توضیحات

در این آموزش اطلاعات جامعی در خصوص الکترومایوگرافی یا EMG ،پردازش سیگنال EMG  در متلب ،فیلتر سیگنال ها و استخراج ویژگی های سیگنال در متلب  دراختیار شما عزیزان در سایت یادمیگیریم قرار گرفته است. الکترومایوگرافی (EMG) یک روش تشخیصی برای ارزیابی سلامتی عضلات و سلول های عصبی که آنها را کنترل می کند،میباشد (نورون های حرکتی). الکترومایوگرافی ازمباحث بسیار مهم و کاربردی در زمینه ثبت و آنالیز سیگنال های الکتریکی  است.

نورون های حرکتی سیگنال های الکتریکی را انتقال می دهند که موجب انقباض عضلات میشوند. EMG این سیگنال ها را به نمودار ها، صداها یا مقادیر عددی ترجمه می کند که توسط یک متخصص تفسیر میشوند. از کاربرد های آن میتوان به ارزیابی میزان فعالیت عضله، و خستگس عضله اشاره نمود. از سیگنال های الکترومایوگرافی برای کمک به تشخیص ناهنجاری های عضلانی استفاده می شود.

نتایج EMG اغلب برای کمک به تشخیص یا رد  بیماری هایی همچون اختلالات عضلانی و دیستروفی عضلانی مورد استفاده قرار میگیرد.

ریسک انجام EMG:

EMG یک روش کم خطر با  ریسک بسیار پایین میباشد.در زمان وارد کردم نیدل به بدن ریسک پایینی از خونریزی،آسیب عصبی و یا عفونت وجود دارد.

انواع الکترومایوگرافی :

تست های EMG  را میتوان در دو دسته بندی متفاوت گنجاند :Surface EMG  و Intermuscular EMG

در دسته بندی دوم میتوان آن را در دو نوع  نورولوژیکال و کینزیولوژیکال گنجاند.

در روش اول عشله به صورت استاتیکی و مصنوعی تحریک شده و در روش دوم فعالیت عضله در شرایط وضعیت طبیه ی ماهیچه ارزیابی میشود.

یک ماهیچه به زیر مجموعه های مختلفی تقسیم میشود اما قسمتی که در EMG  مورد نظر ما میباشد فیبر های ماهیچه ایست.در عضلاتی مانند عضله جلو بازو فیبر ها به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفته و در تاندون به یکدیگر متصل میگردند اما در عضلاتی مانند عضله پشت ساق پا ، فیبرها به صورت مورب  در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.

از مفاهیم بنیادی در درک EMG  میتوان به پتانسیل عمل اشاره نمود.پتانسیل عمل  تغییر کوتاه مدت پتانسیل الکتریکی در سطح سلول در پاسخ به تحریک میباشد که شدت آن به همراه فرکانس تحریک از سوی واحد حرکتی دو مکانیزم موثربر اندازه و شدت سیگنال ثبت شده EMG میباشند.

انواع الکترودهای EMG:

فعالیت بیوالکتریکی داخل عضله بدن انسان به کمک الکترودهای الکترومایوگرافی تشخیص داده می شود. دو نوع اصلی از الکترودهای الکترومایوگرافی وجود دارد:الکترود سطحی و الکترودهای سوزنی یا سیمی.

الکترود نوع اول کاملا غیرتهاجمی بوده و با بدست آوردن اختلاف پتانسیل بین دو الکترود منفی و مثبت میزان فالیت عضله را اندازه گیری مینماید.الکترودهای سوزنی در عمق عضله فرو رفته و اطلاعاتی با دقت و حساسیت بیشتردر اختیار ما قرار خواهند داد.

محل قرارگیری الکترودها در عضلات از جمله مهمترین عوامل در بدست آوردن سیگنال ها و داده های تمیز میباشد.

سیگنال خام EMG:

سیگنال خام به سیگنالی گفت میشود که تمامی نویزهای محیطی همراه با سیگنال ضبط شده و نیاز است که موارد اضافی و مزاحم برداشته شود. نکته قابل توجه این است که مقدار متوسط سیگنال خام باید صفر باشد.

فیلتر سیگنال EMG:

هنگامی که الکترود به درستی قرار می گیرد و سیگنال استخراج می شود، نویز نقش مهمی در جلوگیری از ضبط سیگنال الکترومایوگرافی دارد. برای این منظور، سیگنال باید به درستی فیلتر شود.

از انواع فیلترها میتوان به فیلترهای بالاگذر،پایین گذر،میان گذر و فیلتر حذفی اشاره کرد که در این آموزش به تفصیل به توضیح هر کدام از این فیلترها پرداخته میشود.

گام بعدی یکسوسازی یا RECTIFICATION  میباشد که در این عمل سیگنال EMG زیر خط پایه  یا BASELINE  را حذف می کند.یکسوسازی به دو صورت یکسوسازی تمام موج و یکسوسازی نیمه موج انجام میشود.

SMOOTHING  یا هموارسازی سیگنال:

برای فرآیندهموارسازی یا SMOOTHING ، انتخاب یک پنجره برای پردازش سیگنال (طول پنجره و نوع پنجره) ضروری است.روش های مختلفی همچون روش میانگین گیری و روش مربع میانگین ریشه ها (RMS) برای هموارسازی سیگنال ها وجود دارد.در روش میانگین گیری همانگونه که از اسمش پیداست از سیگنال میانگین گرفته شده که به آن   ARV(Average Rectified Value)   گفته میشود.

آنالیز صحت سیگنال:

چندین روش برای بررسی و آنالیز صحت سیگنال وجود داشته که در این آموزش به بررسی روش آنالیز توزیع فرکانسی یا    FFT پرداخته میشود.در این روش از سیگنال تبدیل فوریه گرفته شده و نمودار زمان را به  فرکانس وارد میکند و به ما نشان میدهد که سیگنال ما در چه رنجی از فرکانس متمرکز شده است. یکی از روش های آنالیز صحت داده ها و حتی تشخیص وجود انواع نویزها توجه به رنج فرکانس بدست آمده میباشد که چگونگی  تشخیص آن ها به تفصیل دراین آموزش در اختیار شما عزیزان قرار گرفته است.

EMG features  یا پارامترهای پردازش سیگنال:

هدف از تحلیل داده های EMG حدس رفتار عضله به معنی فعال یا غیر فعال بودن آن،زمان فعالیت عضله ،میزان فعالیت عضله ،خستگی عضله و … میباشد.

انواع آنالیز سیگنال EMG:

آنالیز دامنه  که برای آنالیز قدرت استفاده میگردد.آنالیز زمان که برای سرعت یک عملکرد استفاده میگردد و در نهایت آنالیز فرکانسی که در موارد خستگی استفاده  میگردد.

هر کدام از این آنالیزها شامل پارامترهایی میباشند که توسط آن ها میتوان عمل پردازش سیگنال را انجام داد و ما در این آموزش به توضیح  تمامی این پارامترها (پارامترهای دامنه،پارامترهای زمانی و پارامترهای رنج فرکانسی) میپردازیم.

تحلیل داده های EMG در نرم افزار متلب:

بعد از فیلتر کردن سیگنال EMG نیاز است تا داده های سیگنال تحلیل گردد و با استفاده از ویژگی های معمول نوع سیگنال و یا حرکت تشخیص داده شود. معیارهای تشخیص به صورت کلی در زیر آمده است و به تفصیل در این ویدیو در سایت یادمیگیریم گفته شده است.

برای دریافت این آموزش و آموزش های بیشتر به سایت آموزشی یادمیگیریم مراجعه کنید.