Name: 표면 EMG에서 EPP 구성 요소의 추출 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-12-16T16:05:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: 배우세요 표면 EMG에서 종판전위(EPP) 성분을 추출하는 방법을 디지털 필터링 기술을 사용하여 신경근 기능 연구에 활용하세요. 이 절차는 약 30Hz 진동 특성을 분석하여 의료 진단에 유용한 정보를 제공합니다.

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이 보고서를 서면으로 자신의 종류의 지원을위한 데이비드 칼슨, 마츠모토 치과 대학의 영어 교수에게 큰 감사를 드리고자합니다. 나는 또한이 수사 대상으로 자신의 준수 Tadafumi 아다치 우리 연구실에서 seminarist을 감사드립니다.

1. EMG 전극의 준비 <ol><li> 구 전극을 준비하여 시작합니다. 그 중 여덟은 근육 이상의 사이트에서 신호를 녹음에 사용하고, 하나는 기준 전극집니다. </li><li> 앰프로 녹음과 참조 전극을 연결하면, 전기 전도성 페이스트로 디스크를 작성하십시오. 모든 종류의 확인을하지만, 낮은 유체의 종류가 더 낫죠. </li><li> 피부에 전극을 연결하기 전에 단단히 주제를 가지고 있고, 얼굴에 턱 근육의 대략적인 위치를 결정합니다. </li><li> 턱 근육의 힘줄이 뛰어난 mandible의 각도로 광대뼈 아치, 그 열악한 힘줄로 연결됩니다. </li><li> 같은 상호 전극 거리에 접착 테이프의 긴 조각에 8 기록 전극을 놓고, 피부 표면에 배열을 연결합니다. 첫번째 기록 전극은 광대뼈 아치와 mandible의 각도에 마지막에 위치합니다. </li><li> 마지막으로, 코 끝에 대한 참조 전극을 첨부합니다. </li></ol> 2. EMG 녹음 <ol><li> 녹음을 시작하려면 먼저 멀티 채널 아날로그 앰프 (MEG6100)의 매개 변수를 설정합니다. X 500, 0.5 Hz로 저역 통과 필터 및 10 kHz에서 수있는 하이 패스 필터 게인을 설정합니다. </li><li> 아날로그 - 디지털 컨버터 (PCI - 미오 - 16E - 4)에 아날로그 앰프의 8 출력을 연결합니다. 디지털 신호는 20kHz의 샘플링 속도와 LabView 소프트웨어와 함께 처리됩니다. </li><li> 모든 연결된 경우, ipsilateral 측면에 빠른 씹는 껌 - clenching 동안 기록 EMGs. </li><li> 레코딩 프로세스가 완료되면 8 채널의 흔적은 즉시 LabView 디스플레이에 표시됩니다. </li></ol> 3. 그 기능의 EPP 추출 및 관찰 <ol><li> EPP 구성 요소를 추출하려면, 먼저 높은 절단 디지털 필터 (버터 워스 필터)를 사용하여 원료 EMGs에서 작업 잠재적인 구성 요소를 제거합니다. </li><li> 10 Hz의 컷 - 오프 주파수와 필터를 적용 시작합니다. 긍정적이거나 부정적인 방향으로 굴절 느린 파도가 나타납니다. 이 파도는 EPP에 해당하고, 극성의 차이는 최종 플레이트 전류의 싱크 소스 관계를 반영합니다. </li><li> 턱 근육에서 녹화 때, 파도의 가장 부정적인 편향은 가장 열악한 녹음 사이트에서 추적 예상되며, 극성 해당 사이트에서 떨어져 3 사이트의 주위에 이동해야합니다. </li><li> EPP 구성 요소의 크기가 편향 동안 편향이나 지역의 피크 포인트로 측정할 수 있습니다. </li><li> EPP 구성 요소의 극성 변화는 대부분 부정적인 편향을 보여주 참조 채널에 대해 각 채널에서 EPP 파를 계획에 의해 결정하실 수 있습니다. </li><li> 이제 차단 주파수를 증가하여 속도가 느린 파도 oscillatory 될 것입니다. 진동이 증가 컷 - 오프 주파수와 함께 증가하고, 일반적으로 30 Hz의 컷 - 오프 주파수에서 분명하게 될 것입니다. </li><li> 물결의 단계는 10Hz 필터 EPP 파도의 극성이 반전을 보여주있는 추적에 걸쳐 반대합니다. </li><li> 진동의 위상 변화는 10Hz - 필터링 EPP 파에 적용했던 동일한 그래프로 확인하실 수 있습니다. </li><li> 진동의 인근 긍정적 및 / 또는 부정적인 봉우리 사이의 간격에서, 우리는 진동의 주파수의 근사치를 얻을 수 </li></ol> 4. EMG 레코딩 결과 <img src="/files/ftp_upload/1653/1653Fig1a.jpg" alt="그림 1"> 그림 1A : 여기 표시에서 기록된 턱 근육을 따라 8 사이트의 구조입니다. <img src="/files/ftp_upload/1653/1653Fig1b.jpg" alt="그림 1 B"> 그림 1B : 우리는 ipsilateral 측면에 빠른 잇몸 clenching에 대한 응답으로 턱 근육 이상의 사이트에서 동시에 기록된 monopolar의 EMGs 샘플을 참조하십시오. EPP 구성 요소는 각 원료 EMG에 겹쳐있다 10Hz의 컷 - 오프 주파수와 높은 절단 디지털 필터를 사용하여 추출되었다. 이 재판에서 가장 부정적인 편향은 흔적 - 5 -6에서 관찰되었으며 극성은 추적 - 3에 걸쳐 변경되었습니다. <img src="/files/ftp_upload/1653/1653Fig1c.jpg" alt="그림 1C"> 그림 1C :이 높은 절단 디지털 필터의 컷 - 오프 주파수가 30Hz로 설정되었을 때, 느린 파도 진동을 전시. 그 단계는 또한 10Hz - 필터링 EPP 파의 극성이 변경 추적 3에 걸쳐 바뀌었다. 진동의 인근 긍정적인 봉우리 사이의 간격은 측정되었다. 이 주제에서는, 평균 남북 정상 간격은 31.7되었습니다 ± 16 녹음을 통해 6.5 밀리초.

