مقاله رایگان با موضوع الکترومایوگرافی، ایزومتریک، سیستم عصبی، تاثیرپذیری

دانلود پایان نامه ارشد

سریع به عضلات فردی ایجاد کند، تارهای درون دوکی دوک های عضلانی از طریق فرستادن پیامهایی به نخاع برای آگاهی سیستم عصبی مرکزی از کشش عضلات واکنش نشان می دهند. پیامهای عصبی برگشتی از سیستم عصبی مرکزی توسط نرون های حرکتی آلفا به ویژه به تارهای عضلانی برون دوکی، به صورت بازتابی باعث ایجاد انقباض در عضلات مربوطه برای ایجاد مقاومت در برابر کشیده شدن این عضلات می شود (Bandy & Irion, 1994).
بازتاب کششی معکوس یا بازداری اتوژنیک
تحریک عضله که باعث شلی عضله از طریق عصب شناسی می شود، بازداری اتوژنیک یا بازتاب کششی معکوس نامیده می شود. بازتاب کششی معکوس،هنگامی که اندام های وتری گلژی فعال می شوند ایجاد می شود.این اندام ها نسبت به تغییرات اندک در تنش وتر حساس هستند.اگر عضله برای مدت طولانی کشیده شود یا اگر یک انقباض ایزومتریک در عضله ایجاد شود،تنش در عضله افزایش می یابد واندام های وتری گلژی از طریق تار های عصبی آوران نوع b تحریک می شوند (Bandy & Irion, 1994) بنابراین یک بازتاب کششی فوری از اندام های وتری گلژی برای بازداری از اعصاب حرکتی که به عضله عصب می دهند،ایجاد می شود که به دنبال این بازتاب عضله بلافاصله شل می شود و تنش بیش از حد از بین می رود (Alter, 2004). به عنوان مثال اگر عضلات همسترینگ برای 15 تا 30 ثانیه کشیده شوند، تنش در وتر ایجاد می شود.اندام های وتری گلژی نسبت به تنش توسط تارهای عصبی نوع b واکنش نشان می دهند. این تارهای عصبی توانایی غلبه بر پیامهای حاصل از دوک های عضلانی را دارند ،این امر امکان شل شدن را به صورت بازتابی به عضلات همسترینگ می دهد. بنابراین عضلات همسترینگ شل می شوندوامکان طویل شدن را پیدا می کنند. همچنین یک انقباض ایزومتریک حداکثر در عضلات همسترینگ باعث افزایش تنش در اندام های وتری گلژی می شود، پیامهای حاصل از این اندامها، از طریق جلوگیری از فعالیت نرون حرکتی آلفا باعث شل شدن عضلات همسترینگ و محافظت آنها می شود(Bandy & Irion, 1994). بازتاب کششی معکوس یا بازداری اتوژنیک که باعث شل شدن عضله می شود، شالوده تئوری شل شدگی پس از انقباض ایزومتریک را تشکیل می دهد واشاره به این اصل دارد که یک عضله بدنبال یک انقباض ایزومتریک (هم طول) از طریق عصب شناسی شل می شود وبنابراین راحت تر کشیده می شود.این بازتاب اساس یکی از شیوه های کششی تسهیل عصبی عضلانی از طریق گیرنده های عمقی(PNF) به نام 24HR یاCR25 با به کارگیری یک انقباض ایزومتریک می باشد (Bandy & Irion, 1994).
بازداری دوسویه
