Уроки Физиологии для использования с оборудованием Biopac Student Lab

Урок 2 ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЯ II Пополнение двигательных единиц Утомление

Richard Pflanzer, Ph.D. Associate Professor Emeritus

Indiana University School of Medicine Purdue University School of Science

William McMullen Vice President BIOPAC Systems, Inc.

Представительство в России: ООО “Реоника” info@transonic.ru www.transonic.ru

BIOPAC^® Systems, Inc. 42 Aero Camino Goleta CA 93117 USA

(805) 685-0066, Fax (805) 685-0067 info@biopac.com www.biopac.com

Manual Revision 3.7.6 04242012

(US: 12182009*)

© BIOPAC Systems, Inc.

Страница 4 Biopac Student Lab 3.7.6 II. ЦЕЛИ ЭКСПЕРИМЕНТА

1) Определить максимальную силу сжатия для правой и левой рук и сравнить различия между мужчиной и женщиной.

2) Пронаблюдать, зарегистрировать и соотнести пополнение двигательных единиц с увеличением мощности сокращения скелетной мышцы.

3) Зарегистрировать силу, произведенную мышцами при сжимании кулака, ЭМГ и интегрированную ЭМГ, стимулируя утомление.

III. Оборудование и материалы

· BIOPAC Ручной динамометр (SS25LA или SS25L)

o Дополнительно Ручной динамометр – груша (SS56L) также может быть использован — давление в груше пропорционально силе сжатия. Для SS56L, настройте предпочтения датчика силы сжатия (единицы измерения) ДО начала калибровки.

· BIOPAC набор электродных проводов (SS2L)

· BIOPAC одноразовые виниловые электроды (EL503), 6 электродов на человека

· BIOPAC электродный гель (GEL1) и губки абразивные (ELPAD) или Очищающее средство для кожи или спиртосодержащий препарат

· Дополнительно: BIOPAC Наушники (OUT1 для MP3X или 40HP для MP45)

· Biopac Student Lab System:

· Компьютер

Программное обеспечение BSL версия 3.7.5 или выше основной блок MP36, MP35, MP30 (только Windows) или MP45

IV. Методика проведения эксперимента

Доступ к дополнительной информации и онлайн поддержке в меню «Справка». A. УСТАНОВКА

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

1. Включите компьютер.

2. Убедитесь, что устройство BIOPAC MP3X выключено.

3. Подключите оборудование следующим образом:

Электродный провод (SS2L) — Канал 1 (CH 1)

Ручной динамометр (SS25LA или SS25L) или Ручной динамометр - груша (SS56L) — Канал 2 (CH 2)

Наушники (OUT1 или 40HP) — задняя панель блока

4. Включите блок BIOPAC MP3X.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На мониторе должен появиться рабочий стол. Если этого не происходит, обратитесь за помощью к лаборанту.

Установка продолжается…

Рис. 2.3 Подключение оборудования MP3X (вверху) и MP45 (внизу)

Урок 2: ЭМГ II www.biopac.com Страница 5

5. Расположите три электрода на предплечье (Рис. 2.4).

6. Подключите набор электродных проводов (SS2L) к доминирующей руке Пациента, следуя цветовой схеме (Рис. 2.4).

Расположите три электрода на предплечье как показано на Рис. 2.4. Для оптимального прилегания электродов к коже прикрепите их как минимум за 5 минут до начала процедуры Калибровки.

Прикрепите набор электродных проводов (SS2L) к доминирующему предплечью Пациента (Рис. 2.4) для регистрации 1 и 2 сегментов (предплечье 1).

ВАЖНО Убедитесь, что цвета проводов

соответствуют Рис. 2.4.

ƒ

ƒ

ƒ

ƒ

7. Запустите программу Biopac Student Lab.

Рис. 2.4 Расположение электродов и подключение проводов

Если пациент правша, то, скорее всего, доминирующая рука у него правая, а если левша, то – левая.

Все электродные провода разного цвета и каждый должен быть подключен к определенному электроду, как показано на Рис. 2.4.

Зажимные контакты фиксируются на электроде только одной стороной.

Для записи 3 и 4 сегментов (предплечье 2) необходимо будет прикрепить провода к недоминирующей руке Пациента.

8. Выберите урок “L02” и нажмите «OK». Урок 02 Электромиография (ЭМГ) II.

9. Внесите свое уникальное имя файла.

10. Нажмите «OK».

11. Дополнительно: Настройка свойств. · Выберите меню Файл > Свойства. · Выберите опцию.

· Выберите желаемые значения (настройки) и нажмите «OK».

