p-electric
عضو جدید
الکترومایوگرافی ( EMG ) مطالعه عملکرد عضله از طریق تحلیل سیگنالهای الکتریکی تولید شده حین انقباضات عضلانی است. EMG اغلب به طور نادرستی بوسیله پزشکان و محققان به کار گرفته می شود. در بیشتر موارد حتی الکترومایوگرافرهای با تجربه نیز نمی توانند اطلاعات کافی و جزئیات مورد نظر را از پروتکل به دست آورند و لذا محققان دیگر مجازند که کارهای آنها را تکرار کنند. این بخش برخی از این مشکلات را روشن می سازد و اساس لازم برای انجام مطالعات EMG به عنوان بخشی از تحقیقات بوسیله محققین را به خواننده می دهد.
EMG اندازه گیری سیگنال الکتریکی همراه با تحریک عضله است که می تواند شامل عضلات ارادی و غیر ارادی شود. وضعیت EMG انقباضات عضله ارادی به میزان کشش بستگی دارد. واحد عملکردی انقباض عضله یک واحد حرکتی ( motor unit ) است که متشکل است از یک نورون حرکتی آلفا منفرد و تمام فیبرهایی که از آن منشعب می شوند. وقتی پتانسیل عمل ( impulse ) عصب حرکتی که فیبر را تغذیه می کند به آستانه دپلاریزاسیون برسد فیبر عضله منقبض می شود. دپلاریزاسیون باعث ایجاد میدان الکترومغناطیسی می شود و این پتانسیل به عنوان ولتاژ اندازه گرفته می شود. دپلاریزاسیون که در طول غشا عضله منتشر می شود یک پتانسیل عمل عضله است. پتانسیل عمل واحد حرکتی ( m.u ) مجموع پتانسیل عملهای منفرد تمامی فیبرهای یک واحد حرکتی است. بنابراین سیگنال EMG جمع جبری تمام پتانسیل عملهای واحدهای حرکتی موجود در ناحیه ای است که الکترود در آنجا قرار گرفته است. ناحیه قرار گرفتن الکترود معمولاً شامل بیش از یک واحد حرکتی است زیرا فیبرهای عضلانی واحدهای حرکتی مختلف در تمام طول عضله در ترکیب با هم قرار دارند . هر بخش از عضله می تواند حاوی فیبرهای متعلق به حدود 20 تا 50 واحد حرکتی باشد.
یک واحد حرکتی مستقل می تواند دارای 3 تا 2000 فیبر عضله باشد. عضلاتی که پنج حرکت را در کنترل دارند از تعداد فیبر عضلانی کمتری به ازای هر واحد حرکتی برخوردارند. ( معمولاً کمتر از 10 فیبر به ازای هر واحد حرکتی ). در مقابل عضلاتی که محدوده وسیعی از حرکات را در کنترل دارند دارای 100 تا 1000 فیبر در هر واحد حرکتی می باشند. در خلال انقباضات عضلانی ترتیب خاصی وجود دارد به این صورت که واحدهای حرکتی با فیبر عضلانی کمتر در ابتدا و سپس واحدهای حرکتی دارای فیبرهای عضلانی بیشتر منقبض می شوند. تعداد واحدهای حرکتی در عضلات در بدن متغیر است. دو نوع اصلی EMG داریم : بالینی ( که گاهی مواقع EMG تشخیصی نامیده می شود ) و Kine siological EMG تشخیصی که معمولاً به وسیله پزشک یا متخصص اعصاب انجام می شود, مطالعه مشخصات پتانسیل عمل واحد حرکتی از نظر مدت و دامنه است و برای کمک به تشخیص آسیب شناسی اعصاب انجام می شود با این روش همچنین می توان دشارژهای خودبخودی عضله در حال استراحت را ارزیابی کرد و یا فعالیت یک واحد حرکتی منفرد را ایزوله نمود. Kine Siological EMG نوعی EMG است که با تحلیل حرکت مرتبط است . این نوع از EMG رابطه بین عملکرد عضله با حرکت بخشهای مختلف بدن را ارزیابی می کند و زمان بندی فعالیت عضله با حرکت را مورد بررسی قرار می دهد. به علاوه بسیاری از مطالعات در تلاشند تا قدرت عضله و نیروی تولید شده در عضله را بررسی کنند.