<ol><li>Eccles, J. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEccles%2C+JC+%22The+physiology+of+synapses%22">The physiology of synapses</a>. , 1st ed, Springer-Verlag. Berlin. (1964).</li>
<li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex%3A+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiol. Rev. 65, 37-100 (1985).</li>
<li>Rall, W., Shepherd, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+reconstruction+of+field+potentials+and+dendrodendritic+synaptic+interactions+in+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Theoretical reconstruction of field potentials and dendrodendritic synaptic interactions in olfactory bulb.</a> J. Neurophysiol. 31, 884-915 (1968).</li>
<li>Richardson, T. L., Turner, R. W., Miller, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action-potential+discharge+in+hippocampal+CA1+pyramidal+neurons%3A+current+source+density+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Action-potential discharge in hippocampal CA1 pyramidal neurons: current source density analysis.</a> J. Neurophysiol. 58, 981-996 (1987).</li>
<li>Kumai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Location+of+the+neuromuscular+junction+of+the+human+masseter+muscle+estimated+from+the+low+frequency+component+of+the+surface+electromyogram%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Jpn.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Location of the neuromuscular junction of the human masseter muscle estimated from the low frequency component of the surface electromyogram.</a> J. Jpn. Physiol. 55, 61-68 (2005).</li>
<li>Mito, K., Sakamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+muscle+fiber+conduction+velocity+of+m.+masseter+during+voluntary+isometric+contraction%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Distribution of muscle fiber conduction velocity of m. masseter during voluntary isometric contraction.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 40, 275-285 (2000).</li>
<li>Tokunaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+configuration+of+the+myoneural+junctions+of+human+masticatory+muscle+detected+with+matrix+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Oral+Rehabili%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional configuration of the myoneural junctions of human masticatory muscle detected with matrix electrode.</a> J. Oral Rehabili. 25, 329-334 (1998).</li>
<li>Rohen, J. H., Yokochi, C., Lűtjen-Drecoll, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRohen%2C+JH+%22Color+atlas+of+anatomy%22">Color atlas of anatomy</a>. , 6th ed, Lippincott Williams and Wilkins. Philadelphia. (2006).</li>
<li>Wichmann, T., DeLong, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oscillation+in+the+basal+ganglia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Oscillation in the basal ganglia.</a> Nature. 400, 621-622 (1999).</li>
</ol>

