Điện cơ đồ
Điện cơ ( EMG ) là một kỹ thuật điện chẩn đoán y học để đánh giá và ghi lại hoạt động điện do cơ xương tạo ra . [1] EMG được thực hiện bằng cách sử dụng một công cụ gọi là máy đo điện cơ để tạo ra một bản ghi được gọi là điện cơ đồ . Máy đo điện cơ phát hiện điện thế được tạo ra bởi các tế bào cơ [2] khi các tế bào này được kích hoạt về mặt điện hoặc thần kinh. Các tín hiệu có thể được phân tích để phát hiện các bất thường về y tế, mức độ kích hoạt hoặc thứ tự tuyển dụng hoặc để phân tích cơ sinh họcchuyển động của con người hoặc động vật. Trong Khoa học Máy tính, EMG cũng được sử dụng làm phần mềm trung gian trong nhận dạng cử chỉ theo hướng cho phép đầu vào của hành động vật lý vào máy tính như một hình thức tương tác giữa người và máy tính . [3]
Điện cơ đồ | |
---|---|
![]() EMG từ khi kết thúc dáng đi, phía dưới bên trái là EMG thô, bên phải là mẫu đã được điều chỉnh | |
ICD-9-CM | 93.08 |
Lưới thép | D004576 |
Sử dụng y tế
Thử nghiệm EMG có nhiều ứng dụng lâm sàng và y sinh. EMG được sử dụng như một công cụ chẩn đoán để xác định các bệnh thần kinh cơ hoặc như một công cụ nghiên cứu để nghiên cứu động học và các rối loạn kiểm soát vận động. Tín hiệu EMG đôi khi được sử dụng để hướng dẫn tiêm độc tố botulinum hoặc phenol vào cơ bắp. Tín hiệu EMG cũng được sử dụng như một tín hiệu điều khiển cho các bộ phận giả như tay giả, cánh tay và chi dưới.
Máy đo tốc độ cơ có thể được sử dụng để theo dõi thần kinh cơ trong gây mê toàn thân với các thuốc ngăn chặn thần kinh cơ , để tránh dư thừa sau phẫu thuật (PORC). [4] [5] [6] [7]
Ngoại trừ trường hợp một số bệnh cơ nguyên phát đơn thuần, EMG thường được thực hiện với một xét nghiệm y học điện chẩn khác để đo chức năng dẫn truyền của dây thần kinh. Đây được gọi là nghiên cứu dẫn truyền thần kinh (NCS). Kim EMG và NCS thường được chỉ định khi bị đau ở các chi, yếu do chèn ép dây thần kinh cột sống hoặc lo lắng về một số tổn thương hoặc rối loạn thần kinh khác. [8] Tổn thương dây thần kinh cột sống không gây ra đau cổ, lưng giữa hoặc đau thắt lưng và vì lý do này, bằng chứng đã không cho thấy EMG hoặc NCS hữu ích trong việc chẩn đoán nguyên nhân gây đau thắt lưng dọc trục, đau ngực hoặc đau cột sống cổ . [8] EMG bằng kim có thể hỗ trợ chẩn đoán chèn ép hoặc chấn thương dây thần kinh (chẳng hạn như hội chứng ống cổ tay ), chấn thương rễ thần kinh (chẳng hạn như đau thần kinh tọa) và các vấn đề khác của cơ hoặc dây thần kinh. Các tình trạng y tế ít phổ biến hơn bao gồm bệnh xơ cứng teo cơ bên , bệnh nhược cơ và chứng loạn dưỡng cơ .
Kỹ thuật
Chuẩn bị da và rủi ro
Bước đầu tiên trước khi đưa điện cực kim vào là chuẩn bị da. Điều này thường chỉ cần làm sạch da bằng miếng tẩm cồn.
Vị trí thực tế của điện cực kim có thể khó khăn và phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như lựa chọn cơ cụ thể và kích thước của cơ đó. Việc đặt kim EMG thích hợp là rất quan trọng để thể hiện chính xác cơ quan tâm, mặc dù EMG có hiệu quả hơn trên các cơ ở bề ngoài vì nó không thể bỏ qua điện thế hoạt động của các cơ ở bề ngoài và phát hiện ra các cơ sâu hơn. Ngoài ra, một cá nhân càng có nhiều chất béo trong cơ thể , thì tín hiệu EMG càng yếu. Khi đặt cảm biến EMG, vị trí lý tưởng là ở bụng cơ: đường giữa cơ dọc. Bụng của cơ cũng có thể được coi là điểm nằm giữa điểm vận động (giữa) của cơ và điểm chèn của gân.
Máy tạo nhịp tim và máy khử rung tim cấy ghép (ICD) được sử dụng ngày càng nhiều trong thực hành lâm sàng và không có bằng chứng nào chỉ ra rằng việc thực hiện các nghiên cứu điện chẩn định kỳ trên bệnh nhân với các thiết bị này gây ra nguy cơ an toàn. Tuy nhiên, có những lo ngại về mặt lý thuyết rằng các xung điện của các nghiên cứu dẫn truyền thần kinh (NCS) có thể bị thiết bị cảm nhận sai và dẫn đến ức chế hoặc kích hoạt đầu ra hoặc lập trình lại thiết bị không mong muốn. Nói chung, vị trí kích thích càng gần máy tạo nhịp tim và các đạo trình tạo nhịp thì cơ hội tạo ra điện áp có biên độ đủ lớn để ức chế máy tạo nhịp càng lớn. Bất chấp những lo ngại như vậy, không có tác dụng ngoại ý tức thời hoặc chậm trễ nào được báo cáo với NCS thường quy.