رابطه ای بین EMG با بسیاری از متغیرهای بیومکانیکی وجود دارد. با در نظر گرفتن انقباضات ایزومتریک, رابطه ای مثبت در افزایش کشش عضله و دامنه سیگنال ثبت شده EMG وجود دارد. اگر چه یک زمان تاخیر وجود دارد و به این دلیل است که دامنه EMG به صورت مستقیم با build-up کشش ایزومتریک در تطابق نیست. برای تخمین قدرت تولید شده از روی سیگنال EMG می بایست دقت زیادی کرد چون اعتبار رابطه نیرو با دامنه وقتی تعداد زیادی عضله از یک مفصل منشعب شده اند یا یک عضله به مفاصل متعددی وصل است خیلی قطعی نیست. در بررسی فعالیت یک عضله با توجه به انقباضات Concentric و eccentric مشخص می شود که انقباضات eccentric نسبت به انقباضات concentric در مقابل نیروی وارده برابر فعالیت کمتری در عضله تولید می کنند. همراه با خستگی عضله, کاهش در میزان کشش عضله اغلب همراه با دامنه ثابت یا حتی بیشتر در فعالیت عضله مشاهده می شود. بخش پر فرکانس سیگنال همراه با خستگی فرد افت می کند و می تواند به صورت کاهش در فرکانس مرکزی سیگنال عضله دیده شود. در خلال حرکت رابطه ای تقریبی بین EMG و سرعت حرکت مشاهده می شود. رابطه ای معکوس بین قدرت انقباض تولید شده بوسیله انقباض Concentric و سرعت حرکت وجود دارد در حالیکه eccentric توانایی حمل وزنه بیشتر با سرعت بیشتری را دارد. به عنوان مثال اگر وزنه ای بزرگ و سنگین را به سرعت ولی با کنترل پائین ببرید آن وزنه را با استفاده از انقباض eccentric پائین برده اید. شما قادر نخواهید بود که وزنه را با همان سرعت پائین بردن, بالا ببرید ( انقباض Concentric ). نیروی تولید شده لزوماً بیشتر نخواهد بود اما شما توانستید وزنه بیشتری را حمل کنید و فعالیت EMG در عضلات مورد استفاده کمتر بوده است. بنابراین رابطه ای معکوس برای انقباضات Concentric و رابطه ای مثبت برای انقباضات eccentric از نظر سرعت حرکت وجود دارد. از نقطه نظر ثبت سیگنال EMG, دامنه پتانسیل عمل واحد حرکتی به عوامل مختلفی بستگی دارد نظیر : قطر فیبر عضله, فاصله بین فیبر عضله فعال و محل آشکار سازی ( ضخامت چربی بافت ) و خصوصیات *****ینگ خود الکترود. هدف اصلی بدست آوردن سیگنالی بدون نویز است ( مثلا ً آرتی فکت حرکتی, آرتی فکت Hz 60 و ... ) بنابراین نوع الکترود و خصوصیات تقویت کننده نقش حیاتی در بدست آوردن سیگنال بدون نویز ایفا می کند.
برای Kine Siological EMG دو نوع اصلی الکترود وجود دارد: سطحی و سیم باریک الکترودهای سطحی خود به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول الکترودهای فعال که در سطح آنها آمپلی فایر وجود دارد و امپدانس را بهبود می بخشد. ( برای این الکترودها نیازی به استفاده از ژل نیست و این الکترودها آرتی فکت حرکتی را کاهش و نسبت سیگنال به نویز را افزایش می دهند ). الکترود دیگر, الکترود غیر فعال ( Passive ) است که سیگنال EMG را بدون آمپلی فایر درونی آشکارسازی می کنند و لذا کاهش تمام مقاومتهای پوست تا حد ممکن برای آن اهمیت می یابد ( لذا نیاز به ژل هادی و آماده سازی پوست دارند ).
با الکترود غیر فعال نسبت سیگنال به نویز کاهش یافته و بسیاری از آرتی فکتهای حرکتی با تقویت سیگنال اصلی, تقویت می شوند. مزیتهای الکترود سطحی این است که کاربرد آنها بدون درد است, قابلیت تکرار بیشتری دارند, کاربرد آنها ساده است و برای کاربردهای حرکتی مناسب است. عدم مزیت الکترودهای سطحی این است که ناحیه آشکارسازی آنها وسیع بوده و لذا پتانسیلهایی از عضلات کناری نیز ثبت می کنند. به علاوه این الکترودها تنها برای عضلات سطحی کاربرد دارند.
الکترودهای سیم باریک برای ورود به درون عضله به یک سوزن نیاز دارند. مزایای الکترودهای سوزنی ( سیم باریک Fine-wire ) عبارتند از : پهنای باند وسیع, ناحیه آشکارسازی اختصاصی تر, توانایی مطالعه عضلات عمقی, جداسازی بخشهای مشخص عضلات بزرگ و توانایی مطالعه عضلات کوچک که آشکارسازی آنها به دلیل اثر عضلات کناری ( cross-talk ) با الکترودهای سطحی غیر ممکن است. عدم مزیتهای این الکترود اینها می باشند که فرو کردن سوزن باعث ایجاد ناراحتی می شود, ناراحتی باعث افزایش گرفتگی و سفتی در عضله می گردد, برخی مواقع گرفتگی عضله رخ می دهد, الکترودها تکرارپذیری کمتری دارند چون قراردادن مجدد سوزن و سیم نازک در همان محل قبلی در عضله مشکل است. به علاوه ممکن است که فرد برای تعیین دقیق محل الکترود آن را تکان دهد و باعث افزایش ناراحتی بیمار شود. با این وجود برای برخی عضلات مشخص الکترودهای سوزنی تنها امکان برای بدست آوردن اطلاعات می باشند.