<ol><li> 부정적인 가능성에 의해, 흐름의 현재 endplate, 그리고 긍정적인 편향에 의해 형성되는 것으로 간주됩니다로서 흐름 아웃 [1,2,3,4] 가장 부정적인 편향을 보여주는 추적이 일치해야합니다 신경근육학 접합을 찾기 사이트 [5]. 그림 1B는 턱 근육의 신경근육학 교차점 약 모터 단위 작업의 가능성 [6,7]의 전도 방식을 활용 다른 방법에 의해 얻은 결과와 동일합니다 mandible의 각도는 열등 부분 가까이에서 찾을 수 있음을 나타냅니다. </li><li> 턱 근육은 해부학적인 몸의 구조 특성 형태가 : 우수한 힘줄이 매우 길어서, 그 열악한 힘줄이 아주 짧은 [8]. EPP 구성 요소의 극성 (과 진동의 단계) 근육 섬유가 힘줄으로 이동으로 예상되는 부분에 걸쳐 변화하는 경향이. 이것은 시냅스 전류의 대부분은 힘줄이에서 밖으로 흘러 것이 좋습니다. </li><li> EPP의 진동은 α - 모터 뉴런의 리듬 그룹 방전에서 실질적으로 발생한 것으로 간주하고 해당 근육의​​ 수축이 간헐적으로 방식으로 조정됩니다 나타냅니다. 이러한 방전 패턴은 높은 중...

<table><tbody><tr><td>아날로그 필터</td><td>Nihon Kohden</td><td>MEG6100</td><td>전단 및 메인 증폭기</td></tr><tr><td>A/D 컨버터</td><td>National Instruments</td><td>PCI-MIO-16E-4</td><td>컴퓨터용 PCI 보드</td></tr><tr><td>연결 인터페이스</td><td>National Instruments</td><td>BNC-2090</td><td>8채널 BNC 어댑터</td></tr><tr><td>디스크 전극</td><td>Nihon Kohden</td><td>NS-11</td><td>Ag/AgCl (&amp;#934;8mm)</td></tr><tr><td>전극 페이스트</td><td>Sanshin</td><td>SA-5</td><td>반유동성 카본 페이스트</td></tr><tr><td>LabVIEW (디지털 필터)</td><td>National Instruments</td><td>V. 8.5</td><td>프로그래밍 언어</td></tr><tr><td>껌</td><td>Lotte</td><td>Green gum</td><td>이악물기 테스트 식품</td></tr></tbody></table>

표면 emg에서 epp 구성 요소의 추출

Extraction of the EPP Component from the Surface EMG

신경근육학 접합 근처에 기록된 특히 표면 electromyogram (EMG)는, 적절한 신호 필터 추출 수있는 endplate 잠재력 (EPP) 구성 요소를 포함할 것으로 예상된다. 두 가지 요소가 중요하다 : EMG는 monopolar 패션에 기록해야하며, EPP를 해당하는 낮은 주파수 신호가 제거되지 않도록 기록 할 수 있어야합니다. 이 보고서는 인간 주제에 턱 근육의 EMG에서 EPP 구성 요소를 추출하는 방법을 설명합니다. 표면 EMG는 빠른 잇몸 clenching에 대한 응답으로 mandible의 각도로 광대뼈 아치에서 같은 상호 전극 거리로, 근육을 통해 따라 정렬된 전통적인 디스크 전극을 사용하여 여덟 사이트에서 기록됩니다. 참조 전극은 코의 끝에 배치됩니다. EPP 구성 요소는 10-35 Hz의 범위 높은 절단 디지털 필터 (2 차원 버터 워스 필터)를 적용하여 원료 EMGs에서 추출됩니다. 필터가 10 Hz로 설정되면, 압축을 푼 EPP 웨이브 녹음이 사이트에 따라 중 부정적 또는 긍정적인 굴절. 극성의 차이는 신경근육학 접합에 해당하는 대부분의 부정적인 편향을 보여주는 사이트로, 최종 플레이트 전류의 싱크 소스 관계를 반영합니다. 턱 근육의 경우, 신경근육학 교차점은 mandible의 각도에 가까운 하부 부분에있는 것으로 추정된다. EPP 구성 요소는 높은 절단 디지털 필터의 컷 - 오프 주파수 30 Hz로 설정됩니다 흥미로운 진동을 전시하고 있습니다. EPP의 진동은 근육 수축이 간헐적으로 방식으로 조정을 나타냅니다. 질병의 다양한 종류와 함께 비정상적인 흔들림은 느린되고 중단이 어려운이 EPP의 진동에 크게 때문일 수 있습니다.

endplate 가능성 (EPP) 구성 요소는 디지털 필터를 사용하여 표면 EMG에서 추출하실 수 있습니다. 추출 EPP는 약 30 Hz의 주파수로 진동을 보여줍니다.

