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Biology

La extracción de los componentes del PPE de la EMG de superficie

Published: December 16, 2009 doi: 10.3791/1653

Summary

El potencial de placa terminal (EPP) componente se puede extraer de la superficie EMG utilizando un filtro digital. La muestra extraída del PPE oscilación con una frecuencia de alrededor de 30 Hz.

Abstract

Un electromiograma de superficie (EMG), especialmente cuando se registraron cerca de la unión neuromuscular, se espera que contenga el potencial de placa terminal (EPP), componente que se puede extraer con un filtro de señal adecuada. Hay dos factores importantes: el Grupo de Gestión Ambiental debe ser registrada en forma monopolar, y la grabación se debe hacer para que la señal de baja frecuencia que corresponde el PPE no se elimina. Este informe explica cómo extraer el componente PPE de la EMG del músculo masetero en un ser humano. La superficie EMG se registran de ocho sitios con electrodos de disco tradicionales alineados a lo largo sobre el músculo, con la misma distancia entre los electrodos del arco cigomático hasta el ángulo de la mandíbula en respuesta a apretar la goma rápida. Un electrodo de referencia se coloca en la punta de la nariz. El componente de EPP se extrae de la EMG cruda mediante la aplicación de una alta corte de filtro digital (segunda dimensión filtro Butterworth) con un rango de 10-35 Hz. Cuando el filtro se establece en 10 Hz, los extraídos del PPE ola desvía positiva o negativa dependiendo del lugar de grabación. La diferencia en la polaridad refleja la relación sumidero-fuente de la corriente de placa final, con el sitio que muestra la desviación más negativa corresponde a la unión neuromuscular. En el caso del músculo masetero, la unión neuromuscular se estima que se ubicará en la parte inferior cerca del ángulo de la mandíbula. El componente del PPE presenta una oscilación interesante cuando la frecuencia de corte del filtro de corte alto digitales es de 30 Hz. La oscilación del PPE indica que la contracción muscular se ajusta de manera intermitente. Temblores anormales que acompañan a varios tipos de enfermedades pueden ser sustancialmente debido a la oscilación del PPE, que se vuelve más lento y es difícil de dejar.

Protocol

1. Preparación de los electrodos de EMG

  1. Comience por la preparación de nueve electrodos. Ocho de ellos se utilizan para la grabación de las señales de los sitios sobre el músculo, y se trata de un electrodo de referencia.
  2. Después de conectar los electrodos de registro y referencia para el amplificador, llenar los discos de pasta de electricidad de la conductancia. Cada tipo está bien, pero un tipo de fluido bajo es mejor.
  3. Antes de colocar los electrodos en la piel, que el sujeto con firmeza, y determinar la ubicación aproximada del músculo masetero en la cara.
  4. El tendón superior del músculo masetero se une al arco cigomático, y su tendón inferior al ángulo de la mandíbula.
  5. Coloque los electrodos de registro ocho en un pedazo largo de cinta adhesiva en la igualdad entre los electrodos a distancia, y adjuntar la matriz a la superficie de la piel. El electrodo de registro primero se coloca en el arco cigomático, y el último en el ángulo de la mandíbula.
  6. Por último, conecte el electrodo de referencia en la punta de la nariz.

2. EMG de grabación

  1. Para empezar a grabar, en primer lugar establecer los parámetros del amplificador analógico de varios canales (MEG6100). Ajuste la ganancia de x 500, el filtro de paso bajo a 0,5 Hz, y el filtro de paso alto y 10 kHz.
  2. Conecte las ocho salidas del amplificador analógico de un convertidor analógico-digital (PCI-MIO-16E-4). La señal digital se procesa con el software LabVIEW con una frecuencia de muestreo de 20kHz.
  3. Cuando todo está conectado, EMG registro rápido en la goma de mascar apretando en el lado ipsilateral.
  4. Las huellas de los ocho canales se presentan en la pantalla LabView inmediatamente después del proceso de grabación se ha completado.

3. EPP extracción y la observación de sus características

  1. Para extraer el componente del PPE, en primer lugar eliminar el componente de potencial de acción de la EMG en bruto con un corte alto filtro digital (filtro Butterworth).
  2. Comenzar a aplicar el filtro con una frecuencia de corte de 10 Hz. Una de ondas lentas que se desvía en la dirección positiva o negativa debe aparecer. Esta onda se corresponde con el EPP, y la diferencia en la polaridad refleja la relación sumidero-fuente de la corriente de la placa final.
  3. Al grabar desde el músculo masetero, la desviación más negativos de la ola que se espera en la traza del sitio de grabación más inferior, y la polaridad debe cambiar alrededor de 3 sitios fuera de ese sitio.
  4. La magnitud de la componente del PPE se puede medir como un punto máximo de la desviación o un área en la desviación.
  5. El cambio de polaridad de los componentes del PPE puede ser determinada por el trazado de la onda del PPE de cada canal en contra de un canal de referencia que muestra la desviación más negativo.
  6. Ahora, por el aumento de la frecuencia de corte, la onda lenta se volverá oscilatorio. La oscilación se incrementará con el aumento de la frecuencia de corte y, en general se hará evidente con una frecuencia de corte de 30 Hz.
  7. La fase de la onda se invertirá a través de la traza en la que la polaridad de la onda de 10Hz filtrada PPE mostró un retroceso.
  8. El cambio de fase de la oscilación se puede comprobar con los mismos gráficos que se han aplicado a la onda de 10Hz-filtrada EPP.
  9. Desde el intervalo entre los vecinos picos positivos y / o negativos de la oscilación, podemos obtener una aproximación de la frecuencia de la oscilación

4. EMG registrar los resultados

Figura 1 a
Figura 1a: Aquí se muestra un esquema de los ocho lugares a lo largo del músculo masetero que se registraron a partir de.