Không có chống chỉ định nào được biết đến khi thực hiện EMG hoặc NCS bằng kim trên bệnh nhân mang thai. Ngoài ra, không có biến chứng nào từ các thủ tục này đã được báo cáo trong y văn. Tương tự như vậy, thử nghiệm tiềm năng gợi mở đã không được báo cáo là gây ra bất kỳ vấn đề nào khi nó được thực hiện trong thai kỳ. [9]
Bệnh nhân bị phù bạch huyết hoặc bệnh nhân có nguy cơ bị phù bạch huyết thường xuyên được cảnh báo để tránh các thủ thuật qua da ở chi bị ảnh hưởng, cụ thể là chọc dò tĩnh mạch, để ngăn ngừa sự phát triển hoặc xấu đi của phù bạch huyết hoặc viêm mô tế bào. Mặc dù có nguy cơ tiềm ẩn, nhưng bằng chứng về các biến chứng như vậy sau khi chọc dò tĩnh mạch còn hạn chế. Không có báo cáo đã công bố nào về viêm mô tế bào, nhiễm trùng hoặc các biến chứng khác liên quan đến EMG được thực hiện trong bối cảnh phù bạch huyết hoặc phẫu thuật bóc tách hạch bạch huyết trước đó. Tuy nhiên, với nguy cơ viêm mô tế bào chưa rõ ở bệnh nhân phù bạch huyết, nên thận trọng khi thực hiện kiểm tra kim ở các vùng bạch huyết để tránh biến chứng. Ở những bệnh nhân bị phù nề toàn thân và da căng, việc chọc thủng da bằng điện cực kim có thể dẫn đến chảy dịch huyết thanh mãn tính. Môi trường vi khuẩn tiềm ẩn của chất lỏng huyết thanh như vậy và vi phạm tính toàn vẹn của da có thể làm tăng nguy cơ viêm mô tế bào. Trước khi tiến hành, bác sĩ nên cân nhắc những rủi ro tiềm ẩn của việc thực hiện nghiên cứu với nhu cầu thu được thông tin thu được. [9]
Điện cực ghi EMG bề mặt và tiêm bắp
Có hai loại EMG: EMG bề mặt và EMG tiêm bắp. EMG bề mặt đánh giá chức năng cơ bằng cách ghi lại hoạt động của cơ từ bề mặt phía trên cơ trên da. Các điện cực bề mặt chỉ có thể cung cấp một đánh giá hạn chế về hoạt động của cơ. EMG bề mặt có thể được ghi lại bằng một cặp điện cực hoặc bằng một dãy nhiều điện cực phức tạp hơn. Cần nhiều hơn một điện cực vì các bản ghi EMG hiển thị sự chênh lệch điện thế (hiệu điện thế) giữa hai điện cực riêng biệt. Hạn chế của phương pháp này là thực tế là các bản ghi điện cực bề mặt bị giới hạn ở các cơ bề mặt, bị ảnh hưởng bởi độ sâu của mô dưới da tại vị trí ghi, có thể thay đổi nhiều tùy thuộc vào cân nặng của bệnh nhân, và không thể phân biệt được một cách đáng tin cậy giữa sự phóng điện của các cơ lân cận.
EMG tiêm bắp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng nhiều loại điện cực ghi khác nhau. Cách tiếp cận đơn giản nhất là một điện cực kim đơn cực. Đây có thể là một sợi dây mảnh được đưa vào cơ với điện cực bề mặt làm tham chiếu; hoặc hai dây mảnh được chèn vào cơ được tham chiếu với nhau. Hầu hết các bản ghi âm dây mịn thường dùng để nghiên cứu hoặc nghiên cứu động học. Điện cực EMG đơn cực chẩn đoán thường được cách điện và đủ cứng để xuyên qua da, chỉ có đầu tiếp xúc bằng cách sử dụng điện cực bề mặt để tham khảo. Kim để tiêm độc tố botulinum hoặc phenol trị liệu thường là điện cực đơn cực sử dụng tham chiếu bề mặt, tuy nhiên, trong trường hợp này, trục kim loại của kim tiêm dưới da, được cách điện để chỉ có đầu tiếp xúc, được sử dụng để ghi tín hiệu và tiêm. . Thiết kế phức tạp hơn một chút là điện cực kim đồng tâm. Những chiếc kim này có một sợi dây mảnh, được nhúng trong một lớp cách điện lấp đầy thùng của một kim tiêm dưới da, có một trục tiếp xúc và trục này đóng vai trò là điện cực so sánh. Đầu tiếp xúc của dây mảnh đóng vai trò như điện cực hoạt động. Kết quả của cấu hình này, tín hiệu có xu hướng nhỏ hơn khi được ghi từ điện cực đồng tâm so với khi được ghi từ điện cực đơn cực và chúng có khả năng chống lại các hiện vật điện từ mô và các phép đo có xu hướng đáng tin cậy hơn. Tuy nhiên, bởi vì trục tiếp xúc trong suốt chiều dài của nó, hoạt động cơ bề ngoài có thể làm ô nhiễm việc ghi lại các cơ sâu hơn. Điện cực kim EMG sợi đơn được thiết kế để có các vùng ghi rất nhỏ và cho phép phân biệt phóng điện của các sợi cơ riêng lẻ.
Để thực hiện EMG tiêm bắp, thông thường, một điện cực kim đơn cực hoặc đồng tâm được đưa qua da vào mô cơ. Sau đó, kim được di chuyển đến nhiều điểm trong một cơ đang thả lỏng để đánh giá cả hoạt động chèn và hoạt động nghỉ trong cơ. Các cơ bình thường biểu hiện một đợt kích hoạt sợi cơ ngắn khi được kích thích bởi chuyển động của kim, nhưng điều này hiếm khi kéo dài hơn 100ms. Hai loại bệnh lý phổ biến nhất của hoạt động nghỉ ngơi trong cơ là điện thế rung và rung. Điện thế co giật là sự kích hoạt không tự nguyện của một đơn vị vận động trong cơ, đôi khi có thể nhìn thấy bằng mắt thường khi cơ co giật hoặc bằng các điện cực bề mặt. Tuy nhiên, rung động chỉ được phát hiện bằng kim EMG và thể hiện sự hoạt hóa riêng lẻ của từng sợi cơ, thường là kết quả của bệnh thần kinh hoặc cơ. Thông thường, các cơn rung được kích hoạt bởi chuyển động của kim (hoạt động chèn ép) và tồn tại trong vài giây hoặc hơn sau khi chuyển động chấm dứt.
