Povrchová elektromyografická studie únavy u diabetické neuropatie

Instrumentální sezení sestávalo z registrace signálů sEMG během elektricky stimulovaných a dobrovolných kontrakcí podle konsolidovaného standardizovaného protokolu. Zkoumaným svalem je přední tibiální sval.

Každý subjekt seděl pohodlně na židli s kotníkem ohnutým o 90° a nataženým kolenem; noha byla fixována pod úhlem 90 stupňů, v izometrické ortéze upevněné na rovině (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Turin Polytechnic, Itálie Kroutící moment byl měřen pomocí modulární ortézy obsahující dva nezávislé snímače točivého momentu (model TR11, CCT Transducers, Torino, Itálie) .

Signál ze dvou měřičů točivého momentu byl zesílen, sečten a zobrazován pomocí systému vizuální zpětné vazby, který subjektu poskytoval informace o úrovni vyrobeného točivého momentu. Signál točivého momentu byl uložen pro pozdější analýzu.

Signál sEMG pravé přední holenní kosti byl zkoumán pomocí flexibilního adhezivního lineárního pole 16 elektrod (stříbrné tyče 10 mm dlouhé, 1 mm průměr, 10 mm od sebe) v jednoduché diferenciální (SD) konfiguraci. Optimální poloha a orientace pole byla stanovena při mírných úrovních kontrakce vizuální kontrolou signálu. Poskytoval jasné akční potenciály motorické jednotky s podobným šířením ve dvou směrech od neuromuskulárního spojení ke šlachám.

Referenční elektroda byla umístěna na noze pacienta. Kůže byla před umístěním sady vyčištěna mírným obroušením abrazivním gelem.

Vzhledem k tomu, že proměnné sEMG jsou ovlivněny teplotou svalů, byla teplota kůže po celou dobu vyšetření monitorována elektronickým teploměrem a byla udržována mezi 31,5 C° a 32,5 C° 30.

Protokol sestával ze tří hodnocení: jedna stimulovaná kontrakce a dvě dobrovolné kontrakce podle standardizovaného protokolu.

Stimulovaná kontrakce byla prováděna pomocí knoflíkové stimulační elektrody (velikost: 10 mm) umístěné na motorickém bodu za použití monopolární konfigurace, frekvence 25 Hz po dobu 30 sekund a supramaximální stimulace. Motorický bod byl vybrán jako poloha stimulované elektrody na kůži, kde M-vlna vykazovala maximální amplitudu pro specifikovanou intenzitu stimulace; supramaximální stimulační úroveň byla definována jako intenzita proudu, nad kterou nedošlo k významnému zvýšení amplitudy M-vlny nebo maximální úrovně tolerované subjekty.

Byla pozorována doba odpočinku 10 minut po stimulaci, aby se zabránilo jevu kumulativní únavy.

Subjekt poté provedl dvě testovací kontrakce dorzální flexí nohy proti odporu dané rovnátky, aby se seznámil s postupem a ověřil správné držení těla a polohu pole.

Subjekt byl následně požádán, aby vyvolal tři maximální dobrovolné kontrakce (MVC), z nichž každá trvala 3 sekundy s přestávkou 2 minuty mezi nimi. Referenční MVC, vyjádřená v Nm, byla stanovena jako maximum ze tří měření. Po posledním měření MVC následovala 10minutová přestávka.

Subjekt poté vyvolal dvě dobrovolné kontrakce, z nichž každá trvala 30 sekund: jednu kontrakci při 30 % MVC a jednu při 60 % MVC s 5minutovou přestávkou mezi nimi. Byla použita vizuální biofeedback, aby pomohla subjektu udržet požadovanou úroveň kontrakce; dále byly subjekty slovně povzbuzovány k dosažení nejlepších výsledků během výkonu.

Signály EMG byly filtrovány filtrem šířky pásma 10-500 Hz, zesíleny (EMG 16-16 kanálové zesilovače LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). Vzorky byly odebírány při 2048 Hz během dobrovolných kontrakcí a 1024 Hz během elektricky vyvolaných kontrakcí. Signály byly digitalizovány 16bitovým A/D převodníkem (DAQCARD-6024E National Instruments, Austin, Texas, USA) a uloženy na disk osobního počítače.

Zpracování signálu bylo provedeno pomocí MATLABu. Zájmové proměnné EMG byly: průměrná normalizovaná frekvence (MNF), průměrná rektifikovaná hodnota (ARV) a rychlost vedení svalovým vláknem (CV). Spektrální (tj. MNF), amplituda (tj. ARV) a CV proměnné byly vypočítány pomocí numerických algoritmů popsaných v předchozích článcích.

CV byla odhadnuta z po sobě jdoucích dvojitých diferenciálních signálů vykazujících nejlepší šíření signálu; MNF a ARV byly odhadnuty z jediného diferenciálního kanálu uprostřed kanálů používaných pro odhad CV. Délka epochy pro odhad EMG proměnné byla 0,5 sekundy bez překrývání.

K proložení všech grafů rozptylu EMG proměnných s časem byla použita lineární regrese. Rychlost změny byla definována jako sklon regresní přímky. Normalizovaná rychlost změny pro všechny proměnné byla definována jako poměr mezi sklonem a průsečíkem (počáteční hodnota proměnných sEMG) vyjádřený v procentech. Fyziologické myoelektrické projevy svalové únavy spočívají ve snížení MNF a CV a zvýšení ARV.