Получение и полуавтоматический анализ электромиографии поверхности дыхательных мышц

Меня интересует моторный контроль дыхательных мышц, и эта методология поможет нам понять их координацию, изучив как время, так и величину их активации. Наиболее значимые недавние открытия заключаются в том, как когнитивные потребности даже при низком уровне нагруженного дыхания с сопутствующей одышкой могут привести к большему количеству ошибок при выполнении когнитивной задачи и снижению скорости выполнения физической задачи. Кроме того, характер дыхания также становится более вариабельным.

Наш протокол удовлетворяет потребность в методе, который удаляет артефакты ЭКГ из сигналов ЭМГ без ущерба для амплитуды или времени, тем самым сохраняя детали активации мышц, которые необходимы для точного анализа координации дыхательных мышц во время дыхания. Наш протокол в основном удаляет только частотное содержание ЭКГ из объединенного сигнала ЭКГ, ЭМГ. Это только артефакты ЭКГ.

Он сохраняет все остальные важные детали сигналов ЭМГ и временную точность, с точностью приспосабливаясь к переменной ширине сердца. Рассмотрим когнитивные потребности пациента с ХОБЛ, переходящего дорогу на оживленной улице. Это требует размышлений о дорожном движении, координации при ходьбе, обработки одышки и обработки повышенного задействования вентиляционных мышц.

Мое исследование сосредоточено на том, как когнитивная нагрузка и моторный контроль вентиляционных мышц и мышц конечностей могут мешать физической активности. Для начала расположите участника в сидячее положение. Протрите кожу спиртовой салфеткой и дайте ей полностью высохнуть, чтобы уменьшить сопротивление кожи.

Определите интересующие мышцы с помощью ориентиров и пальпации и поместите поверхностный электрод на правую сторону грудной клетки. Для реберной диафрагмы и межреберных мышц определите переднюю подмышечную линию и среднеключичную линию. Расположите парные электроды электромиографии вертикально между этими двумя линиями на уровне седьмого или восьмого межреберья.

Затем определите задний треугольник шеи для расположения лестничной мышцы. Эту мышцу можно визуализировать более четко, попросив участника сделать глубокий вдох или сделав правостороннее изометрическое боковое сгибание с сопротивлением. Теперь расположите парные электроды вдоль продольной оси мышцы на уровне перстневидного отростка для парастернальных межреберных мышц, второе межреберье расположите на один-два сантиметра латеральнее правой стороны грудины.

Расположение этого ребра облегчается за счет пальпации ключицы, манубриума и грудного угла Луи в месте соединения манубриума и грудины. Вторая парастернальная межреберная мышца находится справа и ниже грудного угла Луи. Расположите парные электроды вдоль продольной оси мышцы.

Следующий ориентир на грудино-ключично-сосцевидную мышцу после локализации надгрудинной выемки и сосцевидного отростка. Положите руку на левую сторону подбородка участника, попросив его аккуратно выполнить изометрическое вращение влево против руки, чтобы подчеркнуть правую грудино-ключично-сосцевидную мышцу живота. Затем расположите парные электроды в средней точке мышечного живота вдоль его продольной оси.

При необходимости прикрепите датчик заземления к остистому отростку C7 или T1 и поместите отрицательный электрод ЭКГ над манубриумом. Затем поместите положительный электрод ЭКГ над пятым межреберным промежутком в левой передней подмышечной линии. Теперь прикрепите к электродам электромиографа зажимы для датчика электромиографии.

Наклейте двусторонний скотч под каждый электромиографический датчик, чтобы надежно зафиксировать его на коже. Следите за тем, чтобы провода от разных электромиографических датчиков не перекрывались и не создавали перекрестных помех между мышцами. Наложите медицинскую гипоаллергенную ленту на электроды и датчик, чтобы закрепить их дальше к коже без чрезмерного давления.

Для сбора сигнала выберите предустановленный шаблон в программном обеспечении для сбора данных и нажмите кнопку «Открыть». Предустановленные параметры будут иметь фильтр высоких частот 0,5-20 Гц в сигнале ЭМГ для уменьшения низкочастотных артефактов и облегчения визуализации в реальном времени. Убедитесь, что частота дискретизации равна 1 килогерцу, а коэффициент усиления сигнала ЭМГ равен 1 000.

После выбора шаблона получите синхронизированную запись ЭКГ и дыхательного потока. Получите данные поверхностной ЭМГ и ЭКГ в соответствии с протоколом, например, во время инспираторной пороговой нагрузки у здорового добровольца. Для предварительной обработки откройте программное обеспечение и подтвердите параметры двунаправленного фильтра высоких частот 5 Гц, наименее среднего квадратного адаптивного фильтра для удаления загрязнения ЭКГ и преобразования корневых средних квадратов с движущимся окном 0,02 секунды, затем нажмите Continue.

Далее выберите файл для анализа и нажмите OK. Если анализируете всю длительность, установите диапазон от 0 секунд до максимального времени. Нажмите Select the range, Continue (Продолжить), а затем Conditioning (Кондиционирование). Нажмите кнопку анализа, чтобы применить заданные параметры и визуализировать анализируемый сигнал ЭМГ.

Нажмите кнопку rescaled on 1, чтобы нормализовать сигнал ЭМГ по его максимальному значению во время записи. Нажмите «Продолжить», чтобы вычесть выкл. Программное обеспечение будет определять время начала активности ЭМГ на основе производной функции сигнала ЭМГ.

Теперь нажмите кнопку включения и выключения. Выберите сигнал ЭМГ от нужной мышцы для визуализации. Чередуйте мышцы, чтобы проверить все записанные сигналы.

Нажмите «Стоп смотреть» и перейдите в раздел «Сохранение» и нажмите «Сохранение». Выберите данные для сохранения с возможностью уменьшения частоты сигнала. Нажмите Сохранить обработанные данные.

Выберите папку для сохранения. Назовите файл и нажмите Сохранить. Для постобработки откройте сохраненный файл с помощью программного обеспечения для последующей обработки.

Определяйте каждый вдох по времени включения и выключения сигнала потока. Рассчитайте пиковое среднеквадратичное значение ЭМГ и среднее среднеквадратичное значение для каждого вдоха. Для начала ЭМГ рассчитайте абсолютную разницу между началом ЭМГ и началом потока на вдохе в миллисекундах.

А затем для смещения ЭМГ рассчитайте абсолютную разницу между смещением ЭМГ и концом потока вдоха. Для начала ЭМГ относительно продолжительности времени вдоха рассчитайте относительную разницу между началом ЭМГ и началом потока на вдохе. Наконец, для смещения ЭМГ относительно продолжительности времени вдоха рассчитайте относительную разницу между смещением ЭМГ и смещением потока на вдохе.

Артефакты ЭКГ были уменьшены при фильтрованной электромиографии диафрагм по сравнению с первичной электромиографией. При низкой инспираторной пороговой нагрузке активность лестничной и парастернальной межреберных мышц происходила до начала инспираторного потока, тогда как диафрагма и грудино-ключично-сосцевидные мышцы активировались после начала инспираторного потока. При высокой инспираторной пороговой нагрузке наблюдалась более ранняя активация всех четырех мышц относительно потока вдоха.

Продолжительность электромиографической активности для диафрагмы, парастернальных межреберных и лестничных мышц оставалась одинаковой при низких и высоких нагрузках. Продолжительность активности грудино-ключично-сосцевидных мышц была больше при высокой нагрузке по сравнению с низкой нагрузкой. Среднеквадратичный показатель электромиографии для всех мышц был выше при высокой нагрузке, чем при низкой, что свидетельствует о повышенной мышечной активности.