Электромиография
| Электромиография | |
|---|---|
 ЭМГ от окончания походки, внизу слева — необработанная ЭМГ, справа — исправленный паттерн. | |
| МКБ-9-СМ | 93.08 |
| МеШ | D004576 |
Электромиография ( ЭМГ ) – это метод оценки и регистрации электрической активности скелетных мышц . [1] [2] ЭМГ выполняется с помощью прибора , называемого электромиографом, для получения записи, называемой электромиограммой . Электромиограф обнаруживает электрический потенциал , генерируемый мышечными клетками. [3] когда эти клетки электрически или неврологически активированы. Сигналы можно анализировать для обнаружения аномалий, уровня активации или порядка рекрутирования, а также для анализа биомеханики движения человека или животного. Игольная ЭМГ — это метод электродиагностической медицины, широко используемый неврологами. Поверхностная ЭМГ — это немедицинская процедура, используемая для оценки активации мышц несколькими специалистами, в том числе физиотерапевтами, кинезиологами и биомедицинскими инженерами. В информатике EMG также используется в качестве промежуточного программного обеспечения при распознавании жестов , позволяющего вводить физические действия на компьютер как форму взаимодействия человека с компьютером . [4]
Клиническое использование
ЭМГ-тестирование имеет множество клинических и биомедицинских применений. Игольчатая ЭМГ используется как диагностический инструмент для выявления нервно-мышечных заболеваний . [5] или как исследовательский инструмент для изучения кинезиологии и нарушений двигательного контроля. Сигналы ЭМГ иногда используются для направления инъекций ботулотоксина или фенола в мышцы. Поверхностная ЭМГ используется для функциональной диагностики и при инструментальном анализе движений. Сигналы ЭМГ также используются в качестве управляющего сигнала для протезных устройств, таких как протезы рук, рук и нижних конечностей. [ нужна цитата ]
Акселеромиограф нервно - может использоваться для мышечного мониторинга при общей анестезии нервно-мышечными блокаторами , чтобы избежать послеоперационной остаточной кураризации (PORC). [6] [7] [8] [9]
За исключением некоторых чисто первичных миопатических состояний, ЭМГ обычно выполняется с помощью другого медицинского электродиагностического теста, который измеряет проводящую функцию нервов. Это называется исследованием нервной проводимости (NCS). Игольчатая ЭМГ и НКС обычно показаны при болях в конечностях, слабости из-за сдавления спинномозговых нервов или при беспокойстве по поводу какого-либо другого неврологического повреждения или расстройства. [10] Повреждение спинномозгового нерва не вызывает боли в шее, средней части спины или пояснице , и по этой причине данные не показали, что ЭМГ или NCS могут помочь в диагностике причин болей в осевом поясничном отделе, боли в грудном отделе или боли в шейном отделе позвоночника . [10] Игольчатая ЭМГ может помочь в диагностике компрессии или травмы нерва (например, синдрома запястного канала ), повреждения нервных корешков (например, ишиаса) и других проблем мышц или нервов. Менее распространенные заболевания включают боковой амиотрофический склероз , миастению и мышечную дистрофию . [ нужна цитата ]
Технический [ править ]
Подготовка риски кожи и
Первым шагом перед введением игольчатого электрода является подготовка кожи. Обычно это включает в себя просто очистку кожи спиртовой салфеткой. [ нужна цитата ]
Фактическое размещение игольчатого электрода может быть затруднено и зависит от ряда факторов, таких как выбор конкретной мышцы и ее размер. Правильное размещение иглы ЭМГ очень важно для точного изображения интересующей мышцы , хотя ЭМГ более эффективна для поверхностных мышц, поскольку она не может обойти потенциалы действия поверхностных мышц и обнаружить более глубокие мышцы. Кроме того, чем больше жира в организме человека, тем слабее сигнал ЭМГ. Идеальное место для размещения датчика ЭМГ — брюшко мышцы: продольная срединная линия. Брюшко мышцы также можно рассматривать как промежуточное положение между двигательной точкой (серединой) мышцы и точкой прикрепления сухожилия. [ нужна цитата ]
Кардиостимуляторы и имплантированные сердечные дефибрилляторы (ИКД) все чаще используются в клинической практике, и не существует доказательств того, что выполнение рутинных электродиагностических исследований у пациентов с использованием этих устройств представляет угрозу безопасности. Однако существуют теоретические опасения, что электрические импульсы исследований нервной проводимости (NCS) могут быть ошибочно восприняты устройствами и привести к непреднамеренному торможению или срабатыванию выходного сигнала или перепрограммированию устройства. В целом, чем ближе место стимуляции к кардиостимулятору и электрокардиостимуляторам, тем больше вероятность индуцирования напряжения достаточной амплитуды для торможения кардиостимулятора. Несмотря на такие опасения, при рутинном применении НКС не сообщалось о немедленных или отсроченных побочных эффектах. [ нужна цитата ]
Никаких известных противопоказаний для проведения игольчатой ЭМГ или НКС у беременных не существует. Кроме того, в литературе не сообщалось об осложнениях от этих процедур. Также не сообщалось, что тестирование вызванных потенциалов вызывает какие-либо проблемы при его проведении во время беременности. [11]
