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Vergleichende Messungen von Oberflächen- und Finewire-EMG am M. deltoideus acromialis bei Anteversion der Schulter
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Published: | October 23, 2013 |
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Fragestellung: Die numerische Methode der Mehrkörpersimulation (MKS) wird in der biomechanischen Forschung häufig für muskuloskelettale Fragestellungen eingesetzt. Experten sind sich einig, dass numerische Modelle immer experimentell validiert werden müssen. Eine Möglichkeit der Validierung besteht darin, berechnete Muskelaktivität mit gemessenen Muskel-EMG-Werten zu vergleichen. Um die MKS-Validierung weiterzuentwickeln, wurden in der aktuellen Studie am M. deltoideus acromialis EMG-Signale gleichzeitig mit Oberflächen- und Finewire-Elektroden gemessen.
Methodik: Die Finewire-Elektroden wurden unter Verwendung von Injektionskanülen appliziert. Dabei wurde die Positionierung der Finewire-Elektroden durch Ultraschallmessungen unterstützt. Die untersuchten Bewegungszyklen umfassten die Anteversion der Schulter von 0-45°, 0-90° und 0-135°, jeweils ohne und mit 1kg bzw. 2kg Hantelgewicht und wurden jeweils viermal wiederholt. Zur nachträglichen Kalibrierung der EMG-Signale wurde die maximale willkürliche Kontraktion (Maximum voluntary contraction - MVC) und zusätzlich das Ruhepotential gemessen. Die analogen EMG-Signale wurden digitalisiert, gleichgerichtet und unter Verwendung eines RMS-Algorithmus (Root mean square) geglättet.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Oberflächen-EMG und Finewire-EMG liefern vergleichbare Werte, während Oberflächen-EMG-Werte durchgängig etwas höher liegen. Dies kann auf die Tatsache zurückgeführt werden, dass das Ruhepotential in Oberflächen-Elektroden die Summe der Signale von einer Vielzahl von Muskelfasern darstellt, während Finewire-Elektroden nur einzelne Muskelfasern messen. Außerdem sind bei den Oberflächen-Elektroden im Gegensatz zu Finewire-Elektroden die Störsignale benachbarter Muskeln (Crosstalk) zu beachten. Die Ergebnisse der Finewire-EMG-Messungen sind in sehr guter Übereinstimmung mit den Werten der etablierten Oberflächen-EMG-Messungen. Aus Gründen der besseren Zugänglichkeit der tieferen Muskulatur bei gleichzeitig komfortabler Handhabung kann die Finewire-EMG-Methode als die beste Wahl für eine umfangreiche MKS-Modellvalidierung vorgeschlagen werden.