Исследование поверхностной электромиографии усталости при диабетической нейропатии

Инструментальный сеанс состоял из регистрации сигналов рЭМГ при электростимулированных и произвольных сокращениях по сводному стандартизированному протоколу. Исследуемая мышца – передняя большеберцовая.

Каждый испытуемый удобно сидел на стуле, согнув лодыжку под углом 90° и вытянув колено; нога была зафиксирована под углом 90 градусов в изометрическом бандаже, закрепленном на плоскости (MISO1, LISiN Bioengineering Centre, Turin Polytechnic, Италия. Крутящий момент измерялся с помощью модульного бандажа, включающего два независимых датчика крутящего момента (модель TR11, датчики CCT, Турин, Италия) .

Сигнал от двух измерителей крутящего момента усиливался, суммировался и отображался с помощью системы визуальной обратной связи, которая предоставляла испытуемому информацию об уровне создаваемого крутящего момента. Сигнал крутящего момента был сохранен для последующего анализа.

Сигнал sEMG правой передней большеберцовой кости был исследован с помощью гибкой адгезивной линейной матрицы из 16 электродов (серебряные стержни длиной 10 мм, диаметром 1 мм, на расстоянии 10 мм друг от друга) в одинарной дифференциальной (SD) конфигурации. Оптимальное положение и ориентацию массива определяли при умеренном уровне сжатия путем визуального контроля сигнала. Это обеспечило четкие потенциалы действия двигательных единиц с аналогичным распространением в двух направлениях от нервно-мышечного синапса к сухожилиям.

Референтный электрод располагался на ноге пациента. Кожу очищали, слегка растирая ее абразивным гелем перед установкой массива.

Поскольку на параметры сЭМГ влияет мышечная температура, температуру кожи контролировали электронным термометром на протяжении всего обследования и поддерживали в пределах 31,5°C–32,5°C30.

Протокол состоял из трех оценок: одного стимулированного сокращения и двух произвольных сокращений в соответствии со стандартизированным протоколом.

Стимулированное сокращение выполняли с помощью кнопочного стимулирующего электрода (размер: 10 мм), расположенного на моторной точке, с использованием монополярной конфигурации, частоты 25 Гц в течение 30 секунд и сверхмаксимальной стимуляции. Моторная точка выбиралась как положение стимулируемого электрода на коже, при котором М-волна показывала максимальную амплитуду при заданной интенсивности стимуляции; супрамаксимальный уровень стимуляции определяли как интенсивность тока, выше которой не происходило достоверного увеличения амплитуды М-волны или максимального уровня, переносимого испытуемыми.

После стимуляции соблюдали период отдыха в течение 10 минут, чтобы избежать явления кумулятивной усталости.

Затем испытуемый выполнил два пробных сокращения путем тыльного сгибания стопы, преодолевая сопротивление скоб, чтобы ознакомиться с процедурой и проверить правильность позы и положения массива.

Затем субъекта попросили произвести три максимальных произвольных сокращения (МВС) продолжительностью 3 секунды каждое с периодом отдыха в 2 минуты между ними. Эталонное значение MVC, выраженное в Нм, было установлено как максимальное из трех измерений. После последнего измерения MVC следовал 10-минутный период отдыха.

Затем субъект произвел два произвольных сокращения продолжительностью 30 секунд каждое: одно сокращение при 30% MVC и одно при 60% MVC с 5-минутным отдыхом между ними. Визуальная биологическая обратная связь использовалась, чтобы помочь субъекту поддерживать требуемый уровень сокращения; кроме того, испытуемых устно поощряли к достижению наилучшего результата во время выступления.

Сигналы ЭМГ фильтровались полосовым фильтром 10-500 Гц, усиливались (ЭМГ 16-16 канальные усилители LISiN Bioengineering Center Turin Polytechnic). Они были отобраны на частоте 2048 Гц во время произвольных сокращений и 1024 Гц во время электрических сокращений. Сигналы оцифровывались 16-битным аналого-цифровым преобразователем (DAQCARD-6024E National Instruments, Остин, Техас, США) и сохранялись на диске персонального компьютера.

Обработку сигналов проводили с помощью MATLAB. Представляющими интерес переменными ЭМГ были: средняя нормализованная частота (MNF), среднее исправленное значение (ARV) и скорость проведения по мышечным волокнам (CV). спектральный (т.е. MNF), амплитуда (т.е. ARV) и переменные CV вычислялись с помощью численных алгоритмов, описанных в предыдущих статьях.

CV оценивали по последовательным двойным дифференциальным сигналам, показывающим наилучшее распространение сигнала; MNF и ARV оценивались по одному дифференциальному каналу в середине каналов, используемых для оценки CV. Длина эпохи для оценки переменной ЭМГ составляла 0,5 секунды без перекрытия.

Линейная регрессия использовалась для сопоставления всех графиков разброса переменных ЭМГ с течением времени. Скорость изменения определялась как наклон линии регрессии. Нормализованную скорость изменения для всех переменных определяли как отношение между наклоном и точкой пересечения (исходное значение переменных sEMG), выраженное в процентах. Физиологические миоэлектрические проявления мышечного утомления заключаются в снижении МНФ и ЦВ и увеличении АРВ.