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Electromiografia
Natalino Andrade Nº 18709
Rui Rosa Nº20064
TRABALHO REALIZADO POR:
Sumário
Introdução.Resumo das etapas de obtenção do sinal EMG.Aquisição do sinal.Condicionamento/Tratamento do sinal.Conversão Analógico/Digital.Análise do Sinal de EMG.Utilidade do sinal de EMG.
Introdução• A electromiografia (EMG) permite o registo e análise da
actividade eléctrica dos músculos e nervos em contracção
ou em repouso, através dos potenciais de acção resultantes
da despolarização da membrana da fibra nervosa.
• Permite avaliar a transmissão neuromuscular, o estado
fisiológico de nervos, um músculo ou grupo de músculos,
de modo a aferir da existência de patologia neuromuscular.
Etapas na obtenção do sinal
1. Aquisição do Sinal.
- Uso de eléctrodos para obter o sinal eléctrico de EMG.
2. Condicionamento/tratamento do sinal.
- Amplificação e filtragem do sinal pelo electromiógrafo.
3. Conversão analógica/digital.
- Digitalização para visualização e armazenamento.
4. Processamento e Saída do Sinal.
- Utilização de softwares apropriados (Matlab, octave).
Aquisição do sinal EMG
EMG de agulha:Introdução de eléctrodos de
agulha no músculoCaptação de contracções
musculares de baixa amplitude, de células isoladas em repouso ou actividade.
EMG de superfície:Registo de forma mais generalizada
da actividade de um maior número de fibras musculares.
Detecção de sinais de músculos superficiais, não sendo utilizados para músculos internos.
Gama de frequências: 20Hz – 500 Hz
Amplitudes: 100 µV – 90 mV
Circuito electromiógrafo (EMG):2 estágios de amplificação2 etapas de filtragem Circuito referênciaCircuito terra virtual
Condicionamento/Tratamento do sinal
Condicionamento/Tratamento do sinal:
Primeiro estágio de amplificação com amplificador de instrumentação para melhorar a “performance” dos filtros e conferir um ganho (+/-10) ao sinal.
Segundo estágio de amplificação com amplificador operacional responsável pelo ganho final do sinal.
O circuito da perna direita é adoptado para fins de isolamento eléctrico, colocando o paciente no mesmo potencial do amplificador.
O circuito terra virtual possibilita alimentação simples através da fonte de 3,3 V.
Filtro Passa-Baixo:
Para atenuar interferências electromagnéticas impostas pela rede eléctrica, ruído e outros componentes de frequência não desejado.
Tendo em conta que a gama de frequência de interesse está compreendida entre 20 Hz – 500 Hz, a frequência de corte do filtro passa-baixo deverá ser ajustada em 488Hz, de modo a que todas as frequências superiores sejam atenuadas a zero.
Filtro Passa-Alto:
Para evitar a saturação do sistema de amplificação, pois este possui uma faixa de frequências de trabalho (2Hz-20Hz).
A frequência de corte do filtro Passa-Alto deve ser ajustada para 20Hz de modo a atenuar artefactos de movimento.
Condicionamento/Tratamento do sinal
Condicionamento/Tratamento do sinal
Fig- Sinal com boa razão sinal/ruído
Fig – Sinal com baixa razão sinal/ruído
Fig – Aplicação do filtro Passa-Baixo com frequência de corte de 20-450Hz.
Conversão analógico/digital
Deve ser Respeitado o teorema de Nyquist para não haver perdas de informações.
A frequência de amostragem mínima deve ser de 1000 Hz, uma vez que a banda de frequência máxima de do sinal de EMG é de 500Hz.
1. Representação dos sinais de EMG:
1.1 No domínio do Tempo
Descreve em que instante ocorre o impulso eléctrico e qual a amplitude da sua ocorrência.
O Sinal pode ser quantificado através de formas de processamento que envolve rectificação e envoltório linear, normalização entre outros.
1.2 No domínio das frequências
A análise no domínio das frequências envolve o uso da Transformada Rápida de Fourier para determinar o espectro de frequências do sinal, permitindo análise de densidade espectral de energia (PSD).
A análise de densidade espectral pode ser usada para calcular as frequências médias e medianas e o comprimento de banda do sinal de EMG.
Rectificação: permite obter o valor absoluto do sinal, sendo rebatidas as partes negativas para positivas tendo-se uma onda completa ou removidas as partes negativas tendo-se meia onda.
O envoltório linear : Após a obtenção do sinal rectificado o sinal pode ser alisado cm filtro passa-baixo com frequência de corte de 3-50Hz, eliminando assim altas frequências, permitindo uma correcta análise da amplitude do sinal EMG.
1.1 No domínio do Tempo
Normalização : permite transformar valores absolutos em valores relativos em percentagem.
Existem várias técnicas usadas na normalização:
- Contracção Voluntária Máxima Isométrica (CVMI) : como referencia tem-se o maior valor de contracção isométrica máxima.
- Pico máximo : O sinal é normalizado tendo como referência o pico do sinal de EMG.
-Valor médio : Tem-se como referência o valor médio do sinal da contracção.
• Algoritmo utilizado: FFT• Janela utilizada para a transformada de Fourier (aconselhadas:
rectangular, Hamming)• Espectros de frequências têm uma média: ~120HZ• Valor da mediana: ~100HZ
1.2 No domínio das frequências
Análise do Sinal de EMG
Resultados Normais:
• Ligeira actividade eléctrica inicial, após inserção dos eléctrodos;
• Nenhuma actividade eléctrica com o músculo em repouso;
• Surgimento de um primeiro potencial de acção como
inicio da contracção muscular;
• Potenciais de acção desordenados de várias amplitudes e frequências devido ao recrutamento de fibras de unidades motoras adjacentes.
Análise do sinal EMG
Afectação das fibras nervosas:
•A amplitude do potencial de acção é duas vezes maior. •Aumento da duração do potencial de acção
Afectação das fibras musculares:
•Diminuição da duração do potencial de acção.
•Redução da área definida pela amplitude do potencial de acção.
Utilidade do EMG
• Diagnóstico de problemas no sistema nervoso periférico entre
outras patologias neuro-musculares.
• Localizar anomalias no trajecto dos nervos periféricos e
neurónios motores inferiores.
• Aferir do melhor exercício com vista à reabilitação motora
• Distinguir uma situação fisiológica de uma patológica
• Avaliação do tratamento mais adequado com vista à terapêutica.
FIM