Pintaelektromyografiatutkimus väsymyksestä diabeettisessa neuropatiassa

Instrumentaalinen istunto koostui sEMG-signaalien rekisteröinnistä sähköstimuloitujen ja vapaaehtoisten supistusten aikana konsolidoidun standardoidun protokollan mukaisesti. Tutkittu lihas on anterior sääriluun.

Jokainen koehenkilö istui mukavasti tuolilla nilkkansa koukussa 90° ja polvi ojennettuna; jalka kiinnitettiin 90 asteen kulmaan tasoon kiinnitettyyn isometriseen kannattimeen (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Torinon ammattikorkeakoulu, Italia Vääntömomentti mitattiin modulaarisella tuella, joka sisälsi kaksi erillistä momenttianturia (malli TR11, CCT Transducers, Torino, Italia) .

Kahden vääntömomenttimittarin signaali vahvistettiin, summattiin ja näytettiin visuaalisen palautejärjestelmän avulla, joka antoi koehenkilölle tietoa tuotetun vääntömomentin tasosta. Vääntömomenttisignaali tallennettiin myöhemmin analysoitavaksi.

Oikean anteriorisen sääriluun sEMG-signaalia tutkittiin joustavalla lineaarisella 16 elektrodin (hopeatangot 10 mm pitkät, 1 mm halkaisijat, 10 mm etäisyydellä toisistaan) liimautuvalla lineaarisella ryhmällä yhden differentiaalin (SD) konfiguraatiossa. Ryhmän optimaalinen sijainti ja suunta määritettiin kohtalaisilla supistumistasoilla signaalin visuaalisella tarkastelulla. Se tarjosi selkeät motorisen yksikön toimintapotentiaalit, joilla oli samanlainen eteneminen kahdessa suunnassa hermo-lihasliitoksesta jänteisiin.

Vertailuelektrodi asetettiin potilaan jalkaan. Iho puhdistettiin hiomalla sitä hieman hiomageelillä ennen ryhmän sijoittamista.

Koska lihaslämpötila vaikuttaa sEMG-muuttujiin, ihon lämpötilaa seurattiin elektronisella lämpömittarilla koko tutkimuksen ajan ja pidettiin välillä 31,5 - 32,5 C° 30.

Protokolla koostui kolmesta arvioinnista: yksi stimuloitu supistus ja kaksi vapaaehtoista supistusta standardoidun protokollan mukaisesti.

Stimuloitu supistuminen suoritettiin painikkeen stimulaatioelektrodin (koko: 10 mm) kautta, joka oli sijoitettu motoriseen pisteeseen käyttämällä monopolaarista konfiguraatiota, taajuutta 25 Hz 30 sekunnin ajan ja supramaksimaalista stimulaatiota. Motorinen piste valittiin stimuloidun elektrodin paikaksi iholla, jossa M-aalto osoitti suurimman amplitudin määrätylle stimulaation intensiteetille; supramaksimaalinen stimulaatiotaso määriteltiin virran intensiteetiksi, jonka yläpuolella ei tapahtunut merkittävää M-aallon amplitudin nousua tai koehenkilöiden sietämää maksimitasoa.

Stimuloinnin jälkeen havaittiin 10 minuutin lepoaika kumulatiivisen väsymysilmiön välttämiseksi.

Tämän jälkeen koehenkilö suoritti kaksi koe-supistusta jalkaa dorsifleksoimalla henkselien antamaa vastusta vastaan ​​perehtyäkseen menettelyyn ja varmistaakseen ryhmän oikean asennon ja asennon.

Tämän jälkeen koehenkilöä pyydettiin tuottamaan kolme maksimaalista vapaaehtoista supistusta (MVC), jotka kestivät kukin 3 sekuntia ja joiden välillä oli 2 minuutin lepoaika. Vertailu-MVC, joka ilmaistaan ​​Nm:nä, määritettiin maksimiksi kolmesta mittauksesta. Viimeistä MVC-mittausta seurasi 10 minuutin tauko.

Sitten koehenkilö teki kaksi vapaaehtoista supistusta, joista kumpikin kesti 30 sekuntia: yhden supistuksen 30 % MVC:llä ja yhden 60 % MVC:llä 5 minuutin tauon välissä. Visuaalista biopalautetta käytettiin auttamaan koehenkilöä säilyttämään pyydetyn supistumistason; Lisäksi koehenkilöitä rohkaistiin suullisesti saavuttamaan paras lopputulos suorituksensa aikana.

EMG-signaalit suodatettiin 10-500 Hz kaistanleveyssuodattimella, vahvistettiin (EMG 16-16 kanavavahvistimet LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). Niistä otettiin näytteitä 2048 Hz:llä vapaaehtoisten supistojen aikana ja 1024 Hz:llä sähköisesti aikaansaatujen supistusten aikana. Signaalit digitoitiin 16-bittisellä A/D-muuntimella (DAQCARD-6024E National Instruments, Austin, Texas, USA) ja tallennettiin henkilökohtaisen tietokoneen levylle.

Signaalin käsittely suoritettiin käyttämällä MATLABia. Kiinnostavia EMG-muuttujia olivat: keskimääräinen normalisoitu taajuus (MNF), keskimääräinen oikaisuarvo (ARV) ja lihaskuitujen johtumisnopeus (CV). Spektri (ts. MNF), amplitudi (ts. ARV) ja CV-muuttujat laskettiin aiemmissa julkaisuissa kuvatuilla numeerisilla algoritmeilla.

CV arvioitiin peräkkäisistä kaksoisdifferentiaalisignaaleista, jotka osoittivat parhaan signaalin etenemisen; MNF ja ARV arvioitiin yhdestä differentiaalikanavasta CV-estimointiin käytettyjen kanavien keskellä. Epookin pituus EMG-muuttujan estimointiin oli 0,5 sekuntia ilman päällekkäisyyttä.

Lineaarista regressiota käytettiin sovittamaan kaikki EMG-muuttujien sirontakaaviot ajan mukaan. Muutosnopeus määriteltiin regressioviivan kaltevuudeksi. Normalisoitu muutosnopeus kaikille muuttujille määriteltiin kaltevuuden ja leikkauspisteen (sEMG-muuttujien alkuarvo) väliseksi suhteeksi prosentteina ilmaistuna. Lihasväsymyksen fysiologisia myoelektrisiä ilmenemismuotoja ovat MNF:n ja CV:n väheneminen ja ARV:n lisääntyminen.