Пациентов с лимфедемой или пациентов с риском развития лимфедемы обычно предупреждают о необходимости избегать чрескожных процедур на пораженной конечности, а именно венепункции, чтобы предотвратить развитие или ухудшение лимфедемы или целлюлита. Несмотря на потенциальный риск, данные о таких осложнениях после венепункции ограничены. Не существует опубликованных сообщений о целлюлите, инфекции или других осложнениях, связанных с ЭМГ, выполненной на фоне лимфедемы или предшествующей диссекции лимфатических узлов. Однако, учитывая неизвестный риск развития целлюлита у пациентов с лимфедемой, следует проявлять разумную осторожность при проведении пункционных исследований в лимфедемных областях, чтобы избежать осложнений. У пациентов с выраженным отеком и натянутой кожей прокол кожи игольчатыми электродами может привести к хроническому выделению серозной жидкости. Потенциальная бактериальная среда такой серозной жидкости и нарушение целостности кожи могут повысить риск развития целлюлита. Прежде чем приступить к делу, врач должен взвесить потенциальные риски проведения исследования с необходимостью получения полученной информации. [11]
и внутримышечной записи ЭМГ Электроды для поверхностной
Существует два вида ЭМГ: поверхностная ЭМГ и внутримышечная ЭМГ. Поверхностная ЭМГ оценивает мышечную функцию путем регистрации мышечной активности с поверхности кожи над мышцей. Поверхностная ЭМГ может быть записана с помощью пары электродов или более сложной системы из нескольких электродов. Требуется более одного электрода, поскольку записи ЭМГ отображают разность потенциалов (разность напряжений) между двумя отдельными электродами. Ограничениями этого подхода является тот факт, что записи поверхностных электродов ограничены поверхностными мышцами, на них влияет глубина подкожной клетчатки в месте записи, которая может сильно варьироваться в зависимости от веса пациента, и не может надежно различать между разрядки прилежащих мышц. Специальное размещение электродов и функциональные тесты были разработаны для минимизации этого риска и обеспечения надежных исследований. [ нужна цитата ]
Внутримышечную ЭМГ можно проводить с использованием различных типов записывающих электродов. Самый простой подход — монополярный игольчатый электрод. Это может быть тонкая проволока, вставленная в мышцу, с поверхностным электродом в качестве эталона; или две тонкие проволоки, вставленные в мышцу относительно друг друга. Чаще всего записи на тонкой проволоке предназначены для научных исследований или кинезиологических исследований. Диагностические монополярные электроды ЭМГ обычно изолированы и достаточно жесткие, чтобы проникать через кожу, при этом для сравнения используется только кончик, на котором используется поверхностный электрод. Иглы для инъекций терапевтического ботулотоксина или фенола обычно представляют собой монополярные электроды, в которых используется поверхностный эталон, однако в этом случае металлический стержень иглы для подкожных инъекций, изолированный так, что открыт только кончик, используется как для регистрации сигналов, так и для инъекции. . Чуть более сложной по конструкции является концентрический игольчатый электрод. Эти иглы имеют тонкую проволоку, встроенную в слой изоляции, заполняющий цилиндр иглы для подкожных инъекций, имеющий открытый стержень, который служит эталонным электродом. Открытый кончик тонкой проволоки служит активным электродом. В результате такой конфигурации сигналы имеют тенденцию быть меньше при записи с концентрического электрода, чем при записи с монополярного электрода, и они более устойчивы к электрическим артефактам от ткани, а измерения имеют тенденцию быть несколько более надежными. Однако, поскольку стержень открыт по всей длине, поверхностная мышечная активность может испортить запись более глубоких мышц. Игольчатые электроды для ЭМГ с одним волокном имеют очень крошечные области записи и позволяют различать разряды отдельных мышечных волокон. [ нужна цитата ]
Для проведения внутримышечной ЭМГ обычно монополярный или концентрический игольчатый электрод вводят через кожу в мышечную ткань. Затем иглу перемещают в несколько точек расслабленной мышцы, чтобы оценить как инсерционную активность, так и активность покоя мышцы. В нормальных мышцах при стимуляции движением иглы наблюдается кратковременный всплеск активации мышечных волокон, но он редко длится более 100 мс. Двумя наиболее распространенными патологическими типами активности мышц в состоянии покоя являются потенциалы фасцикуляций и фибрилляций. Потенциал фасцикуляции — это непроизвольная активация двигательной единицы внутри мышцы, иногда видимая невооруженным глазом как подергивание мышцы или с помощью поверхностных электродов. Однако фибрилляции выявляются только с помощью игольчатой ЭМГ и представляют собой изолированную активацию отдельных мышечных волокон, обычно в результате заболевания нервов или мышц. Часто фибрилляции провоцируются движением иглы (инсерционная активность) и сохраняются в течение нескольких секунд и более после прекращения движения. [ нужна цитата ]
После оценки активности в состоянии покоя и инсерционной активности электромиограф оценивает активность мышц во время произвольного сокращения. Оцениваются форма, размер и частота результирующих электрических сигналов. Затем электрод отводят на несколько миллиметров и снова анализируют активность. Это повторяется, иногда до тех пор, пока не будут собраны данные по 10–20 двигательным единицам, чтобы сделать выводы о функции двигательных единиц. Каждая дорожка электрода дает лишь очень локальную картину активности всей мышцы. Поскольку скелетные мышцы различаются по внутреннему строению, для получения точного исследования электрод необходимо размещать в разных местах. Для интерпретации результатов ЭМГ-исследования важна оценка параметров тестируемых мышечных двигательных единиц. Этот процесс вполне можно частично автоматизировать с помощью соответствующего программного обеспечения. [12]
Электромиография отдельных волокон оценивает задержку между сокращениями отдельных мышечных волокон внутри двигательной единицы и является чувствительным тестом на дисфункцию нервно-мышечного соединения, вызванную лекарствами, ядами или такими заболеваниями, как миастения. Техника сложна и обычно выполняется только людьми, имеющими специальную повышенную подготовку.