표면 EMG에서 EPP 구성 요소의 추출

표면 근전도(EMG), 특히 신경근 접합부 근처에서 기록할 때, 종판 전위(EPP) 성분이 포함될 것으로 예상됩니다...

이온성 시냅스 기전에서 시냅스 후막은 탈분극 전위 전류의 싱크(sink)를 형성합니다. 원격 지점을 기준으로 했을 때, 종판(end plate) 주변의 외부 매질에는 음전위 장이 형성되며, 이는 단극 표면 EMG를 통해 검출될 수 있습니다. 만약 종판 전위(endplate potential) 또는 EPP에 해당하는 전위를 피부 표면에서 검출할 수 있다면, 이는 다양한 의료 분야에 유용한 정보를 제공할 것입니다.안녕하세요, Mass 대학교 구강의학과 Max 구강악안면 실험실의 Kuma입니다. 오늘은 표면 EMG에서 EPP 성분을 추출하는 절차를 보여드리겠습니다. 저희 실험실에서는 EPP 특성을 연구하기 위해 이 절차를 사용합니다.그럼 시작해 보겠습니다. 먼저 9개의 전극을 준비하십시오. 전극들을 증폭기의 적절한 위치에 연결합니다.그중 8개는 근육 위 지점에서 신호를 기록하는 데 사용되며, 1개는 참조 전극으로 사용됩니다. 기록 전극과 참조 전극을 증폭기에 연결한 후, 디스크에 전도성 페이스트를 채웁니다. 모든 종류의 페이스트를 사용할 수 있으나, 유동성이 낮은 유형이 더 적합합니다.전극을 피부에 부착하기 전에, 피험자가 이를 꽉 물게 하여 얼굴에서 교근의 대략적인 위치를 파악합니다. 교근의 상건은 광대뼈 활에, 하건은 하악각에 부착되므로 긴 접착 테이프를 사용하여 위치를 확인합니다. 광대뼈 활과 하악각에 각각 8개의 기록 지점을 표시합니다.이제 8개의 기록 전극을 전극 간 거리가 동일하도록 테이프 위에 배치하고, 이 어레이를 피부 표면에 부착합니다. 첫 번째 기록 전극은 광대궁(zygomatic arch)에, 마지막 전극은 하악각(angle of mandible)에 배치합니다. 마지막으로 참조 전극을 코끝에 부착합니다.전극이 배치되면, 기록을 시작하기 위해 근전도(ELECTROMYOGRAM) 또는 EMG 기록을 개시할 수 있습니다. 먼저 다채널 아날로그 증폭기의 파라미터를 설정하십시오. 이득(gain)은 X 500으로, 저역 통과 필터(lowpass filter)는 0.5 hertz로, 고역 통과 필터(high pass filter)는 10 kilohertz로 설정하십시오.아날로그 증폭기의 출력 a를 아날로그-디지털 변환기에 연결합니다. 모든 연결이 완료되면, 디지털 신호는 20 kilohertz의 샘플링 속도로 LabVIEW 소프트웨어를 통해 처리됩니다. 동측에서 껌을 빠르게 씹어 응축할 때의 EMG를 기록합니다.기록 과정이 완료된 직후 8개 채널의 트레이스가 LabVIEW 디스플레이에 표시됩니다. 이제 신호에서 EPP 성분을 추출하기 위해 말단판 전위 성분을 어떻게 추출하는지 살펴보겠습니다. 먼저, 가공되지 않은 EMG에서 활동 전위 성분을 제거하십시오.하이컷 디지털 필터를 사용하여 10 hertz의 차단 주파수로 필터링을 시작하십시오. 양의 방향 또는 음의 방향으로 편향되는 느린 파형이 나타나야 합니다. 이 파형은 EPP에 해당하며, 극성의 차이는 종판 전류의 동기화 소스 관계를 반영합니다.교근에서 기록할 때, 가장 하단부의 기록 지점에서 얻은 트레이스에서 파형의 가장 음의 편향(negative deflection)이 나타날 것으로 예상되며, 해당 지점에서 약 세 지점 정도 떨어진 곳에서 극성이 전환되어야 합니다. EPP 성분의 크기는 편향의 정점 또는 편향 기간 동안의 면적으로 측정할 수 있습니다. 가장 음의 편향을 보인 기준 채널에 대해 각 채널의 EPP 파형을 도식화함으로써 EPP 성분의 극성 변화를 결정할 수 있습니다.이제 적용된 필터의 차단 주파수를 높이면, 서파(slow wave)가 진동성으로 변하게 됩니다. 진동은 차단 주파수가 증가함에 따라 증가하며, 일반적으로 30 hertz의 차단 주파수에서 뚜렷하게 나타납니다. 파형의 위상은 10 hertz 필터링된 EPP 파형의 극성이 반전되었던 트레이스 전체에서 반전될 것입니다.진동의 위상 변화는 인접한 양성 및 음성 피크 사이의 간격에서 얻은 10 hertz 필터링된 EPP 파형에 동일한 그래프를 적용하여 확인할 수 있습니다. 이를 통해 진동 주파수의 근사치를 구할 수 있으며, 여기에 표시된 도식은 기록이 이루어진 교근을 따라 배치된 8개 지점을 나타냅니다. 이제 교근의 각 지점에서 동시에 기록된 단극 EMG 샘플을 확인해 보겠습니다.동측 잇몸의 빠른 클렌칭(gum clenching)에 반응하여, 각 가공되지 않은 EMG에 중첩된 10 hertz 차단 주파수의 하이컷 디지털 필터를 사용하여 EPP 성분을 추출하였습니다. 이 실험에서, 하이컷 디지털 필터의 차단 주파수를 30 hertz로 설정했을 때 트레이스 -5와 -6에서 가장 음의 방향으로 편향된 파형이 관찰되었으며, 트레이스 -3에서 극성이 변경되었습니다. 서파(slow wave)는 진동을 나타냈습니다.또한 10 hertz 필터링된 EPP 파형의 극성이 변화한 trace three에서 위상 변화가 나타났습니다. 해당 피험자에서 진동의 인접한 양성 피크 간 간격을 측정하였습니다. 16회 기록 분석 결과, 평균 피크 간 간격은 31.7 milliseconds였습니다.지금까지 표면 EMG 기록에서 EPP 성분을 추출하는 방법을 살펴보았습니다. 이 절차를 수행할 때는 EPP 신호에 적합하도록 다양한 기록 파라미터를 설정하고, 단극 방식으로 EMG를 기록하는 것이 중요하다는 점을 기억하시기 바랍니다. 이것으로 모두 마치겠습니다.시청해주셔서 감사합니다. 성공적인 실험 결과 얻으시길 바랍니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

