3.2.2 Elektromyografické vyšetření

Součástí výzkumu byl experiment, při němž bylo pomocí povrchové elektromyografie srovnáno zapojení vybraných svalů během hry na klávesy ve stoje a v sedě.

Obecný úvod

Povrchová elektromyografie (PEMG, PolyEMG, SEMG) je technologie pro záznam a rozbor elektrických potenciálů vypovídajících o kontrakční aktivitě svalů u více svalů zároveň, lze tak hodnotit jejich součinnost (Krobot, 2011). Popisuje svalovou činnost související s pohybem (Zedka, 2009). Mimo jiné umožňuje měřit výkon svalů a i v reálném čase sledovat jejich aktivitu, čehož může být využito například při volbě fyzioterapeutických postupů, při rozhodování před a po chirurgickém výkonu, nebo coby zpětné vazby při tréninku (Konrad, 2005). Jejím hlavním účelem je umožnit pochopení vlivů promítajících se do činnosti příčně pruhovaných svalů (Krobot, 2011). Pro matematické zpracování signálu je nutné jeho další zpracování – typicky filtrace, rektifikace, vyhlazování a normalizace (Konrad, 2005).

Signál získaný při kineziologických studiích metodami povrchové elektromyografie je typicky sumovaný – elektricky superponovaný – nezaznamenává motorické akční potenciály jednotlivých motorických jednotek, nýbrž interferenční vzorec elektrických potenciálů mnoha motorických jednotek umístěných pod příslušnou dvojicí snímajících elektrod (Konrad, 2005). Nově jsou dostupné počítačové algoritmy, schopné rozložit (dekomponovat) sumovaný záznam získaný pomocí povrchové elektromyografie na aktivační výboje jednotlivých motorických jednotek (De Luca et al., 2015). Srovnáním dekomponovaných dat s daty získanými pomocí jehel zavedených přímo do svalu (jehlovou elektromyografií), bylo zjištěno, že příslušné algoritmy jsou vesměs poměrně spolehlivé a jistě mají velký potenciál i pro klinickou praxi, je však třeba je dále zdokonalit (Enoka, 2019).

Vlastní výzkum

Bilaterálně byla měřena aktivita následujících svalů:

  1. Horních trapézů (m. trapezius descendens) coby stresové složky. Elektrody byly umístěny doprostřed vzdálenosti mezi trnem posledního krčního obratle (C7) a akromiem (SENIAM, 1999), správnost umístění byla ověřena též palpačně při aktivaci svalu.
  2. Extensorů zápěstí a prstů (především m. extensor carpi radialis) coby výkonné složky. Elektrody byly umístěny na základě palpace při kontrakci svalu na polovinu jeho klidové délky (Konrad, 2005).
  3. A m. obliquus abdominis externus (elektrody byly umístěny v průběhu svalových vláken ventrolaterálně pod dolními žebry (Konrad, 2005)) a m. erector spinae (elektrody umístěny pod palpační kontrolou zhruba na dva prsty laterálně od prvního bederního obratle – L1 (SENIAM, 1999)) pro posouzení stabilizace trupu.

Referenční elektroda byla umístěna na místo prominence trnu obratle C7 (SENIAM, 1999).

Před umístěním elektrod byla očištěna kůže pomocí abrazivní a vodivé pasty, elektrody byly umístěny paralelně s průběhem svalových vláken, byla ponechána doba alespoň tří minut pro stabilizaci elektrických podmínek (impedance), byla ověřena správnost umístění elektrod aktivací jednotlivých svalů (jeden po druhém) a poté byly zesilovače elektrod zajištěny proti pohybu fixační páskou (Konrad, 2005).

Následně každý proband zaujal relaxovanou polohu v sedě s oporou hlavy a byl zaznamenán EMG záznam klidové aktivity v délce alespoň 20 vteřin (Konrad, 2005).