تفاوتهای موجود بین نتایج الکترودهای سطحی و سوزنی به دلیل تفاوت در پهنای باند آنهاست. الکترودهای سوزنی دارای فرکانس بالاتری هستند و فعالیت یک واحد حرکتی را نیز ثبت می کنند. پهنای باند آنها بین 2 تا Hz 1000 است در حالیکه پهنای باند الکترودها سطحی بین 10 تا Hz 600 می باشد. صرفنظر از نوع الکترود مورد استفاده, برخی از طراحی های الکترودی می توانند به افزایش نویز ناخواسته کمک کنند. طراحی تک قطبی ساده ترین شکل ممکن است که در آن تنها یک الکترود و یک زمین وجود دارد. با این وجود این طراحی سیگنالهای ناخواسته بیشتری نسبت به سایر روشها جمع آوری می کند. طراحی دو قطبی روشی است که در تحلیل حرکت به طور شایعی به کار می رود. در این طراحی دو الکترود و یک زمین وجود دارد . این روش به این صورت است که در آن سیگنالهای مشترک بین دو الکترود به عنوان نویز در نظر گرفته می شود و حذف می گردند و آنچه بین دو الکترود متفاوت است به عنوان سیگنال مورد نظر نگهداری می شود. این روش به عنوان سیستم تقویت اختصاصی نامیده می شود و کمتر تحت تاثیر تداخل عضلات کناری یا عمقی قرار دارد. طراحی سوم ترکیب از دو سیستم اختصاصی است. در این سیستم سه الکترود فعال و یک زمین وجود دارد. بنابراین در اینجا دو جفت سیگنال دو قطبی داریم که به صورت اختصاصی تقویت می شوند. این روش ناحیه آشکارسازی کوچک تری دارد و لذا نویز آن از روش دو قطبی کمتر است. این روشهای طراحی الکترودها بسته به سیستم تقویت کننده خریداری شده منحصر به فردند و حداقل یک سیستم دو قطبی مورد نیاز است.
بسیاری دیگر از خصوصیات تقویت کننده ها نیز می بایست مورد توجه قرار گیرند : اولین آنها نسبت سیگنال به نویز است. این نسبتی است بین سیگنالهای مفید به سیگنالهای ناخواسته و معیاری است بر کیفیت سیگنال تقویت شده هر چه این نسبت بیشتر باشد, کاهش نویز بیشتر بوده است. الکترودهایی که روی خود یک پیش تقویت کننده دارند دارای نسبت سیگنال به نویز بسیار بالایی می باشند. بهره تقویت کننده نیز مهم می باشد که عبارت است از مقدار تقویتی که به سیگنال اعمال می شود و می بایست آنقدر باشد که دامنه خروجی به یک ولت برسد . خصوصیت دیگر تقویت کننده پهنای باند است که به صورت محدوده فرکانسهای قابل جمع آوری تقویت کننده تعریف می شود. پهنای باند می بایست هم آنقدر زیاد باشد که فرکانسهای کم آرتی فکت حرکتی را حذف کند و هم آنقدر کم باشد که حداقل تضعیف سیگنال را داشته باشیم. به طور کلی به این معناست که باید در محدوده Hz 600- 0 برای الکترود سطحی و Hz 1000 – 0 برای الکترود سوزنی باشد. استفاده از Nyquest theorem بدین مناست که فرد باید نمونه گیری را در حداقل Hz 1200 برای الکترود سطحی و Hz 2000 برای الکترود سوزنی انجام دهد تا از جمع آوری تمام سیگنالها مطمئن شود. یکبار که سیگنالها ثبت شدند سپس می توان از یک ***** بالا گذر 10-15Hz ( High-Pass ) برای حذف آرتی فکت حرکتی استفاده کرد . می بایست این اطمینان فراهم باشد که تمام *****های مورد استفاده دارای انتقال فاز صفر می باشند. توانایی آمپلی فایر اختصاصی در حذف سیگنال حالت عادی, نسبت حذف حالت عادی نامیده می شود. نسبت حذف حالت عادی هر چه بالاتر باشد, حذف سیگنال عادی ( نویز ) بهتر صورت می گیرد. مقدار 10000 ( dB 80 ) مورد نظر و مطلوب است. ورودی و امپدانس سیستم می بایست بیشتر از 12+ 10 اهم و جریان بایاس ورودی کم در حدود 50 پیکوآمپر یا کمتر باشد. امپدانس ورودی بالا اجازه می دهد که سیگنالهای زیادی برای تقویت به تقویت کننده بروند. هر سیگنال ورودی کمتر از جریان بایاس ورودی تقویت نخواهد شد. با دانستن این مشخصات فرد قادر خواهد بود که تقویت کننده مناسب برای سیگنال EMG خریداری کند.