Поверхностная ЭМГ используется во многих случаях; например, в физиотерапевтической клинике активация мышц контролируется с помощью поверхностной ЭМГ, и у пациентов есть слуховой или визуальный стимул, который помогает им узнать, когда они активируют мышцы (биологическая обратная связь). Обзор литературы по поверхностной ЭМГ, опубликованный в 2008 году, показал, что поверхностная ЭМГ может быть полезна для обнаружения нервно-мышечных заболеваний (рейтинг уровня C, данные класса III), но данных недостаточно, чтобы поддержать ее полезность для различения нейропатических и нейропатических заболеваний. миопатических состояний или для диагностики специфических нервно-мышечных заболеваний. ЭМГ могут быть полезны для дополнительного изучения утомления, связанного с постполиомиелитным синдромом, и электромеханических функций при миотонической дистрофии (уровень C, данные класса III). [11] В последнее время, с развитием технологий в спорте, сЭМГ стала областью внимания тренеров, поскольку она позволяет снизить частоту травм мягких тканей и улучшить результаты игроков.
Некоторые штаты США ограничивают проведение игольной ЭМГ лицами, не являющимися врачами. Нью-Джерси заявил, что это нельзя делегировать помощнику врача. [13] [14] Мичиган принял закон, согласно которому игольная ЭМГ является медицинской практикой. [15] Специальная подготовка по диагностике заболеваний с помощью ЭМГ требуется только в программах ординатуры и стажировки по неврологии, клинической нейрофизиологии, нервно-мышечной медицине, физической медицине и реабилитации. Есть отдельные специалисты по отоларингологии, прошедшие выборочную подготовку по проведению ЭМГ мышц гортани, и специалисты по урологии, акушерству и гинекологии, прошедшие выборочную подготовку по проведению ЭМГ мышц, контролирующих функцию кишечника и мочевого пузыря. [ нужна цитата ]
произвольное сокращение Максимальное
Одна из основных функций ЭМГ — увидеть, насколько хорошо можно активировать мышцу. Самый распространенный способ определения – выполнение максимального произвольного сокращения (MVC) тестируемой мышцы. [16] Каждый тип группы мышц имеет разные характеристики, а положения MVC различаются для разных типов групп мышц. Таким образом, исследователь должен быть очень осторожным при выборе типа положения MVC, чтобы выявить у испытуемых более высокий уровень мышечной активности. [17]
Типы положений MVC могут различаться в зависимости от типа мышц в зависимости от конкретной рассматриваемой группы мышц, включая мышцы туловища, мышцы нижних конечностей и другие. [18] [19]
Мышечная сила, измеряемая механически, обычно сильно коррелирует с показателями ЭМГ-активации мышц. Чаще всего это оценивают с помощью поверхностных электродов, но следует понимать, что они обычно регистрируют только от мышечных волокон, находящихся в непосредственной близости от поверхности.
