Summary
Le potentiel de plaque motrice (PPE) composant peut être extraite de l'EMG de surface en utilisant un filtre numérique. L'extrait montre PPE oscillation avec une fréquence d'environ 30 Hz.
Abstract
Un électromyogramme de surface (EMG), surtout lorsqu'il est enregistré près de la jonction neuromusculaire, est censé contenir le potentiel des plateaux vertébraux (PPE) composant qui peut être extraite par un filtre de signal approprié. Deux facteurs sont importants: l'EMG doit être enregistrée dans la mode monopolaire, et l'enregistrement doit être fait pour que le signal basse fréquence correspondant au PPE n'est pas éliminée. Ce rapport explique comment extraire la composante PPE de l'EMG du muscle masséter chez un sujet humain. L'EMG de surface est enregistré dans huit sites en utilisant des électrodes à disque traditionnel alignés le long du muscle, avec la distance inter-électrodes égale de l'arcade zygomatique à l'angle de la mandibule en réponse à serrer la gomme rapide. Une électrode de référence est placé sur le bout du nez. La composante PPE est extraite de l'EMG premières en appliquant un coupe-haut filtre numérique (2ème dimension Butterworth filtre) avec une gamme de 10 à 35 Hz. Quand le filtre est fixé à 10 Hz, l'extrait du PPE ondes dévie soit positif ou négatif selon le site d'enregistrement. La différence dans la polarité reflète la relation puits-source du courant plaque d'extrémité, avec le site montrant la déviation la plus négative correspondant à la jonction neuromusculaire. Dans le cas du muscle masséter, la jonction neuromusculaire est estimé à être situé dans la partie inférieure proche de l'angle de la mandibule. La composante PPE présente une oscillation intéressante lorsque la fréquence de coupure du filtre coupe-haut numérique est réglé à 30 Hz. L'oscillation du PPE indique que la contraction musculaire est ajustée de façon intermittente. Tremblements anormal qui accompagne toutes sortes de maladies peuvent être substantiellement en raison de cette oscillation du PPE, qui devient plus lent et il est difficile de cesser.
Protocol
1. Préparation des électrodes EMG
- Commencez par préparer neuf électrodes. Huit d'entre eux sont utilisés pour l'enregistrement de signaux à partir de sites sur le muscle, et on est une électrode de référence.
- Après avoir connecté les électrodes d'enregistrement et la référence à l'amplificateur, remplir les disques avec la conductance électrique pâte. Chaque type est OK, mais un type fluide à basse est meilleure.
- Avant de fixer les électrodes à la peau, ont fait l'objet fermement, et de déterminer l'emplacement approximatif du muscle masséter sur le visage.
- Le tendon supérieur du muscle masséter s'attache à l'arcade zygomatique, et son tendon inférieur à l'angle de la mandibule.
- Placer les électrodes d'enregistrement huit sur un long morceau de ruban adhésif en égale distance inter-électrodes, et joignez le tableau de la surface de la peau. L'électrode de premier enregistrement est placé sur l'arcade zygomatique, et le dernier sur l'angle de la mandibule.
- Enfin, joignez l'électrode de référence à l'extrémité du nez.
2. L'enregistrement EMG
- Pour commencer l'enregistrement, tout d'abord définir les paramètres de l'amplificateur analogique multi-canal (MEG6100). Réglez le gain x 500, le filtre passe-bas à 0,5 Hz, et le filtre passe-haut à 10 kHz.
- Connectez les huit sorties de l'amplificateur analogique à un convertisseur analogique-numérique (PCI-MIO-16E-4). Le signal numérique est traitée avec le logiciel LabVIEW avec un taux d'échantillonnage de 20 kHz.
- Lorsque tout est connecté, EMG records au cours rapide des chewing-gums serrant sur le côté ipsilatéral.
- Les traces des huit canaux sont présentés sur l'écran LabView immédiatement après le processus d'enregistrement a été achevé.
3. L'extraction du PPE et de l'observation de ses fonctions
- Pour extraire la composante PPE, retirez d'abord la composante du potentiel d'action de l'EMG brutes en utilisant une fréquence de coupure haute du filtre numérique (filtre de Butterworth).
- Commencer à appliquer le filtre avec une fréquence de coupure de 10 Hz. Une vague lente qui dévie dans le sens positif ou négatif devrait apparaître. Cette vague correspond à la PPE, et la différence de polarité reflète la relation puits-source du courant plaque d'extrémité.
- Lors de l'enregistrement à partir du muscle masséter, la déviation la plus négative de l'onde est attendu dans la trace du site d'enregistrement les plus inférieurs, et la polarité doit passer autour de 3 sites éloignés de ce site.
- L'ampleur de la composante PPE peut être mesuré comme un point fort de la déviation ou une zone pendant la flexion.
- Le changement de polarité de la composante PPE peut être déterminé en traçant la vague du PPE de chaque canal contre une chaîne de référence qui a montré le fléchissement le plus négatif.
- Maintenant, en augmentant la fréquence de coupure, l'onde lente deviendra oscillatoire. L'oscillation va augmenter avec l'augmentation de la fréquence de coupure et seront généralement devenu évident, à une fréquence de coupure de 30 Hz.
- La phase de l'onde sera inverse à travers la trace dans lequel la polarité de l'onde de 10Hz filtrée PPE a montré une inversion.
