Summary
Gaveln potential (EPP) komponent kan utvinnas från ytan EMG med ett digitalt filter. Den extraherade EPP visar svängning med en frekvens på ca 30 Hz.
Abstract
En yta elektromyogram (EMG), speciellt när inspelade nära den neuromuskulära förbindelsen, förväntas innehålla ändplattan potential (EPP) komponent som kan extraheras med en lämplig signal filter. Två faktorer är viktiga: EMG skall vara registrerade i monopolär mode, och inspelningen måste göras så att lågfrekventa signalen motsvarande EPP inte elimineras. Denna rapport förklarar hur man extraherar EPP komponent från EMG av tuggmuskel i en människa. Ytan EMG registreras från åtta platser med traditionella skiva elektroder linje längs över muskeln, med lika mellan elektrod avstånd från zygomatic bågen till vinkeln på underkäken som svar på snabba tuggummi bet. En referens elektrod placeras på nästippen. EPP-komponenten är ur den råa EMGs genom att tillämpa en hög klippa digitalt filter (2: a dimensionen Butterworth-filter) med en räckvidd på 10-35 Hz. När filtret är satt till 10 Hz, avleder de extraherade EPP vågen antingen negativa eller positiva beroende på inspelningen platsen. Skillnaden i polaritet speglar diskbänken källkod förhållande ändplattan nuvarande, med webbplatsen som visar det mest negativa utslag motsvarar den neuromuskulära förbindelsen. I fallet med tuggmuskel är den neuromuskulära förbindelsen beräknas vara placerad i sämre delen nära vinkeln underkäken. EPP-komponenten uppvisar en intressant svängning när cut-off frekvensen av höga kanter digitalt filter är satt till 30 Hz. EPP svängning visar att muskelkontraktion justeras i perioder. Onormal skalv medföljande olika typer av sjukdomar kan avsevärt på grund av detta EPP svängning, som blir långsammare och är svår att upphöra.
Protocol
1. Beredning av EMG elektroder
- Börja med att förbereda nio elektroder. Åtta av dem används för inspelning signaler från platser över muskeln, och ett är en referens elektrod.
- Efter anslutning inspelningen och referens elektroder till förstärkaren, fyll skivorna med el-konduktans pasta. Varje typ är OK, men en liten typ av vätska är bättre.
- Innan du fäster elektroder på huden, har ämnet nedåt, och bestämma den ungefärliga platsen för tuggmuskel i ansiktet.
- Den överlägsna senan i tuggmuskel fäster vid zygomatic båge, och dess underlägsna senor till vinkeln på underkäken.
- Placera åtta inspelning elektroderna på en lång bit tejp i lika mellan elektrod avstånd, och fäst arrayen på hudytan. Den första inspelningen elektroden placeras på zygomatic båge, och den sista på vinkeln underkäken.
- Slutligen, fäst referenselektrod till nosspetsen.
2. EMG inspelning
- Att börja spela in, först ställa in parametrarna för flerkanalig analog förstärkare (MEG6100). Ställ in förstärkningen till x 500, lågpassfiltret till 0,5 Hz, och högpassfilter till 10 kHz.
- Anslut åtta utgångar analog förstärkare till en analog-digital omvandlare (PCI-MIO-16E-4). Den digitala signalen bearbetas med LabView programvara med en samplingsfrekvens på 20kHz.
- När allt är anslutet, spela EMGs under snabb tuggummi bet på den ipsilaterala sidan.
- Spåren från de åtta kanalerna presenteras på LabView visas direkt efter inspelningen är avslutad.
3. EPP utvinning och observation av dess funktioner
- Att extrahera EPP-komponenten, ta först bort komponenten aktionspotentialens från den råa EMGs med en high-cut digitala filter (Butterworth-filter).
- Börja tillämpa filtret med en gränsfrekvens på 10 Hz. En långsam våg som avleder i positiv eller negativ riktning bör visas. Denna våg motsvarar EPP, och skillnaden i polaritet speglar diskhon källkod relationen mellan gavel ström.
- Vid inspelning från tuggmuskel, är den mest negativa omläggning av den våg som förväntas i spår från de sämre inspelning webbplats och polaritet bör flytta runt 3 platser ifrån den platsen.