В зависимости от применения обычно используются несколько аналитических методов определения мышечной активации. Использование среднего значения активации ЭМГ или значения пикового сокращения является дискуссионной темой. В большинстве исследований максимальное произвольное сокращение обычно используется как средство анализа пиковой силы и силы, создаваемой целевыми мышцами. Согласно статье «Пиковые и средние выпрямленные показатели ЭМГ: какой метод обработки данных следует использовать для оценки основных тренировочных упражнений?», [20] был сделан вывод, что «средние выпрямленные данные ЭМГ (ARV) значительно менее изменчивы при измерении мышечной активности основной мускулатуры по сравнению с пиковой переменной ЭМГ». Таким образом, эти исследователи предполагают, что «данные АРВ-ЭМГ следует записывать вместе с пиковыми показателями ЭМГ при оценке основных упражнений». Предоставление читателю обоих наборов данных приведет к повышению достоверности исследования и потенциально устранит противоречия внутри исследования. [21] [22]
Другие измерения [ править ]
ЭМГ также можно использовать для определения степени усталости мышц. Следующие изменения сигнала ЭМГ могут свидетельствовать об утомлении мышц : увеличение среднего абсолютного значения сигнала, увеличение амплитуды и продолжительности мышечного потенциала действия и общий сдвиг в сторону более низких частот. Мониторинг изменений различной частоты изменений является наиболее распространенным способом использования ЭМГ для определения уровня утомления. Более низкие скорости проводимости позволяют более медленным мотонейронам оставаться активными. [23]
Двигательная единица определяется как один мотонейрон и все мышечные волокна, которые он иннервирует. Когда двигательная единица срабатывает, импульс (называемый потенциалом действия ) передается по двигательному нейрону к мышце. Область, где нерв контактирует с мышцей, называется нервно-мышечным соединением или моторной концевой пластинкой . После того как потенциал действия передается через нервно-мышечное соединение, потенциал действия возникает во всех иннервируемых мышечных волокнах этой конкретной двигательной единицы. Сумма всей этой электрической активности известна как потенциал действия двигательной единицы (MUAP). Эта электрофизиологическая активность нескольких двигательных единиц является сигналом, который обычно оценивается во время ЭМГ. Состав двигательной единицы, количество мышечных волокон в каждой двигательной единице, метаболический тип мышечных волокон и многие другие факторы влияют на форму потенциалов двигательной единицы в миограмме. [ нужна цитата ]
Тестирование нервной проводимости также часто проводится одновременно с ЭМГ для диагностики неврологических заболеваний. [24]
Некоторым пациентам процедура может показаться несколько болезненной, тогда как другие испытывают лишь небольшой дискомфорт при введении иглы. Тестируемая мышца или мышцы могут слегка болеть в течение дня или двух после процедуры. [25]
Разложение сигнала ЭМГ [ править ]
Сигналы ЭМГ по существу состоят из наложенных потенциалов действия двигательных единиц (MUAP) от нескольких двигательных единиц. Для тщательного анализа измеренные сигналы ЭМГ можно разложить на составляющие их MUAP. ПДЕ из разных двигательных единиц, как правило, имеют разные характерные формы, в то время как ПДЕ, зарегистрированные одним и тем же электродом из одной и той же двигательной единицы, обычно схожи. Примечательно, что размер и форма MUAP зависят от того, где расположен электрод по отношению к волокнам, и поэтому могут выглядеть разными, если электрод меняет положение. Разложение ЭМГ нетривиально, хотя было предложено множество методов. [26]
Обработка сигналов ЭМГ [ править ]
Исправление — это перевод необработанного сигнала ЭМГ в сигнал одной полярности , обычно положительной. Целью исправления сигнала является обеспечение того, чтобы среднее значение сигнала не достигло нуля из-за того, что необработанный сигнал ЭМГ имеет положительные и отрицательные компоненты. Используются два типа выпрямления: двухполупериодное и полуволновое выпрямление. [27] Полноволновое выпрямление добавляет сигнал ЭМГ ниже базовой линии к сигналу выше базовой линии, чтобы создать условный сигнал, который является полностью положительным. Если базовая линия равна нулю, это эквивалентно взятию абсолютного значения сигнала. [28] [29] Это предпочтительный метод исправления, поскольку он сохраняет всю энергию сигнала для анализа. Полуволновое выпрямление отбрасывает часть сигнала ЭМГ, которая находится ниже базовой линии. При этом среднее значение данных больше не равно нулю, поэтому его можно использовать в статистическом анализе.
Ограничения [ править ]
Игольчатая ЭМГ, используемая в клинических условиях, имеет практическое применение, например, для выявления заболеваний. Однако игольная ЭМГ имеет ограничения, поскольку она предполагает произвольную активацию мышц и поэтому менее информативна у пациентов, не желающих или неспособных сотрудничать, детей и младенцев, а также у людей с параличом. Поверхностная ЭМГ может иметь ограниченное применение из-за присущих ей проблем. Жировая ткань (жир) может влиять на записи ЭМГ. Исследования показывают, что по мере увеличения жировой ткани активные мышцы непосредственно под поверхностью уменьшаются. По мере увеличения жировой ткани амплитуда поверхностного сигнала ЭМГ непосредственно над центром активной мышцы уменьшалась. Записи сигналов ЭМГ, как правило, более точны у людей с меньшим количеством жира в организме и более податливой кожей, например у молодых людей, по сравнению с пожилыми людьми. Перекрестные мышечные помехи возникают, когда сигнал ЭМГ от одной мышцы мешает сигналу другой, что ограничивает надежность сигнала тестируемой мышцы. Поверхностная ЭМГ ограничена из-за недостаточной надежности глубоких мышц. Глубокие мышцы требуют внутримышечных проводов, которые являются навязчивыми и болезненными для получения сигнала ЭМГ. Поверхностная ЭМГ может измерять только поверхностные мышцы, и даже в этом случае трудно сузить сигнал до одной мышцы. [30]
