Electromiografia

Natalino Andrade Nº 18709

Rui Rosa Nº20064

TRABALHO REALIZADO POR:

Sumário

Introdução.Resumo das etapas de obtenção do sinal EMG.Aquisição do sinal.Condicionamento/Tratamento do sinal.Conversão Analógico/Digital.Análise do Sinal de EMG.Utilidade do sinal de EMG.

Introdução• A electromiografia (EMG) permite o registo e análise da

actividade eléctrica dos músculos e nervos em contracção

ou em repouso, através dos potenciais de acção resultantes

da despolarização da membrana da fibra nervosa.

• Permite avaliar a transmissão neuromuscular, o estado

fisiológico de nervos, um músculo ou grupo de músculos,

de modo a aferir da existência de patologia neuromuscular.

Etapas na obtenção do sinal

1. Aquisição do Sinal.

- Uso de eléctrodos para obter o sinal eléctrico de EMG.

2. Condicionamento/tratamento do sinal.

- Amplificação e filtragem do sinal pelo electromiógrafo.

3. Conversão analógica/digital.

- Digitalização para visualização e armazenamento.

4. Processamento e Saída do Sinal.

- Utilização de softwares apropriados (Matlab, octave).

Aquisição do sinal EMG

EMG de agulha:Introdução de eléctrodos de

agulha no músculoCaptação de contracções

musculares de baixa amplitude, de células isoladas em repouso ou actividade.

EMG de superfície:Registo de forma mais generalizada

da actividade de um maior número de fibras musculares.

Detecção de sinais de músculos superficiais, não sendo utilizados para músculos internos.

 

 

Gama de frequências: 20Hz – 500 Hz

Amplitudes: 100 µV – 90 mV

Circuito electromiógrafo (EMG):2 estágios de amplificação2 etapas de filtragem Circuito referênciaCircuito terra virtual

Condicionamento/Tratamento do sinal

Condicionamento/Tratamento do sinal:

Primeiro estágio de amplificação com amplificador de instrumentação para melhorar a “performance” dos filtros e conferir um ganho (+/-10) ao sinal.

Segundo estágio de amplificação com amplificador operacional responsável pelo ganho final do sinal.

O circuito da perna direita é adoptado para fins de isolamento eléctrico, colocando o paciente no mesmo potencial do amplificador.

O circuito terra virtual possibilita alimentação simples através da fonte de 3,3 V.

Filtro Passa-Baixo:

Para atenuar interferências electromagnéticas impostas pela rede eléctrica, ruído e outros componentes de frequência não desejado.

Tendo em conta que a gama de frequência de interesse está compreendida entre 20 Hz – 500 Hz, a frequência de corte do filtro passa-baixo deverá ser ajustada em 488Hz, de modo a que todas as frequências superiores sejam atenuadas a zero.

Filtro Passa-Alto:

Para evitar a saturação do sistema de amplificação, pois este possui uma faixa de frequências de trabalho (2Hz-20Hz).

A frequência de corte do filtro Passa-Alto deve ser ajustada para 20Hz de modo a atenuar artefactos de movimento.

Condicionamento/Tratamento do sinal

Condicionamento/Tratamento do sinal

 Fig- Sinal com boa razão sinal/ruído

Fig – Sinal com baixa razão sinal/ruído

Fig – Aplicação do filtro Passa-Baixo com frequência de corte de 20-450Hz.

Conversão analógico/digital

Deve ser Respeitado o teorema de Nyquist para não haver perdas de informações.

A frequência de amostragem mínima deve ser de 1000 Hz, uma vez que a banda de frequência máxima de do sinal de EMG é de 500Hz.

1. Representação dos sinais de EMG:

1.1 No domínio do Tempo

Descreve em que instante ocorre o impulso eléctrico e qual a amplitude da sua ocorrência.

O Sinal pode ser quantificado através de formas de processamento que envolve rectificação e envoltório linear, normalização entre outros.

1.2 No domínio das frequências

A análise no domínio das frequências envolve o uso da Transformada Rápida de Fourier para determinar o espectro de frequências do sinal, permitindo análise de densidade espectral de energia (PSD).

A análise de densidade espectral pode ser usada para calcular as frequências médias e medianas e o comprimento de banda do sinal de EMG.

Rectificação: permite obter o valor absoluto do sinal, sendo rebatidas as partes negativas para positivas tendo-se uma onda completa ou removidas as partes negativas tendo-se meia onda.

O envoltório linear : Após a obtenção do sinal rectificado o sinal pode ser alisado cm filtro passa-baixo com frequência de corte de 3-50Hz, eliminando assim altas frequências, permitindo uma correcta análise da amplitude do sinal EMG.

1.1 No domínio do Tempo

Normalização : permite transformar valores absolutos em valores relativos em percentagem.

Existem várias técnicas usadas na normalização:

- Contracção Voluntária Máxima Isométrica (CVMI) : como referencia tem-se o maior valor de contracção isométrica máxima.

- Pico máximo : O sinal é normalizado tendo como referência o pico do sinal de EMG.

-Valor médio : Tem-se como referência o valor médio do sinal da contracção.

 

• Algoritmo utilizado: FFT• Janela utilizada para a transformada de Fourier (aconselhadas:

rectangular, Hamming)• Espectros de frequências têm uma média: ~120HZ• Valor da mediana: ~100HZ

1.2 No domínio das frequências

Análise do Sinal de EMG

Resultados Normais:

•  Ligeira actividade eléctrica inicial, após inserção dos eléctrodos;

• Nenhuma actividade eléctrica com o músculo em repouso;

 • Surgimento de um primeiro potencial de acção como

inicio da contracção muscular;

• Potenciais de acção desordenados de várias amplitudes e frequências devido ao recrutamento de fibras de unidades motoras adjacentes.

Análise do sinal EMG

Afectação das fibras nervosas:

•A amplitude do potencial de acção é duas vezes maior. •Aumento da duração do potencial de acção

Afectação das fibras musculares:

•Diminuição da duração do potencial de acção.

•Redução da área definida pela amplitude do potencial de acção.

Utilidade do EMG

• Diagnóstico de problemas no sistema nervoso periférico entre

outras patologias neuro-musculares.

• Localizar anomalias no trajecto dos nervos periféricos e

neurónios motores inferiores.

• Aferir do melhor exercício com vista à reabilitação motora

• Distinguir uma situação fisiológica de uma patológica

• Avaliação do tratamento mais adequado com vista à terapêutica.

FIM