Электромиограмма.
Что это такое?

Электромиограмма (ЭМГ) – (мио – мышца, графо - пишу) это запись электрических сигналов мышцы или группы мышц. Регистрация электрических сигналов производится при помощи специальных сенсоров, располагаемых на поверхности кожи или вводимых внутримышечно (игольчатые электроды).

Мышцы, находящиеся в покое, электрической активности не проявляют, но при выполнении какой-либо работы активность их проявляется в виде изменения электрического потенциала (как у самой мышцы, так и на поверхности кожи), и величину этого потенциала можно записывать.

Элементарной единицей мышцы является мышечное волокно, или мышечная клетка. При активации мышцы мышечные волокна активируются группами, так как каждый мотонейрон образует связь сразу с несколькими мышечными волокнами. Такое объединение мотонейрона и группы мышечных клеток носит название двигательной единицы (ДЕ) [1].

Двигательные единицы работают по принципу «все или ничего», либо они активируются и производят строго дозированное усилие, либо ДЕ остается неактивной. Регулировка усилия, производимого ДЕ, происходит за счет регулировки частоты их сокращения, которая в среднем составляет 8-15 импульсов в секунду (имп/с) с колебанием от 5 до нескольких десятков имп/с.

Формирование электрического сигнала в процессе работы мышцы происходит следующим образом: после прихода нервного импульса к ДЕ происходит деполяризация (в течение 0,5 мс) мембраны мышечного волокна. Деполяризация мембраны обусловлена движением внутрь ионов Na+. Процесс деполяризации распространяется в обе стороны мышечной клетки со скоростью 2-6 м/c. Расположенные в этом поле электроды регистрируют напряжение (электрический потенциал) мышечных волокон. Если электроды расположить вдоль мышечных волокон, то электрический сигнал волокон по форме будет биполярным и знак первой волны будет зависеть от расположения электрода по отношению к волокнам.

Изображение миограммы от группы ДЕ представлено на рисунке 2.

В зависимости от ситуации, ЭМГ сигнал мышцы может сильно варьироваться по амплитуде и частоте. Рассмотрим наиболее простые ситуации (взято из [2]):

1. Состояние полного покоя мышцы. В этом случае амплитуда ЭМГ составляет 4 - 8 мкВ и отображает активность концевых пластинок мышц (место крепления мотонейрона к мышечному волокну).

2. Поддержание позы (лежание, сидение, стояние). В этом случае амплитуда составляет 20-110 мкВ.

3. При статическом усилии. В этом случае амплитуда составляет 15 - 140 мкВ, а частота 30 – 85 Гц. При нагрузке на пределе возможного амплитуда может достигнуть 1,5 мВ и частоты в 160 Гц.

Электроды для поверхностной миографии бывают следующих типов:

• Стандартные одноразовые электроды на гелевой основе

Данный тип электродов удобен тем, что он надежно приклеивается и обеспечивает хороший контакт с поверхностью кожи. Минус данных электродов в том, что они одноразовые и занимают большой участок поверхности кожи. Их сложно использовать в бытовых устройствах.

• Электроды, требующие использование физгеля.

Представляют собой металлические пластины/присоски с покрытием Ag/AgCl которые, перед установкой на тело, смазываются специальным гелем, для обеспечения хорошей проводимости.

По качеству контакта с кожей не уступают гелевым электродам, но при этом создают большой дискомфорт для пользователя из-за большого размера, необходимости использовать гель, а также остающихся после использования следов.

• "Сухие" электроды

Сухие электроды производятся из гипоаллергенных материалов и требуют только сухого контакта с кожей. Данный тип электродов может уступать по качеству контакта с кожей, но это легко нивелируется измерительной схемой. Данный тип электродов очень удобен при создании повседневных устройств.