Wstęp do podcastu

Skąd w ogóle pomysł na dzisiejszy odcinek? Złapałem się na tym, że w przynajmniej kilku poprzednich odcinkach, gdy były poruszane jakieś tematy związane z analizą ruchu, to też wymieniałem jako jedną z technik – jedno z narzędzi – EMG – elektromiografię powierzchniową. I wypadało już po prostu na ten temat też nagrać jakiś wprowadzający odcinek. EMG samo w sobie jest na tyle dużym, pojemnym workiem, że można by z tego zrobić cały cykl podcastowy; można by zrobić z tego całą serię, która by wprowadzała w różne niuanse związane z pomiarem, z opracowywaniem, z interpretacją tych wyników. Ale dzisiaj skupmy się na tym, żeby odpowiedzieć na te 5 pytań, na które odpowiada EMG i to od razu też jest informacja, dla kogo ten odcinek jest.

Z jednej strony może być dla fizjoterapeutów, którzy są na początku swojej drogi zawodowej; jeszcze z EMG nie mieli styczności i zastanawiają się, co tak naprawdę ta technologia może im dać. Z drugiej strony, to może być dla osób decyzyjnych w ośrodkach, do których przychodzą terapeuci i mówią: “słuchajcie, chcielibyśmy, żeby zainwestować w system do elektromiografii powierzchniowej.” I tutaj jest taki materiał, który pomoże wam zrozumieć, dlaczego to EMG może być dobrym rozwiązaniem dla Waszego ośrodka? Zanim przejdę do odpowiedzi na te pytania, czyli do części merytorycznej, drobna prośba: jeżeli słuchacie tego podcastu i go lubicie, on Wam się podoba, to w aplikacji w której to robicie: czy to jest Spotify, czy robicie to na Youtubie, czy na Apple podcast lub jakiejkolwiek innej platformie… Zasubskrybujcie, wystawcie oceny, napiszcie jakiś komentarz – nam będzie bardzo miło, a pomoże nam to też w dotarciu do szerszego grona odbiorców i to tyle, takiej mini-reklamy i prośby o dodatkowe subskrypcje i pomoc w szerzeniu tych treści. I od razu przechodzimy już do części merytorycznej tego odcinka.

Czym w ogóle jest EMG – elektromiografia powierzchniowa?

Noraxon-Ultium-EMG-elektromiografia-powierzchniowa-w-czasie-chodu-Skyfi

Dobrze, czym w ogóle jest EMG, czyli elektromiografia powierzchniowa? Najprościej można powiedzieć, że jest to badanie funkcjonowania mięśnia poprzez badanie sygnałów elektrycznych przez niego produkowanych. I to sprawia, że to urządzenie jest coraz popularniejsze. Jest coraz więcej systemów dostępnych na rynku, jest coraz więcej producentów, coraz więcej dystrybutorów. Musimy też pamiętać o tym, że my tak naprawdę, jeżeli mówimy elektromiografia – samo w sobie – bez dodawania powierzchniowa. Jeżeli ktoś wpisuje w Google elektromiografia, to często mu wyskoczą też informacji o EMG igłowym, które służy do badania neurologicznego. I zawsze warto pamiętać o tym, że my tutaj w tym podcaście będziemy się skupiać na EMG, które jako fizjoterapeuci możemy wykorzystywać, czyli urządzeniem, gdzie wykorzystujemy elektrody przełożone do powierzchni skóry i badającą aktywność mięśni położonych bezpośrednio pod powierzchnią tejże skóry. I tu jakby zamykając ten temat: nie będziemy mówić o EMG igłowym w tym odcinku na pewno. Skupimy się tylko na powierzchniowym.

System do EMG – SEMG – czym się mogą różnić od siebie?

I mówiąc o tym, że mamy wiele systemów, to musimy też powiedzieć o tym, że są oczywiście systemy jednokanałowe. Są systemy dwu-, cztero-, więcej-kanałowe. Największy system, jaki miałem okazję oglądać w działaniu, jaki miałem okazję wdrażać, miał 32 kanały. I on jest – trochę tak nawiązując do poprzedniego odcinka – stosowany w zoofizjoterapii. Najpopularniejsze systemy badawcze w Polsce, jakie się sprzedawały, miały między 8 a 16 kanałów. W fizjoterapii, która jest teraz szybciej rosnącym rynkiem, 4, 6, może 8 kanałów, czasem w zupełności wystarcza do codziennej pracy. Te urządzenia mogą być tańsze. Te urządzenia mogą być droższe. Mogą kosztować kilka tysięcy, mogą kosztować kilkadziesiąt albo nawet ponad 100 000. To wszystko zależy od tego, jaka to jest technologia, czy one są przewodowe?