Sau khi đánh giá hoạt động nghỉ ngơi và chèn ép, chuyên viên điện cơ đánh giá hoạt động của cơ trong quá trình co tự nguyện. Hình dạng, kích thước và tần số của các tín hiệu điện thu được sẽ được đánh giá. Sau đó, điện cực được rút lại một vài mm, và một lần nữa hoạt động được phân tích. Điều này được lặp lại, đôi khi cho đến khi dữ liệu về 10–20 đơn vị vận động được thu thập để đưa ra kết luận về chức năng của đơn vị vận động. Mỗi rãnh điện cực chỉ cho một bức tranh cục bộ về hoạt động của toàn bộ cơ. Bởi vì các cơ xương khác nhau về cấu trúc bên trong, điện cực phải được đặt ở nhiều vị trí khác nhau để có được một nghiên cứu chính xác.
Điện cơ sợi đơn đánh giá độ trễ giữa các cơn co thắt của các sợi cơ riêng lẻ trong một đơn vị vận động và là một xét nghiệm nhạy cảm đối với rối loạn chức năng của mối nối thần kinh cơ do thuốc, chất độc hoặc các bệnh như nhược cơ gây ra. Kỹ thuật này phức tạp và thường chỉ được thực hiện bởi những người được đào tạo nâng cao đặc biệt.
Surface EMG được sử dụng trong một số cài đặt; Ví dụ, trong phòng khám vật lý trị liệu, hoạt động của cơ được theo dõi bằng cách sử dụng EMG bề mặt và bệnh nhân có một kích thích thính giác hoặc thị giác để giúp họ biết khi nào họ đang kích hoạt cơ (phản hồi sinh học). Một đánh giá về tài liệu về EMG bề mặt được xuất bản vào năm 2008, kết luận rằng EMG bề mặt có thể hữu ích để phát hiện sự hiện diện của bệnh thần kinh cơ (xếp hạng mức C, dữ liệu loại III), nhưng không có đủ dữ liệu để hỗ trợ tiện ích của nó để phân biệt giữa bệnh thần kinh và bệnh cơ hoặc để chẩn đoán các bệnh thần kinh cơ cụ thể. EMGs có thể hữu ích cho nghiên cứu bổ sung về mệt mỏi liên quan đến hội chứng sau viêm tủy xương và chức năng cơ điện trong bệnh loạn dưỡng cơ (đánh giá mức độ C, dữ liệu loại III). [9] Gần đây, với sự phát triển của công nghệ trong thể thao, sEMG đã trở thành một lĩnh vực tập trung của các huấn luyện viên để giảm tỷ lệ chấn thương mô mềm và cải thiện thành tích của cầu thủ. Athos , một công ty khởi nghiệp ở Thung lũng Silicon, đã dẫn đầu với tư cách là công ty duy nhất có các phép đo của họ được xác nhận là chính xác và đáng tin cậy so với hệ thống sEMG cấp y tế.
Một số tiểu bang của Hoa Kỳ hạn chế việc thực hiện EMG bằng kim bởi những người không phải chuyên khoa học. New Jersey tuyên bố rằng nó không thể được giao cho trợ lý của bác sĩ. [10] [11] Michigan đã thông qua luật nói rằng EMG bằng kim là phương pháp thực hành y học. [12] Đào tạo đặc biệt về chẩn đoán bệnh y tế với EMG chỉ được yêu cầu trong các chương trình nội trú và nghiên cứu sinh về thần kinh học, sinh lý thần kinh lâm sàng, y học thần kinh cơ, y học vật lý và phục hồi chức năng. Có một số bác sĩ chuyên khoa phụ về tai mũi họng đã được đào tạo chọn lọc trong việc thực hiện EMG của các cơ thanh quản và các bác sĩ phụ về tiết niệu, sản và phụ khoa đã được đào tạo chọn lọc trong việc thực hiện EMG của các cơ kiểm soát chức năng ruột và bàng quang.
Thu hẹp tự nguyện tối đa
Một chức năng cơ bản của EMG là xem cơ có thể được kích hoạt tốt như thế nào. Cách phổ biến nhất có thể được xác định là thực hiện co thắt tự nguyện tối đa (MVC) của cơ đang được kiểm tra. [13]
Lực cơ, được đo bằng cơ học, thường tương quan cao với các phép đo kích hoạt EMG của cơ. Thông thường nhất, điều này được đánh giá bằng các điện cực bề mặt, nhưng cần lưu ý rằng các điện cực này thường chỉ ghi lại từ các sợi cơ ở gần bề mặt.