عضلات معمولا به صورت جفت کار می کنند.بدین نحو هنگامی که یک گروه از عضلات موافق منقبض می شوند،عضلات مخالف شل می شوند(Alter, 2004). بازداری دوسویه یک مکانیسم عصب شناسی با اهمیت است که ازفعالیت عضله مخالف مادامی که عضله موافق،یک اندام را در سرتاسر دامنه حرکتی آن حرکت می دهد،جلوگیری می کند(Bandy & Irion, 1994). این بازتاب ،توسط جلوگیری از فعالیت اعصاب حرکتی که عضلات مخالف را عصب دار می کند، کنترل می شود(Alter, 2004). بازداری دوسویه ،اساس یکی از شیوه های کششی تسهیل عصبی عضلانی از طریق گیرنده های عمقی (PNF) به نام CR،که شامل به کارگیری یک انقباض کانسنتریک (درونگرا) است تشکیل می دهد(Bandy & Irion, 1994).
الکترومایوگرافی
الکترومايوگرافي روش اندازه‌گيري سيگنال الکتريکي ناشي از تحريک عضله و مطالعه عملکرد عضله ازطريق تحريك سيگنال الکتريکي است که مي‌تواند شامل انقباضات ارادي و غيرارادي شود(Konrad, 2005). هدف از انجام الكتروميوگرافي مطالعه فعاليت واحد حركتي است. وقتي پتانسيل تحريکي عصب حرکتي که فيبرهاي عضلاني را تغذيه مي‌کند به آستانه دپلاريزاسيون برسد فيبر عضله منقبض مي‌شود. دپلاريزاسيون باعث ايجاد ميدان الکترومغناطيسي شده و اين پتانسيل به عنوان ولتاژ الکترومايوگرافي اندازه گرفته مي‌شود(Konrad, 2005). غشا سلول عضلاني درشرايط استراحت از یک تعادل يوني با اختلاف پتانسيل الکتریکی در محدود منفي80 تا90 ميلي ولت برخوردار است( پولاريزاسيون ). اين اختلاف پتانسيل با روندهاي فيزيولوژيکي (پمپ يوني) حفظ شده و منجر به بار منفي درون سلول نسبت به خارج سطح سلول مي‌شود. فعال شدن عصب حركتي آلفا (که بوسيله سيستم عصبي مرکزي تحريک شده ) منجر به هدايت تحريک در طول عصب مي شود. با آزاد شدن استيل كولين از پايانه هاي آكسوني و اتصال آن با گيرنده هاي سطح ساركولما يون هاي سديم به درون سلول سرازير شده و پتانسيل عمل ( دپولاريزاسيون ) در سطح غشا سلول عضلاني روي مي دهد .با نفوذ يون هاي سديم به درون سلول اختلاف پتانسيل دو طرف غشا از منفي 80 ميلي ولت به مثبت 30 ميلي ولت مي رسد . پتانسيل عمل ايجاد شده در سطح ساركولما در تمام جهات پخش شده و از طريق توبول هاي عرضي به عمق فيبر عضلاني رسوخ مي كند سپس مرحله رپولاريزاسيون جايگزين دپولاريزاسيون شده و در پي آن يك دوره هايپرپولاريزاسيون غشا رخ مي دهد(Konrad, 2005). در ابتداي مرحله رپولاريزاسيون ، باز شدن كانال هاي پتاسيمي سبب خروج يون هاي مثبت پتاسيم به بيرون فضاي سلول عضلاني گرديده و از اين طريق شرايط اختلاف پتانسيل الكتريكي دو طرف غشا به شرايط استراحت نزديك مي گردد ولي در اواخر مرحله رپولاریزاسیون جابجايي يون هاي سديم و پتاسيم از طريق پمپ سديم – پتاسيم و با مصرف انرژي سبب ايجاد وضعيت قطبي استراحت در دو طرف ساركولما مي گردد(Konrad, 2005). این تغییرات ولتاژ در مراحل پولاريزاسيون، دپولاريزاسيون و رپولاريزاسيون توسط الکترودها در دستگاه الکترومایوگرافی ثبت می گردد که نحوه ثبت آن در شکل 1 – 2 نشان داده شده است.

