Ćwiczenie laboratoryjne nr 1:ELEKTROMIOGRAFIA POWIERZCHNIOWA

Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z pomiarem powierzchniowego sygnału EMG znad mięśni człowieka.

A. ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA

1. Podstawy elektrofizjologiczne EMG – potencjał spoczynkowy, potencjał czynnościowy, skurcz jednostkowy, skurcz makroskopowy.

2. Elektromiografia – definicja, rodzaje i charakterystyka EMG, informacje czerpane z EMG, zastosowania, zapis EMG, pomiar, aparatura, elektrody i odprowadzenia.

3. Analiza i przetwarzanie wstępne – minimalizacja niepowtarzalnej części sygnału, czasowo-częstotliwościowa, normalizacja amplitudowa i czasowa, siła mięśnia a aktywność EMG, zmęczenie mięśnia.

B. LITERATURA

1. Augustyniak P (2001) Przetwarzanie sygnałów elektrodiagnostycznych. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków

2. Bartizu P, Roman-Liu D (2007) Ocena obciążenia i zmęczenia układu mięśniowo-szkieletowego z zastosowaniem elektromiografii. Bezpieczeństwo pracy, 4, ss. 7–10

3. Birch K, MacLaren D, George K (2009) Fizjologia sportu – krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa

4. Błaszczyk J (2004) Biomechanika kliniczna – podręcznik dla studentów medycyny i fizjoterapii. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa

5. Dobrowolski A (2009) Obiektywna metoda diagnozowania schorzeń nerwowo-mięśniowych oparta na analizie falkowej potencjałów jednostek ruchowych. WAT, Warszawa

6. Emeryk-Szajewska B, Niewiadomska-Wolska M (2008) Neurofizjologia kliniczna – elektromiografia i elektroneurografia. Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków

7. FitzGerald M, Gruener G, Mtui E (2007) Neuroanatomia. Elsevier Saunders8. Górski J (2008) Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL,

Warszawa9. Grimshaw P, Lees A, Fowler N, Burden A (2010) Biomechanika sportu – krótkie wykłady.

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa10. Hausmanowa-Petrusewicz I (1980) Elektromiografia kliniczna. Państwowy Zakład

Wydawnictw Lekarskich PZWL, Warszawa11. Kinalski R (2008) Neurofizjologia kliniczna dla neurorehabilitacji – podręcznik dla studentów

i absolwentów wydziałów fizjoterapii. MedPharm Polska, Wrocław

12. Kirtley C (2006) Clinical and gait analysis – theory and practice. Elsevier13. Konrad P (2007) ABC EMG – praktyczne wprowadzenie do elektromiografii kinezjologicznej.

Noraxon Inc. USA, Technomex spółka z. o.o., Gliwice, http://semg.pl/aktualnosci.php?news=36&wid=21

14. Longstaff A (2011) Neurobiologia – krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa McLaughlin D, Stamford J, White D (2009) Fizjologia człowieka – krótkie wykłady. Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa

15. Perry J (1992) Gait analysis – normal and pathological function. SLACL Incorporated, Thotofare, Stany Zjednoczone

16. Traczyk W, Trzebski A (1989) Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich PZWL, Warszawa

17. Z1 – Potential – http://quizlet.com/13099212/familiarize/embedv2?&m18. Z2 – MU – http://faculty.etsu.edu/forsman/Histology 20of 20musclefor

20web_files/image015.jpg19. Z3 – MegaWin – instrukcja do oprogramowania MegaWin

C. WPROW ADZENIE TEORETYCZNE

1. Podstawy elektrofizjologiczne elektromiografii

Elektrofizjologiczna geneza sygnału EMG jest dziś dobrze poznana i bardzo rozległa (Birch i in., 2009; Dobrowolski, 2009; Emeryk-Szajewska i Niewiadomska-Wolska, 2008; FitzGerald i in., 2007; Górski, 2008; Hausmanowa-Petrusewicz, 1980; Kinalski, 2008; Longstaff, 2011; McLaughlin i in., 2009; Traczyk i Trzebski, 1989).

1.1 Potencjał spoczynkowy komórki mięśniowej:Komórka mięśniowa charakteryzuje się stałym spoczynkowym potencjałem elektrycznym

o wartości ok. -70 mV. Wynika on z różnej koncentracji jonów po obu stronach błony komórkowej – większej koncentracji Na+ i Cl- oraz mniejszej K+ na zewnątrz komórki niż w jej wnętrzu. Różnica ta utrzymywana jest dzięki aktywności pompy jonowej (sodowo-potasowej).

1.2 Potencjał czynnościowy komórki mięśniowej:Nerwowy potencjał czynnościowy docierający do płytki końcowej (złącza nerwowo-

mięśniowego) powoduje wydzielanie neuroprzekaźnika ACh (acetylocholiny), co z kolei skutkuje lokalną depolaryzacją błony komórki mięśniowej (rys. 1a).

a) b)

Rys. 1 a) Synapsa nerwowo-mięśniowa, b) Generacja potencjału czynnościowego (Z1)

W jej początkowej fazie otwierane są kanały jonów Na+, dzięki czemu następuje gwałtowny ich napływ do wnętrza komórki i co za tym idzie podwyższenie potencjału wewnątrzkomórkowego. Własność przepuszczalności elektrycznej błony zależy od napięcia, dlatego też po przekroczeniu wartości progowej potencjału dalszy napływ jonów Na+ zostaje zatrzymany, jednocześnie odbywa się stopniowy wypływ jonów K+ na zewnątrz (rys. 2).

Rys. 2 Generacja potencjału czynnościowego (Z1)

Następuje propagacja fali depolaryzacji (rys. 1b), potencjał czynnościowy mający początek w synapsie nerwowo-mięśniowej przenosi się wzdłuż włókna mięśniowego w obydwu kierunkach. Potencjał spoczynkowy jest później odbudowywany (repolaryzacja) i kontrolowany za pomocą aktywnego transportu jonów przez błonę komórkową (pompa sodowo-potasowa wykorzystująca energię metaboliczną do usunięcia nadmiaru jonów Na+ z wnętrza komórki i wpompowania jonów K+

do jej wnętrza).

1.3 Geneza sygnału elektromiograficznego:

Skurcz jednostkowy we włóknie mięśniowymW wyniku pojedynczego potencjału czynnościowego włókna mięśniowego następuje

generacja krótkotrwałego skurczu jednostkowego. Charakteryzuje się on dwufazową sekwencją skrócenia i relaksacji włókna.

Skurcz makroskopowy całych mięśniSkurcz jednostkowy jest niewielki, ale dzięki sumowaniu czasowo-przestrzennemu wielu

skurczów w jednostkach motorycznych MU (ang. Motor Unit) (rys. 3) możliwe jest uzyskanie skurczów makroskopowych całych mięśni. Na sumowanie czasowo-przestrzenne składają się dwa mechanizmy (Błaszczyk, 2004):

częstotliwość pobudzeń – integracja pojedynczych skurczów w tej samej jednostce motorycznej (wraz ze wzrostem częstotliwości pobudzenia motoneuronu skraca się czas między kolejnymi skurczami jednostkowymi włókien mięśniowych; efekt sumowania skurczów wystąpi, gdy przerwa między kolejnymi pobudzeniami będzie na tyle krótka, by nie doszło do pełnej relaksacji jednostki ruchowej),

liczba aktywnych jednostek motorycznych – integracja skurczów z różnych jednostek motorycznych (zasada rekrutacji Elwooda Hennemana – najpierw włączane są małe jednostki motoryczne, a dopiero później większe).

Rys. 3 Jednostka motoryczna – MU – najmniejsza jednostka kontroli nerwowej nad skurczem mięśnia, złożona z: komórki ruchowej rogów przednich rdzenia, aksonu, płytki nerwowo-mięśniowej i

unerwianych włókien mięśniowych (Z2)

Każdy motoneuron może kontrolować skurcz od kliku do kilkuset lub ponad tysiąca włókien mięśniowych. Mięśnie mogą być charakteryzowane przez współczynnik unerwienia, który odpowiada liczbie włókien mięśniowych przypadających na jeden motoneuron. Bardzo niski współczynnik unerwienia (3-5) mają mięśnie, w których istnieje potrzeba dużej precyzji ruchu (mięśnie okruchowe). Z kolei w mięśniach antygrawitacyjnych współczynnik ten wynosi kilkaset lub nawet ponad tysiąc.

2. Elektromiografia EMG

2.1 Pojęcie i rodzaje EMGElektromiografia zajmuje się badaniem funkcjonowania mięśni poprzez analizę sygnałów

elektrycznych przez niego produkowanych. Wyróżnia się dwa główne rodzaje elektromiografii wzajemnie uzupełniające się (komplementarne) (Błaszczyk, 2004; Konrad, 2007):

powierzchniową (globalną) – ang. surface EMGRejestracja sumarycznych odpowiedzi mioelektrycznych wielu jednostek ruchowych tylko mięśni powierzchownych (zapis interferencyjny) z użyciem elektrod powierzchniowych. Metoda nieinwazyjna (nienaruszająca ciągłości powłok skórnych), prostsza, szybsza w użyciu, mniej selektywna niż elektromiografia igłowa. Stosowana w biomechanice, kinezjologii, sporcie, rehabilitacji, ergonomii. Bada rozległość procesu chorobowego w grupach mięśni, symetrię bądź też asymetrię zapisu EMG, wzajemne działanie różnych grup mięśni, napięcie mięśniowe, czy zmienność elektrycznej aktywności mięśniowej w czasie.

igłową (elementarną) – ang. needle EMGRejestracja potencjałów czynnościowych pojedynczych jednostek ruchowych MUAP (ang. Motor Unit Action Potential) z użyciem elektrod igłowych wkłuwanych w mięsień. Metoda inwazyjna, wielokrotnie czulsza i bardziej selektywna od elektromiografii powierzchniowej. Stosowana w neurologii do funkcjonalnej oceny jednostek motorycznych, precyzyjnego określenia przyczyny i stopnia zaawansowania niepokojących objawów klinicznych dzięki pomiarowi elektrograficznemu głębiej położonych warstw mięśniowych (Dobrowolski, 2009). Stwarza możliwość klasyfikacji zespołu chorobowego jako miogennego lub neurogennego.

2.2 Informacje czerpane z EMG – badanie: napięcia spoczynkowego mięśni (umiejętność relaksacji, ocena spastyczności), aktywności mięśni w czasie skurczu, relaksacji po wykonanej pracy mięśnia, stabilności skurczu (procentowe odchylenie wartości napięcia mięśniowego w czasie

skurczu), czasu reakcji na polecenie skurczu oraz rozkurczu, aktywności antagonistów lub synergicznie działającej grupy mięśni, właściwości motorycznych (wytrzymałość, precyzja, koordynacja ruchowa), lateralizacji określonej grupy mięśniowej, mięśni, będących przyczyną niefizjologicznego zginania, bądź też rotowania kończyn.

2.3 Zastosowania elektromiografii powierzchniowej: określenie symetrii, wzajemnego działania różnych grup mięśniowych, ocena poprawy czynności bioelektrycznej grup mięśniowych podczas rehabilitacji, ocena obciążenia i zmęczenia układu mięśnio-szkieletowego (wzrost amplitudy, spadek

częstotliwości), ocena techniki sportowców, sEMG biofeedback.

2.4 Zapis elektromiografii powierzchniowejRejestrowane pole elektryczne znad mięśnia różni się zasadniczo od lokalnych pól w jego

wnętrzu, na co wpływ ma szereg czynników: charakterystyka i liczba włókien mięśniowych, które są w obszarze pomiarowym elektrod, konfiguracja elektrod (powierzchnia, odległość między nimi, ułożenie w odniesieniu do

włókien mięśniowych), właściwości bioelektryczne i charakterystyka fizyczna (grubość) tkanek (skórnej i tłuszczowej)

między mięśniem a elektrodą, zmiany kształtu mięśnia podczas skurczów.

Amplituda mierzonego powierzchniowo sygnału EMG jest w granicach 0,01-5 mV, natomiast jego częstotliwość wynosi 10-400 Hz (Błaszczyk, 2004). Na rys. 4 zobrazowano przykładowy zapis sEMG podczas dwóch skurczów mięśnia dwugłowego ramienia (w trakcie wykonywania tej samej pracy) przerywanych okresem spoczynku (rozluźnienia mięśnia), kiedy mięsień nie wykazuje istotnej aktywności EMG w wyniku braku depolaryzacji i potencjałów czynnościowych. Z uwagi na to, że układ rekrutowanych jednostek motorycznych mięśnia ulega ciągłym zmianom w czasie, otrzymywany zapis w obu skurczach odznacza się przypadkowością i niepowtarzalnością, pomimo że są one rejestrowane podczas tej samej aktywności ruchowej, z tego samego mięśnia, u tej samej osoby. Sytuacja taka wymaga od osób zajmujących się opisem i analizą EMG odpowiedniego przetworzenia sygnału, które podkreślałoby główny kierunek jego zmian (prostowanie sygnału, a następnie filtracja komponentów wysokoczęstotliwościowych) (Konrad, 2007).

Rys. 4 Surowy zapis sEMG z mięśnia dwugłowego ramienia (Konrad, 2007)

2.5 Odprowadzenia w sEMG bipolarne (1 elektroda uziemienia-referencyjna, 2 elektrody czynne wzdłuż brzuśćca

mięśnia) gwarantujące większą redukcję zakłóceń elektrycznych aniżeli odprowadzenia unipolarne (rys. 5).

Rys. 5 Odprowadzenia w sEMG (zrzut ekranu z programu MegaWin)

2.6 Lokalizacja elektrod w sEMG i nEMG (rys. 6 i 7)

Rys. 6 Lokalizacja elektrod w sEMG i nEMG – przód ciała (Konrad, 2007)

Rys. 7 Lokalizacja elektrod w sEMG i nEMG – tył ciała (Konrad, 2007)

3. Przetwarzanie i analiza sygnału EMG

3.1 Minimalizacja niepowtarzalnej części sygnału (rys. 8): Prostowanie sygnału (obliczenie wartości bezwzględnej z sygnału surowego) Filtracja niskopasmowa, integracja, Moving Average, Root Mean Square (okno czasowe –

zazwyczaj 20-500ms, w zależności od rodzaju badanego ruchu, dla szybszych ruchów węższe okno)

Rys. 8 Minimalizacja niepowtarzalnej części sygnału EMG (Konrad, 2007)

3.2 Analiza czasowo-częstotliwościowa np.: Krótkoczasowa transformacja Fouriera Transformacja falkowa

3.3 Normalizacja amplitudowa sygnału EMGNormalizacja amplitudowa – przedstawienie wartości sygnału EMG w czasie w procentach:

MVC (Maximum Voluntary Contraction – maksymalny dowolny skurcz dla danego mięśnia), maksymalnej wartości amplitudy sygnału EMG w zadanej czynności ruchowej (rys. 9).

Normalizacja amplitudowa stosowana z uwagi na:

zmienność osobniczą sygnału EMG:- różnice fizjologiczne struktur odpowiedzialnych za genezę EMG,- różny poziom tkanki tłuszczowej, skórnej,- różnice w tłumieniu sygnału.

zmienność warunków pomiarowych EMG w różnych badaniach tego samego badanego:- różna oporność między elektrodą a skórą,- różnice w umiejscowieniu i konfiguracji elektrod,- liczba aktywnych jednostek ruchowych, ich typ, stopień pobudzenia i synchronizacji,- zmiany kształtu mięśnia podczas ruchu.

Rys. 9 Normalizacja amplitudowa sygnału EMG do maksymalnej wartości amplitudy w zadanej czynności ruchowej (Konrad,2007)

3.4 Normalizacja czasowa sygnału EMGNormalizacja czasowa – przedstawienie wartości sygnału EMG w zależności od czasu,

przy czym czas jest wyrażony jako procent zadanej czynności ruchowej (cyklu ruchu). Normalizacja ta stosowana w celu porównania różnych powtórzeń tej samej aktywności ruchowej (rys. 10).

Rys. 10 Normalizacja czasowa (podczas chodu) (Konrad, 2007)

3.5 Siła mięśnia a aktywność sEMG (rys. 11) korelacja między amplitudą sygnału sEMG a siłą rozwijaną w czasie skurczu mięśnia

Rys. 11 Zależność amplitudy średniokwadratowej RMS,odniesionej do wartości maksymalnych, od siły zewnętrznej

(Bartizu i Roman-Liu, 2007)

3.6 Zmęczenie mięśnia: zmniejszenie siły skurczu mięśnia przy jednoczesnym wzroście amplitudy potencjałów

czynnościowych pobudzonych jednostek ruchowych oraz przesunięcie widma mocy w kierunku niższych wartości częstości,

zmiany wartości parametrów zapisu EMG (częstość średnia MPF - Mean Power Frequency, częstość medialna MF - Median Frequency i parametr ZC - Zero Crossing, określający liczbę przejść sygnału przez poziom zerowy w jednostce czasu: równoczesny wzrost amplitudy EMG i spadek MF (lub MPF) (rys. 12).

Rys. 12 Zależność średniej wartości parametrów ZC, MPF i MF od czasu (Bartizu i Roman-Liu, 2007)

Procesy wpływające na przesunięcie widma mocy w kierunku niższych częstotliwości podczas efektu zmęczenia mięśnia to:

nadmierne wytwarzanie i akumulacja w mięśniu kwaśnych metabolitów, powodujących zmniejszenie szybkości przewodzenia potencjałów czynnościowych we włóknach mięśniowych,

wraz ze spadkiem siły skurczu pojawia się dodatkowa rekrutacja jednostek, następuje synchronizacja (jednoczesne pobudzanie) wszystkich jednostek ruchowych.

D.INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

1. Elementy stanowiska pomiarowego

bezprzewodowy rejestrator sygnałów EMG ME6000 z oprogramowaniem MegaWin (rys. 13) zestaw jednorazowych elektrod powierzchniowych (rys. 14) miernik rezystancji żel abrazyjny, gaziki, maszynka do golenia hantle do ćwiczeń (0.5, 1, 2, 3 kg), rower stacjonarny, mata do ćwiczeń, dysk

sensomotoryczny, poducha do sportów walki, przyrządówki bokserskie komputer stacjonarny

Rejestrator ME6000 firmy Mega Electronics: telemetryczny pomiar WLAN zapis na dysku komputera lub na karcie pamięci 8 kanałów pomiarowych (EMG, EKG), a w dodatkowym zestawie – sygnałów

goniometrycznych, akcelerometrycznych, inklinometrycznych, żyrometrycznych, jak również momentów sił czy szybkości przewodnictwa nerwowo-mięśniowego

maksymalna dostępna częstotliwość próbkowania sygnału EMG jest zależna od liczby rejestrowanych kanałów i od ustawionego trybu zapisu: 2 kHz (8 kanałów, online), 5 kHz (4 kanały, online), 10 kHz (2 kanały, online), 2 kHz (8 kanałów, offline), 5 kHz (6 kanałów, offline), 10 kHz (4 kanały, offline).

Rys. 13 Rejestrator sygnałów EMG ME6000 (Z3)

Rys. 14 Jednorazowe powierzchniowe elektrody EMG/EKG

2. Przebieg eksperymentu pomiarowego

UWAGA przed przystąpieniem do ćwiczenia:Masz możliwość wyboru rodzaju mięśnia powierzchniowego, którego będziesz poddawał badaniu i późniejszej analizie. Przy wyborze pamiętaj o tym, by mięsień był łatwo dostępny do pomiaru, by na skórze nad nim nie było włosów lub by istniała możliwość ich ogolenia. Masz również możliwość wyboru rodzaju aktywności ruchowych dla danego mięśnia. Do eksperymentu możesz wykorzystać dodatkowe przyrządy wymienione w punkcie 1. Elementy stanowiska pomiarowego.Po akceptacji przez prowadzącą wyboru rodzaju mięśnia i mierzonych aktywności ruchowych, możesz przystąpić do ćwiczenia.

Włącz komputer i z listy dostępnych systemów operacyjnych wybierz Windows XP 32-bitowy (pierwszy na liście).

Z Pulpitu włącz program MegaWin.

Kliknij ikonkę Person – pojawi się nowe okno. Kliknij New person i wprowadź swoje dane Last name i First Name. Zatwierdź – Save i wyjdź – Exit.

Kliknij Protocol, a następnie New. Wprowadź dowolną nazwę przy Protocol Name i następnie zaznacz Advanced protocol. W Configuration wybierz ME6000-T8 i następnie dwukrotnie Next. Kliknij Select source. Na górze okna wybierz Left lub Right (lewa/prawa strona ciała). Z listy dostępnych mięśni wybierz ten, którego aktywność planujesz mierzyć. Zatwierdź OK. Następnie kliknij Next. Zaznacz Raw Free, kliknij Pick to protocol. Ustaw Sampling frequency na 2000Hz. Ustaw Total duration na 2 godziny, odznacz Stop when time is up. Zatwierdź – OK. Zakończ – Finish, a następnie Close.

Zgodnie z obrazkiem w Protocol zlokalizuj miejsca, gdzie należy nakleić elektrody pomiarowe. Dwie elektrody czynne będą się znajdować nad badanym mięśniem wzdłuż jego brzuśćca a jedna elektroda uziemienia tuż przy nich z boku. Wszystkie elektrody mają być umiejscowione blisko siebie w odległości ok. 2-3 cm od ich środków. Elektrody będą umieszczone mniej więcej na środku brzuśćca mięśnia (niekiedy brzusiec mięśnia dość znacznie przesuwa się podczas skurczu – wtedy elektrody należy umieścić w taki sposób, aby podczas zarówno skurczu, jak i relaksu nadal znajdowały się w obrębie brzuśćca). Przygotuj dokładnie skórę w miejscu przyklejenia elektrod. W razie potrzeby, gdy skóra jest owłosiona, zgól włosy. Nałóż na gazik niewielką ilość pasty abrazynej Nuprep i następnie przecieraj skórę aż do momentu jej oczyszczenia, lekkiego zaczerwienienia i usunięcia martwego naskórka.

Przyklej elektrody na skórę.

Dokonaj pomiaru impedancji za pomocą miernika cyfrowego (rząd wielkości – kΩ). Zanotuj wartości rezystancji między każdymi dwiema elektrodami.

Podłącz kable do elektrod i ME6000 (UWAGA: zgodnie z kolorami przy kablach i wejściach dla kabli ME6000). Możesz dodatkowo przymocować kable do skóry lub ubrania za pomocą lepca lekarskiego, by nie wprowadzały zakłóceń podczas ruchu.

Włącz ME6000 – przycisk na dole po lewej stronie na froncie urządzenia (należy trzymać przycisk przez ok. 1 sekundę).

Podłącz kartę sieciową TP-LINK TL-WN620G do komputera (przez USB).Na pasku startowym Windowsa w prawym rogu ekranu kliknij połączenia sieciowe Wireless Network Connection. Kliknij dwukrotnie lewym przyciskiem myszy połączenie WLAN6000, aby nawiązać połączenie sieciowe z ME6000.

W programie MegaWin kliknij w ikonkę Measure – pojawi się komunikat Please note before measuring. Zatwierdź go. Pojawi się nowe okno. Z listy wybierz przygotowany wcześniej przez siebie protokół i osobę, której dane uprzednio wprowadziłeś. W celu uruchomienia pomiaru kliknij Run protocol. W celu zakończenia pomiaru kliknij End protocol. Pojawi się komunikat z pytaniem, czy zapisać dane. Zatwierdź go.

W celu obserwacji offline i analizy danych (podpunkty a-f) z Results zaznacz plik z danego ćwiczenia i kliknij View measurement file. Wybierz Calculations i następnie Averaging (uśrednienie danych). Pojawi się wówczas nowe okno z uśrednionym sygnałem. Wybierz opcję Calculations i kliknij Basic Results. Jeśli chcesz wykonać obliczenia nie na całym pomiarze a tylko na określonym jego odcinku, to wówczas po uśrednieniu na całym pomiarze kliknij najpierw CALC – Calc Areas. Zaznacz myszką dany obszar na wykresie uśrednionego sygnału EMG, a następnie wybierz Calculations i kliknij Basic Results. W podpunkcie d przed uśrednieniem sygnału należy odpowiednio dobrać okno uśredniania. W tym celu wybierz Settings i kliknij Calculations. Pojawi się nowe okno Settings, w którym wybierz Averaging. W obszarze Averaging wpisz odpowiednią wartość (Frame width w sekundach).

Dla ostatniego ćwiczenia (podpunkt g) związanego z analizą zmęczeniową mięśnia z Results zaznacz plik z ostatniego ćwiczenia i kliknij View measurement file. Kliknij Calculations i wybierz Fatigue. Dokonaj wstępnej obserwacji zmęczenia mięśni na podstawie zaobserwowanych współczynników zmęczenia mięśni (MF – median frequency, MPF – mean power frequency, ZCR – zero crossing rate, AEMG – averaged EMG, SPA – spectrum area).

Wykonaj następujące eksperymenty pomiarowe EMG (UWAGA: każdy kolejny pomiar zapisz w innym pliku):

pomiar zrelaksowanego mięśnia – ok. 60 s pomiar sekwencji: relaks (5 s), maksymalny skurcz (5s), relaks (5s), maksymalny skurcz (5s),

itd. – całkowity czas pomiaru ok. 60 s pomiar EMG przy różnym zewnętrznym obciążeniu (np. różna waga hantli, różne obciążenie

na rowerze) pomiar EMG przy różnej szybkości wykonywanych ruchów (np. różna szybkość uderzeń na

poduchę lub w powietrze, różna szybkość skippingu, różna szybkość skakania na skakance, różna szybkość wykonywania „brzuszków”, pompek)

pomiar EMG przy różnych modyfikacjach ćwiczenia ruchowego (np. różne uderzenia w poduchę lub powietrze, różne rozstawienie rąk przy wykonywaniu pompek, różne rozstawienie stóp przy przysiadach, różna wysokość bioder przy „krzesełku”, różne rodzaje „brzuszków”)

pomiar EMG podczas poprawnie i niepoprawnie wykonywanego ćwiczenia ruchowego pomiar EMG podczas statycznego ćwiczenia zmęczeniowego (np. „krzesełko” opierając się

o ścianę, utrzymanie przez dłuższy czas pozycji jak do wykonywania pompki, utrzymanie przez dłuższy czas hantli) – ćwiczenie wykonuj aż do wyraźnego zmęczenia mięśnia.

Po zakończonych pomiarach kliknij Close. Wyłącz urządzenie ME6000 (przycisk na dole po lewej stronie na froncie urządzenia). Przycisk należy trzymać ok. 1 sekundę.

Zamknij okno programu MegaWin.

E. WZORZEC SPRAWOZDANIA

Ćwiczenie laboratoryjne nr 1:ELEKTROMIOGRAFIA POWIERZCHNIOWA

Grupa (1-7):

………………

Grupa (A-D):

………………

Skład osobowy grupy (Imię i Nazwisko):

……………………………………………

……………………………………………

……………………………………………

……………………………………………

Data wykonania ćwiczenia:

………………………Data oddania

sprawozdania:

………………………

UWAGA: przy kolejnych punktach a)-g) napisz, jakie ćwiczenia wykonywałeś. Jeśli wykonywałeś dodatkowe lub zmodyfikowane ćwiczenia, zawrzyj informacje o nich w sprawozdaniu.

Uzyskane wartości oporności: …………….…., ………….……., …………….…. kΩ

Nazwa badanego mięśnia: …………………………………………………………..…

a) pomiar zrelaksowanego mięśnia (czas ok. 60 s):Wykonaj w programie uśrednianie sygnału. Podaj minimalną, maksymalną, średnią i medialną wartość z pomiaru oraz odchylenie standardowe. Czy badany utrzymywał przez cały czas relaks mięśnia?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

b) pomiar sekwencji: relaks (5 s), maksymalny skurcz (5 s), relaks (5 s), maksymalny skurcz (5 s), itd. – całkowity czas pomiaru ok. 60 s:

Wykonaj w programie uśrednianie sygnału. Jakie wartości sygnału EMG osoba badania osiągała w poszczególnych powtórzeniach? Czy skurcze były stabilne? Jak szybko osoba ta reagowała na sygnał skurczu/relaksu? Jakie były stosunki wartości sygnału podczas skurczu do relaksu mięśnia? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

c) pomiar EMG przy różnym zewnętrznym obciążeniuWykonaj w programie uśrednianie sygnału. Zanotuj zewnętrzne obciążenia i maksymalne wartości z uśrednionego sygnału EMG. Czy skurcze były stabilne?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

d) pomiar EMG przy różnej szybkości wykonywanych ruchówDobór okna uśredniania sygnału EMG jest zależny od szybkości wykonywanego ruchu. Dobierz okno w taki sposób, by kolejne powtórzenia ruchu, były widoczne (nie zmywały się ze sobą). Zanotuj rozmiary okien i swoje spostrzeżenia.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

e) pomiar EMG przy różnych modyfikacjach ćwiczenia ruchowegoWykonaj w programie uśrednianie sygnału. Porównaj ćwiczenia na podstawie sygnału EMG.……….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

f) pomiar EMG podczas poprawnie i niepoprawnie wykonywanego ćwiczenia ruchowegoWykonaj w programie uśrednianie sygnału. Oceń poprawność wykonywania ćwiczeń na podstawie sygnału EMG.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

g) pomiar EMG podczas statycznego ćwiczenia zmęczeniowegoNa podstawie wyliczonych w programie parametrów (MF, MPF, ZCR, AEMG, SPA w czasie) oceń stopień procesu zmęczenia mięśnia. Podaj wartości początkowe i końcowe parametrów. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………