Электрические характеристики [ править ]
Источником электрического тока является потенциал мышечной мембраны около –90 мВ. [31] Измеренные потенциалы ЭМГ варьируются от менее 50 мкВ до 30 мВ, в зависимости от наблюдаемой мышцы. [ нужна цитата ]
Типичная частота повторения активации мышечных двигательных единиц составляет около 7–20 Гц, в зависимости от размера мышцы (глазные мышцы по сравнению с мышцами седалища (ягодичные), предшествующего повреждения аксонов и других факторов. Повреждения двигательных единиц можно ожидать в диапазоне от 450 до 780 мВ. [32]
Результаты процедуры [ править ]
Нормальные результаты
Мышечная ткань в состоянии покоя обычно электрически неактивна. После того, как электрическая активность, вызванная раздражением при введении иглы, утихнет, электромиограф не должен обнаружить аномальной спонтанной активности (т. е. мышца в состоянии покоя должна быть электрически молчащей, за исключением области нервно-мышечного соединения , которая в нормальных условиях , очень спонтанно активен). Когда мышца произвольно сокращается, потенциалы действия начинают появляться . По мере увеличения силы мышечного сокращения все больше и больше мышечных волокон создают потенциалы действия. При полном сокращении мышцы должна появиться беспорядочная группа потенциалов действия различной скорости и амплитуды (полное рекрутирование); это можно описать как интерференционную картину . [33] [34]
Аномальные результаты [ править ]
Результаты ЭМГ варьируются в зависимости от типа расстройства, продолжительности проблемы, возраста пациента, степени готовности пациента к сотрудничеству, типа игольчатого электрода, используемого для исследования пациента, а также ошибки выборки с точки зрения количества областей, изучаемых в пределах одной мышцы, и количества изучаемых мышц в целом. Интерпретацию результатов ЭМГ обычно лучше всего выполнять лицом, информированным на основе подробного анамнеза и физического обследования пациента, а также в сочетании с результатами других соответствующих диагностических исследований, включая, что наиболее важно, исследования нервной проводимости, а также, при необходимости, визуализирующих исследований. такие как МРТ и УЗИ, биопсия мышц и нервов, мышечные ферменты и серологические исследования. [ нужна цитата ]
Аномальные результаты могут быть вызваны следующими заболеваниями (обратите внимание, что это не исчерпывающий список состояний, которые могут привести к аномальным результатам ЭМГ): [ нужна цитата ]
|
Заболевания мышц:
Нарушения нервно-мышечного соединения:
|
Расстройства нервов:
|
Расстройства сплетений:
Корневые нарушения:
Заболевание двигательных нейронов
|
История [ править ]
Первые задокументированные эксперименты, связанные с ЭМГ, начались с работ Франческо Реди в 1666 году. Реди обнаружил узкоспециализированную мышцу электрического ската ( электрический угорь ), генерирующую электричество. К 1773 году Уолш смог продемонстрировать, что мышечная ткань угря способна генерировать искру электричества. В 1792 году появилась публикация под названием De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius , написанная Луиджи Гальвани , в которой автор продемонстрировал, что электричество может инициировать мышечное сокращение. Шесть десятилетий спустя, в 1849 году, Эмиль дю Буа-Реймон обнаружил, что можно также регистрировать электрическую активность во время произвольного мышечного сокращения. [35] Первая фактическая запись этой активности была сделана Мареем в 1890 году, который также ввел термин электромиография. [36] В 1922 году Гассер и Эрлангер использовали осциллограф , чтобы показать электрические сигналы от мышц. Из-за стохастической природы миоэлектрического сигнала при его наблюдении можно было получить лишь приблизительную информацию. Возможности обнаружения электромиографических сигналов неуклонно улучшались с 1930-х по 1950-е годы, и исследователи начали более широко использовать улучшенные электроды для исследования мышц. AANEM была основана в 1953 году как одно из нескольких действующих в настоящее время медицинских обществ, проявляющих особый интерес к развитию науки и клиническому использованию этой техники. Клиническое использование поверхностной ЭМГ (пЭМГ) для лечения более специфических заболеваний началось в 1960-х годах. Хардик и его исследователи были первыми (1966 г.) практикующими врачами, применившими пЭМГ. В начале 1980-х годов Крам и Стегер представили клинический метод сканирования различных мышц с помощью сенсорного устройства ЭМГ. [37]
Исследования начались в клинике Мэйо в Рочестере, штат Миннесота, под руководством Эдварда Х. Ламберта , доктора медицинских наук (1915–2003) в начале 1950-х годов. Ламберт, известный как «Отец ЭМГ». [38] С помощью своего научного сотрудника Эрвин Л. Шмидт, инженер-электрик-самоучка, разработал машину, которую можно было переносить из лаборатории ЭМГ и которая была относительно проста в использовании. Поскольку в то время осциллографы не имели функций «хранения» или «печати», камера Polaroid крепилась спереди на шарнире. Он был синхронизирован с фотографией сканирования. Студенты, обучающиеся в Мэйо, вскоре поняли, что им тоже нужен этот инструмент. Поскольку Мэйо не заинтересован в маркетинге своих изобретений, Шмидт продолжал развивать их в своем подвале на протяжении десятилетий, продавая их под названием ErMel Inc.
Лишь в середине 1980-х годов методы интеграции электродов стали достаточно развитыми, чтобы позволить серийное производство необходимых небольших и легких приборов и усилителей. В настоящее время коммерчески доступен ряд подходящих усилителей. В начале 1980-х годов стали доступны кабели, вырабатывающие сигналы в желаемом диапазоне микровольт. Недавние исследования привели к лучшему пониманию свойств записи поверхностной ЭМГ. Поверхностная электромиография все чаще используется для регистрации поверхностных мышц в клинических или кинезиологических протоколах, где внутримышечные электроды используются для исследования глубоких мышц или локализованной мышечной активности.