이 새로운 방법은 하나의 성인 마우스 motoneuron과 근육 섬유에 의해 생성 된 힘의 측정의 동시 세포 녹음을 할 수 있습니다. 정상과 유전자 변형 동물의 모터 장치의 전기 및 기계적 성질의 결합 조사 신경 근육 시스템의 연구를위한 돌파구이다.

성인 마우스에서의 모터 단위 제작 룸버 Motoneuron과 포스의 동시 세포 녹화<em&gt; 생체에</em

근원:힐라 만1, 폴 F. 펑크2, 이에바 베브라이트-아데레스3, 크리스토프 안데르스4, 올랜도 군티나스-리키우스2, 야엘 하네인1,3,51텔아비브 대학교 Sagol 신경과학 학교, 2예나 대학 병원 이비인후과, 프리드리히 쉴러 대학교 예나, 3텔아비브 대학교 전기 공학 대학, 4부서 모터 연구, 병태생리학 및 생체역학, 외상, 손 및 재건 외과, 예나 대학 병원, 프리드리히 쉴러 대학교 예나, 5X-trodes Ltd.이 비디오는 참가자가 수행하는 비디오 유도 얼굴 표정 중에 무선 표면 근전도 검사(sEMG)를 사용하여 안면 근육 활동을 비침습적으로 기록하는 절차를 보여줍니다.

표정 중 안면 근육 활동의 무선 표면 근전도 기록

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동시에 두피 뇌파 (EEG), 근전도 (EMG), 멀티 모달 신경 디코딩을위한 전체 몸 분절 관성 기록

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