شکل 1 –2 : اندازه‌گيري پتانسيل عمل توسط الکترود سطحي(Cram & Criswell)
پتانسيل عمل واحد حرکتي مجموع پتانسيل عمل‌هاي منفرد تمامي فيبرهاي يک واحد حرکتي است. بنابراين سيگنال الكترومايوگرافي جمع جبري تمام پتانسيل هاي عمل‌ واحدهاي حرکتي موجود در ناحيه‌اي است که الکترود در آنجا قرار گرفته است. (شکل 2 – 2)

شکل 2 – 2 : اندازه‌گيري مجموع پتانسيل هاي عمل واحدهاي حرکتي در سطح پوست(Cram & Criswell)
جمع پتانسیل های عمل واحد حرکتی سبب ایجاد یک سیگنال الکترومایوگرافی خام26 بر روی صفحه نمایشگر دستگاه می گردد که در شکل 3 – 2 نشان داده شده است .

شکل 3 – 2 : نمونه سيگنال ضبط شده الکترومايوگرافي(Cram & Criswell)
به سيگنال فيلتر نشده و پردازش نشده‌اي که مجموع پتانسيل هاي عمل واحد حركتي را نشان مي‌دهد، سيگنال الكترومايوگرافي خام مي‌گويند. سيگنال الكترومايوگرافي خام يک سيگنال تصادفي است، بدين معني که يک ثبت نمي‌تواند دوباره بازسازي شود (Konrad, 2005). عضله سالمي که در وضعيت استراحت قرار دارد، بدليل فقدان دپلاريزاسيون و پتانسيل عمل، هيچ فعاليت الكترومايوگرافي خاصي نشان نمي‌ دهد.
انواع الکترودها
براي اندازه‌گيري سيگنال الكترومايوگرافي دو نوع اصلي الکترود وجود دارد: سطحي و سوزني27 . مزيت هاي الکترود سطحي اين است که کاربرد آن ها ساده بوده و بدون درد است، قابليت تکرار بيشتري دارند و براي کاربردهاي حرکتي مناسب هستند. عدم مزيت الکترودهاي سطحي اين است که ناحيه آشکارسازي آن ها وسيع است و لذا پتانسیل هایی از عضلات کناري نيز ثبت مي‌کنند. به علاوه اين الکترودها تنها براي عضلات سطحي کاربرد دارند (Konrad, 2005; Kumar & Mital, 1996). الکترودهاي سوزني براي ورود به درون عضله به يک سوزن نياز دارند. مزاياي الکترودهاي سوزني عبارتند از: ناحيه آشکارسازي اختصاصي ، توانايي مطالعه عضلات عمقي، جداسازي بخش هاي مشخص عضلات بزرگ و توانايي مطالعه عضلات کوچک که آشکارسازي آن ها به دليل اثر عضلات کناري28 با الکترودهاي سطحي غير ممکن است. از جمله معايب اين الکترود اين است که فرو کردن سوزن باعث ايجاد درد مي‌شود و این ناراحتي باعث افزايش گرفتگي و تنش در عضله مي گردد. نصب الکترودها تکرارپذيري کمتري دارند چون قراردادن مجدد سوزن و سيم نازک در همان محل قبلي در عضله مشکل است.
فاکتورهاي موثر بر سيگنال الكترومايوگرافي
دامنه پتانسيل الکترومایوگرافی به عوامل مختلفي بستگي دارد نظير: قطر فيبر عضله، فاصله بين فيبر عضله فعال و محل آشکارسازي (شکل 6 – 2) و خصوصيات فيلترينگ خود الکترود. هدف اصلي، بدست آوردن سيگنالي بدون نويز است و نوع الکترود و خصوصيات تقويت کننده نقش مهمي در بدست آوردن سيگنال بدون نويز ايفا مي‌نماید (Cram & Criswell; De Luca, 2001).

شکل 6 – 2 : تاثير لايه چربي بر سيگنال الکترومایوگرافی(Konrad, 2005)

