Oppervlakte-elektromyografie Studie van vermoeidheid bij diabetische neuropathie

De instrumentele sessie bestond uit de registratie van sEMG-signalen tijdens elektrisch gestimuleerde en vrijwillige contracties volgens een geconsolideerd gestandaardiseerd protocol. De onderzochte spier is de anterieure tibia.

Elke proefpersoon zat comfortabel op een stoel met zijn/haar enkel 90° gebogen en knie gestrekt; het been was gefixeerd op 90 graden, in de isometrische beugel die op een vlak was bevestigd (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Polytechnic Turijn, Italië. Het koppel werd gemeten met een modulaire beugel met twee onafhankelijke koppelomvormers (model TR11, CCT Transducers, Torino, Italië) .

Het signaal van de twee koppelmeters werd versterkt, opgeteld en weergegeven door middel van een visueel feedbacksysteem, dat de proefpersoon informatie verschafte over het geproduceerde koppelniveau. Het koppelsignaal werd opgeslagen om later te worden geanalyseerd.

Het sEMG-signaal van de rechter anterieure tibiaal werd onderzocht met een flexibele, hechtende lineaire reeks van 16 elektroden (zilverstaven 10 mm lang, 1 mm diameter, 10 mm uit elkaar) in een enkele differentiële (SD) configuratie. De optimale positie en oriëntatie van de array werd bepaald bij gematigde contractieniveaus door visuele inspectie van het signaal. Het zorgde voor duidelijke actiepotentialen van de motorunit met vergelijkbare voortplanting in de twee richtingen van de neuromusculaire overgang naar de pezen.

De referentie-elektrode werd op het been van de patiënt geplaatst. De huid werd gereinigd door deze lichtjes te schuren met schurende gel voordat de array werd gepositioneerd.

Aangezien sEMG-variabelen worden beïnvloed door de spiertemperatuur, werd de huidtemperatuur tijdens het hele onderzoek met een elektronische thermometer gecontroleerd en tussen 31,5 C° en 32,5 C° gehouden30.

Het protocol bestond uit drie evaluaties: één gestimuleerde contractie en twee vrijwillige contracties, volgens een gestandaardiseerd protocol.

De gestimuleerde contractie werd uitgevoerd via een knoopstimulatie-elektrode (afmeting: 10 mm) die op het motorische punt was geplaatst met behulp van een monopolaire configuratie, een frequentie van 25 Hz gedurende 30 seconden en een supramaximale stimulatie. Het motorische punt werd gekozen als de positie van de gestimuleerde elektrode op de huid waar de M-golf de maximale amplitude vertoonde voor een gespecificeerde stimulatie-intensiteit; het supramaximale stimulatieniveau werd gedefinieerd als de huidige intensiteit waarboven er geen significante toename was van de amplitude van de M-golf of het maximale niveau dat door de proefpersonen werd getolereerd.

Een rustperiode van 10 minuten na stimulatie werd in acht genomen om cumulatief vermoeidheidsverschijnsel te voorkomen.

De proefpersoon voerde vervolgens twee testcontracties uit door dorsaalflexie van de voet tegen de weerstand van de beugel in, om vertrouwd te raken met de procedure en om de juiste houding en positie van de beugel te controleren.

De proefpersoon werd vervolgens gevraagd om drie maximale vrijwillige contracties (MVC) te produceren van elk 3 seconden met een rustperiode van 2 minuten ertussen. De referentie MVC, uitgedrukt in Nm, werd vastgesteld als het maximum van de drie metingen. Na de laatste MVC-meting volgde een rustperiode van 10 minuten.

De proefpersoon produceerde vervolgens twee vrijwillige contracties van elk 30 seconden: één contractie bij 30% MVC en één bij 60% MVC met daartussen een rust van 5 minuten. Een visuele biofeedback werd gebruikt om de proefpersoon te helpen het gevraagde contractieniveau te behouden; bovendien werden de proefpersonen verbaal aangemoedigd om tijdens hun uitvoering het beste resultaat te behalen.

De EMG-signalen werden gefilterd met een 10-500 Hz bandbreedtefilter, versterkt (EMG 16-16 kanaalversterkers LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). Ze werden bemonsterd bij 2048 Hz tijdens vrijwillige contracties en 1024 Hz tijdens elektrisch opgewekte contracties. Signalen werden gedigitaliseerd door een 16-bits A/D-omzetter (DAQCARD-6024E National Instruments, Austin, Texas, VS) en opgeslagen op de schijf van een personal computer.

Signaalverwerking werd uitgevoerd met behulp van MATLAB. EMG-variabelen van belang waren: gemiddelde genormaliseerde frequentie (MNF), gemiddelde gelijkgerichte waarde (ARV) en spiervezelgeleidingssnelheid (CV). Spectraal (d.w.z. MNF), amplitude (d.w.z. ARV) en CV-variabelen werden berekend met numerieke algoritmen die in eerdere artikelen zijn beschreven.

CV werd geschat op basis van de opeenvolgende dubbele differentiële signalen die de beste signaalvoortplanting vertoonden; MNF en ARV werden geschat op basis van het enkele differentiële kanaal in het midden van de kanalen die werden gebruikt voor CV-schatting. De lengte van het tijdvak voor de schatting van de EMG-variabele was 0,5 seconden zonder overlapping.

Een lineaire regressie werd gebruikt om alle spreidingsgrafieken van de EMG-variabelen in de tijd te passen. De veranderingssnelheid werd gedefinieerd als de helling van de regressielijn. De genormaliseerde veranderingssnelheid voor alle variabelen werd gedefinieerd als de verhouding tussen de helling en het snijpunt (beginwaarde van sEMG-variabelen) uitgedrukt als percentage. Fysiologische myo-elektrische manifestaties van spiervermoeidheid bestaan ​​uit vermindering van MNF en CV en toename van ARV.