- Le déphasage de l'oscillation peut être vérifié avec les mêmes graphiques qui ont été appliqués à la vague de 10Hz-filtrée PPE.
- De l'intervalle entre les voisins pics positifs et / ou négatifs de l'oscillation, nous pouvons obtenir une approximation de la fréquence de l'oscillation
4. L'enregistrement des résultats EMG
Figure 1a: Montré ici est une vue schématique des huit sites le long du muscle masséter qui ont été enregistrées à partir.
Figure 1b: Nous voyons d'un échantillon de l'EMG monopolaire enregistrées simultanément à partir des sites sur le muscle masséter en réponse à serrer la gomme rapide sur le côté ipsilatéral. La composante PPE a été extrait en utilisant un filtre coupe-haut numérique avec une fréquence de coupure de 10Hz, qui se superpose à chaque crue EMG. Dans cet essai, la déviation la plus négative a été observée dans les traces-5 et -6 et la polarité changé travers oligo-3.
Figure 1c: Lorsque la fréquence de coupure du filtre coupe-haut numérique a été mis à 30Hz, l'onde lente montré une oscillation. Sa phase aussi déplacé à travers oligo 3, où la polarité de l'onde 10Hz-filtrée PPE changé. L'intervalle entre les voisins crêtes positives de l'oscillation a été mesurée. Dans ce sujet, la moyenne inter-pic de l'intervalle était de 31,7 ± 6,5 ms de plus de 16 enregistrements.
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Discussion
- Comme le potentiel négatif est considéré comme formé par un écoulement dans les cours du flasque, et la déviation positive, par son flux de sortie [1,2,3,4], la trace montrant la déviation la plus négative doit correspondre à la site de localisation de la jonction neuromusculaire [5]. La figure 1b indique la jonction neuromusculaire du muscle masséter localiser dans son étroite partie inférieure à l'angle de la mandibule, qui est approximativement le même que les résultats obtenus par une autre méthode utilisant la manière la conduction du potentiel d'action moteur de l'unité [6,7].
- Le muscle masséter a une conformation anatomique caractéristique: son tendon supérieur est très long, et son tendon inférieur, assez court [8]. La polarité de la composante PPE (et la phase de son oscillation) avaient tendance à passer à travers la partie où les fibres musculaires sont estimés à se tourner vers le tendon. Cela suggère que la plupart des courants synaptiques jailliraient du tendon.
- L'oscillation du PPE est considérée comme originaire sensiblement de décharges rythmiques des groupes α-neurones moteurs, et indique que la contraction musculaire est ajustée de façon intermittente. Bien qu'un tel modèle de décharge pourrait être construit dans le plus du système nerveux central [9], il est également probable qu'il provient d'un suppresseur de feed-back action des organes tendineux de Golgi sur les α-moteur l'activité des neurones fixé par γ-neurone moteur innervant le fuseau musculaire.
- Différents types de tremblements anormaux sont connus chez les humains. Les secousses se produisent involontairement avec une fréquence d'environ 5-10 Hz. Bien que ces fréquences sont plus lents que la fréquence de l'oscillation du PPE observée dans cette étude, les tremblements anormaux doit être causée essentiellement par cette oscillation du PPE, qui devient plus lent et il est difficile de cesser.
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Acknowledgments
Je voudrais proposer un grand merci à David Carlson, professeur d'anglais à Matsumoto dentaire de l'Université, pour son soutien en nature de rédaction du présent rapport. Je tiens également à remercier Tadafumi Adachi, un séminariste dans notre laboratoire, pour son respect en tant que sujet dans cette enquête.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Analogue filter | Nihon Kohden | MEG6100 | pre-,main-amplifier |
| A/D converter | National Instruments | PCI-MIO-16E-4 | PCI board for computer |
| Connection interface | National Instruments | BNC-2090 | 8ch BNC adaptor |
| Disc electrodes | Nihon Kohden | NS-11 | Ag/AgCl (Φ8mm) |
| Electrode past | Sanshin | SA-5 | Semi-fluid carbon past |
| LabVIEW (Digital filter) | National Instruments | V. 8.5 | Programming language |
| Chewing gum | Lotte | Green gum | Test food in clenching |
References
- Eccles, J. C. The physiology of synapses. , 1st ed, Springer-Verlag. Berlin. (1964).
- Mitzdorf, U. Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena. Physiol. Rev. 65, 37-100 (1985).
- Rall, W., Shepherd, G. M. Theoretical reconstruction of field potentials and dendrodendritic synaptic interactions in olfactory bulb. J. Neurophysiol. 31, 884-915 (1968).
- Richardson, T. L., Turner, R. W., Miller, J. J. Action-potential discharge in hippocampal CA1 pyramidal neurons: current source density analysis. J. Neurophysiol. 58, 981-996 (1987).
- Kumai, T. Location of the neuromuscular junction of the human masseter muscle estimated from the low frequency component of the surface electromyogram. J. Jpn. Physiol. 55, 61-68 (2005).
- Mito, K., Sakamoto, K. Distribution of muscle fiber conduction velocity of m. masseter during voluntary isometric contraction. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 40, 275-285 (2000).
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- Rohen, J. H., Yokochi, C., Lűtjen-Drecoll, E. Color atlas of anatomy. , 6th ed, Lippincott Williams and Wilkins. Philadelphia. (2006).
- Wichmann, T., DeLong, M. R. Oscillation in the basal ganglia. Nature. 400, 621-622 (1999).