Czyli że sygnał jest odbierany z mięśnia przez elektrody i transmitowany do jakiegoś urządzenia lub komputera je zbierającego i analizującego ten sygnał za pomocą kabli przez cały poziom transmisji. Gdzieś po drodze może być też dodana transmisja bezprzewodowa: czy między jakimś większym urządzeniem, które zbiera sygnały ze wszystkich mięśni z kabli. I tak dopiero przekazuje je bezprzewodowo do komputera, do tabletu, do telefonu. Lub też są urządzenia całkowicie bezprzewodowe, gdzie mamy czujnik na mięśniu z własną baterią? Mamy jakiś odbiornik, który czasem zbiera sygnały z tych wszystkich mięśni – jeżeli jest ich więcej, przechowuje te dane. I wysyła do komputera. I to wszystko tak naprawdę rzutuje na cenę. Te systemy też mogą mieć różnego rodzaju przyłączane akcesoria, bo one coraz częściej, zwłaszcza te droższe rozwiązania, stają się już taką platformą do badań biomechanicznych. One mogą mieć podłączone różnego rodzaju czujniki, typu akcelerometry do pomiaru przyspieszeń; goniometry; czujniki siły. Jest kilkadziesiąt różnych rodzajów sensorów, które można do tego podpiąć.

Czy elektromiografia powierzchniowa to innowacyjna technologia?

I jakby jeszcze odpowiadając na takie pytanie czy EMG to nowa, innowacyjna technologia? Sam pomysł pomiaru EMG nie jest czymś nowym nie jest niczym innowacyjnym. Innowacyjne to może być jedynie narzędzie, które my wykorzystujemy do pomiaru EMG powierzchniowego. To nigdy w życiu nie można powiedzieć, że teraz wprowadzamy jakąś super innowację, bo zaczynamy robić badanie EMG. My możemy robić badanie EMG za pomocą super innowacyjnego sprzętu. Wtedy pełna zgoda. Natomiast samo EMG, klinicznie, na przykład do badań funkcjonalnych, to już spokojnie, w latach 50., 60. XX wieku można znaleźć na ten temat publikacje. A gdyby się wgłębić bardziej na przykład w książce Crama, czy w publikacji Crama dotyczącej historii rozwoju elektromiografii to oni się zapędzają gdzieś tam do XVII wieku, jako początek tego, że w ogóle ktoś pomyślał o tym, że mięśnie produkują aktywność elektryczną. I to było robione bodajże na rybach.

Natomiast jeżeli się skupimy na ludziach, jeżeli skupimy się o tym, że to jest EMG powierzchniowe, że są z tego publikacje; i te publikacje dotyczą tego, że to jest jakieś dynamiczne EMG dotyczące czegoś funkcjonalnego w ruchu, to mówmy już tak o latach 50., 60. Za jednego z ojców EMG uznaje się Johna Basmajiana, autora świetnej książki Muscles Alive, którą polecam wszystkim, którzy chcieliby zgłębić temat elektromiografii powierzchniowej. I co ciekawe, ten sam John Basmajian jest współautorem drugiej książki, która również jest szalenie ważna w fizjoterapii – o czym nie zawsze się mówi, mianowicie książki na temat klinicznego zastosowania biofeedbacku, która była wydana gdzieś w połowie lat osiemdziesiątych – o ile mnie pamięć nie myli. I ją również polecam, bo to jest taka kopalnia wiedzy tego, jak 40 już lat temu z okładem rozumiano koncepcję biofeedbacku, i co do zasady – dużo w tym rozumieniu się chyba nie zmieniło od tego czasu – rzuciłbym taką tezę.

Na jakie pytanie odpowiada EMG – elektromiografia powierzchniowa?