Một số phương pháp phân tích để xác định kích hoạt cơ thường được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng. Việc sử dụng kích hoạt EMG trung bình hoặc giá trị đỉnh co lại là một chủ đề được tranh luận. Hầu hết các nghiên cứu thường sử dụng sự co thắt tự nguyện tối đa như một phương tiện phân tích lực đỉnh và lực tạo ra bởi các cơ đích. Theo bài báo, các biện pháp EMG hiệu chỉnh cao nhất và trung bình: Phương pháp giảm dữ liệu nào nên được sử dụng để đánh giá các bài tập huấn luyện cốt lõi ?, [14] kết luận rằng “dữ liệu EMG hiệu chỉnh trung bình (ARV) ít thay đổi hơn đáng kể khi đo hoạt động cơ của cơ lõi so với biến EMG đỉnh. ” Do đó, các nhà nghiên cứu này sẽ đề xuất rằng “Dữ liệu EMG của ARV nên được ghi lại cùng với thước đo EMG cao nhất khi đánh giá các bài tập chính”. Cung cấp cho người đọc cả hai bộ dữ liệu sẽ giúp nâng cao giá trị của nghiên cứu và có khả năng xóa bỏ những mâu thuẫn trong nghiên cứu. [15] [16]
Các phép đo khác
EMG cũng có thể được sử dụng để chỉ ra mức độ mệt mỏi của cơ. Những thay đổi sau đây trong tín hiệu EMG có thể biểu hiện sự mệt mỏi của cơ : tăng giá trị tuyệt đối trung bình của tín hiệu, tăng biên độ và thời gian của điện thế hoạt động của cơ và chuyển tổng thể sang tần số thấp hơn. Theo dõi sự thay đổi của các thay đổi tần số khác nhau là cách sử dụng EMG phổ biến nhất để xác định mức độ mệt mỏi. Vận tốc dẫn truyền thấp hơn cho phép các tế bào thần kinh vận động chậm hơn vẫn hoạt động. [17]
Một đơn vị vận động được định nghĩa là một tế bào thần kinh vận động và tất cả các sợi cơ mà nó tạo thành. Khi một đơn vị vận động hoạt động, xung động (được gọi là điện thế hoạt động ) được truyền xuống tế bào thần kinh vận động đến cơ. Khu vực mà dây thần kinh tiếp xúc với cơ được gọi là điểm nối thần kinh cơ , hoặc tấm cuối vận động . Sau khi điện thế hoạt động được truyền qua điểm nối thần kinh cơ, một điện thế hoạt động được tạo ra trong tất cả các sợi cơ bên trong của đơn vị vận động cụ thể đó. Tổng của tất cả hoạt động điện này được gọi là điện thế hoạt động của đơn vị vận động (MUAP). Hoạt động điện sinh lý này từ nhiều đơn vị vận động là tín hiệu thường được đánh giá trong EMG. Thành phần của đơn vị vận động, số lượng sợi cơ trên một đơn vị vận động, kiểu trao đổi chất của sợi cơ và nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hình dạng của điện thế đơn vị vận động trên biểu đồ.
Thử nghiệm dẫn truyền thần kinh cũng thường được thực hiện cùng lúc với EMG để chẩn đoán các bệnh thần kinh.
Một số bệnh nhân có thể cảm thấy thủ thuật hơi đau, trong khi những người khác chỉ cảm thấy khó chịu một chút khi kim được đâm vào. Cơ hoặc các cơ được kiểm tra có thể hơi đau trong một hoặc hai ngày sau khi làm thủ thuật.
Phân hủy tín hiệu EMG
Tín hiệu EMG về cơ bản được tạo thành từ các điện thế hoạt động của đơn vị vận động chồng lên nhau (MUAP) từ một số đơn vị vận động. Để phân tích kỹ lưỡng, các tín hiệu EMG đo được có thể được phân tách thành các MUAP cấu thành của chúng. MUAP từ các đơn vị động cơ khác nhau có xu hướng có hình dạng đặc trưng khác nhau, trong khi MUAP được ghi bởi cùng một điện cực từ cùng một đơn vị động cơ thường giống nhau. Đáng chú ý là kích thước và hình dạng MUAP phụ thuộc vào vị trí đặt điện cực đối với các sợi và do đó có thể trông khác nhau nếu điện cực di chuyển vị trí. Việc phân hủy EMG không hề nhỏ, mặc dù nhiều phương pháp đã được đề xuất.
Xử lý tín hiệu EMG
Chỉnh lưu là bản dịch của tín hiệu EMG thô thành tín hiệu có một cực duy nhất , thường là tích cực. Mục đích của việc chỉnh lưu tín hiệu là để đảm bảo tín hiệu không trung bình về không, do tín hiệu EMG thô có các thành phần âm và dương. Hai loại chỉnh lưu được sử dụng: chỉnh lưu toàn sóng và chỉnh lưu nửa sóng. [18] Chỉnh lưu toàn sóng thêm tín hiệu EMG bên dưới đường cơ sở vào tín hiệu phía trên đường cơ sở để tạo thành một tín hiệu có điều kiện là tất cả đều tích cực. Nếu đường cơ sở bằng 0, điều này tương đương với việc lấy giá trị tuyệt đối của tín hiệu. [19] [20] Đây là phương pháp chỉnh lưu được ưa thích vì nó bảo toàn toàn bộ năng lượng tín hiệu để phân tích. Chỉnh lưu nửa sóng loại bỏ phần tín hiệu EMG nằm dưới đường cơ sở. Khi làm như vậy, giá trị trung bình của dữ liệu không còn bằng 0 do đó nó có thể được sử dụng trong các phân tích thống kê.
