Egzersiz Sırasında Kasların Performansının EMG Yoluyla İncelenmesi


KARAGÖZOĞLU B.

7. Ulusal Biyomekanik Kongresi, Isparta, Türkiye, 16 Ekim 2014, ss.116-117

  • Basıldığı Şehir: Isparta
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.116-117

Özet

Elektromyogram kasların çalışmaları sırasında ürettikleri bir elektriksel işarettir. Bu işaret doku içine batırılmış iğne elektrotlarla veya kas dokusunun olduğu bölgedeki deri üzerine yerleştirilen bir çift yüzey elektrotu ile algılanabilir.  Elektrotların algılama alanı içindeki kas liflerinin ürettikleri işaretlerin toplamı EMG işaretini oluşturur. Birlikte çalışan kas liflerinin ürettikleri işaretler birbirlerini desteklerler veya söndürürler. Dolayısıyla elde edilen toplam işaret bir gürültü işareti şeklinde görülebilir. İşaretin enerjisi elektrotların konumuna da bağlı olarak kas faaliyet düzeyine göre değişir. EMG işaretlerini tanıyıp kasların faaliyetleri ve farklı kas gruplarının fizyolojileri hakkında güvenilir bilgi edinmek için çeşitli araştırmalar yapılagelmiştir. Bu araştırmaların sonuçları kas-sinir hastalıklarının incelenmesinde, yapay organların kontrolünde ve yerel kas yorgunluğunun belirlenmesinde kullanılır. Kas yorgunluğu başladığında doku içinde oluşmaya başlayan elektrokimyasal olaylar EMG işaretinin bazı özelliklerinde değişiklikler meydana getirebilir.  Bunlardan en belirgin olanı işaretin genliğinin artması ve frekans spektrumunun düşük frekans tarafına doğru kaymasıdır.

Fiziksel egzersiz genellikle birçok kas grubunun katılımıyla yapıldığından kas yorgunluğu çalışmalarında genellikle yüzey elektrotları ile yapılan algılamalar kullanılır. İşaret işlemede zaman alanı, frekans alanı, yapay zekâ ve doğrusal olmayan işaret işleme yöntemleri gibi çeşitli teknikler kullanılabilir. Zaman alanındaki incelemelerde işaret tam dalga doğrultucularla doğrultulduktan sonra ortalama değeri veya etken değeri bulunarak işaret enerjisindeki artma belirlenmeye çalışılır. Diğer bir yöntem de sıfır geçişlerini sayarak motor ünitelerinin faaliyet durumları belirlenmeye çalışılır. Frekans alanında ise hızlı Fourier dönüşümleri ile elde edilen işaretin frekans spektrumu üzerinden orta frekanstaki kayma belirlenir. Denek yorgunluk hissetmeden önce orta frekansın düşük frekanslara doğru kaydığı bilinmektedir. Bu işlemler özel geliştirilmiş mikro işlemcili devrelerle yapılabildiği gibi işareti bir ara yüz ile bilgisayara aktararak MatLab ve LabView gibi yazılımlar kullanılarak da yapılabilir. Sonuçlar deneğin yapacağı egzersizlerin süresini ve dozunu ayarlamakta kullanılabilir.

The electromyogram is an electrical signal generated by muscles during their works. This signal can be detected by either by needle electrodes that are submerged into the muscular tissue or by a pair of body surface electrodes that are placed over the hump of the muscle. In case of the body surface electrodes, the EMG is the vector sum of signals generated by all muscle fibers that are working simultaneously. Eventually, the signal appears like a noise. The energy of the signal is affected by the electrode positions and it varies with the activities of the underlying muscle group. A lot has been done to analyze the EMG in order to achieve a reliable indicator of the muscular work. Results of research have been used in understanding the neuro-muscular diseases, control of artificial organs and determining the onset of the localized muscular fatigue. The electrochemical changes that occur during the fatigue may yield changes in the EMG signal. The most significant of these changes are the increase in the signal amplitude and shift in the frequency spectrum toward lower frequencies.

The signal that comes from the electrodes is amplified, filtered and rectified. Then, it can be further processed by custom-built stand-alone microprocessor-based signal processors or coupled into a general purpose computer via a specific interface to determine the amplitude and frequency variations. General purpose software such as Matlab and LabView can be tailored to perform the required signal analyses. The results can be used to establish the dose of the exercise.