EMG-Noraxon-Qualisys-analiza-ruchu-Skyfi

No dobrze, ale odcinek nie jest na temat wycieczek historycznych. Na temat tego jak EMG się rozwijało. Odcinek ma odpowiedzieć, czy powiedzieć, na jakie pytanie odpowiada EMG – jak to się przedstawia, nie tylko w Polsce – od kilkunastu lat już z okładem. I tak jak w tytule – mamy 5 pytań podstawowych. Ich gradacja nie jest też przypadkowa, więc kolejność, w jakiej ja je wymienię, mówi też o tym, na ile skomplikowana będzie obróbka. Czyli im dalej, im dalsze pytanie, tym więcej czynności podczas obróbki tego sygnału my musimy wykonać, żeby tą informację zwrotną dostać, żeby ona była rzetelna. I te 5 pytań to w kolejności to:

Po pierwsze: czy mięsień jest aktywny?
Po drugie: czy mięsień jest mniej lub bardziej aktywny?
Po trzecie: kiedy mięsień jest włączony lub wyłączony?
Po czwarte: jak bardzo aktywny jest mięsień?
I po piąte: jak bardzo mięsień się męczy?

Pytanie nr 1: Czy mięsień jest aktywny?

I teraz: jak rozwinąć te poszczególne pytania? To idąc od początku, od pytania numer jeden: czy mięśni jest aktywny? Gdzie mamy tak naprawdę odpowiedź: tak/nie – włączony/wyłączony, czyli aktywny/nieaktywny. To odpowiedź jest bardzo prosta. My tak naprawdę, jeżeli aparat nie jest podłączany do komputera, a ma jakiś ekran, to możemy to odczytać z tego wykresu, który jest na tym ekranie poprzez obserwację zapisu EMG podczas aktywności, którą wykonuje nasz pacjent, nasza osoba badana. Pod warunkiem jednym, że zwrócimy uwagę na to, że podczas spoczynku, czyli jeżeli wykonuje się badanie EMG – taka uwaga metodyczna – to nie jest tak, że my naciskamy START albo mówimy pacjentowi: “to od razu wykonujesz ćwiczenie.” My najpierw przez chwilę powinniśmy obserwować taką linię bazową, czyli ten podstawowy sygnał, który się generuje przez mięsień, kiedy on jest w spoczynku. Sprawdzamy, czy nie ma żadnych artefaktów, żadnych krzaczków. Nie przebija się bicie serca – jeżeli te elektrody są umieszczone na wysokości mięśnia sercowego.

Czy nie ma żadnych zaburzeń związanych z tym, że kable się poruszają – bo w niektórych systemach to też czasem jest małe wyzwanie, zwłaszcza tych przewodowych. Jeżeli ta linia spoczynku jest gładka, nie pofalowana, nic się nie dzieje – wtedy wykonujemy aktywność i widzimy, czy ten mięsień w ogóle się aktywizuje, ten wykres nam rośnie podczas tej aktywności – czy nie. A gdy mięsień nie jest potrzebny, no bo co do zasady zdrowy mięsień, gdy nie jest potrzebny do wykonywania danego ruchu – nie jest włączony – wraca do poziomu tej swojej linii bazowej i to jest ten pierwszy poziom. Najprostszy. Nie wymaga nawet często żadnej obróbki. Ewentualnie możemy w jakiś sposób przefiltrować ten sygnał, ale z wykresu możemy go sobie po prostu odczytać.

Pytanie nr 2: Czy mięsień jest mniej lub bardziej aktywny?

Pytanie drugie: czy mięsień jest mniej lub bardziej aktywny? No i tu znowu, co znaczy “mniej lub bardziej aktywny?” Tu mamy kilka poziomów tego pytania, kilka rodzajów odpowiedzi, które możemy dostać. To może być tak, czy on jest mniej lub bardziej aktywny po jednej i po drugiej stronie ciała. Jeżeli mierzymy mięśnie ułożone symetrycznie, np. mięsień dwugłowy ramienia po lewej stronie, mięsień dwugłowy ramienia w prawej kończynie – to sprawdzamy, który jest bardziej, a który jest mniej aktywny podczas danego ćwiczenia. To może być tak, że mamy ten luksus, że my tego pacjenta co jakiś czas dostajemy i my po prostu sprawdzamy przed i po, czy te mięśnie są mniej lub bardziej aktywne. Na przykład, czy podczas rehabilitacji ta aktywność wzrasta lub czy ona w ogóle się pojawia w wyniku naszych działań terapeutycznych, natomiast te czynności wymagają już pewnej obróbki tego sygnału. Wymagają zaangażowania często więcej niż jednego mięśnia do tego pomiaru.