Существует множество приложений для использования ЭМГ. ЭМГ используется в клинической практике для диагностики неврологических и нервно-мышечных проблем. Он используется в диагностических целях лабораториями походки и врачами, обученными использованию биологической обратной связи или эргономической оценке. ЭМГ также используется во многих типах исследовательских лабораторий, в том числе в тех, которые занимаются биомеханикой , контролем движений, нервно-мышечной физиологией, двигательными расстройствами, постуральным контролем и физиотерапией .
Исследования [ править ]
ЭМГ можно использовать для определения изометрической мышечной активности при отсутствии движения. Это позволяет определить класс тонких неподвижных жестов для управления интерфейсами, оставаясь незамеченными и не нарушая окружающую среду. Эти сигналы можно использовать для управления протезом или в качестве управляющего сигнала для электронного устройства, такого как мобильный телефон или КПК. [ нужна цитата ] .
Сигналы ЭМГ использовались для управления полетными системами. Группа Human Senses в Исследовательском центре Эймса НАСА в Моффетт-Филд , Калифорния, стремится усовершенствовать человеко-машинные интерфейсы путем прямого подключения человека к компьютеру. В этом проекте сигнал ЭМГ используется вместо механических джойстиков и клавиатур. ЭМГ также использовалась в исследованиях по созданию «носимой кабины», в которой жесты на основе ЭМГ используются для управления переключателями и джойстиками, необходимыми для полета, в сочетании с дисплеем на базе очков.
глухой или безмолвной Распознавание речи распознает речь путем наблюдения за ЭМГ-активностью мышц, связанных с речью. Он предназначен для использования в шумной обстановке и может быть полезен людям без голосовых связок , с афазией , дисфонией и другими заболеваниями. [39]
ЭМГ также использовалась в качестве управляющего сигнала для компьютеров и других устройств. Интерфейсное устройство на базе переключателя ЭМГ может использоваться для управления движущимися объектами, такими как мобильные роботы или электрическая инвалидная коляска . [40] Это может быть полезно для людей, которые не могут управлять инвалидной коляской, управляемой джойстиком. Записи поверхностной ЭМГ также могут быть подходящим управляющим сигналом для некоторых интерактивных видеоигр. [41]
Совместный проект с участием Microsoft , Вашингтонского университета в Сиэтле и Университета Торонто в Канаде исследовал использование мышечных сигналов от жестов рук в качестве интерфейсного устройства. [42] Патент на основе этого исследования был подан 26 июня 2008 г. [43]
В 2016 году стартап Emteq Labs выпустил гарнитуру виртуальной реальности со встроенными датчиками ЭМГ для измерения выражений лица. [44] В сентябре 2019 года Facebook купил стартап CTRL-labs, работавший над EMG. [45]
См. также [ править ]
- Хронаксия
- Потенциал действия сложных мышц
- Электроимпедансная миография
- Электрическая стимуляция мышц
- Электродиагностическая медицина
- Электромионейрография
- Магнитомиография
- Исследование нервной проводимости
- Нервно-мышечное УЗИ
- фономиография
Ссылки [ править ]
- ^ Робертсон, DGE; Колдуэлл, GE; Хэмилл, Дж.; Камен, Г.; Уиттлси, С.Н. (20 января 2014 г.). Электромиографическая кинезиология, методы исследования в биомеханике . Шампейн, Иллинойс: Кинетика человека. ISBN 978-0-7360-9340-8 . OCLC 842337695 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Паолетти, Микеле; Белли, Альберто; Пальма, Лоренцо; Валлашани, Массимо; Пьерлеони, Паола (июнь 2020 г.). «Беспроводная сеть датчиков тела для клинической оценки феномена сгибания-расслабления» . Электроника . 9 (6): 1044. doi : 10.3390/electronics9061044 . ISSN 2079-9292 .
- ^ Электромиография Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH).
- ^ Кобыларз, Джонатан; Бёрд, Джордан Дж.; Фариа, Диего Р.; Рибейро, Эдуардо Паренте; Экарт, Анико (07.03.2020). «Большой палец вверх, большой палец вниз: невербальное взаимодействие человека и робота посредством классификации ЭМГ в реальном времени посредством индуктивного и контролируемого трансдуктивного трансферного обучения» . Журнал окружающего интеллекта и гуманизированных вычислений . 11 (12). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 6021–6031. дои : 10.1007/s12652-020-01852-z . ISSN 1868-5137 .
- ^ Паолетти, Микеле; Белли, Альберто; Пальма, Лоренцо; Пьерлеони, Паола (декабрь 2020 г.). «Анализ вероятности закономерностей электромиографии для оценки феномена сгибания-расслабления» . Электроника . 9 (12): 2046. doi : 10.3390/electronics9122046 . ISSN 2079-9292 .
- ^ Харви А.М., Масланд Р.Л.: Действие дураризирующих препаратов на человека. Журнал фармакологии и экспериментальной терапии, Vol. 73, выпуск 3, 304–311, 1941 г.
- ^ Ботельо, Стелла Ю. (1955). «Сравнение одновременно зарегистрированной электрической и механической активности у пациентов с миастенией и у частично кураризированных нормальных людей». Американский медицинский журнал . 19 (5): 693–6. дои : 10.1016/S0002-9343(55)80010-1 . ПМИД 13268466 .
