מיצוי של המרכיב EPP מן Surface EMG

במנגנון של סינפסה יונית, הקרום הפוסט-סינפטי מהווה את ה"כיור" (sink) לזרם של הפוטנציאל דה-פולריזציה. שדה פוטנציאל שלילי אמור להיווצר במדיום החיצוני סביב הלוחית הקצית (end plate), ביחס לנקודה מרוחקת שניתן יהיה לזהותה באמצעות EMG פני שטח מונופולרי. אם ניתן יהיה לזהות מהפני השטח של העור את הפוטנציאל התואם לפוטנציאל הלוחית הקצית או ה-EPP, הדבר יספק מידע יעיל עבור תחומים רפואיים שונים.

שלום, אני קומה ממעבדה למקסילופציאליות במחלקה לרפואת הפה באוניברסיטת Mass. היום אראה לכם הליך לחילוץ רכיב ה-EPP מתוך EMG עילי. אנו משתמשים בהליך זה במעבדה שלנו כדי לחקור את מאפייני ה-EPP.

אם כך, נתחיל. ראשית, הכינו תשעה אלקטרודות. חברו אותן למגבר במיקומים המתאימים.

שמונה מהם משמשים להקלטת אותים מאתרים מעל השריר, ואחד הוא אלקטרודת ייחוס. לאחר חיבור אלקטרודות ההקלטה והייחוס למגבר, מלאו את הדיסקים במשחת הולכה חשמלית; כל סוג של משחה יעבוד, אך סוג בעל נזילת נוזלים נמוכה עדיף.

לפני הצמדת האלקטרודות לעור, הנחה את הנבדק לנשוך חזק וקבע את המיקום המשוער של שריר הלעיסה (masseter muscle) על הפנים. הגיד העליון של שריר הלעיסה נצמד לקשת העצם הלחי (zygomatic arch) והגיד התחתון לזווית הלסת התחתונה (angle of mandible) באמצעות רצועה ארוכה של סרט הדבקה. סמן שמונה נקודות הקלטה עבור קשת העצם הלחי וזווית הלסת התחתונה.

כעת מקמו את שמונת אלקטרודות ההקלטה על הסרט במרחקים שווים בין אלקטרודה לאלקטרודה, והצמידו את המערך אל פני העור. את אלקטרודת ההקלטה הראשונה מניחים על הקשת הזygomatic והאחרונה על זווית הלסת התחתונה (angle of mandible). לבסוף, הצמידו את אלקטרודת הייחוס לקצה האף.

לאחר הצבת האלקטרודות, ניתן להתחיל בהקלטת אלקטרומיוגרמה (EMG). ראשית, הגדירו את הפרמטרים של המגבר האנלוגי רב הערוצים. הגדירו את ההגבר (gain) ל-X 500, את מסנן התדרים הנמוכים (lowpass filter) ל-0.5 hertz ואת מסנן התדרים הגבוהים (high pass filter) ל-10 kilohertz.

חברו את מוצאי ה-a של המגבר האנלוגי לממיר אנלוגי-דיגיטלי. לאחר החיבור, העתק האות הדיגיטלי מעובד באמצעות תוכנת LabVIEW בקצב דגימה של 20 kilohertz. הקליטו EMG במהלך כיווץ מהיר של מס chewing gum בצד האיפסילטרלי.

העקבות משמונת הערוצים מוצגים על גבי תצוגת ה-lab view מיד לאחר השלמת תהליך ההקלטה. כעת נראה כיצד לבודד את רכיב פוטנציאל הלוח הקצה (endplate potential) מהאות כדי להוציא את רכיב ה-EPP. ראשית, הסירו את רכיב פוטנציאל הפעולה מה-EMGs הגולמיים.

בעזרת מסנן דיגיטלי בעל חיתוך גבוה (high cut), התחילו להחיל את המסנן עם תדר חיתוך של 10 hertz. אמור להופיע גל איטי המסטה לכיוון החיובי או השלילי. גל זה תואם ל-EPP, וההבדל בפולריות משקף את הקשר של מקור הסנכרון לזרם של לוח הקצה (endplate current).

בעת הקלטה משריר הלעיסה (masseter muscle), הסטייה השלילית ביותר של הגל צפויה להופיע בעקבה מאתר ההקלטה התחתון ביותר, והקיטוב אמור להשתנות במרחק של כ שלושה אתרים מאותו אתר. ניתן למדוד את עוצמת רכיב ה-EPP כנקודת שיא של הסטייה או כשטח במהלך הסטייה. על ידי שרטוט גל ה-EPP מכל ערוץ אל מול ערוץ ייחוס שהראה את הסטייה השלילית ביותר, ניתן לקבוע את שינוי הקיטוב של רכיב ה-EPP.

כעת, על ידי העלאת תדר החיתוך של המסנן המיושם, הגל האיטי יהפוך לתנודתי. התנודה תגבר ככל שיתעלה תדר החיתוך ובדרך כלל תהפוך לבולטת בתדר חיתוך של 30 hertz. מופע הגל יתהפך לאורך העקבה שבה הפולריות של גל ה-EPP המסונן ב-10 hertz הראתה היפוך.

ניתן לבחון את היסט הפאזה של התנודה באמצעות אותם גרפים שיושמו על גל ה-EPP המסונן ב-10 hertz, מהמרווח שבין שיאים חיוביים ו/או שליליים סמוכים של התנודה. אנו יכולים לקבל קירוב של תדירות התנודה; מוצג כאן תרשים של שמונה האתרים לאורך שריר הלעיסה (masseter muscle) מהם בוצעה ההקלטה. כעת אנו רואים דגימה של EMGs מונופולריים שהוקלטו בו-זמנית מהאתרים שעל שריר הלעיסה.

בתגובה לכיווץ מהיר של החניכיים בצד האיפסילטרלי (ipsilateral), רכיב ה-EPP הופק באמצעות מסנן דיגיטלי למעבר נמוכים (high cut digital filter) עם תדר חיתוך של 10 hertz, אשר ה superimposed על כל EMG גולמי. בניסוי זה, הסטייה השלילית ביותר נצפתה בעקבות מינוס חמש ומינוס שש, והקיטוב השתנה בעקבות מינוס שלוש כאשר תדר החיתוך של המסנן הדיגיטלי נקבע ל-30 hertz. הגל האיטי הפגין תנודה.

המופע שלה השתנה גם לאורך העקבה השלישית, שבה השתנתה הפולריות של גל ה-EPP שעבר סינון ב-10 hertz. במקרה זה נמדד המרווח בין שיאים חיוביים סמוכים של התנודה. מרווח הבין-שיאים הממוצע היה 31.7 milliseconds על פני 16 הקלטות.

הראינו כעת כיצד לחלץ את רכיב ה-EPP מהקלטת EMG שטחית. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור להגדיר פרמטרי הקלטה שונים המתאימים לאות ה-EPP ולהקליט את ה-EMGs באופן מונופולרי. זהו כל השלב.

תודה לצפייה ובהצלחה בניסויים שלכם.