همچنین امکان اشتباه ناشی از بورد آنالوگ به دیجیتال نیز وجود دارد. بیشتر بوردها تنها دارای 12-10 بیت بورد هستند و اگر سیستم امکان استفاده از تمام این محدود جمع آوری شده را ندهد مشکل به وجود می آید.
این بدین معناست که اگر جمع آوری شما برای 10± ولت تنظیم شده و شما در حال انجام EMG هستید که محدوده آن بعد از تقویت 1± ولت است, سیستم شما در حالت بهینه عمل نمی کنند و شما دچار مشکل کمی سازی و نمونه گیری هستند. بنابراین فرد باید مطمئن باشد که نرم افزار و سخت افزار خریداری شده امکان بهینه بودن محدود ولتاژ جمع آوری با محدوده آنالوگ به دیجیتال (A-D) را فراهم می کند.
اپراتور EMG می بایست اطلاعات کاملی از آناتومی بدن انسان داشته باشد چون محل و درجاگذاری الکترود بسیار مهم است. در ابتدا این فرد می بایست پوست را به خوبی تمیز نماید تا مقاومت پوست کاهش یابد. همین کار ساده می تواند مقاومت پوست را تا 200% کاهش دهد. برای بسیاری از کاربردهای بالینی EMG , بدنه عضله به عنوان محل قرار دادن الکترود استفاده می شود. با این وجود برای اطمینان از تکرارپذیری نتایج محل خاص قرار گرفتن الکترود, استفاده از نشانه های استخوانی ( Land mark ) ضروری است. کتابهای بسیار زیادی وجود دارند که محلهای دقیق قرار دادن الکترود را توضیح داده اند. روش شایع و پذیرفته شده دیگر برای قرار دادن الکترودها استفاده از نقاط حرکت است ( motor point ). با قرار دادن الکترودها در بدنه عضلات, برخی از مقالات هستند که موقعیت نقاط حرکت معمول را به عنوان نقطه شروع آورده اند و لذا شما می توانید به راحتی با استفاده از یابنده نقطه حرکت, آن نقاط را پیدا کنید. بحث خاص دیگر می بایست در مورد فاصله داخلی الکترود صورت پذیرد. بسیاری از الکترودها دارای فاصله داخلی ثابت هستند. ولی برخی نیز دارای فاصله داخلی متغیر می باشند و لذا فرد می بایست از ثبوت این فاصله در تمامی مراحل کار اطمینان حاصل کند تا مطمئن شود که الکترود بر روی همان فیبر عضله قرار دارد. منابع زیادی برای نویز وجود دارد. ( نویز: هر سیگنال ناخواسته ای که به همراه سیگنال های مورد نظر جمع آوری می شود). برخی از این منابع عبارتند از : میدان الکترواستاتیک ( پوست ), میدان الکترومغناطیس ( سیمهای برق ), آرتی فکتهای حرکتی ناشی از نقص الکترود در سطح پوست یا نقص در سیم, واکنشهای غیر ارادی ( clonus ) و هرگونه وسیله الکتریکی دیگری که در هنگام انجام EMG در اتاق وجود دارد. بسیاری از این نویزها را می توان با چند روش ساده حذف کرد. یکی از این روشها تمیز کردن پوست است . اگر از الکترودهای بدون پیش تقویت کننده استفاده کنیم, کارمان مشکل تر می شود . استفاده از سیستم تقویت دو قطبی یا دوگانه به حل این مشکل کمک می کند. اگر سیستم شما دارای امکان استفاده از باتری نیز می باشد مزیت بسیار مهمی است. قبل از آغاز جمع آوری اطلاعات می بایست از موارد زیر اطمینان حاصل شود. تماس کامل الکترود, عدم وجود کشیدگی در سیمها و اینکه سیمها به خوبی به متصل کننده ها وصل هستند. وقتی الکترودها در محل خود قرار گرفتند می بایست یک قسمت دستی انجام پذیرد تا مطمئن شویم که الکترودها فعالیت عضله را به درستی ثبت می کنند. اگر مشخص شود که یکی از الکترودها درست کار نمی کند می توان لیدهای مختلف الکترودها را سوئیچ کرد البته در صورتیکه سیستم امکان چنین کاری داشته باشد و یا اینکه الکترود را بین کانالهای مختلف سوئیچ کند تا ببیند آیا این الکترود در کانال دیگر کار می کند یا خیر.