سيگنال الکترومایوگرافی  در طول مسيرش از غشاء عضله تا الکترودها تحت تاثير عوامل محيطي مختلفي قرار دارد که شکل و مشخصه آن راتغيير مي دهند. اين عوامل بطور اساسي به اين گروه ها تقسيم بندي مي شوند(Cram & Criswell; De Luca, 2001) :1) بافت بدن انسان رساناي الکتريکي است ولي اين رسانايي با توجه به نوع بافت، ضخامت، تغييرات فيزيولوژيکي و دما تغيير مي‌کند. اين شرايط از موضعي به موضع ديگر بشدت تغيير مي‌کنند و مانع مقايسه کمي پارامترهاي محاسبه شده دامنه سيگنال الکترومایوگرافی  پردازش نشده مي‌شوند.
2) تاثیرپذیری از عضلات کناری : عضلات مجاور هم، مقدار قابل توجهي سيگنال الکترومایوگرافی  توليد مي‌کنند که درمحل الکترود، اندازه گيري مي‌شود. بطور معمول اين تاثیرپذیری از عضلات کناری از 10 تا 15 درصد مقادير کل الکترومایوگرافی تجاوز نمي‌کند و يا اصلاً موجود نيست. با اين وجود بايد موارد احتياطي براي تنظيمات دقيق محل قرارگيري الکترود در گروه عضلات رعايت شود. 3) تغييرات در هندسه بين بطن عضله و محدوده الکترودها ، خواندن سيگنال را تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين مسئله يکي از مشکلات اصلي در مطالعات حرکت ديناميک عضلات مي باشد زيرا در هنگام حرکت عضو عضله زير پوست حرکت مي‌کند و از اينرو محل خواندن اطلاعات از عضله ثابت نيست. ( شکل 7 – 2 )

شکل 7 – 2 : جابجايي عضله زير الکترود سطحي(Konrad, 2005)
4) در محيط هايي که نويز زياد دارند بايد احتياط لازم رعايت شود. بيشترين نويز بر اثر حضور تجهيزات برقي خارجي به وجود مي آيد.
نويز در سيگنال الكترومايوگرافي ومقابله با آن
نويز، هر سيگنال ناخواسته اي است که به همراه سيگنال هاي مورد نظر جمع آوري مي شود. برخي از اين منابع عبارتند از : ميدان الکترواستاتيک ( پوست )، ميدان الکترومغناطيس ( سيم هاي برق) ، آرتي فکت هاي حرکتي ناشي از نقص الکترود در سطح پوست يا نقص در سيم، واکنش های غير ارادي و هرگونه وسيله الکتريکي ديگري که در هنگام اندازه گیری سيگنال الكترومايوگرافي در اتاق وجود دارد. بسياري از اين نويزها را مي توان با رعایت کردن چند مورد ساده حذف کرد. چند نمونه از اين موارد عبارتند از: تميز کردن پوست، استفاده از سيستم تقويت دو قطبي يا دوگانه، اصمینان ازتماس کامل الکترود و عدم وجود کشيدگي در سيم ها . وقتي الکترودها در محل خود قرار گرفتند مي بايست سيگنال ها چک شود تا مطمئن شويم که الکترودها فعاليت عضله را به درستي ثبت مي کنند.
پردازش سيگنال الكترومايوگرافي
در بيشتر تحليل‌ها فقط از سيگنال خام استفاده مي شود و هيچ پردازشي بر روی آن صورت نمي گیرد. با اين وجود براي برخي از تحليل‌ها از روش‌هاي مختلفي براي پردازش سيگنال الكترومايوگرافي استفاده مي‌شود. معمول‌ترين آن ها عبارتند از: يکسوسازي نيم موج29 (حذف تمام بخشهاي منفي سيگنال)، يکسوسازي تمام موج30 (مقدار مطلق کل سيگنال)، LE 31 (فيلتر کردن پائين‌گذر سيگنال يکسو شده تمام موج) وRMS 32 (شکل 8 – 2). در روش RMS ابتدا سيگنال به توان دو مي‌رسد، سپس ميانگين يک پنجره زماني مشخص در حدود ۲۰۰-۱۰۰ ميلي ثانيه گرفته شده و سپس ريشه دوم محاسبه مي‌شود. در روش محاسبه انتگرال سيگنال الكترومايوگرافي ناحيه زير منحني يکسو شده به عنوان نشان دهنده ميزان فعاليت الكتريكي عضله استفاده مي‌شود. در تحليل فرکانس هم، از پارامترهايي مانند فرکانس متوسط يا فرکانس ميانه استفاده مي‌شود. بسته به

پایان نامه
Previous Entries مقاله رایگان با موضوع دامنه حرکتی، بیومکانیک، نیروی کشش، انعطاف پذیری Next Entries مقاله رایگان با موضوع گروه کنترل، استراتژی ها، فعالیت های ورزشی، انعطاف پذیری