- Omfattningen av EPP-komponenten kan mätas som en topp punkt i böjningen eller ett område under deformationen.
- Polariteten förändring av EPP komponent kan bestämmas genom att rita EPP vågen från varje kanal mot en referens-kanal som visade mest negativa utslag.
- Nu genom att öka gränsfrekvensen, kommer den långsamma vågen blir oscillerande. Den svängning kommer att öka med ökande gränsfrekvensen och allmänhet kommer att bli uppenbara vid en cut-off frekvensen 30 Hz.
- Den fasen av vågen kommer att vända över spår där polaritet filtrerade 10Hz EPP vågen visade en vändning.
- Den fasförskjutning i svängning kan kontrolleras med samma grafer som tillämpades på 10Hz-filtrerade EPP våg.
- Från intervallet mellan angränsande positiva och / eller negativa toppar i svängning, kan vi få en uppskattning av frekvensen av pendling
4. EMG registrering av resultat
Figur 1a: Här visas en schematisk av de åtta platser längs tuggmuskel som spelades in från.
Figur 1b: Vi ser ett urval av de monopolära EMGs in samtidigt från de webbplatser över tuggmuskel som svar på snabba tuggummi bet på den ipsilaterala sidan. EPP-komponenten utvanns med en high-cut digitala filter med en gränsfrekvens på 10Hz, som är ovanpå varje rå EMG. I denna studie var den mest negativa utslag observeras i spår-5 och -6 och polariteten ändras över spår-3.
Figur 1c: När gränsfrekvensen av high-cut digitalt filter var inställd på 30Hz, uppvisade en långsam våg en svängning. Dess fasförskjuten också över spår 3, där polariteten på 10Hz-filtrerad EPP våg förändrats. Intervallet mellan angränsande positiva toppar i svängning mättes. I detta ämne var den genomsnittliga mellan topp intervallet 31,7 ± 6,5 ms över 16 inspelningar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
- Eftersom den negativa potentialen anses bildas genom ett flöde-in för ändplattan ström, och den positiva utslag, genom sitt flöde-ut [1,2,3,4], måste spåra visar mest negativa utslag motsvarar plats lokalisera den neuromuskulära förbindelsen [5]. Figur 1b visar den neuromuskulära förbindelsen för tuggmuskel lokalisera i sin underlägsna delen nära vinkeln på underkäken, vilket är ungefär samma som resultat av en annan metod att utnyttja ledning sätt motorenheten aktionspotentialen [6,7].
- Den tuggmuskel har en anatomiskt kännetecken konformation: dess överlägsna senor är mycket lång, och dess underlägsna senor, ganska kort [8]. Polariteten på EPP-komponenten (och fas i svängning) tenderade att flytta över den del där muskelfibrerna beräknas flytta till senan. Detta tyder på att de flesta av synaptiska nuvarande skulle flöda ut från senan.
- EPP svängning anses härstamma avsevärt från rytmiska grupp utsläpp av α-motoriska nervceller, och indikerar att muskelkontraktion justeras i perioder. Även om en sådan urladdning mönster skulle kunna byggas upp i de högre centrala nervsystemet [9], är det också troligt att det kommer från en repressiv återkoppling agerande Golgi senan organ på α-motorneuron aktivitet som fastställts av γ-motorneuron innervating muskeln spindeln.
- Olika typer av onormala skakningar är kända hos människor. Det skalv inträffar ofrivilligt med en frekvens på cirka 5-10 Hz. Även om dessa frekvenser är långsammare än frekvensen av EPP pendling observerats i denna undersökning, måste onormala skakningar bero avsevärt genom denna EPP svängning, som blir långsammare och är svår att upphöra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Jag vill ge stort tack till David Carlson, professor i engelska vid Matsumoto Dental University, för hans vänliga stöd i denna rapport skrevs. Jag vill också tacka Tadafumi Adachi, en seminarist i vårt laboratorium, för hans efterlevnad som ämne i denna undersökning.
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).
- Tokunaga, T. Two-dimensional configuration of the myoneural junctions of human masticatory muscle detected with matrix electrode. J. Oral Rehabili. 25, 329-334 (1998).
- 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.