اگر بعد از سوئیچ کردن همچنان سیگنال مشکل دارد باید الکترودها را سوئیچ کرد و دید آیا خود الکترودها مشکل دارند یا خیر. باید دانست که نسبت معکوس بین سیگنال دریافتی و حجم بافت تحت بررسی وجود دارد. بنابراین داشتن سیگنالهای مفید در بررسی افراد چاق با استفاده از الکترودهای سطحی مشکل خواهد بود.
EMG اندازه گیری سیگنال الکتریکی همراه با تحریک عضله است که می تواند شامل عضلات ارادی و غیر ارادی شود. وضعیت EMG انقباضات عضله ارادی به میزان کشش بستگی دارد. واحد عملکردی انقباض عضله یک واحد حرکتی ( motor unit ) است که متشکل است از یک نورون حرکتی آلفا منفرد و تمام فیبرهایی که از آن منشعب می شوند. وقتی پتانسیل عمل ( impulse ) عصب حرکتی که فیبر را تغذیه می کند به آستانه دپلاریزاسیون برسد فیبر عضله منقبض می شود. دپلاریزاسیون باعث ایجاد میدان الکترومغناطیسی می شود و این پتانسیل به عنوان ولتاژ اندازه گرفته می شود. دپلاریزاسیون که در طول غشا عضله منتشر می شود یک پتانسیل عمل عضله است. پتانسیل عمل واحد حرکتی ( m.u ) مجموع پتانسیل عملهای منفرد تمامی فیبرهای یک واحد حرکتی است. بنابراین سیگنال EMG جمع جبری تمام پتانسیل عملهای واحدهای حرکتی موجود در ناحیه ای است که الکترود در آنجا قرار گرفته است. ناحیه قرار گرفتن الکترود معمولاً شامل بیش از یک واحد حرکتی است زیرا فیبرهای عضلانی واحدهای حرکتی مختلف در تمام طول عضله در ترکیب با هم قرار دارند . هر بخش از عضله می تواند حاوی فیبرهای متعلق به حدود 20 تا 50 واحد حرکتی باشد.
یک واحد حرکتی مستقل می تواند دارای 3 تا 2000 فیبر عضله باشد. عضلاتی که پنج حرکت را در کنترل دارند از تعداد فیبر عضلانی کمتری به ازای هر واحد حرکتی برخوردارند. ( معمولاً کمتر از 10 فیبر به ازای هر واحد حرکتی ). در مقابل عضلاتی که محدوده وسیعی از حرکات را در کنترل دارند دارای 100 تا 1000 فیبر در هر واحد حرکتی می باشند. در خلال انقباضات عضلانی ترتیب خاصی وجود دارد به این صورت که واحدهای حرکتی با فیبر عضلانی کمتر در ابتدا و سپس واحدهای حرکتی دارای فیبرهای عضلانی بیشتر منقبض می شوند. تعداد واحدهای حرکتی در عضلات در بدن متغیر است. دو نوع اصلی EMG داریم : بالینی ( که گاهی مواقع EMG تشخیصی نامیده می شود ) و Kine siological EMG تشخیصی که معمولاً به وسیله پزشک یا متخصص اعصاب انجام می شود, مطالعه مشخصات پتانسیل عمل واحد حرکتی از نظر مدت و دامنه است و برای کمک به تشخیص آسیب شناسی اعصاب انجام می شود با این روش همچنین می توان دشارژهای خودبخودی عضله در حال استراحت را ارزیابی کرد و یا فعالیت یک واحد حرکتی منفرد را ایزوله نمود. Kine Siological EMG نوعی EMG است که با تحلیل حرکت مرتبط است . این نوع از EMG رابطه بین عملکرد عضله با حرکت بخشهای مختلف بدن را ارزیابی می کند و زمان بندی فعالیت عضله با حرکت را مورد بررسی قرار می دهد. به علاوه بسیاری از مطالعات در تلاشند تا قدرت عضله و نیروی تولید شده در عضله را بررسی کنند.