Hạn chế
EMG kim được sử dụng trong các cơ sở lâm sàng có các ứng dụng thực tế như giúp phát hiện bệnh. Kim EMG có những hạn chế, tuy nhiên, nó liên quan đến việc kích hoạt cơ tự nguyện, và do đó ít thông tin hơn ở những bệnh nhân không muốn hoặc không thể hợp tác, trẻ em và trẻ sơ sinh, và ở những người bị liệt. EMG bề mặt có thể có các ứng dụng hạn chế do các vấn đề cố hữu liên quan đến EMG bề mặt. Mô mỡ (chất béo) có thể ảnh hưởng đến bản ghi EMG. Các nghiên cứu cho thấy rằng khi mô mỡ tăng lên thì cơ hoạt động ngay bên dưới bề mặt sẽ giảm đi. Khi mô mỡ tăng lên, biên độ của tín hiệu EMG bề mặt ngay trên trung tâm của cơ hoạt động giảm. Các bản ghi tín hiệu EMG thường chính xác hơn với những người có lượng mỡ cơ thể thấp hơn và làn da phù hợp hơn, chẳng hạn như những người trẻ tuổi khi so sánh với người già. Nói chuyện chéo cơ xảy ra khi tín hiệu EMG từ một cơ cản trở tín hiệu của cơ được kiểm tra có độ tin cậy hạn chế khác. EMG bề mặt bị hạn chế do thiếu độ tin cậy của cơ sâu. Các cơ sâu đòi hỏi các dây dẫn tiêm bắp có thể xâm nhập và gây đau đớn để đạt được tín hiệu EMG. Surface EMG chỉ có thể đo các cơ bề mặt và thậm chí sau đó khó có thể thu hẹp tín hiệu đến một cơ duy nhất. [21]
Đặc điểm điện từ
Nguồn điện là điện thế màng cơ khoảng –90 mV. [22] Điện thế EMG đo được nằm trong khoảng từ dưới 50 μV đến 30 mV, tùy thuộc vào cơ được quan sát.
Tốc độ lặp lại điển hình của việc bắn đơn vị vận động cơ vào khoảng 7–20 Hz, tùy thuộc vào kích thước của cơ (cơ mắt so với cơ ngồi (cơ mông)), tổn thương trục trước đó và các yếu tố khác. Thiệt hại cho các đơn vị động cơ có thể nằm trong khoảng từ 450 đến 780 mV. [23]
Kết quả thủ tục
Kết quả bình thường
Mô cơ ở trạng thái nghỉ bình thường không hoạt động về mặt điện. Sau khi hoạt động điện gây ra bởi sự kích thích khi đâm kim giảm xuống, máy đo điện cơ sẽ không phát hiện thấy hoạt động tự phát bất thường nào (ví dụ, một cơ ở trạng thái nghỉ phải im lặng về điện, ngoại trừ vùng tiếp giáp thần kinh cơ , trong trường hợp bình thường , hoạt động rất tự phát). Khi cơ được co lại một cách tự nguyện, các điện thế hoạt động bắt đầu xuất hiện. Khi sức co cơ được tăng lên, ngày càng nhiều sợi cơ tạo ra điện thế hoạt động. Khi cơ được co lại hoàn toàn, sẽ xuất hiện một nhóm các điện thế hoạt động có tỷ lệ và biên độ khác nhau (một kiểu tuyển dụng và giao thoa hoàn chỉnh).
Kết quả bất thường
Các phát hiện EMG thay đổi theo loại rối loạn, thời gian của vấn đề, tuổi của bệnh nhân, mức độ mà bệnh nhân có thể hợp tác, loại điện cực kim được sử dụng để nghiên cứu bệnh nhân và sai số lấy mẫu về số lượng. của các khu vực được nghiên cứu trong một cơ riêng lẻ và số lượng cơ được nghiên cứu tổng thể. Việc diễn giải các phát hiện EMG thường được thực hiện tốt nhất bởi một cá nhân được thông báo về bệnh sử và khám sức khỏe tập trung của bệnh nhân, đồng thời kết hợp với kết quả của các nghiên cứu chẩn đoán có liên quan khác được thực hiện bao gồm quan trọng nhất là nghiên cứu dẫn truyền thần kinh, nhưng nếu thích hợp, các nghiên cứu hình ảnh chẳng hạn như MRI và siêu âm, sinh thiết cơ và thần kinh, enzym cơ và nghiên cứu huyết thanh học.
Các kết quả bất thường có thể do các tình trạng y tế sau đây gây ra (xin lưu ý rằng đây không phải là danh sách đầy đủ các tình trạng có thể dẫn đến các nghiên cứu EMG bất thường):
Rối loạn cơ:
Rối loạn mối nối thần kinh cơ:
| Rối loạn thần kinh:
| Rối loạn đám rối:
Rối loạn rễ:
Bệnh thần kinh vận động
|
Lịch sử
Các thí nghiệm được lập thành văn bản đầu tiên liên quan đến EMG bắt đầu với các công trình của Francesco Redi vào năm 1666. Redi đã phát hiện ra một cơ chuyên biệt cao của cá tia điện ( Electric Eel ) tạo ra điện. Đến năm 1773, Walsh đã chứng minh được rằng mô cơ của cá chình có thể tạo ra tia điện. Năm 1792, một ấn phẩm mang tên De Viribus Electricitatis trên Motu Musculari Commentarius xuất hiện, được viết bởi Luigi Galvani , trong đó tác giả chứng minh rằng điện có thể kích hoạt sự co cơ. Sáu thập kỷ sau, vào năm 1849, Emil du Bois-Reymond phát hiện ra rằng nó cũng có thể ghi lại hoạt động điện trong quá trình co cơ tự nguyện. [24] Bản ghi thực tế đầu tiên về hoạt động này được thực hiện bởi Marey vào năm 1890, người cũng đưa ra thuật ngữ điện cơ. [25] Năm 1922, Gasser và Erlanger sử dụng máy hiện sóng để hiển thị các tín hiệu điện từ các cơ. Do bản chất ngẫu nhiên của tín hiệu cơ điện, chỉ có thể thu được thông tin thô từ việc quan sát nó. Khả năng phát hiện tín hiệu điện cơ được cải thiện đều đặn từ những năm 1930 đến những năm 1950, và các nhà nghiên cứu bắt đầu sử dụng các điện cực cải tiến rộng rãi hơn cho việc nghiên cứu các cơ. AANEM được thành lập vào năm 1953 với tư cách là một trong một số hiệp hội y tế hiện đang hoạt động với mối quan tâm đặc biệt trong việc thúc đẩy khoa học và ứng dụng lâm sàng của kỹ thuật này. Sử dụng lâm sàng EMG bề mặt (sEMG) để điều trị các rối loạn cụ thể hơn bắt đầu vào những năm 1960. Hardyck và các nhà nghiên cứu của ông là những người đầu tiên (năm 1966) sử dụng sEMG. Vào đầu những năm 1980, Cram và Steger đã giới thiệu một phương pháp lâm sàng để quét nhiều loại cơ bằng cách sử dụng thiết bị cảm biến EMG. [26]