- ^ Кристи, TH; Черчилль-Дэвидсон, ХК (1958). «Нервный стимулятор Больницы Св. Фомы в диагностике длительного апноэ». Ланцет . 1 (7024): 776. doi : 10.1016/S0140-6736(58)91583-6 . ПМИД 13526270 .
- ^ Энгбек, Дж.; Остергаард, Д.; Виби-Могенсен, Дж. (1989). «Двойная импульсная стимуляция (DBS): новый метод стимуляции нервов для выявления остаточного нервно-мышечного блока» . Британский журнал анестезии . 62 (3): 274–8. дои : 10.1093/bja/62.3.274 . ПМИД 2522790 . S2CID 32733775 .
- ^ Перейти обратно: а б Североамериканское общество позвоночника (февраль 2013 г.), «Пять вопросов, которые должны задать врачи и пациенты» , « Выбирая мудро » : инициатива Фонда ABIM , Североамериканское общество позвоночника , получено 25 марта 2013 г. , в котором цитируется
- Сандовал, А.Е. (ноябрь 2010 г.). «Электродиагностика болей в пояснице». Клиники физической медицины и реабилитации Северной Америки . 21 (4): 767–76. дои : 10.1016/j.pmr.2010.06.007 . ПМИД 20977959 .
- Североамериканское общество позвоночника (2011). «Диагностика и лечение дегенеративного стеноза поясничного отдела позвоночника» . Берр-Ридж, Иллинойс : Агентство медицинских исследований и качества : 104. Архивировано из оригинала 25 марта 2014 г. Проверено 25 марта 2014 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь )
- ^ Перейти обратно: а б с «Не найдено — Американская ассоциация нейромышечной и электродиагностической медицины» . www.aanem.org . Архивировано из оригинала 25 февраля 2023 г. Проверено 26 декабря 2014 г.
- ^ Кендзия, Алисия; Дерковский, Войцех. «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА ДВИГАТЕЛЬНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ЗАПИСИ ЭМГ» . Компьютерные научные исследования, том 17 . дои : 10.5281/zenodo.10615275 .
- ^ Артур К. Ротман, доктор медицинских наук, против Selective Insurance Company of America, Верховный суд Нью-Джерси, 19 января.
- ^ Апелляционный суд Техаса, Третий округ, Остин, дело № 03-10-673-CV. 5 апреля 2012 г.
- ^ Раздел 333.17018 Свод законов штата Мичиган http://legislature.mi.gov/doc.aspx?mcl-333-17018
- ^ Бем, Д.Г.; Уиттл, Дж.; Баттон, Д.; Пауэр, К. (28 января 2002 г.). «Межмышечные различия в активации» . Мышцы и нервы . 25 (2): 236–243. дои : 10.1002/mus.10008 . ISSN 0148-639X . ПМИД 11870692 . S2CID 20430130 .
- ^ Питер Конрад, Азбука ЭМГ, https://www.noraxon.com/wp-content/uploads/2014/12/ABC-EMG-ISBN.pdf .
- ^ Вера-Гарсия, Франсиско Дж.; Морсайд, Дженис М.; МакГилл, Стюарт М. (01 февраля 2010 г.). «Методы MVC для нормализации ЭМГ мышц туловища у здоровых женщин» . Журнал электромиографии и кинезиологии . 20 (1): 10–16. doi : 10.1016/j.jelekin.2009.03.010 . ISSN 1050-6411 . ПМИД 19394867 .
- ^ Авдан, Гоксу; Онал, Синан; Смит, Брайан К. (01 апреля 2023 г.). «Нормализация сигналов ЭМГ: оптимальные положения MVC для групп мышц нижних конечностей у здоровых людей» . Журнал медицинской и биологической инженерии . 43 (2): 195–202. дои : 10.1007/s40846-023-00782-3 . ISSN 2199-4757 . S2CID 257966584 .
- ^ Hibbs, A.E.; Thompson, K.G.; French, D.N.; Hodgson, D.; Spears, I.R. (February 2011). "Peak and average rectified EMG measures: Which method of data reduction should be used for assessing core training exercises?". Journal of Electromyography and Kinesiology. 21 (1): 102–111. doi:10.1016/j.jelekin.2010.06.001. PMID 20655245.
- ^ Бьюкенен, Томас С.; Ллойд, Дэвид Г.; Манал, Курт; Безье, Тор Ф. (ноябрь 2004 г.). «Нейромышечно-скелетное моделирование: оценка мышечных сил, моментов и движений суставов на основе измерений нейронных команд» . Журнал прикладной биомеханики . 20 (4): 367–395. дои : 10.1123/jab.20.4.367 . ISSN 1065-8483 . ПМЦ 1357215 . ПМИД 16467928 .
- ^ Гальперин, Израиль; Абударда, Саид Джалал; Баттон, Дуэйн К.; Андерсен, Ларс Л.; Бем, Дэвид Г. (февраль 2014 г.). «Роликовый массажер улучшает объем движений мышц подошвенных сгибателей без последующего снижения силовых показателей» . Международный журнал спортивной физиотерапии . 9 (1): 92–102. ISSN 2159-2896 . ПМЦ 3924613 . ПМИД 24567860 .