رابطه ای بین EMG با بسیاری از متغیرهای بیومکانیکی وجود دارد. با در نظر گرفتن انقباضات ایزومتریک, رابطه ای مثبت در افزایش کشش عضله و دامنه سیگنال ثبت شده EMG وجود دارد. اگر چه یک زمان تاخیر وجود دارد و به این دلیل است که دامنه EMG به صورت مستقیم با build-up کشش ایزومتریک در تطابق نیست. برای تخمین قدرت تولید شده از روی سیگنال EMG می بایست دقت زیادی کرد چون اعتبار رابطه نیرو با دامنه وقتی تعداد زیادی عضله از یک مفصل منشعب شده اند یا یک عضله به مفاصل متعددی وصل است خیلی قطعی نیست. در بررسی فعالیت یک عضله با توجه به انقباضات Concentric و eccentric مشخص می شود که انقباضات eccentric نسبت به انقباضات concentric در مقابل نیروی وارده برابر فعالیت کمتری در عضله تولید می کنند. همراه با خستگی عضله, کاهش در میزان کشش عضله اغلب همراه با دامنه ثابت یا حتی بیشتر در فعالیت عضله مشاهده می شود. بخش پر فرکانس سیگنال همراه با خستگی فرد افت می کند و می تواند به صورت کاهش در فرکانس مرکزی سیگنال عضله دیده شود. در خلال حرکت رابطه ای تقریبی بین EMG و سرعت حرکت مشاهده می شود. رابطه ای معکوس بین قدرت انقباض تولید شده بوسیله انقباض Concentric و سرعت حرکت وجود دارد در حالیکه eccentric توانایی حمل وزنه بیشتر با سرعت بیشتری را دارد. به عنوان مثال اگر وزنه ای بزرگ و سنگین را به سرعت ولی با کنترل پائین ببرید آن وزنه را با استفاده از انقباض eccentric پائین برده اید. شما قادر نخواهید بود که وزنه را با همان سرعت پائین بردن, بالا ببرید ( انقباض Concentric ). نیروی تولید شده لزوماً بیشتر نخواهد بود اما شما توانستید وزنه بیشتری را حمل کنید و فعالیت EMG در عضلات مورد استفاده کمتر بوده است. بنابراین رابطه ای معکوس برای انقباضات Concentric و رابطه ای مثبت برای انقباضات eccentric از نظر سرعت حرکت وجود دارد. از نقطه نظر ثبت سیگنال EMG, دامنه پتانسیل عمل واحد حرکتی به عوامل مختلفی بستگی دارد نظیر : قطر فیبر عضله, فاصله بین فیبر عضله فعال و محل آشکار سازی ( ضخامت چربی بافت ) و خصوصیات *****ینگ خود الکترود. هدف اصلی بدست آوردن سیگنالی بدون نویز است ( مثلا ً آرتی فکت حرکتی, آرتی فکت Hz 60 و ... ) بنابراین نوع الکترود و خصوصیات تقویت کننده نقش حیاتی در بدست آوردن سیگنال بدون نویز ایفا می کند.
برای Kine Siological EMG دو نوع اصلی الکترود وجود دارد: سطحی و سیم باریک الکترودهای سطحی خود به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول الکترودهای فعال که در سطح آنها آمپلی فایر وجود دارد و امپدانس را بهبود می بخشد. ( برای این الکترودها نیازی به استفاده از ژل نیست و این الکترودها آرتی فکت حرکتی را کاهش و نسبت سیگنال به نویز را افزایش می دهند ). الکترود دیگر, الکترود غیر فعال ( Passive ) است که سیگنال EMG را بدون آمپلی فایر درونی آشکارسازی می کنند و لذا کاهش تمام مقاومتهای پوست تا حد ممکن برای آن اهمیت می یابد ( لذا نیاز به ژل هادی و آماده سازی پوست دارند ).
با الکترود غیر فعال نسبت سیگنال به نویز کاهش یافته و بسیاری از آرتی فکتهای حرکتی با تقویت سیگنال اصلی, تقویت می شوند. مزیتهای الکترود سطحی این است که کاربرد آنها بدون درد است, قابلیت تکرار بیشتری دارند, کاربرد آنها ساده است و برای کاربردهای حرکتی مناسب است. عدم مزیت الکترودهای سطحی این است که ناحیه آشکارسازی آنها وسیع بوده و لذا پتانسیلهایی از عضلات کناری نیز ثبت می کنند. به علاوه این الکترودها تنها برای عضلات سطحی کاربرد دارند.
الکترودهای سیم باریک برای ورود به درون عضله به یک سوزن نیاز دارند. مزایای الکترودهای سوزنی ( سیم باریک Fine-wire ) عبارتند از : پهنای باند وسیع, ناحیه آشکارسازی اختصاصی تر, توانایی مطالعه عضلات عمقی, جداسازی بخشهای مشخص عضلات بزرگ و توانایی مطالعه عضلات کوچک که آشکارسازی آنها به دلیل اثر عضلات کناری ( cross-talk ) با الکترودهای سطحی غیر ممکن است. عدم مزیتهای این الکترود اینها می باشند که فرو کردن سوزن باعث ایجاد ناراحتی می شود, ناراحتی باعث افزایش گرفتگی و سفتی در عضله می گردد, برخی مواقع گرفتگی عضله رخ می دهد, الکترودها تکرارپذیری کمتری دارند چون قراردادن مجدد سوزن و سیم نازک در همان محل قبلی در عضله مشکل است. به علاوه ممکن است که فرد برای تعیین دقیق محل الکترود آن را تکان دهد و باعث افزایش ناراحتی بیمار شود. با این وجود برای برخی عضلات مشخص الکترودهای سوزنی تنها امکان برای بدست آوردن اطلاعات می باشند.