УСТАНОВКА ЗАВЕРШЕНА

Нельзя, чтобы у двух людей было одинаковое имя файла, поэтому используйте индивидуальные названия, например, фамилии, имена или инициалы студентов.

Это завершит процедуру стандартной установки.

Для этого урока доступны дополнительные настройки свойств данных и экрана во время регистрации. По усмотрению вашего преподавателя вы можете настроить:

Текст журнала: показывать минимум указаний или подробный текст

Продолжительность записи: можно задать от 30 секунд до 30 минут

Ручной динамометр: Выберите модель SS25LA/L или SS56L (Груша). Ручной динамометр – груша SS56L измеряет отношение давления груши к силе сжатия в кгс/м² (единица измерения давления) и является датчиком по умолчанию при записи с блоком MP45.

Страница 6 Biopac Student Lab 3.7.6 B. КАЛИБРОВКА

Процедура калибровки устанавливает внутренние параметры оборудования (коэффициент усиления, отклонение, масштабирование) и необходима для оптимального функционирования прибора. Отнеситесь с особым вниманием к процессу Калибровки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ 1. Нажмите «Калибровкa».

2. Отложите ручной динамометр и нажмите «OK».

3. Сожмите рукой ручной динамометр BIOPAC и затем нажмите «OK».

SS25LA: Обхватите динамометр так, чтобы короткая пластина прижималась к ладони.

SS25L: Сожмите динамометр так, чтобы рука находилась максимально близко к скобе, но не касалась ее (Рис. 2.5).

SS56L: ОБХВАТИТЕ грушу рукой, расслабьте пальцы, НЕ касайтесь груши ногтями.

ВНИМАНИЕ

Вам необходимо держать динамометр в одном и том же положении для всех измерений с обеих рук, так что запомните положение Вашей руки при записи первого сегмента и постарайтесь повторить его и для других сегментов.

4. После начала регистрации Калибровки, сожмите ручной динамометр максимально сильно на 2 секунды, затем отпустите.

5. Дождитесь остановки Калибровки. 6. Проверьте данные Калибровки.

· При совпадении данных приступайте к разделу Регистрация Данных.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Всплывающее окно даст подсказку, что к ручному динамометру не должна применяться никакая сила сжатия. Для этого временно отложите его.

Уберите руки с датчика, чтобы убедиться, что к нему не приложена сила. Это обеспечит нулевую силу в начале Калибровки.

Сожмите динамометр доминирующей рукой.

^{Располо}жение ^{Расположение} руки на датчике SS25LA ^{руки на датчике SS25L}

Расположение руки на датчике SS56L Рис. 2.5

Программе необходимо считать максимум Вашего сжатия для проведения автокалибровки.

Процедура калибровки продлится 8 секунд и остановится автоматически.

После завершения регистрации Калибровки, данные на экране должны быть подобны Рис.2.6.

· При использовании SS25LA/L единицы измерения – кг; при использовании SS56L единицы измерения – кгс/м².

· При несовпадении, нажмите «Повтор калибровки».

КАЛИБРОВКА ЗАВЕРШЕНА

Рис. 2.6

Если регистрация калибровки не отображает нулевую базисную линию, вам необходимо повторить калибровку для получения записи, сходной с Рис. 2.6.

Урок 2: ЭМГ II www.biopac.com Страница 7

C. РЕГИСТРАЦИЯ ДАННЫХ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

1. Приготовьтесь к регистрации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Вам предстоит зарегистрировать два сегмента для каждого предплечья:

a. В Сегменте 1 и 3 Вы будете регистрировать пополнение двигательных единиц.

b. В Сегменте 2 и 4 – утомление.

Сегмент 1

2. Нажмите «Возобновить».

3. Запомните указанную в журнале величину прироста силы сжатия.

Для большей эффективности прочтите этот раздел целиком прежде, чем приступить к регистрации.

После нажатия на «Возобновить» на дисплее будет отображаться только канал с данными о силе сжатия, появится сетка со шкалой делений равной вашему заданному приросту силы, чтобы Вы смогли визуально отслеживать уровень силы.

На основании Вашей максимальной силы сжатия во время калибровки программа определяет оптимальную сетку дисплея и прирост силы. Посмотрите в журнал и используйте указанный прирост силы сжатия при ее увеличении во время регистрации. Сетка дисплея устанавливается следующим образом:

SS25L/LA Калибровочное значение 0-25 кг

25-50 кг > 50 кг

Установленный прирост 5 кг

10 кг 20 кг

4. Нажмите «Запись».

5. Пациент выполняет циклы “Сожмите-Расслабьте-Подождите” с увеличением силы сжатия.