- ^ Цифрек М., Медвед В., Тонкович С. и Остоич С. (2009). Оценка мышечной усталости на основе поверхностной ЭМГ в биомеханике. Клиническая биомеханика, 24(4), 327-340.
- ^ «Электромиография (ЭМГ) и исследования нервной проводимости: медицинский тест MedlinePlus» . medlineplus.gov . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ «Электромиография (ЭМГ)» . Кливлендская клиника . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ Сташук, Дэн (июнь 2001 г.). «Разложение сигнала ЭМГ: как это можно осуществить и использовать?» . Журнал электромиографии и кинезиологии . 11 (3): 151–173. дои : 10.1016/S1050-6411(00)00050-X . ПМИД 11335147 .
- ^ Раез, MBI; Хусейн, MS; Мохд-Ясин, Ф. (23 марта 2006 г.). «Методы анализа ЭМГ-сигналов: обнаружение, обработка, классификация и применение» . Биол. Продолж. В сети . 8 (8): 11–35. дои : 10.1251/bpo115 . ПМЦ 1455479 . ПМИД 16799694 .
- ^ Вейр, JP; Вагнер, LL; Хауш, Ти Джей (1992). «Линейность и надежность зависимости IEMG от крутящего момента для сгибателей предплечья и разгибателей ног». Американский журнал физической медицины и реабилитации . 71 (5): 283–287. дои : 10.1097/00002060-199210000-00006 . ПМИД 1388975 . S2CID 25136951 .
- ^ Вренденбрегт, Дж; Рау, Г; Хауш (1973). «Поверхностная электромиография в зависимости от силы, длины мышц и выносливости». Новые разработки в электромиографии и клинической нейрофизиологии : 607–622.
- ^ Куикен, штат Техас; Лоури, Стойкоб (апрель 2003 г.). «Влияние подкожного жира на амплитуду миоэлектрического сигнала и перекрестные помехи» . Международная организация по протезированию и ортопедии . 27 (1): 48–54. дои : 10.3109/03093640309167976 . ПМИД 12812327 .
- ^ Нигг Б.М. и Херцог В., 1999. Биомеханика скелетно-мышечной системы. Уайли. Страница: 349.
- ^ Паттерсон, Джон Р. «Fitwise» . Кастильо . Брайан Т. Проверено 24 июня 2009 г.
- ^ «СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ AANEM-IFCN В НЕЙРОМЫШЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ И УЛЬТРАЗВУКУ» . Мышцы и нервы . Июль 2020 г. doi : 10.1002/mus.26869 . Проверено 20 апреля 2024 г.
- ^ Сандбринк, Фридхельм. «Блок 9: Электромиография» . гранты.hhp.uh.edu .
- ^ Финкельштейн, Габриэль (2013). Эмиль дю Буа Реймон . Кембридж, Массачусетс; Лондон, Англия: MIT Press. стр. 97–114. ISBN 9780262019507 .
- ^ Реаз, MBI; Хусейн, MS; Мохд-Ясин, Ф. (2006). «Методы анализа ЭМГ-сигналов: обнаружение, обработка, классификация и применение (Коррекция)» . Биологические процедуры онлайн . 8 : 163. дои : 10.1251/bpo124 . ISSN 1480-9222 . ПМЦ 1622762 . ПМИД 19565309 .
- ^ Крам-младший; Стегер, Дж.К. (июнь 1983 г.). «ЭМГ-сканирование в диагностике хронической боли». Биологическая обратная связь и саморегуляция . 8 (2): 229–41. дои : 10.1007/BF00998853 . ПМИД 6227339 . S2CID 34613989 .
- ^ «Эдвард Х. Ламберт | Фонд AANEM» .
- ^ Капур, Арнав; Сарауги, Уткарш; Уодкинс, Эрик; Ву, Мэтью; Холленштейн, Нора; Мэйс, Патти (30 апреля 2020 г.). «Неинвазивное распознавание тихой речи при рассеянном склерозе с дисфонией» . Семинар «Машинное обучение для здоровья» . ПМЛР: 25–38.
- ^ Андреасен, Д.С.; Габберт Д.Г.: Переключатель ЭМГ для навигации электрических инвалидных колясок, RESNA, 2006. [1]
- ^ Парк, Д.Г.; Ким, ХК. Muscleman: Беспроводное устройство ввода для боевой игры, основанное на сигнале ЭМГ и ускорении человеческого предплечья. [2]
- ^ Сюй, Джереми (29 октября 2009 г.). «Будущее ввода данных в видеоиграх: мышечные датчики» . Живая наука . Проверено 16 января 2010 г.
- ^ «Распознавание жестов по сигналам ЭМГ предплечья» . Ведомство США по патентам и товарным знакам . 26 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 12 января 2017 г. Проверено 16 января 2010 г.
- ^ «Система отслеживания лица Emteq для виртуальной реальности считывает мышечные импульсы и многое другое» . 27 октября 2016 г.
- ^ Статт, Ник (23 сентября 2019 г.). «Facebook приобретает стартап нейроинтерфейсов CTRL-Labs для своего браслета для чтения мыслей» . Грань . Проверено 27 сентября 2019 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Пайпер, Х.: Электрофизиология мышц человека . Берлин, Дж. Спрингер, 1912 г.