تفاوتهای موجود بین نتایج الکترودهای سطحی و سوزنی به دلیل تفاوت در پهنای باند آنهاست. الکترودهای سوزنی دارای فرکانس بالاتری هستند و فعالیت یک واحد حرکتی را نیز ثبت می کنند. پهنای باند آنها بین 2 تا Hz 1000 است در حالیکه پهنای باند الکترودها سطحی بین 10 تا Hz 600 می باشد. صرفنظر از نوع الکترود مورد استفاده, برخی از طراحی های الکترودی می توانند به افزایش نویز ناخواسته کمک کنند. طراحی تک قطبی ساده ترین شکل ممکن است که در آن تنها یک الکترود و یک زمین وجود دارد. با این وجود این طراحی سیگنالهای ناخواسته بیشتری نسبت به سایر روشها جمع آوری می کند. طراحی دو قطبی روشی است که در تحلیل حرکت به طور شایعی به کار می رود. در این طراحی دو الکترود و یک زمین وجود دارد . این روش به این صورت است که در آن سیگنالهای مشترک بین دو الکترود به عنوان نویز در نظر گرفته می شود و حذف می گردند و آنچه بین دو الکترود متفاوت است به عنوان سیگنال مورد نظر نگهداری می شود. این روش به عنوان سیستم تقویت اختصاصی نامیده می شود و کمتر تحت تاثیر تداخل عضلات کناری یا عمقی قرار دارد. طراحی سوم ترکیب از دو سیستم اختصاصی است. در این سیستم سه الکترود فعال و یک زمین وجود دارد. بنابراین در اینجا دو جفت سیگنال دو قطبی داریم که به صورت اختصاصی تقویت می شوند. این روش ناحیه آشکارسازی کوچک تری دارد و لذا نویز آن از روش دو قطبی کمتر است. این روشهای طراحی الکترودها بسته به سیستم تقویت کننده خریداری شده منحصر به فردند و حداقل یک سیستم دو قطبی مورد نیاز است.
بسیاری دیگر از خصوصیات تقویت کننده ها نیز می بایست مورد توجه قرار گیرند : اولین آنها نسبت سیگنال به نویز است. این نسبتی است بین سیگنالهای مفید به سیگنالهای ناخواسته و معیاری است بر کیفیت سیگنال تقویت شده هر چه این نسبت بیشتر باشد, کاهش نویز بیشتر بوده است. الکترودهایی که روی خود یک پیش تقویت کننده دارند دارای نسبت سیگنال به نویز بسیار بالایی می باشند. بهره تقویت کننده نیز مهم می باشد که عبارت است از مقدار تقویتی که به سیگنال اعمال می شود و می بایست آنقدر باشد که دامنه خروجی به یک ولت برسد . خصوصیت دیگر تقویت کننده پهنای باند است که به صورت محدوده فرکانسهای قابل جمع آوری تقویت کننده تعریف می شود. پهنای باند می بایست هم آنقدر زیاد باشد که فرکانسهای کم آرتی فکت حرکتی را حذف کند و هم آنقدر کم باشد که حداقل تضعیف سیگنال را داشته باشیم. به طور کلی به این معناست که باید در محدوده Hz 600- 0 برای الکترود سطحی و Hz 1000 – 0 برای الکترود سوزنی باشد. استفاده از Nyquest theorem بدین مناست که فرد باید نمونه گیری را در حداقل Hz 1200 برای الکترود سطحی و Hz 2000 برای الکترود سوزنی انجام دهد تا از جمع آوری تمام سیگنالها مطمئن شود. یکبار که سیگنالها ثبت شدند سپس می توان از یک ***** بالا گذر 10-15Hz ( High-Pass ) برای حذف آرتی فکت حرکتی استفاده کرد . می بایست این اطمینان فراهم باشد که تمام *****های مورد استفاده دارای انتقال فاز صفر می باشند. توانایی آمپلی فایر اختصاصی در حذف سیگنال حالت عادی, نسبت حذف حالت عادی نامیده می شود. نسبت حذف حالت عادی هر چه بالاتر باشد, حذف سیگنال عادی ( نویز ) بهتر صورت می گیرد. مقدار 10000 ( dB 80 ) مورد نظر و مطلوب است. ورودی و امپدانس سیستم می بایست بیشتر از 12+ 10 اهم و جریان بایاس ورودی کم در حدود 50 پیکوآمپر یا کمتر باشد. امپدانس ورودی بالا اجازه می دهد که سیگنالهای زیادی برای تقویت به تقویت کننده بروند. هر سیگنال ورودی کمتر از جریان بایاس ورودی تقویت نخواهد شد. با دانستن این مشخصات فرد قادر خواهد بود که تقویت کننده مناسب برای سیگنال EMG خریداری کند.
همچنین امکان اشتباه ناشی از بورد آنالوگ به دیجیتال نیز وجود دارد. بیشتر بوردها تنها دارای 12-10 بیت بورد هستند و اگر سیستم امکان استفاده از تمام این محدود جمع آوری شده را ندهد مشکل به وجود می آید.
این بدین معناست که اگر جمع آوری شما برای 10± ولت تنظیم شده و شما در حال انجام EMG هستید که محدوده آن بعد از تقویت 1± ولت است, سیستم شما در حالت بهینه عمل نمی کنند و شما دچار مشکل کمی سازی و نمونه گیری هستند. بنابراین فرد باید مطمئن باشد که نرم افزار و سخت افزار خریداری شده امکان بهینه بودن محدود ولتاژ جمع آوری با محدوده آنالوگ به دیجیتال (A-D) را فراهم می کند.
اپراتور EMG می بایست اطلاعات کاملی از آناتومی بدن انسان داشته باشد چون محل و درجاگذاری الکترود بسیار مهم است. در ابتدا این فرد می بایست پوست را به خوبی تمیز نماید تا مقاومت پوست کاهش یابد. همین کار ساده می تواند مقاومت پوست را تا 200% کاهش دهد. برای بسیاری از کاربردهای بالینی EMG , بدنه عضله به عنوان محل قرار دادن الکترود استفاده می شود. با این وجود برای اطمینان از تکرارپذیری نتایج محل خاص قرار گرفتن الکترود, استفاده از نشانه های استخوانی ( Land mark ) ضروری است. کتابهای بسیار زیادی وجود دارند که محلهای دقیق قرار دادن الکترود را توضیح داده اند. روش شایع و پذیرفته شده دیگر برای قرار دادن الکترودها استفاده از نقاط حرکت است ( motor point ). با قرار دادن الکترودها در بدنه عضلات, برخی از مقالات هستند که موقعیت نقاط حرکت معمول را به عنوان نقطه شروع آورده اند و لذا شما می توانید به راحتی با استفاده از یابنده نقطه حرکت, آن نقاط را پیدا کنید. بحث خاص دیگر می بایست در مورد فاصله داخلی الکترود صورت پذیرد. بسیاری از الکترودها دارای فاصله داخلی ثابت هستند. ولی برخی نیز دارای فاصله داخلی متغیر می باشند و لذا فرد می بایست از ثبوت این فاصله در تمامی مراحل کار اطمینان حاصل کند تا مطمئن شود که الکترود بر روی همان فیبر عضله قرار دارد. منابع زیادی برای نویز وجود دارد. ( نویز: هر سیگنال ناخواسته ای که به همراه سیگنال های مورد نظر جمع آوری می شود). برخی از این منابع عبارتند از : میدان الکترواستاتیک ( پوست ), میدان الکترومغناطیس ( سیمهای برق ), آرتی فکتهای حرکتی ناشی از نقص الکترود در سطح پوست یا نقص در سیم, واکنشهای غیر ارادی ( clonus ) و هرگونه وسیله الکتریکی دیگری که در هنگام انجام EMG در اتاق وجود دارد. بسیاری از این نویزها را می توان با چند روش ساده حذف کرد. یکی از این روشها تمیز کردن پوست است . اگر از الکترودهای بدون پیش تقویت کننده استفاده کنیم, کارمان مشکل تر می شود . استفاده از سیستم تقویت دو قطبی یا دوگانه به حل این مشکل کمک می کند. اگر سیستم شما دارای امکان استفاده از باتری نیز می باشد مزیت بسیار مهمی است. قبل از آغاز جمع آوری اطلاعات می بایست از موارد زیر اطمینان حاصل شود. تماس کامل الکترود, عدم وجود کشیدگی در سیمها و اینکه سیمها به خوبی به متصل کننده ها وصل هستند. وقتی الکترودها در محل خود قرار گرفتند می بایست یک قسمت دستی انجام پذیرد تا مطمئن شویم که الکترودها فعالیت عضله را به درستی ثبت می کنند. اگر مشخص شود که یکی از الکترودها درست کار نمی کند می توان لیدهای مختلف الکترودها را سوئیچ کرد البته در صورتیکه سیستم امکان چنین کاری داشته باشد و یا اینکه الکترود را بین کانالهای مختلف سوئیچ کند تا ببیند آیا این الکترود در کانال دیگر کار می کند یا خیر.
اگر بعد از سوئیچ کردن همچنان سیگنال مشکل دارد باید الکترودها را سوئیچ کرد و دید آیا خود الکترودها مشکل دارند یا خیر. باید دانست که نسبت معکوس بین سیگنال دریافتی و حجم بافت تحت بررسی وجود دارد. بنابراین داشتن سیگنالهای مفید در بررسی افراد چاق با استفاده از الکترودهای سطحی مشکل خواهد بود.
به علت محدودیت متن برای کامل خواندن متن به این صفحه مراجعه کنید:
http://p-electric.blogfa.com/post-281.aspx
یه روز خوب میاد
http://p-electric.blogfa.com/post-281.aspx
یه روز خوب میاد
