Ekstrakcja komponentu EPP z powierzchniowego EMG

W mechanizmie synapsy jonowej błona postsynaptyczna stanowi ujście dla prądu potencjału depolaryzującego. W środowisku zewnętrznym wokół blaszki końcowej powinno powstać ujemne pole potencjału, w odniesieniu do odległego punktu, co może być wykrywalne za pomocą monopolarnego EMG powierzchniowego. Jeśli potencjał odpowiadający potencjałowi blaszki końcowej lub EPP może zostać wykryty z powierzchni skóry, dostarczy on cennych informacji dla różnych dziedzin medycyny.

Witajcie, jestem Kuma z Laboratorium Maksyloczodołowego w Katedrze Medycyny Jamy Ustnej na Uniwersytecie Mass. Dzisiaj zaprezentuję procedurę wyodrębniania komponentu EPP z powierzchniowego EMG. Stosujemy tę procedurę w naszym laboratorium do badania cech EPP.

Zacznijmy zatem. W pierwszej kolejności przygotuj dziewięć elektrod. Podłącz je do wzmacniacza w odpowiednich pozycjach.

Osiem z nich służy do rejestrowania sygnałów z obszarów nad mięśniem, a jedna jest elektrodą referencyjną. Po podłączeniu elektrod rejestrujących i referencyjnej do wzmacniacza, wypełnij krążki pastą przewodzącą; sprawdzi się każdy rodzaj pasty, jednak lepiej zastosować taką o niskiej lepkości.

Przed przytwierdzeniem elektrod do skóry poproś badanego o mocne zaciśnięcie zębów i określ przybliżoną lokalizację mięśnia żwacza na twarzy. Górne ścięgno mięśnia żwacza przyczepia się do łuku jarzmowego, a dolne do kąta żuchwy; do ich wyznaczenia użyj długiego kawałka taśmy klejącej. Wyznacz osiem miejsc rejestracji w obrębie łuku jarzmowego oraz kąta żuchwy.

Następnie umieść osiem elektrod rejestrujących na taśmie w równych odstępach między elektrodami i przytwierdź układ do powierzchni skóry. Pierwszą elektrodę rejestrującą umieszcza się na łuku jarzmowym, a ostatnią na kącie żuchwy. Na koniec przytwierdź elektrodę referencyjną do czubka nosa.

Po umieszczeniu elektrod można rozpocząć rejestrację ELEKTROMIOGRAMU lub EMG. W pierwszej kolejności należy ustawić parametry wielokanałowego wzmacniacza analogowego. Ustaw wzmocnienie na X 500, filtr dolnoprzepustowy na 0,5 hertz oraz filtr górnoprzepustowy na 10 kilohertz.

Podłącz wyjścia a wzmacniacza analogowego do przetwornika analogowo-cyfrowego. Po podłączeniu wszystkich elementów sygnał cyfrowy jest przetwarzany za pomocą oprogramowania LabVIEW z częstotliwością próbkowania 20 kilohertz. Nagraj sygnały EMG podczas szybkiego zaciskania żucia gumy po stronie ipsilateralnej.

Ślady z ośmiu kanałów są wyświetlane na ekranie LabVIEW natychmiast po zakończeniu procesu rejestracji. Teraz zobaczmy, jak wyodrębnić z sygnału składową potencjału blaszki końcowej, aby uzyskać komponent EPP. Najpierw należy usunąć składową potencjału czynnościowego z surowych zapisów EMG.

Używając cyfrowego filtra górnoprzepustowego, należy rozpocząć stosowanie filtra z częstotliwością odcięcia 10 hertz. Powinna pojawić się wolna fala odchylająca się w kierunku dodatnim lub ujemnym. Fala ta odpowiada EPP, a różnica w polaryzacji odzwierciedla relację źródła synchronizacji prądu płytki końcowej.

Podczas rejestracji z mięśnia żwacza największe ujemne wychylenie fali spodziewane jest w zapisie z najniższego miejsca rejestracji, a zmiana polaryzacji powinna nastąpić w odległości około trzech punktów od tego miejsca. Amplitudę komponentu EPP można zmierzyć jako punkt szczytowy wychylenia lub pole powierzchni pod krzywą wychylenia. Poprzez naniesienie fali EPP z każdego kanału względem kanału referencyjnego, który wykazał największe ujemne wychylenie, można określić zmianę polaryzacji komponentu EPP.

Poprzez zwiększenie częstotliwości odcięcia zastosowanego filtra, fala wolna stanie się oscylacyjna. Oscylacja będzie nasilać się wraz ze wzrostem częstotliwości odcięcia i stanie się zazwyczaj wyraźna przy częstotliwości odcięcia 30 hertz. Faza fali odwróci się w obrębie śladu, w którym polaryzacja fali EPP filtrowanej przy 10 hertz wykazała odwrócenie.

Przesunięcie fazowe oscylacji można sprawdzić za pomocą tych samych wykresów, które zastosowano do przefiltrowanej falą EPP o częstotliwości 10 Hz, w przedziale między sąsiednimi szczytami dodatnimi i/lub ujemnymi oscylacji. Możemy uzyskać przybliżoną wartość częstotliwości oscylacji; przedstawiony tutaj schemat ukazuje osiem punktów wzdłuż mięśnia żwacza, z których dokonano pomiarów. Poniżej znajduje się przykład monopolarnych zapisów EMG zarejestrowanych jednocześnie z punktów położonych nad mięśniem żwaczem.

W odpowiedzi na szybkie zaciśnięcie dziąsła po stronie ipsilateralnej, komponent EPP został wyodrębniony przy użyciu cyfrowego filtra górnoprzepustowego z częstotliwością odcięcia 10 hertz, który został nałożony na każdy surowy zapis EMG. W tej próbie najbardziej ujemne wychylenie zaobserwowano w śladach minus pięć i minus sześć, a polaryzacja uległa zmianie w śladzie minus trzy, gdy częstotliwość odcięcia cyfrowego filtra górnoprzepustowego została ustawiona na 30 hertz. Fala wolna wykazywała oscylację.

Jej faza uległa również przesunięciu w obrębie śladu trzeciego, gdzie zmieniła się polaryzacja fali EPP filtrowanej przy 10 Hz. U tego osobnika zmierzono odstęp między sąsiednimi szczytami dodatnimi oscylacji. Średni odstęp między szczytami wynosił 31,7 milisekund w 16 pomiarach.

Właśnie pokazaliśmy, jak wyodrębnić komponent EPP z powierzchniowego zapisu EMG. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby pamiętać o ustawieniu parametrów zapisu odpowiednich dla sygnału EPP oraz o rejestrowaniu EMG w sposób monopolarny. To wszystko.

Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w przeprowadzaniu eksperymentów.