Poté bylo přistoupeno k záznamu EMG aktivity během hry vestoje a vsedě. Za tímto účelem byly v software MuseScore (MuseScore-3.6.1.515740129-x86_64.AppImage) vytvořeny dva vzorové MIDI soubory a vytištěny jejich notopisy (viz přílohy č. 3 a 4). Každý proband měl příležitost se dle svých zvyklostí rozcvičit, seznámit se s notopisem a byl mu přehrán vzorový MIDI soubor přímo klávesami, na které pak hrál. Každý úryvek v každé pozici zahrál 3x, než přešel k další pozici. Pro další zpracování byl z každé trojice pokusů vybrán ten, s nímž byl proband nejvíce spokojen. Během celého měření nedošlo ke změně umístění elektrod a mezi začátkem prvního pokusu a koncem posledního neuplynulo více než 30 minut.

Pro minimalizaci rizika systematické chyby byly pro nahrávání vytvořeny čtyři skupiny:

  1. První, pátý a devátý proband hráli nejprve vsedě úryvek č. 1 („Turecký pochod“), pak úryvek č. 1 vstoje, pak vstoje úryvek č. 2 („Pro Elišku“) a nakonec úryvek č. 2 vsedě.
  2. Druhý, šestý (a desátý) proband hráli nejprve vsedě úryvek č. 2, pak úryvek č. 2 vstoje, pak vstoje úryvek č. 1 a nakonec úryvek č. 1 vsedě.
  3. Třetí a sedmý proband hráli nejprve vstoje úryvek č. 2, pak úryvek č. 2 vsedě, pak vsedě úryvek č. 1 a nakonec druhý úryvek č. 1 vstoje.
  4. Čtvrtý a osmý proband hráli nejprve vsedě úryvek č. 1, pak úryvek č. 1 vstoje, pak vstoje úryvek č. 2 a nakonec úryvek č. 2 vsedě.

Záznam byl pořizován pomocí všech osmi kanálů elektromyografu Noraxon TeleMyo 2400 G2 a software Noraxon MR3, modulů MyoMuscle a MyoVideo, ve verzi 3.4.5 na laptopu Lenovo ThinkPad T530 s procesorem Intel Core i5 – 3320M s 4 GB RAM a operačním systémem Windows 7 Professional 64 bit SP1.

V software Noraxon MR3 bylo, v souladu s doporučením Konrada (2005), též provedeno základní zpracování signálu:

  1. Pomocí pásmového (Bandpass) Finite Impulse Response (FIR) filtru byly ze zaznamenaného signálu odstraněny frekvence nižší než 30 Hz a vyšší než 250 Hz a tím provedena redukce šumu způsobeného převážně externím rušením a zbytkovými pohyby vedení z elektrod.
  2. Pomocí proprietárního algoritmu firmy Noraxon byla provedena redukce artefaktů způsobených srdeční aktivitou (ECG reduction).
  3. Očištěný signál byl pomocí full-wave rektifikace převeden z bifázického na monofázický.
  4. A pro lepší čitelnost záznamu bylo dále provedeno jeho vyhlazení metodou RMS (root mean square) s délkou okna 100 ms.

Takto předzpracovaný záznam byl pak převeden do software Matlab R2020b, kde byla pomocí vlastních skriptů provedena jeho konečná analýza:

  1. Ze signálu byly extrahovány úseky odpovídající jednotlivým hrám (viz přílohu č. 5).
  2. Signál byl normalizován ke klidové aktivitě a byly vypočteny průměrné hodnoty aktivace jednotlivých svalů při jednotlivých hrách v násobcích průměrné klidové aktivity (viz přílohu č. 6).


IČO: 74160621 | E-mail: FotoJen@fotojen.cz | SMS: 608 281 831 | Jabber/XMPP: Lechy@member.fsf.org | IRC: FotoJen@irc.libera.chat

| | FotoJen na Firmy.cz

Ověřit/registrovat doménu
www.