Nghiên cứu bắt đầu tại Phòng khám Mayo ở Rochester, Minnesota dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Edward H. Lambert, Tiến sĩ, Tiến sĩ (1915–2003) vào đầu những năm 1950. Tiến sĩ Lambert, "Được gọi là" Cha đẻ của EMG ... " [27] với sự hỗ trợ của Kỹ thuật viên Nghiên cứu của mình, Ervin L Schmidt, một kỹ sư điện tự học, đã phát triển một chiếc máy có thể di chuyển từ Phòng thí nghiệm EMG, và đã tương đối dễ sử dụng. Vì máy hiện sóng không có tính năng "lưu trữ" hoặc "in" vào thời điểm đó, một máy ảnh Polaroid được gắn vào mặt trước trên một bản lề. Nó được đồng bộ hóa để chụp ảnh quét. Các nghiên cứu sinh đang theo học tại Mayo đã sớm biết rằng điều này là vì Mayo không quan tâm đến việc tiếp thị các phát minh của họ, ông Schmidt đã tiếp tục phát triển chúng trong tầng hầm của mình trong nhiều thập kỷ, bán chúng dưới tên ErMel Inc.
Mãi cho đến giữa những năm 1980, kỹ thuật tích hợp trong điện cực đã đủ tiên tiến để cho phép sản xuất hàng loạt các thiết bị đo đạc và bộ khuếch đại nhỏ và nhẹ cần thiết. Hiện tại, một số bộ khuếch đại phù hợp đã được bán trên thị trường. Vào đầu những năm 1980, các loại cáp tạo ra tín hiệu trong phạm vi microvolt mong muốn đã có sẵn. Nghiên cứu gần đây đã giúp hiểu rõ hơn về các đặc tính của ghi EMG bề mặt. Điện cơ bề mặt ngày càng được sử dụng rộng rãi để ghi lại từ các cơ bề mặt trong các phác đồ lâm sàng hoặc động học , trong đó điện cực tiêm bắp được sử dụng để khảo sát các cơ sâu hoặc hoạt động cơ tại chỗ.
Có rất nhiều ứng dụng để sử dụng EMG. EMG được sử dụng trong lâm sàng để chẩn đoán các vấn đề thần kinh và thần kinh cơ. Nó được sử dụng để chẩn đoán bởi các phòng thí nghiệm về dáng đi và bởi các bác sĩ lâm sàng được đào tạo về sử dụng phản hồi sinh học hoặc đánh giá công thái học. EMG cũng được sử dụng trong nhiều loại phòng thí nghiệm nghiên cứu, bao gồm cả những phòng thí nghiệm liên quan đến cơ sinh học , kiểm soát vận động, sinh lý thần kinh cơ, rối loạn vận động, kiểm soát tư thế và vật lý trị liệu .
Nghiên cứu
EMG có thể được sử dụng để cảm nhận hoạt động cơ đẳng áp mà không có chuyển động nào được tạo ra. Điều này cho phép xác định một lớp các cử chỉ bất động tinh tế để điều khiển các giao diện mà không bị chú ý và không làm gián đoạn môi trường xung quanh. Những tín hiệu này có thể được sử dụng để điều khiển chân giả hoặc làm tín hiệu điều khiển cho một thiết bị điện tử như điện thoại di động hoặc PDA [ cần dẫn nguồn ] .
Tín hiệu EMG đã được nhắm mục tiêu làm điều khiển cho các hệ thống bay. Nhóm Giác quan của Con người tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA tại Moffett Field , CA tìm cách cải tiến giao diện người-máy bằng cách kết nối trực tiếp một người với máy tính. Trong dự án này, tín hiệu EMG được sử dụng để thay thế cho bàn phím và cần điều khiển cơ học. EMG cũng đã được sử dụng trong nghiên cứu hướng tới một "buồng lái có thể đeo được", sử dụng các cử chỉ dựa trên EMG để điều khiển các công tắc và gậy điều khiển cần thiết cho chuyến bay kết hợp với màn hình dựa trên gờ.
Nhận dạng giọng nói không có âm thanh hoặc im lặng nhận dạng giọng nói bằng cách quan sát hoạt động EMG của các cơ liên quan đến lời nói. Nó được nhắm mục tiêu để sử dụng trong môi trường ồn ào và có thể hữu ích cho những người không có dây thanh âm , mất ngôn ngữ , mắc chứng khó nói , v.v. [28]
EMG cũng đã được sử dụng như một tín hiệu điều khiển cho máy tính và các thiết bị khác. Một thiết bị giao diện dựa trên EMG Switch có thể được sử dụng để điều khiển các đối tượng chuyển động, chẳng hạn như rô bốt di động hoặc xe lăn điện . [29] Điều này có thể hữu ích đối với những người không thể vận hành xe lăn điều khiển bằng cần điều khiển. Bản ghi EMG bề mặt cũng có thể là tín hiệu điều khiển phù hợp cho một số trò chơi video tương tác. [30]
Năm 1999, một chương trình EMG có tên là Echidna đã được sử dụng để cho phép một người đàn ông mắc hội chứng khóa trong gửi tin nhắn đến máy tính. Chương trình đó, hiện được gọi là NeuroSwitch, được phát triển bởi Control Bionics cho phép những người khuyết tật nặng giao tiếp bằng văn bản, email, SMS, giọng nói do máy tính tạo ra cũng như điều khiển các trò chơi và chương trình trên máy tính, và - thông qua internet - robot điện thoại của Anybots.
