Étude par électromyographie de surface de la fatigue dans la neuropathie diabétique

La session instrumentale consistait en l'enregistrement des signaux sEMG lors de contractions stimulées électriquement et volontaires selon un protocole standardisé consolidé. Le muscle étudié est le tibial antérieur.

Chaque sujet était assis confortablement sur une chaise, la cheville fléchie à 90° et le genou étendu ; la jambe a été fixée à 90 degrés, dans l'attelle isométrique fixée sur un plan (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Turin Polytechnic, Italie Le couple a été mesuré avec une attelle modulaire incorporant deux capteurs de couple indépendants (modèle TR11, CCT Transducers, Turin, Italie) .

Le signal des deux couplemètres a été amplifié, additionné et affiché au moyen d'un système de rétroaction visuelle, qui a fourni au sujet des informations concernant le niveau de couple produit. Le signal de couple a été stocké pour être analysé plus tard.

Le signal sEMG du tibial antérieur droit a été étudié avec un réseau linéaire adhésif flexible de 16 électrodes (barres d'argent de 10 mm de long, 1 mm de diamètre, espacées de 10 mm) en configuration différentielle simple (SD). La position et l'orientation optimales du réseau ont été déterminées à des niveaux de contraction modérés par inspection visuelle du signal. Il a fourni des potentiels d'action d'unités motrices clairs avec une propagation similaire dans les deux directions de la jonction neuromusculaire aux tendons.

L'électrode de référence était positionnée sur la jambe du patient. La peau a été nettoyée en la frottant légèrement avec un gel abrasif avant de positionner le réseau.

Comme les variables sEMG sont affectées par la température musculaire, la température de la peau a été surveillée avec un thermomètre électronique tout au long de l'examen et a été maintenue entre 31,5 C° et 32,5 C° 30.

Le protocole consistait en trois évaluations : une contraction stimulée et deux contractions volontaires, selon un protocole standardisé.

La contraction stimulée a été exécutée grâce à une électrode de stimulation bouton (taille : 10 mm) positionnée sur le point moteur en utilisant une configuration monopolaire, une fréquence de 25 Hz pendant une durée de 30 secondes et une stimulation supramaximale. Le point moteur a été sélectionné comme la position de l'électrode stimulée sur la peau où l'onde M a montré l'amplitude maximale pour une intensité de stimulation spécifiée ; le niveau de stimulation supramaximal a été défini comme l'intensité du courant au-dessus de laquelle il n'y avait pas d'augmentation significative de l'amplitude de l'onde M ou du niveau maximal toléré par les sujets.

Une période de repos de 10 minutes après la stimulation a été observée afin d'éviter le phénomène de fatigue cumulée.

Le sujet a ensuite effectué deux tests de contractions par dorsiflexion du pied contre la résistance donnée par les orthèses, afin de se familiariser avec la procédure et de vérifier la posture et la position correctes du dispositif.

Le sujet a ensuite été invité à produire trois contractions maximales volontaires (MVC) d'une durée de 3 secondes chacune avec une période de repos de 2 minutes entre les deux. La MVC de référence, exprimée en Nm, a été établie comme le maximum des trois mesures. La dernière mesure MVC a été suivie d'une période de repos de 10 minutes.

Le sujet a ensuite produit deux contractions volontaires d'une durée de 30 secondes chacune : une contraction à 30 % MVC et une à 60 % MVC avec un repos de 5 minutes entre les deux. Un biofeedback visuel a été utilisé pour aider le sujet à maintenir le niveau de contraction demandé ; de plus, les sujets étaient verbalement encouragés à obtenir le meilleur résultat pendant leur performance.

Les signaux EMG ont été filtrés avec un filtre de bande passante 10-500 Hz, amplifiés (amplificateurs EMG 16-16 canaux LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). Ils ont été échantillonnés à 2048 Hz lors de contractions volontaires et à 1024 Hz lors de contractions déclenchées électriquement. Les signaux ont été numérisés par un convertisseur A/N 16 bits (DAQCARD-6024E National Instruments, Austin, Texas, USA) et stockés sur le disque d'un ordinateur personnel.

Le traitement du signal a été réalisé sous MATLAB. Les variables EMG d'intérêt étaient : la fréquence moyenne normalisée (MNF), la valeur rectifiée moyenne (ARV) et la vitesse de conduction des fibres musculaires (CV). Spectral (c'est-à-dire MNF), amplitude (c'est-à-dire ARV) et les variables CV ont été calculées avec des algorithmes numériques décrits dans des articles précédents.

CV a été estimé à partir des signaux différentiels doubles consécutifs montrant la meilleure propagation de signal ; MNF et ARV ont été estimés à partir du seul canal différentiel au milieu des canaux utilisés pour l'estimation du CV. La longueur de l'époque pour l'estimation de la variable EMG était de 0,5 seconde sans chevauchement.

Une régression linéaire a été utilisée pour ajuster tous les graphiques de dispersion des variables EMG avec le temps. Le taux de changement a été défini comme la pente de la ligne de régression. Le taux de changement normalisé pour toutes les variables a été défini comme le rapport entre la pente et l'ordonnée à l'origine (valeur initiale des variables sEMG) exprimée en pourcentage. Les manifestations myoélectriques physiologiques de la fatigue musculaire consistent en une réduction des MNF et CV et une augmentation des ARV.