zastosowanie emg do analizy wybranych ruchów kończyny górnej

Natalia MORAWSKA, Michał STAWICKI, Wiktoria WOJNICZ, Katedra Mechaniki
i Mechatroniki, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska, Gdańsk
ZASTOSOWANIE EMG DO ANALIZY WYBRANYCH RUCHÓW
KOŃCZYNY GÓRNEJ
APPLICATION OF EMG FOR THE ANALYSIS OF CHOSEN
MOVEMENT OF UPPER LIMB
Słowa kluczowe: elektromiografia powierzchniowa, sygnał bioelektryczny,
mięsień
1. WSTĘP
Elektromiografia powierzchniowa to podstawowe badanie elektroneurofizjologiczne,
które służy do rejestracji elektrycznych potencjałów mięśni powierzchniowych. Umożliwia
ocenę rozległości procesu chorobowego w wielu grupach mięśni powierzchniowych, a także
służy do oceny pracy różnych grup mięśni [1].
Celem badań było przeprowadzenie pomiarów sygnału mioelektrycznego czterech mięśni
powierzchniowych lewej kończyny górnej, biorących udział w ruchach zginania-prostowania
w stawie łokciowym w płaszczyźnie strzałkowej.
2. METODA BADAŃ
Badaniu poddano osobę płci męskiej. Podczas badania, osoba badana znajdowała się
w pozycji siedzącej. Tułów, kończyny dolne oraz prawa kończyna górna były
unieruchomione. Mężczyzna ten wykonywał płaskie ruchy zginania-prostowania
w stawie łokciowym, przy jednoczesnym świadomym hamowaniu ruchów obręczy barkowej
oraz w stawie ramiennym, stawie nadgarstkowym oraz w stawach ręki.
Podczas przeprowadzania badań zarejestrowano sygnały potencjałów czynnościowych na
brzuścach mięśni lewej kończyny górnej: głowy długiej oraz bocznej mięśnia trójgłowego
ramienia, głowy długiej mięśnia dwugłowego ramienia oraz mięśnia ramienno–
promieniowego. Elektrodę referencyjną umieszczono na wyrostku łokciowym.
Należy podkreślić, że nie są to jedyne mięśnie, biorące czynny udział w ruchu zginania,
jednak pozostałe, m.in. mięsień ramienny, mięsień łokciowy, zostały odrzucone we
wstępnym etapie badań, ze względu na swoje położenie oraz rozmiary, uniemożliwiające
umieszczenie elektrod w odpowiednim miejscu.
Ze względu na to, że maksymalna częstotliwość sygnału elektromiograficznego na
połączeniu nerwowo-mięśniowym wynosi 500Hz [2] oraz odbierano sygnał z 4 elektrod,
do badań wykorzystano 4-kanałowy rejestrator Noraxon MyoTrace 400 o częstotliwości
próbkowania 1000Hz oraz 500-krotnym wzmocnieniu. Do zarejestrowania i przetwarzania
`
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 90
sygnału mioelektrycznego wykorzystano MyoResearch XP. Do rejestracji zostały
wykorzystane podwójne elektrody firmy Noraxon (Noraxon Dual EMG Electrode), których
odległość środków dwóch okręgów wynosi 20 mm.
Zakres badań obejmował przeprowadzenie 3 ćwiczeń w 2 seriach, trwających po 30s,
z zachowaniem 2 min przerwy pomiędzy seriami. Pierwsze ćwiczenie polegało na pełnej
relaksacji mięśni, zaś drugie na maksymalnym izometrycznym skurczu mięśni.
Trzecie ćwiczenie obejmowało wykonanie pełnego cyklu zginania i prostowania kończyny
górnej z odpowiednimi prędkościami: 3,87 , 1,79 , 1,00 w zakresie 0-160o.
Wybrane wyniki badań przedstawiono na rys. 1. Wyniki te podano w postaci wykresów
aktywności mięśnia w czasie. Pozwalają one skutecznie ocenić funkcjonowanie mięśni
w wykonywaniu omawianego ruchu.
EMG [µV]
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
EMG [µV]
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
t [s] 2
Rysunek 1. Przebieg przetworzonego sygnału EMG
M. trójgłowy
ramienia gł.boczna
M. trójgłowy
ramienia gł.długa
M. ramiennopromieniowy
M. dwugłowy
ramienia - gł.
długa
3. WNIOSKI
Z analizy uzyskanych wyników wynika, iż w przypadku wysoce ujednoliconych wzorców
ruchowych oraz zastosowaniu
metronomu,
widoczne są różnice sygnału
elektromiograficznego między kolejnymi powtórzeniami. Może być to skutkiem losowej
natury nakładania się potencjałów czynnościowych jednostki motorycznej (MUAP).
Ze względu na swoją nieinwazyjność oraz bezbolesność zalecane jest przeprowadzanie
badań związanych z elektromiografią powierzchniową. Analiza i dokładne poznanie
procesów funkcjonowania mięśni pozwoli zwiększyć postępy leczenia i rehabilitacji oraz
zapobiegać uszkodzeniom, wynikającym np. ze złej ergonomii stanowiska pracy.
Przeprowadzone badania potwierdzają, iż metoda nie jest wolna od wad. Na zapis
elektromiograficzny ma wpływ wiele czynników zewnętrznych, m.in.: jakość użytych
elektrod, parametry wykorzystanego urządzenia pomiarowego. Ważnym aspektem badań
naukowych jest to, aby procedura pomiaru była spójna i jednakowa za każdym razem.
LITERATURA
[1] Konrad P.: ABC EMG – praktycznie wprowadzenie dla elektromiografii
kinezjologicznej, Gliwice, Noraxon INC. USA, Technomex Sp. z o.o., 2007
[2] Błaszczyk J.: Biomechanika kliniczna – podręcznik dla studentów medycyny
i fizjoterapii, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2004