Một dự án hợp tác có sự tham gia của Microsoft , Đại học Washington ở Seattle và Đại học Toronto ở Canada đã khám phá việc sử dụng các tín hiệu cơ từ cử chỉ tay như một thiết bị giao diện. [31] Một bằng sáng chế dựa trên nghiên cứu này đã được gửi vào ngày 26, 2008. [32]
Vào tháng 9 năm 2019, Facebook đã mua một công ty khởi nghiệp có tên là CTRL-labs đang hoạt động trên EMG [33]
Xem thêm
- Chronaxie
- Hợp chất cơ hoạt động tiềm năng
- Tiểu sử trở kháng điện
- Kích thích cơ điện
- Thuốc chẩn đoán điện
- Điện cơ thần kinh
- Magnetomyography
- Nghiên cứu dẫn truyền thần kinh
- Siêu âm thần kinh cơ
- Phonomyography
Người giới thiệu
- ^ Kamen, Gary. Điện cơ học Kinesiology. Trong Robertson, DGE và cộng sự. Phương pháp nghiên cứu trong cơ sinh học. Champaign, IL: Human Kinetics Publ., 2004.
- ^ Điện cơ tại Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ về Đề mục Chủ đề Y khoa (MeSH)
- ^ Kobylarz, Jhonatan; Bird, Jordan J.; Faria, Diego R.; Ribeiro, Eduardo Parente; Ekárt, Anikó (2020-03-07). "Thích, không thích: tương tác không lời giữa người và rô-bốt thông qua phân loại EMG thời gian thực thông qua học chuyển đổi quy nạp và có giám sát" . Tạp chí Trí tuệ Môi trường và Máy tính Nhân bản . Springer Science and Business Media LLC. 11 (12): 6021–6031. doi : 10.1007 / s12652-020-01852-z . ISSN 1868-5137 .
- ^ Harvey AM, Masland RL: Hoạt động của các chế phẩm làm mất chất độc ở người. Tạp chí Dược học và Điều trị Thực nghiệm, Vol. 73, Số 3, 304-311, 1941
- ^ Botelho, Stella Y. (1955). "So sánh hoạt động điện và cơ học được ghi nhận đồng thời ở bệnh nhân nhược cơ và ở người bình thường được giám định một phần". Tạp chí Y học Hoa Kỳ . 19 (5): 693–6. doi : 10.1016 / S0002-9343 (55) 80010-1 . PMID 13268466 .
- ^ Christie, TH; Churchill-Davidson, HC (1958). "Máy kích thích thần kinh của Bệnh viện St. Thomas trong chẩn đoán chứng ngưng thở kéo dài". Cây thương . 1 (7024): 776. doi : 10.1016 / S0140-6736 (58) 91583-6 . PMID 13526270 .
- ^ Engbaek, J .; Ostergaard, D.; Viby-Mogensen, J. (1989). "Kích thích bùng nổ kép (DBS): Một kiểu kích thích thần kinh mới để xác định khối thần kinh cơ còn sót lại". Tạp chí Gây mê hồi sức của Anh . 62 (3): 274–8. doi : 10.1093 / bja / 62.3.274 . PMID 2522790 . S2CID 32733775 .
- ^ a b Hiệp hội Cột sống Bắc Mỹ (tháng 2 năm 2013), "Năm điều bác sĩ và bệnh nhân nên hỏi" , Lựa chọn khôn ngoan : một sáng kiến của Quỹ ABIM , Hiệp hội cột sống Bắc Mỹ , truy cập ngày 25 tháng 3 năm 2013, trích dẫn
- Sandoval, AE (tháng 11 năm 2010). "Điện chẩn trị đau thắt lưng". Y học Thể chất và Phục hồi chức năng Clincs của Bắc Mỹ . 21 (4): 767–76. doi : 10.1016 / j.pmr.2010.06.007 . PMID 20977959 .
- Hội cột sống Bắc Mỹ (2011). “Chẩn đoán và điều trị thoái hóa đốt sống thắt lưng” . Burr Ridge, Illinois : Cơ quan Nghiên cứu và Chất lượng Chăm sóc Sức khỏe : 104. Bản gốc lưu trữ vào ngày 23 tháng 3 năm 2014 . Truy cập ngày 25 tháng 3 năm 2014 . Trích dẫn tạp chí yêu cầu
|journal=
( trợ giúp )
- ^ a b c "Không tìm thấy - Hiệp hội Y học thần kinh cơ & chẩn đoán điện của Hoa Kỳ" . www.aanem.org .
- ^ Arthur C. Rothman, MD, v. Selective Insurance Company of America, Tối cao Pháp viện New Jersey, ngày 19 tháng 1
- ^ Tòa phúc thẩm Texas, Quận Ba, tại Austin, Nguyên nhân số 03-10-673-CV. Ngày 5 tháng 4 năm 2012
- ^ Phần 333.17018 Luật tổng hợp Michigan http://legislature.mi.gov/doc.aspx?mcl-333-17018
- ^ Behm, DG, Whittle, J., Button, D., & Power, K. (2002). Sự khác biệt giữa các điểm trong kích hoạt. Cơ và thần kinh. 25 (2); 236-243.
- ^ Hibbs, AE, Thompson, KG, French, DN, Hodgson, D., Spears, IR Peak và các biện pháp EMG hiệu chỉnh trung bình: Phương pháp giảm dữ liệu nào nên được sử dụng để đánh giá các bài tập huấn luyện cốt lõi? Tạp chí Điện cơ và Kinesiology. 21 (1), 102 - 111. 2011.
