Surface Electromyography Study of Fatigue in Diabetic Nevropati

Den instrumentelle økten besto av registrering av sEMG-signaler under elektrisk stimulerte og frivillige sammentrekninger i henhold til en konsolidert standardisert protokoll. Den undersøkte muskelen er anterior tibial.

Hvert forsøksperson satt komfortabelt på en stol med ankelen bøyd i 90° og kneet utstrakt; beinet ble festet til 90 grader, i den isometriske avstiveren festet på et plan (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Turin Polytechnic, Italia Dreiemoment ble målt med en modulær avstiver som inkorporerte to uavhengige dreiemomenttransdusere (modell TR11, CCT Transducers, Torino, Italia) .

Signalet fra de to dreiemomentmålerne ble forsterket, summert og vist ved hjelp av et visuelt tilbakemeldingssystem, som ga forsøkspersonen informasjon om det produserte dreiemomentnivået. Momentsignalet ble lagret for å bli analysert senere.

sEMG-signalet til høyre fremre tibial ble undersøkt med en fleksibel klebende lineær rekke av 16 elektroder (sølvstenger 10 mm lange, 1 mm diameter, 10 mm fra hverandre) i enkelt differensial (SD) konfigurasjon. Den optimale posisjonen og orienteringen av matrisen ble bestemt ved moderate sammentrekningsnivåer ved visuell inspeksjon av signalet. Det ga klare motoriske aksjonspotensialer med lignende forplantning i de to retningene fra det nevromuskulære krysset til senene.

Referanseelektroden ble plassert på pasientens ben. Huden ble rengjort ved å slipe den litt med slipende gel før posisjonen ble plassert.

Siden sEMG-variabler påvirkes av muskeltemperatur, ble hudtemperaturen overvåket med et elektronisk termometer gjennom hele undersøkelsen og ble holdt mellom 31,5 C° og 32,5 C° 30.

Protokollen besto av tre evalueringer: en stimulert sammentrekning og to frivillige sammentrekninger, i henhold til en standardisert protokoll.

Den stimulerte sammentrekningen ble utført gjennom en knappstimuleringselektrode (størrelse: 10 mm) plassert på motorpunktet ved bruk av en monopolar konfigurasjon, en frekvens på 25 Hz i en varighet på 30 sekunder og en supramaksimal stimulering. Det motoriske punktet ble valgt som posisjonen til den stimulerte elektroden på huden hvor M-bølgen viste maksimal amplitude for en spesifisert stimuleringsintensitet; det supramaksimale stimuleringsnivået ble definert som strømintensiteten over hvilken det ikke var noen signifikant økning av amplituden til M-bølgen eller det maksimale nivået som ble tolerert av forsøkspersonene.

En hvileperiode på 10 minutter etter stimulering ble observert for å unngå kumulativt utmattelsesfenomen.

Pasienten utførte deretter to test-kontraksjoner ved dorsalfleksjon av foten mot motstanden gitt av bukseselene, for å gjøre seg kjent med prosedyren og for å verifisere riktig holdning og posisjon til arrayet.

Forsøkspersonen ble deretter bedt om å produsere tre maksimale frivillige sammentrekninger (MVC) som varte i 3 sekunder hver med en hvileperiode på 2 minutter i mellom. Referansen MVC, uttrykt i Nm, ble fastsatt som maksimum av de tre målingene. Den siste MVC-målingen ble fulgt av en 10-minutters hvileperiode.

Personen produserte deretter to frivillige sammentrekninger som hver varte i 30 sekunder: en sammentrekning ved 30 % MVC og en ved 60 % MVC med en 5-minutters hvile mellom. En visuell biofeedback ble brukt for å hjelpe forsøkspersonen med å opprettholde det forespurte kontraksjonsnivået; videre ble forsøkspersonene muntlig oppmuntret til å oppnå det beste resultatet under opptredenen.

EMG-signalene ble filtrert med et 10-500 Hz båndbreddefilter, forsterket (EMG 16-16 kanals forsterkere LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). De ble samplet ved 2048 Hz under frivillige sammentrekninger og 1024 Hz under elektrisk utløste sammentrekninger. Signaler ble digitalisert av en 16 bit A/D-omformer (DAQCARD-6024E National Instruments, Austin, Texas, USA) og lagret på disken til en personlig datamaskin.

Signalbehandling ble utført ved bruk av MATLAB. EMG-variabler av interesse var: gjennomsnittlig normalisert frekvens (MNF), gjennomsnittlig korrigert verdi (ARV) og muskelfiberledningshastighet (CV). Spektral (dvs. MNF), amplitude (dvs. ARV) og CV-variabler ble beregnet med numeriske algoritmer beskrevet i tidligere artikler.

CV ble estimert fra de påfølgende doble differensialsignalene som viste den beste signalutbredelsen; MNF og ARV ble estimert fra den enkle differensialkanalen i midten av kanalene som ble brukt for CV-estimering. Epokelengden for EMG variabel estimering var 0,5 sekunder uten overlapping.

En lineær regresjon ble brukt for å tilpasse alle spredningsgrafene til EMG-variablene med tiden. Endringshastigheten ble definert som helningen til regresjonslinjen. Den normaliserte endringshastigheten for alle variabler ble definert som forholdet mellom helningen og skjæringspunktet (initialverdien av sEMG-variabler) uttrykt i prosent. Fysiologiske myoelektriske manifestasjoner av muskeltretthet består i reduksjon av MNF og CV og økning av ARV.