Pytanie nr 3: Kiedy mięsień jest włączony lub wyłączony?

Pytanie trzecie: kiedy mięsień jest włączony, kiedy mięsień jest wyłączony? Tutaj znowu mamy kolejny poziom obróbki, bo musimy sobie przyjąć pewne kryteria. One są opisane w literaturze. Większość nowoczesnych systemów też pozwala na automatyczne użycie tego algorytmu. Kiedy mięsień przekroczy podczas aktywizacji pewną wartość progową, on zaczyna być uznawany za mięsień włączony. Jeżeli spadnie poniżej tej aktywności względem linii bazowej, on jest uznawany za wyłączony. I teraz: co nam to daje? Przy jednym mięśniu, to kiedy jest włączony lub wyłączony nam po prostu powie czy on w czasie ruchu, który zadaliśmy, w ogóle się aktywizuje, natomiast to już wiemy z pytania numer jeden. Tu ciekawsze jest użycie tego przy kilku mięśniach. Na przykład: mamy wszystkie głowy mięśnia czworogłowego uda obklejone, wykonujemy czynność ruchową, które je aktywizują i możemy się dzięki temu dowiedzieć, która głowa mięśnia czworogłowego włącza się jako pierwsza, która jako druga, która jako trzecia… i dostać odpowiedzi na pytania z tym związane.

Może nie włączają się we właściwej kolejności? Może podczas wykonywania jakiegoś ćwiczenia, na przykład przysiadu, te mięśnie, które powinny pracować w kończynach dolnych – akurat podczas danej czynności, danej sekwencji ruchowej – nie do końca się włączają w kolejności, w której nie powinny. I to jest rzecz, której my nie jesteśmy w stanie wychwycić innymi metodami diagnostycznymi, bo jeżeli badamy siłę: dynamometrem, fotelem izokinetycznym, czymkolwiek innym – to my zmierzymy siłę, którą generuje na przykład ciało w danym stawie. Ale jak poszczególne mięśnie w obrębie danego stawu pracują? To my się już z takiego badanie nie dowiemy. I tu w grę wchodzi EMG. To jest właśnie fajnie sobie połączyć EMG, jeżeli jest taka możliwość, z innymi narzędziami – na przykład do pomiaru siły lub momentów sił mięśniowych i oceniać to razem. Tak samo włączenie/wyłączenie jest ciekawym badaniem i często stosowanym podczas oceny cyklu chodu. Czyli my się dowiadujemy czy i które mięśnie włączają się podczas danej części cyklu chodu.

Pytanie nr 4: Jak bardzo aktywny jest mięsień?

Pytanie numer 4, jak bardzo ten mięsień jest aktywny? Tu już wchodzi w grę kolejny poziom przetwarzania tego sygnału. My ten sygnał musimy sobie przetworzyć w oparciu o jakąś metodę normalizacji. To może być na przykład MVC, czyli maksymalny skurcz, który wykonujemy w warunkach dowolnych dla danego mięśnia. O co tutaj chodzi? Natura sygnału EMG jest taka, że my dostajemy ten wynik w mikrowoltach. I problem jest taki, że każdy pacjent może generować trochę inną wartość w mikrowoltach sygnału bazowego, trochę inną wartość sygnału elektrycznego podczas pracy albo podczas jakichś skurczów maksymalnych czy submaksymalnych. I to nie jest tak, że jeżeli ja wykonam – np. skurcz danego mięśnia i wygeneruję wartość 100, a ktoś inny wygeneruje wartość 120 – to znaczy, że jego mięsień jest lepszy. To tak nie działa. Tu, jeżeli chcemy zobaczyć, jak bardzo mięsień jest aktywny, to musimy wykonać jakąś normalizację.

To w sumie temat na osobny odcinek, ale tak w skrócie: my wykonujemy jakiś maksymalny skurcz danego mięśnia – w warunkach izometrycznych najlepiej – i generujemy to maksymalne napięcie, maksymalną odpowiedź elektryczną, którą my mierzymy i powiedzmy, że to jest wartość 200 – dla jakiegoś łatwego liczenia. I później wykonujemy już normalną aktywność, normalny wzorzec ruchowy, w którym my aktywizujemy ten sam mięsień, i dostajemy na przykład wartość 50. I się okazuje, że 50 przez 200 to jest 1/4. Czyli mięsień pracuje na 25% swojej maksymalnej możliwej do wygenerowania aktywności. I taką wartość my możemy porównać na przykład z innymi pacjentami i wtedy wyjdzie, że jeden delikwent aktywizuje mięśnie na 33%, drugi na 28% a trzeci na 15% – lub właśnie 25%, które nam wyszło. Wtedy możemy na przykład sprawdzać, czy dana aktywność angażuje ten mięsień i na ile procent jego maksymalnego potencjału w ogóle ten mięsień jest angażowany. I to jest całkiem sensowna, całkiem ciekawa informacja zwrotna, którą możemy dostać.