Figura 1 b
Figura 1b: Vemos una muestra de la EMG monopolar registradas simultáneamente en los sitios sobre el músculo masetero, en respuesta a apretar las encías rápido en el lado ipsilateral. El componente de EPP fue extraído por medio de un filtro digital de corte alto con una frecuencia de corte de 10 Hz, que se superpone a cada prima EMG. En este ensayo, la desviación más negativa se observó en los rastros-5 y -6 y la polaridad cambiada a través de huella-3.

Figura 1c
Figura 1c: Cuando la frecuencia de corte del filtro de corte alto digitales se fijó a 30 Hz, la onda lenta exhiben una oscilación. Su fase también se desplazó a través de traza 3, donde la polaridad de la onda de 10Hz-filtrada EPP cambiado. El intervalo entre vecinos picos positivos de la oscilación se midió. En este tema, el promedio entre el intervalo máximo fue de 31,7 ± 6,5 ms más de 16 grabaciones.

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Discussion

  1. A medida que el potencial negativo se considera que es formada por un flujo de de la placa terminal actual, y la desviación positiva, por su caudal de salida [1,2,3,4], la traza que muestra la desviación más negativo debe corresponder a la sitio de localización de la unión neuromuscular [5]. La figura 1b indica la unión neuromuscular del músculo masetero localizar en su parte inferior cerca del ángulo de la mandíbula, que es aproximadamente igual a los resultados obtenidos por otro método que utiliza la forma de conducción del potencial de acción de unidades motoras [6,7].
  2. El músculo masetero tiene una conformación anatómica característica: su tendón superior es muy largo, y su tendón inferior, bastante corto [8]. La polaridad de los componentes del PPE (y la fase de oscilación) se han desplazado a través de la parte donde las fibras musculares se estima que a cambio del tendón. Esto sugiere que la mayor parte de la corriente sináptica que fluyen desde el tendón.
  3. La oscilación del PPE se considera que se originan sustancialmente de las descargas de grupo rítmico de α-las neuronas motoras, e indica que la contracción muscular se ajusta de manera intermitente. Aunque este patrón de descarga puede ser construido en el más alto del sistema nervioso central [9], también es probable que se origina en un supresor de retroalimentación acción de los órganos tendinosos de Golgi en α-actividad de la neurona del motor establecidas por γ-las neuronas motoras inervan los husos musculares.
  4. Varios tipos de temblores anormales se conocen en los humanos. Los temblores se producen involuntariamente con una frecuencia de alrededor de 5-10 Hz. A pesar de estas frecuencias son más lentos que la frecuencia de la oscilación del PPE observado en este estudio, los temblores anormales debe ser causado sustancialmente por esta oscilación del PPE, que se vuelve más lento y es difícil de dejar.

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Acknowledgments

Me gustaría dar las gracias al gran David Carlson, profesor de Inglés en Matsumoto Dental University, por su apoyo en especie al escribir este informe. También me gustaría agradecer a Tadafumi Adachi, un seminarista en nuestro laboratorio, para su cumplimiento como un sujeto en esta investigación.

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

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References

  1. Eccles, J. C. The physiology of synapses. , 1st ed, Springer-Verlag. Berlin. (1964).
  2. 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).
  3. Rall, W., Shepherd, G. M. Theoretical reconstruction of field potentials and dendrodendritic synaptic interactions in olfactory bulb. J. Neurophysiol. 31, 884-915 (1968).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Mito, K., Sakamoto, K. Distribution of muscle fiber conduction velocity of m. masseter during voluntary isometric contraction. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 40, 275-285 (2000).
  7. Tokunaga, T. Two-dimensional configuration of the myoneural junctions of human masticatory muscle detected with matrix electrode. J. Oral Rehabili. 25, 329-334 (1998).
  8. Rohen, J. H., Yokochi, C., Lűtjen-Drecoll, E. Color atlas of anatomy. , 6th ed, Lippincott Williams and Wilkins. Philadelphia. (2006).
  9. Wichmann, T., DeLong, M. R. Oscillation in the basal ganglia. Nature. 400, 621-622 (1999).

Tags

Neurociencia Número 34 el músculo masetero EMG del PPE la unión neuromuscular EPP oscilación
La extracción de los componentes del PPE de la EMG de superficie
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Kumai, T. Extraction of the EPPMore

Kumai, T. Extraction of the EPP Component from the Surface EMG. J. Vis. Exp. (34), e1653, doi:10.3791/1653 (2009).

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