- ^ Buchanan, TS, Lloyd, DG, Manal, K., & Besier, TF (2004). Mô hình thần kinh cơ xương: ước tính lực cơ, mô men khớp và chuyển động từ các phép đo chỉ huy thần kinh. Tạp chí Cơ sinh học Ứng dụng, 20 (4), 367.
- ^ Halperin, I., Aboodarda, SJ, Button, DC, Andersen, LL, & Behm, DG (2014). ROLLER MASSAGER NÂNG CAO QUY CÁCH CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI NẤM LINH HOẠT CỦA THỰC VẬT MÀ KHÔNG CÓ NGHỊ ĐỊNH PHỤ THUỘC TRONG CÁC THÔNG SỐ LỰC. Tạp chí Quốc tế về Vật lý trị liệu Thể thao, 9 (1), 92.
- ^ Cifrek, M., Medved, V., Tonković, S., & Ostojić, S. (2009). Đánh giá mỏi cơ dựa trên EMG bề mặt trong cơ sinh học. Cơ sinh học lâm sàng, 24 (4), 327-340.
- ^ Raez, MBI; Hussain, MS; Mohd-Yasin, F. (ngày 23 tháng 3 năm 2006). "Kỹ thuật phân tích tín hiệu EMG: phát hiện, xử lý, phân loại và ứng dụng" . Biol. Thủ tục. Trực tuyến . 8 (8): 11–35. doi : 10.1251 / bpo115 . PMC 1455479 . PMID 16799694 .
- ^ Weir, JP; Wagner, LL; Housh, TJ (1992). "Độ tuyến tính và độ tin cậy của mối quan hệ IEMG v. Mô-men xoắn đối với cơ gấp cẳng tay và cơ duỗi chân". Tạp chí Y học Vật lý & Phục hồi chức năng Hoa Kỳ . 71 (5): 283–287. doi : 10.1097 / 00002060-199210000-00006 . PMID 1388975 . S2CID 25136951 .
- ^ Vrendenbregt, J; Rau, G; Housh (1973). "Sắc ký cơ bề mặt liên quan đến lực, chiều dài cơ và sức bền". Những phát triển mới trong điện cơ và sinh lý thần kinh lâm sàng : 607–622.
- ^ Kuiken, TA; Lowery, Stoykob (tháng 4 năm 2003). "Ảnh hưởng của chất béo dưới da lên biên độ tín hiệu cơ điện và đàm thoại chéo" . Bộ phận giả và chỉnh hình quốc tế . 27 (1): 48–54. doi : 10.3109 / 03093640309167976 . PMID 12812327 .
- ^ Nigg BM, & Herzog W., 1999. Cơ sinh học của hệ cơ-xương. Wiley. Trang: 349.
- ^ Patterson, John R. "Fitwise" . Castillo . Brian T . Truy cập ngày 24 tháng 6 năm 2009 .
- ^ Finkelstein, Gabriel (2013). Emil du Bois-Reymond . Cambridge, Massachusetts; London, Anh: Báo chí MIT. trang 97–114. ISBN 9780262019507.
- ^ Reaz, MBI; Hussain, MS; Mohd-Yasin, F. (2006). “Kỹ thuật phân tích tín hiệu EMG: phát hiện, xử lý, phân loại và ứng dụng (Correction)” . Thủ tục sinh học trực tuyến . 8 : 163. doi : 10.1251 / bpo124 . ISSN 1480-9222 . PMC 1622762 . PMID 19565309 .
- ^ Cram, JR .; Steger, JC. (Tháng 6 năm 1983). "Quét EMG trong chẩn đoán đau mãn tính". Phản hồi sinh học tự điều chỉnh . 8 (2): 229–41. doi : 10.1007 / BF00998853 . PMID 6227339 . S2CID 34613989 .
- ^ "Edward H. Lambert | AANEM Foundation" .
- ^ Kapur, Arnav; Sarawgi, Utkarsh; Wadkins, Eric; Wu, Matthew; Hollenstein, Nora; Maes, Pattie (2020-04-30). "Nhận dạng giọng nói im lặng không xâm lấn trong bệnh đa xơ cứng kèm chứng khó thở" . Hội thảo Máy học cho Sức khỏe . PMLR: 25–38.
- ^ Andreasen, DS .; Gabbert DG ,: Điều hướng chuyển đổi EMG của Xe lăn điện, RESNA 2006. [1]
- ^ Park, DG .; Kim, HC. Muscleman: Thiết bị đầu vào không dây cho một trò chơi hành động chiến đấu dựa trên tín hiệu EMG và gia tốc của cẳng tay người. [2]
- ^ Hsu, Jeremy (2009-10-29). "Tương lai của đầu vào trò chơi điện tử: Cảm biến cơ" . Khoa học trực tiếp . Lấy 2010/01/16 .
- ^ "Nhận biết cử chỉ từ tín hiệu EMG ở cẳng tay" . Văn phòng Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ . 2008-06-26. Bản gốc lưu trữ ngày 1 tháng 12 năm 2017 . Lấy 2010/01/16 .
- ^ Statt, Nick (2019-09-23). "Facebook mua lại công ty khởi động giao diện thần kinh CTRL-Labs cho thiết bị đeo tay đọc suy nghĩ của mình" . The Verge . Truy cập ngày 27 tháng 9 năm 2019 .
đọc thêm
- Piper, H.: Elektrophysiologie menschlicher Muskeln . Berlin, J. Springer, 1912.
liện kết ngoại
- Mục nhập MedlinePlus trên EMG mô tả EMG
- Hiệp hội Y học Cơ thần kinh & Điện chẩn Hoa Kỳ
- Trang EmedicineHealth trên EMG
- Rủi ro trong thuốc chẩn đoán điện