Pytanie nr 5: Jak bardzo mięsień się męczy?

Dobrze i mamy pytanie numer 5: czy mięsień się męczy? I tak, każdy mięsień podczas wysiłku się będzie męczył. Tu natomiast po pewnej obróbce tego sygnału i ponieważ to jest pytanie numer 5, to ta obróbka jest najbardziej – może nie skomplikowana – tylko wymaga najwięcej kroków. Jesteśmy w stanie stwierdzić, na ile mięsień się męczy podczas wykonywania na przykład jakiegoś powtarzalnego ćwiczenia, albo podczas trzymania czegoś. Pamiętam takie badanie dla jednego z kanałów sportowych, bodajże na Discovery, gdzie mieli kierowcę wyścigów NASCAR? To są takie wyścigi, że siedzi się za kółkiem samochodu, najczęściej gaźnikowego, który potrafi się rozpędzić do 150 albo i więcej mil na godzinę i oni jeżdżą po takim torze owalnym, robią 500 kółek na tym torze i on cały czas jest poddawany przeciążeniu, ponieważ cały czas jeździ w jedną stronę. I tego delikwenta położono na fotelu. Przepraszam, na takiej leżance – i kazano mu w pozycji leżącej trzymać głowę wyprostowaną, nie opierać jej oparcie tej kanapie i podłączono mu system EMG bezprzewodowy. Sprawdzano, jak ta krzywa zmęczenia narasta i pierwsze oznaki zmęczenia zaczęły się pojawiać dopiero po kilkudziesięciu minutach. On tam leżał dobre 2 godziny i ten pomiar trwał. Więc to jest jedno z takich zastosowań, żeby zobaczyć, czy mięsień jest na tyle wytrenowany, że to jego zmęczenie będzie narastać o wiele wolniej niż u osób zdrowych.

Podsumowanie odcinka

I tyle – to jest takie odczarowanie tego, co daje EMG w fizjoterapii – elektromiografia powierzchniowa, czyli jeszcze raz powtarzając:
Pytanie pierwsze: czy mięsień jest aktywny?
Pytanie drugie: czy mięsień jest mniej lub bardziej aktywny?
Pytanie trzecie: kiedy mięsień jest włączony lub wyłączony?
Pytanie czwarte: jak bardzo aktywny jest ten mięsień?
I pytanie piąte: jak bardzo mięsień się męczy?

I to tyle w tym odcinku. Myślę, że nagramy jeszcze kolejny odcinek lub odcinki na temat samego EMG; jakiś ciekawych zastosowań dodatkowych, oprócz tych pytań w fizjoterapii. Może cały odcinek na temat wad i zalet stosowania EMG? Bo jak każdy system, który ma wiele zalet, są też systemy, które mają wiele wad. Mam nadzieję, że ten odcinek był dla was wartościowy. Wyciągnęliście z niego coś dla siebie. Jeżeli znaliście to wcześniej, to przynajmniej utrwaliło Wam się to w odpowiedni sposób i teraz będziecie już wiedzieli dokładnie – jeżeli oczywiście nie wiedzieliście tego wcześniej – do czego służy EMG w fizjoterapii? Jeżeli chcecie porównać ze sobą systemy EMG, jeżeli chcecie się dowiedzieć, jakie są najnowocześniejsze rozwiązania w zakresie EMG, EMG powierzchniowego – zapraszam do kontaktu: czy przez naszą stronę, za pomocą bezpłatnej konsultacji, przez maila czy tam, gdzie słuchacie tego podcastu – też zawsze można jakoś do nas uderzyć. Zawsze można się nas o coś zapytać. I to tyle w dzisiejszym odcinku. Dziękuję jeszcze raz za wysłuchanie. I co? Do usłyszenia za 2 tygodnie. Cześć i czołem.