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EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICAL AND REHABILITATION MEDICINE

Rivista di Medicina Fisica e Riabilitativa dopo Eventi Patologici


Official Journal of the Italian Society of Physical and Rehabilitation Medicine (SIMFER), European Society of Physical and Rehabilitation Medicine (ESPRM), European Union of Medical Specialists - Physical and Rehabilitation Medicine Section (UEMS-PRM), Mediterranean Forum of Physical and Rehabilitation Medicine (MFPRM), Hellenic Society of Physical and Rehabilitation Medicine (EEFIAP)
In association with International Society of Physical and Rehabilitation Medicine (ISPRM)
Indexed/Abstracted in: CINAHL, Current Contents/Clinical Medicine, EMBASE, PubMed/MEDLINE, Science Citation Index Expanded (SciSearch), Scopus
Impact Factor 1,827


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Europa Medicophysica 2001 March;37(1):57-68

Copyright © 2001 EDIZIONI MINERVA MEDICA

lingua: Inglese

Surface electromyography. A window on the muscle, a glimpse on the central nervous system

Merletti R., Farina D. *, Gazzoni M., Merlo A., Ossola P., Rainoldi A. **

From the Centro di Bioingegneria Laboratorio di Ingegneria del Sistema Neuromuscolare Politecnico di Torino e ASL 1, Regione Piemonte, Torino *Départment d’Automatique et Informatique Appliquèe Ecole Central de Nantes, Nantes, France **Department of Physical Medicine and Rehabilitation Università di Tor Vergata, Roma and Fondazione Don Carlo Gnocchi, Roma


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Questo lavoro presenta una panoramica dello stato dell’arte in tema di applicazioni di EMG di superficie per la caratterizzazione non invasiva di muscoli scheletrici e per la identificazione di strategie centrali adottate per il controllo della forza muscolare. Il lavoro è in parte un «tutorial» e in parte una «review» e ha carattere metodologico e non clinico. Esso descrive i generatori di segnale (le zone depolarizzate delle fibre muscolari), l’effetto del volume conduttore tra le sorgenti e gli elettrodi, le modalità di prelievo, condizionamento e conversione A/D del segnale. In particolare si sottolinea il problema del corretto posizionamento degli elettrodi che non deve essere, come talvolta erroneamente indicato, “sul ventre muscolare” ma a metà tra la zona di innervazione e le terminazioni tendinee (fig. 1).
È approfondita la metodica delle schiere lineari di elettrodi che consentono di rilevare il fenomeno della propagazione lungo le fibre muscolari e di identificare la “firma” di ciascuna unità motoria (fig. 2). Il rilevamento simultaneo da elettrodi equispaziati lungo il muscolo permette di identificare le zone di innervazione (che corrispondono a minimi di ampiezza), come indicato nella figura 3. Tale figura dimostra inoltre i rischi di disporre gli elettrodi vicino alla zona di innervazione e poi effettuare contrazioni dinamiche. In tal caso, infatti, il muscolo si muove sotto la cute e la zona di innervazione può momentaneamente spostarsi sotto gli elettrodi causando variazioni che possono raggiungere l’ordine del 250% per spostamenti di 1-2 cm. L’operatore inesperto può erroneamente attribuire tali variazioni di ampiezza a un modificato livello di attivazione muscolare.
La possibilità di identificare unità motorie tramite la loro “firma”, ottenuta da una schiera di elettrodi, consente di osservare il reclutamento progressivo di unità motorie associato al progressivo incremento di forza (principio di Henneman), come descritto in figura 4. Per livelli di forza relativamente bassi (fino al 20-30% della forza volontaria massimale) è possibile identificare, separare e classificare i contributi delle singole unità motorie, identificare gli istanti (e quindi la frequenza) di attivazione di ciascuna e osservare le alterazioni del suo potenziale (MUAP) con la fatica. La figura 5 dimostra tale possibilità.
Le manifestazioni mioelettriche di fatica muscolare localizzata hanno entità che dipende dalla tipologia delle fibre coinvolte nella contrazione. L’andamento delle variabili (fig. 6) riflette quindi qualitativamente tale tipologia e potrebbe consentire, in un prossimo futuro, una tipizzazione non invasiva delle fibre costitenti il muscolo.
L’analisi del cammino è una delle applicazioni cliniche più diffuse delle tecniche di EMG di superficie. Le figure 7 e 8 ne riportano un tipico esempio. Anche in questo caso il corretto posizionamento degli elettrodi è di fondamentale importanza per ottenere risultati che contengano informazioni rilevanti dal punto di vista fisiopatologico.
Si sottolinea la rilevanza della pubblicazione «Raccomanda-zioni europee per l’elettromiografia di superficie» che contiene i risultati della Azione Concertata Europea «Surface EMG for non invasive assessment of muscles» (SENIAM) recentemente conclusasi. Tale volume (disponibile in italiano) costituisce sia la base per uno standard metodologico europeo che è in via di definizione sia un prezioso materiale didattico per i diplomi universitari e le scuole di specializzazione nel settore.

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