gemiddelde van de gegevens niet langer nul is daarom kan worden gebruikt in de statistische analyse. Het enige verschil tussen de twee soorten rectificatie is dat dubbelzijdige gelijkrichting neemt de absolute waarde van het signaal matrix van gegevenspunten.

Beperkingen

EMG gebruik in klinische instellingen heeft praktische toepassingen zoals het helpen ziekten te ontdekken; echter kan het oppervlak EMG beperkte toepassingen vanwege inherente problemen van EMG hebben. Vetweefsel kan beïnvloeden EMG-opnamen. Studies tonen aan dat vetweefsel verhoogde de actieve spier direct onder het oppervlak afgenomen. Vetweefsel verhoogd, de amplitude van het oppervlak EMG signaal direct boven het midden van de actieve spier afgenomen. EMG signaal opnames zijn meestal nauwkeuriger met mensen die hebben een lagere lichaamsvet, en meer compliant huid, zoals jongeren in vergelijking met de oude. Muscle overspraak treedt op wanneer het EMG signaal van een spiergroep interfereert met die van andere beperking betrouwbaarheid van het signaal van de spier wordt getest. Oppervlakte EMG wordt beperkt door een gebrek aan diepe spieren betrouwbaarheid. Diepe spieren vereisen intramusculaire draden die opdringerig en pijnlijk om een ​​EMG signaal te bereiken zijn. Oppervlakte EMG kan alleen meten oppervlakkige spieren en zelfs dan is het moeilijk om een ​​beperking van het signaal naar een enkele spier.

Elektrische karakteristieken

De elektrische voeding is de spier membraanpotentiaal van ongeveer -90 mV. Gemeten EMG potentialen varieerde van 50 mV en maximaal 20 tot 30 mV, afhankelijk van de spier onder observatie.

Typische herhalingssnelheid van spieren motoreenheid bakken is ongeveer 7-20 Hz, afhankelijk van de grootte van de spier spieren), eerdere axonale beschadiging en andere factoren. Schade aan motoreenheden kan worden verwacht varieert tussen 450 en 780 mV.

Procedure resultaten

Normale resultaten

Spierweefsel in rust is normaal elektrisch inactief. Nadat de elektrische activiteit veroorzaakt door de irritatie van de naald inbrengen afneemt, dient de Elektromyogram geen abnormale spontane activiteit te detecteren. Wanneer de spier vrijwillig wordt aangegaan, actiepotentialen beginnen te verschijnen. Aangezien de sterkte van de spieren wordt verhoogd, meer spierweefsel te produceren actiepotentialen. Wanneer de spier volledig uitbesteed, moet er een wanordelijke groep van actiepotentialen van verschillende tarieven en amplitudes verschijnen.

Abnormale resultaten

EMG wordt gebruikt om ziekten die in het algemeen worden ingedeeld in één van de volgende categorieën diagnose: neuropathieën, neuromusculaire junctie aandoeningen en myopathieën.

Neuropathische ziekte heeft de volgende omschrijving EMG kenmerken:

  • Een actiepotentiaal amplitude, dat is twee keer normaal te wijten aan de toename van het aantal vezels per motorunit vanwege reïnnervatie van gedenerveerde vezels
  • Een toename van de duur van de actiepotentiaal
  • Een afname van het aantal motor units in de spier

Myopathische ziekte heeft deze omschrijving EMG eigenschappen:

  • Een afname in de duur van de actiepotentiaal
  • Een reductie van de oppervlakte verhouding van de actiepotentiaal amplitude
  • Een afname van het aantal motor units in de spier

Door de individualiteit van elke patiënt en de ziekte kunnen sommige van deze kenmerken niet in alle gevallen.

Afwijkende resultaten kunnen worden veroorzaakt door aandoeningen:

Geschiedenis

De eerste gedocumenteerde experimenten omgaan met EMG begonnen met werken Francesco Redi in 1666. Redi ontdekte een zeer gespecialiseerde spier van de elektrische ray vis opgewekte elektriciteit. Door 1773, had Walsh kunnen aantonen dat het spierweefsel van de paling is een vonk van elektriciteit kunnen genereren geweest. In 1792, een publicatie getiteld De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius verschenen, geschreven door Luigi Galvani, waarin de auteur aangetoond dat elektriciteit kan samentrekken van de spieren te starten. Zes jaar later, in 1849, Emil du Bois-Reymond ontdekte dat was het ook mogelijk om elektrische activiteit opnemen tijdens een vrijwillige spiercontractie. De eerste eigenlijke opname van deze activiteit werd gemaakt door Marey in 1890, die ook introduceerde de term elektromyografie. In 1922, Gasser en Erlanger gebruikt een oscilloscoop om de elektrische signalen van de spieren tonen. Vanwege het stochastische karakter van de myoelektrische signaal, kon alleen ruwe informatie worden verkregen van de observatie. Kan detecteren elektromyografische signalen verbeterde gestaag van 1930 tot 1950, en onderzoekers begonnen verbeterde elektroden op grotere schaal gebruikt voor de studie van spieren. Klinisch gebruik van oppervlakte EMG voor de behandeling van meer specifieke aandoeningen begon in de jaren 1960. Hardyck en zijn onderzoekers waren de eerste beoefenaars om sEMG gebruiken. In de vroege jaren 1980, Cram en Steger introduceerde een klinische werkwijze voor het aftasten van diverse spieren via een EMG aftastinrichting.

Het is niet tot het midden van de jaren 1980 dat de integratie technieken elektroden moest voldoende geavanceerde batch productie van de benodigde kleine en lichte instrumenten en versterkers. Momenteel wordt een aantal geschikte versterkers zijn in de handel verkrijgbaar. In de vroege jaren 1980, kabels die signalen in de gewenste microvolt bereik geproduceerd werd beschikbaar. Recent onderzoek heeft geleid tot een beter begrip van de eigenschappen van het oppervlak EMG opname. Oppervlakte elektromyografie wordt steeds meer gebruikt voor het opnemen van oppervlakkige spieren in klinische of kinesiologische protocollen, waarbij intramusculaire elektroden worden gebruikt voor het onderzoeken van diepe spieren of plaatselijke spieractiviteit.

Er zijn veel toepassingen voor het gebruik van EMG. EMG wordt klinisch gebruikt voor de diagnose van neurologische en neuromusculaire problemen. Het wordt diagnostisch gebruikt gang laboratoria en clinici opgeleid in het gebruik van biofeedback of ergonomische evaluatie. EMG wordt ook gebruikt in vele soorten van onderzoekslaboratoria, met inbegrip van degenen die betrokken zijn in de biomechanica, motorische controle, neuromusculaire fysiologie, bewegingsstoornissen, posturale controle en fysiotherapie.

Onderzoek

EMG kan worden gebruikt om isometrische spieractiviteit wanneer er geen beweging wordt geproduceerd detecteren. Dit maakt de definitie van een klasse van subtiele roerloos gebaren om interfaces te controleren zonder te worden opgemerkt en zonder verstoring van de omgeving. Deze signalen kunnen worden gebruikt om een ​​prothese of een stuursignaal voor een elektronische inrichting regelen zoals een mobiele telefoon of PDA.

EMG signalen zijn gericht als controle voor de vlucht systemen. De Group Human Senses bij het NASA Ames Research Center in Moffett Field, CA streeft naar mens-machine interfaces te bevorderen door een persoon die rechtstreeks aansluit op een computer. In dit project wordt een EMG signaal dat wordt gebruikt ter vervanging van mechanische joysticks en toetsenborden. EMG is ook gebruikt in het onderzoek naar een "draagbare cockpit," die EMG-gebaseerde bewegingen maakt gebruik van schakelaars en sticks noodzakelijk voor de vlucht in combinatie met een bril gebaseerde weergave manipuleren.

Stemloze spraakherkenning herkent spraak door het observeren van de EMG-activiteit van de spieren in verband met spraak. Het is bedoeld voor gebruik in lawaaierige omgevingen, en kan nuttig zijn voor mensen zonder stembanden en mensen met afasie zijn.

EMG is ook gebruikt als stuursignaal voor computers en andere apparatuur. Een interface-inrichting op basis van EMG kunnen worden gebruikt om bewegende objecten, zoals mobiele robots of elektrische rolstoel bedienen. Dit kan nuttig zijn voor mensen die niet een-joystick gecontroleerde rolstoel kan bedienen. Oppervlakte EMG-opnames kunnen ook een geschikte stuursignaal voor sommige interactieve video games.

Een gezamenlijk project met Microsoft, de Universiteit van Washington in Seattle, en de Universiteit van Toronto in Canada is onderzocht met behulp van spier signalen van handgebaren als een interface-apparaat. Een patent op basis van dit onderzoek werd op 26 juni 2008 ingediend.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen commentaar

Voeg een reactie

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha