4. PŘEDNÁŠKA 15. března 2018

Podobné dokumenty
doc. MUDr. Jan Pokorný, DrSc.

10. PŘEDNÁŠKA 27. dubna 2017 Artefakty v EEG Abnormální EEG abnormality základní aktivity paroxysmální abnormality epileptiformní interiktální

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

(VIII.) Časová a prostorová sumace u kosterního svalu. Fyziologický ústav LF MU, 2016 Jana Svačinová

VYŠETŘENÍ NERVOVÉHO SYSTÉMU. seminář z patologické fyziologie

1. ELEKTROMYOGRAM (EMG)

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

Bioelektromagnetismus. Zdeněk Tošner

Laboratorní úloha č.4: Elektromyogram

Biologické signály. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Neuromuskulární jitter v diagnostice okulární myastenie gravis

Elektrofyziologické metody a studium chování a paměti

XXVIII. Registrace reflexu Achillovy šlachy

8. PŘEDNÁŠKA 20. dubna 2017

Laboratorní úloha č. 8: Polykardiografie

Elektroencefalografie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Středofrekvenční terapie (SF)

diogram III. II. Úvod: Elektrokardiografie elektrod) potenciálu mezi danou a svorkou Amplituda [mv] < 0,25 0,8 1,2 < 0,5 Elektrická

Laboratorní úloha č. 8: Elektroencefalogram

Rozdělení svalových tkání: kosterní svalovina (příčně pruhované svaly) hladká svalovina srdeční svalovina (myokard)

Úvod do medicínské informatiky pro Bc. studium. 6. přednáška

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

Elektroencefalografie. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Středofrekvenční proudy

Elektrodiagnostika I/t křivka. Mgr.Pavla Formanová, cert.mdt 3.lékařská fakulta UK

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

Jméno: Skupina: Datum: ELEKTROMYOGRAFIE. svalové bříško. katoda. anoda a. 1. Pokusné osobě očistěte mýdlovou vodou volární stranu zápěstí a vysušte.

Jméno: Skupina: Datum: ELEKTROMYOGRAFIE. svalové bříško. katoda. anoda a

Senzorická fyziologie

Krevní tlak/blood Pressure EKG/ECG

MĚŘENÍ V BIOMECHANICE

Snímání biologických signálů. A6M31LET Lékařská technika Zdeněk Horčík Katedra teorie obvodů

MUDr. Jozef Jakabčin, Ph.D.

OKRUHY MODELOVÝCH SITUACÍ

ZPRACOVÁNÍ A ANALÝZA BIOSIGNÁLŮ V. Institut biostatistiky a analýz

7. Analýza pohybu a stupňů volnosti robotické paže

lní polyneuropatie Soukopová Jarmila FN Brno, Bohunice, neurologická klinika Santon

7. Elektromyografie - EMG.

SIMULTÁNNÍ EEG-fMRI. EEG-fMRI. Radek Mareček MULTIMODÁLNÍ FUNKČNÍ ZOBRAZOVÁNÍ. EEG-fMRI. pozorování jevu z různých úhlú lepší pochopení

Elektrofyziologická vyšetření u radikulopatií. Blanka Mičánková Adamová Neurologická klinika FN Brno

Jan Dvořák Bio(elektrické)signály a jejich zpracování

Signál v čase a jeho spektrum

Měření EEG, spánek, hodnocení EEG záznamů a následná vizualizace

Jehlová EMG. Stanislav Voháňka. Neurologická klinika LF MU a FN Brno. svohanka@fnbrno. fnbrno.cz

Studentská tvůrčí a odborná činnost STOČ 2015 NÁVRH A REALIZACI MYO-STIMULACE PRO POSÍLENÍ SVALSTVA A RELAXACI. Marek SONNENSCHEIN

Osnova. Idea ASK/FSK/PSK ASK Amplitudové... Strana 1 z 16. Celá obrazovka. Konec Základy radiotechniky

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

Kardiostimulátory. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Ultrazvukové snímače

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky DIPLOMOVÁ PRÁCE Ondřej Strakoš

A7B31ZZS 4. PŘEDNÁŠKA 13. října 2014

ANALÝZA LIDSKÉHO HLASU

Stimulace srdečního svalu. Doc.RNDr.Roman Kubínek, CSc. Předmět: lékařská přístrojov technika

Fyziologie srdce I. (excitace, vedení, kontrakce ) Milan Chovanec Ústav fyziologie 2.LF UK

PRAKTICKÉ POSTUPY V ELEKTROMYOGRAFII

ÚČINKY ELEKTRICKÉHO PROUDU NA LIDSKÝ ORGANIZMUS

Eatonův myastenický syndrom. Josef Bednařík II.Neurologická klinika LFMU v Brně

MĚŘENÍ BIOPOTENCIÁLŮ

BIOLOGICKÉ SIGNÁLY. léto Biologické signály (2+2) A6M31BSG, B2M31BSG

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky. Komunikace po silových vedeních Úvod do problematiky

Elektrické biosignály lidského těla měřené ISESem

Neurofyziologie a pohybový systém v ontogenezi X. POMOCNÁ VYŠETŘENÍ V NEUROLOGII

3a. Elektromyografie. Sestava ke snímání polyelektromyogramu svalů předloktí

Výkon komunik. systémů

Fyzikální podstata zvuku

Biosignál snímání, zpracování, hodnocení

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Epilepsie. Silvia Čillíková FEL ČVUT. 9th May 2006

Ultrazvukový senzor 0 10 V

Ultrazvukový senzor 0 10 V

BIOLOGICKÉ SIGNÁLY. léto Biologické signály (2+2)

Detekce světla. - křivka zčernání, expozice - světlocitlivá emulze, CCD - komprese signálu zrakovou dráhou. Detektory světla

12. PŘEDNÁŠKA 10. května 2018

SPM od A do Z. pozadí metody SPM. SPM od A do Z. Copyright SPM Instrument

ELEKTRICKÉ POLE V BUŇKÁCH A V ORGANISMU. Helena Uhrová

1 Elektronika pro zpracování optického signálu

Ultrasonografická diagnostika v medicíně. Daniel Smutek 3. interní klinika 1.LF UK a VFN

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

Etiologie epilepsie. Epilepsie nevychází z centra jizvy nebo postmalatické pseudocysty, ale spíše z jejího okraje, kde přežívají poškozené neurony.

íta ové sít baseband narrowband broadband

Mezilaboratorní porovnání při vibračním zkoušení

Základy a aplikace digitálních. Katedra radioelektroniky (13137), blok B2, místnost 722

Různé druhy biosignálů

Elektrické parametry spojů v číslicových zařízeních

Membránové potenciály

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH Elias Tomeh / Snímek 1

PhDr. Jan Cacek, Ph.D.

Bezpečnost strojů. dle normy ČSN EN 954-1

Účinky měničů na elektrickou síť

Fyziologie svalů. Autor přednášky: Mgr. Martina Novotná, Ph.D. Přednáška se prochází klikáním nebo klávesou Enter.

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

Processing of EEG Data Marek Penhaker Konference IT4Innovations, Ostrava

Spínací, jisticí a ochranné přístroje pro obvody nízkého napětí

5-6 Somatosenzitivita, viscerosenzitivita, propriocepce a bolest I

DETEKCE ÚNAVY Z ELEKTROMYOGRAMU

9. Léčiva CNS - úvod (1)

Vlastnosti neuronových sítí. Zdeněk Šteffek 2. ročník 2. LF UK v Praze

Elektrický signál - základní elektrické veličiny

sympatický kožní reflex - lze použít t v praxi? rová,, Martin Bareš Brno

Funkční a biomechanické vlastnosti pojivových tkání (sval, vazy, chrupavka, kost, kloub)

Transkript:

EMG 4. PŘEDNÁŠKA 15. března 2018 nativní EMG (jehlová EMG) stimulační (konduktivní studie) EMG při funkčním zatěžování svalů Motorická jednotka model generování EMG Záznam EMG signálu Zpracování EMG signálu Úvod ke cvičení Dráždění svalů Povrchové EMG Analýza únavy

Elektromyografie nativní EMG (jehlová EMG) stimulační (konduktivní studie) EMG při funkčním zatěžování svalů skupina elektrofyziologických metod, které pracují na principu registrování elektrických projevů činnosti svalového a nervového aparátu používá se ke kontrole činnosti svalů a nervové soustavy může sloužit k vyhodnocení funkce nervových drah a měření rychlosti šíření vzruchů přes nervy

Elektromyografie alternativní vyšetřovací technikou EMG je možnost magnetické rezonance, ta však zobrazí nervy jako struktury, ale neřekne nic o jejich funkci

Motorická jednotka: všechna svalová vlákna zásobená 1neuronem ~4 svalová vlákna v laryngeálních svalech ~100 vláken v zádových svalech ~ 1000 v DK neuron motorická ploténka svalové vlákno motorická jednotka

Motorická jednotka Kosterní svalstvo je funkčně organizováno na základě motorických jednotek. Motorická jednotka je nejmenší jednotka, která může být aktivována volním úsilím. V průřezu jsou vlákna dané motorické jednotky promíchána s vlákny dalších motorických jednotek.

Motorická jednotka

Sled dějů při svalové kontrakci Akční potenciál z periferního nervu se přenese na svalovou buňku (nervosvalový přenos) Depolarizuje membrána svalové buňky a napěťová změna způsobí vyplavení Ca 2+ do sarkoplasmy Akční potenciál se šíří z prostření části vlákna oběma směry k jeho zakončení S šířením akčního potenciálu dochází ke stahu vlákna

Sled dějů při svalové kontrakci Akční potenciály nervových a svalových vláken

Závislost síly svalu na stimulační frekvenci Síla svalu je regulována pomocí náboru motorických jednotek a budící frekvence frekvenční modulace stejná svalová síla může vznikat zapojením menších motorických jednotek na vyšších frekvencích nebo větších motorických jednotek na frekvencích nižších

Podráždění svalu nepřímé (prostřednictvím nervu), nejprve se objeví lokální potenciál na svalové ploténce přímé přivedeným elektrickým potenciálem se způsobí umělá depolarizace

ELEKTROMYOGRAM Vlivem různých elektrických potenciálů v různých částech svalového vlákna vzniká v okolí elektrické pole měřením potenciálů vznikne EMG signál

ELEKTROMYOGRAM

Model generování EMG

Model generování EMG

Nativní EMG (jehlová EMG) snímání při úplném uvolnění svalu porovnání parametrů akčních potenciálů motorických jednotek (např. trvání, amplituda, počet fází) tenká jehla do svalu minimálním riziko krvácení změnou polohy jehly ve svalu je vyhledávána optimální pozice pro záznam akčních potenciálů motorických jednotek

Jehlová EMG

Jehlová EMG potenciál příčina charakter zvuku frekvence ploténkový šum MEPP mušle 20-40 Hz Neprav. ploténkový potenciál fibrilace positivní ostrá vlna myotonický výboj fascikulace komplexní repetitivní výboj terminální větvení axonu prskající tuk na pánvi denervované svalové vlákno denervované svalové vlákno déšť na střeše nebo tikot hodin déšť na střeše nebo tikot hodin 5-50 Hz Neprav. 0.5-10 Hz Pravidelné 0.5-10 Hz Pravidelné transversální tubuly startování motorky 20-150 Hz zesilujícízeslabující motoneuron nebo axon efapse u denervovaných vláken pop corn zvuk motoru 0.1-10 Hz Neprav. 5-100 Hz pravidelné myokymie motoneuron nebo axon pochodující vojáci 5-60 Hz skupinky neuromyotonie motoneuron nebo axon zvonění 150-250 Hz zeslabující

ELEKTROMYOGRAM EMG záznam I) svalu v klidu II) s mírnou kontrakcí III) se silnou kontrakcí a) záznam EMG zdravého svalu b) poškození inervace svalu c) poškození funkce některých motorických jednotek

Stimulační EMG (konduktivní studie) stimulační a snímací elektrody nerv je stimulovaný elektrickým impulsem, vyvolávajícím záškub stimulace může být někdy nepříjemná cílem vyšetření: je porovnání rychlosti vedení v nervu velikosti potenciálu ve svalu s věkovou normou abnormální hodnoty: poškození nervu úrazem, chronickým tlakem, zánětem, metabolickou poruchou nebo toxickými látkami

Konduktivní studie jednoduchý potenciál Pro vyvolání motorického potenciálu je použit stimulační impuls. Odpověď svalu na stimulační impuls normální patologická

Konduktivní studie opakovaná stimulace

EMG při funkčním zatěžování svalů vyhodnocení svalové aktivity při dynamické činnosti EMG signál vypovídá o aktivitě snímaných svalů sumačních potenciály většího počtu motorických jednotek

Spolupráce s FTVS detail dvou kanálů EMG s obálkou a vyznačenou segmentací na pohybové cykly

Spolupráce s FTVS dvanáct kanálů EMG s obálkou, tlusté fialové čáry oddělují pohybové cykly, tenké zelené čáry označují detekované počátky svalové aktivity

Spolupráce s FTVS poloha nástupu svalové aktivity v jednotlivých periodách pohybu, 0 až 100 % na svislé ose odpovídá celému pohybovému cyklu

Spolupráce s FTVS průměrné intervaly svalové aktivity v rámci pohybového cyklu (rozsah 0 až 100 % na svislé ose odpovídá jedné periodě pohybu, na vodorovné ose jsou jednotlivé svaly) - lze pozorovat, v jakém pořadí se jednotlivé svaly aktivují a deaktivují

Typy elektrod Povrchové elektrody (snímají sumaci signálů v prostoru pod elektrodou) Jehlové elektrody vpichové (slouží k připojení do určitých svalových skupin) povrchové bipolární jehla

Povrchové elektrody nižší frekvenční spektrum (20 500 Hz) relativně neinvazivní; omezení kabelem obvykle nutná příprava pokožky pouze povrch svalu globální snímání (celý sval) nejsou drahé a jsou snadno aplikovatelné Vnitřní elektrody tenký drát nebo jehla vyšší harmonické složky ve spektru invazivní metoda; možné poranění nervu možnost záznamu hluboko ze svalu lokalizované snímání drahé elektrody a obtížné zavedení

Bagnolli - povrchové Nihon-Kohden jehlové Nihon-Kohden koncentrické Nihon-Kohden Povrchové, diskové

Umístění povrchové elektrody frekvenční spektrum nejlepší nejsilnější EMG

Zpracování EMG signálu EMG signál dvoucestně usměrněné průběhy průměrované a efektivní hodnoty obálky průměrování integrování frekvenční a výkonová spektra analýza únavy

Vzorkovací frekvence povrchového EMG poněvadž nejvyšší frekvence povrchového EMG signálu je 500 Hz, vzorkovací frekvence by měla být 1000 Hz a více střední hodnoty a mediánové frekvence EMG signálu neunaveného svalstva jsou okolo 70 až 80 Hz z těchto důvodů by se nemělo používat úzkopásmových zádrží k potlačení síťových brumů

EMG signál frekvenční spektrum 20 500 Hz => minimální vzorkovací frekvence 1000 Hz obtížné stanovení úrovně kontrakce

EKG artefakty EKG artefakt ose vyskytuje při pořizování záznamu v blízkosti srdce (napětí EKG je vyšší než EMG) EEG artefakty v blízkosti skalpu (zřídka) obtížné odstranit použít pravou stranu těla (dál od srdce) oddálit elektrody od srdce jak jen je to možné průměrování signálů (z více realizací) jehlové elektrody

EKG artefakty čistý signál s EKG artefaktem srdce

Svalové artefakty elektroda snímá EMG aktivitu také dalšího svalu omezení opatrným výběrem místa elektrody lze detekovat vzájemnou korelací

Chyby při záznamu EMG síťový brum 50 Hz stejnosměrná složka nenulová ss složka

Chyby při záznamu EMG pohybový artefakt Pohyb elektrody saturace zesilovače (+/- 0.5V) klipping +/ 0.5 V

Obálkové EMG vyžaduje dva kroky: dvousměrné usměrnění a filtrace dolní propustí (4 10 Hz) redukuje frekvenční obsah EMG a tudíž je možná nižší vzorkovací fekvence (např. 100 Hz) snadná detekce začátku aktivity synchronním průměrováním lze nalézt obrazy obtížná detekce artefaktů

Příklad obálkového - EMG (pásmově omezené) EMG obálkové EMG (mezní frekvence 4 Hz)

Integrované EMG (iemg) důležité pro kvantitativní vyhodnocení EMG (např. EMG vs. síla, EMG vs. práce) nejlepší míra celkového svalového úsilí užitečné pro kvantifikaci aktivity pro ergonomický výzkum

Příklad integrovaného EMG (pásmově omezené) EMG integrované EMG (během kontrakce) celkové iemg, např. 320 mv.s

Další typy iemg integrace do určitého času (0.1 s) integrace do určítého napětí (20 mv.s)

Frekvenční spektrum užitečné pro určení začátku únavy svalů střední hodnota nebo medián frekvenčního spektra neunaveného svalu je obvykle mezi 50 80 Hz s postupující únavou se frekvenční spektrum posouvá vlevo (nižší střední hodnota a medián) užitečné pro detekci neurologických abnormalit

Příklad výkonového spektra flexor digitorum longus (MVC) median přibližně 70 Hz

Únava svalu pokles síly svalu fyziologická nemožnost stahu

Únava svalu pokles síly svalu fyziologická nemožnost stahu Zvýšení nízkých frekvencí a pokles vysokých frekvencí ve spektru EMG signálu

Analýza únavy základem je sekvenční Fourierova analýza výběr délky okna (1 až 5 s) překrývání segmentů zvyšuje rozlišení potřeba rozhodovacího prahu pro stanovení meze únavy

Příklad analýzy únavy erector spinae 60 sekund (50% překrytí) postupný pokles střední hodnoty medián

Příklad analýzy únavy Únava svalu: zvýšení nízkých frekvencí a pokles vysokých frekvencí EMG

Další techniky vzájemná korelace (artefakty) druhá diference

Synchronně průměrované EMG obvykle se aplikuje na cyklické aktivity a obálkové EMG vyžaduje detekci začátku a konce cyklu nebo aktivity mikrospínače, optoelektrické nebo elektromagnetické senzory, detektory pohybu prahové detektory EMG každý cyklus aktivity se musí normovat např. k maximu volní kontrakce

Synchronní průměrování střední hodnota +/ std

Další použití zloba slzy radost překvapení

Další použití