6. Нажмите «Приостановить».

7. Проверьте данные на экране.

SS56L Максимальное сжатие Установленный прирост

^< 5,000 кгс/м² 1,000 кгс/м² ≥ 5,000 до 10,000 кгс/м² (включительно) 1,500 кгс/м²

^> 10,000 кгс/м² 2,000 кгс/м²

При нажатии на «Запись» начнется регистрация и автоматически создастся метка добавления с текстом “Предплечье 1, Увеличение силы сжатия”.

Повторите цикл Сожмите-Расслабьте-Подождите, сжимая кулак в течение 2 секунд и с интервалом в 2 секунды между сжатиями. Начните с вашего заданного прироста силы и увеличивайте каждый последующий цикл на заданный прирост силы до достижения максимальной силы сжатия (например, 5-10-15-20 кг).

При нажатии на «Приостановить», запись прекратится, давая вам время на проверку данных и подготовку к следующему сегменту регистрации.

Если Ваши данные похожи на Рис 2.7, продолжайте.

_{· При совпадении приступайте к Шагу} ƒ 8.

_{· При несовпадении нажмите} ƒ «Переделать» и повторите Шаги 4-7.

Важный аспект Ваших данных, на который следует обратить внимание – многочисленные пики (обозначающие циклы сжатия).

Показанные данные сняты с Пациента, имеющего опыт работы с динамометром и способного осуществлять равномерные сжатия. Ваши данные могут быть верными, даже если пики не такие ровные, как на рисунке.

Регистрация продолжается… _{Рис. 2.7 Пополнение Двигательных Единиц}

Страница 8 Biopac Student Lab 3.7.6

Данные могут отличаться если:

a. Кнопка «Приостановить» была нажата преждевременно. b. Вы не следовали инструкциям.

Сегмент 2

8. Нажмите «Возобновить».

9. Нажмите «Продолжить».

Нажмите «Переделать» и повторите Шаги 4-7, если необходимо. Помните, что при нажатии «Переделать», ранее зарегистрированные данные стираются.

После нажатия на «Возобновить», прочтите обновившиеся указания в журнале.

При нажатии на «Продолжить» продолжится регистрация и автоматически создастся метка добавления с текстом “Предплечье 1, Продолжительное сжатие с максимальной силой”.

10. Сожмите грушу с максимальной силой. Запомните эту силу и постарайтесь сохранять ее.

11. Когда сила сжатия, отображаемая на экране, понизится более, чем на 50%, нажмите «Приостановить».

12. Проверьте данные на экране.

· При совпадении приступайте к Шагу 13.

Запомните максимальную силу сжатия, чтобы Вы могли определить момент, когда сила понизится на 50% (максимальная сила может выйти из поля зрения на экране). Постарайтесь сохранять максимальную силу сжатия (предплечье устанет и сила будет уменьшаться).

Время, за которое утомление достигает 50% от максимальной силы сжатия, обычно сильно различается у разных людей.

При нажатии на «Приостановить», запись должна приостановиться, давая Вам время на изучение данных второго сегмента. Если Ваши данные похожи на Рис. 2.8, продолжайте.

· При несовпадении нажмите «Переделать» и повторите Шаги 9-12.

Рис. 2.8 Утомление

Заметьте, что пик, следующий сразу после начала записи сегмента, отражает максимальную силу сжатия. На представленном примере окна видна и точка утомления до 50% от максимальной силы. Если это не так, Вы можете использовать горизонтальную (временную) полосу прокрутки, чтобы увидеть Вашу запись целиком.

Данные могут отличаться если:

a) Вы провели регистрацию не до момента в 50% от максимальной силы сжатия.

b) Кнопка «Приостановить» была нажата преждевременно. c) Вы не следовали инструкциям.

Нажмите «Переделать» и попросите Пациента расслабиться, чтобы дать мышцам рук отдохнуть, только в этом случае данные будут иметь смысл.

Когда будете готовы, повторите Шаги 9-12. Помните, что при нажатии

_{Регистрация} продолжается… _{«Переделать», ранее зарегистрированные данные стираются.}

Урок 2: ЭМГ II

Сегмент 3

13. Для регистрации данных Предплечья 2, подключите набор электродных проводов к недоминирующей руке Пациента.

ВНИМАНИЕ Убедитесь, что цвета проводов

соответствуют Рис.2.9.

www.biopac.com Страница 9

Для 3 и 4 сегментов вы будете регистрировать данные Предплечья 2 (недоминирующая рука), следуя тем же процедурам, что и для предплечья 1.

Отсоедините провода (SS2L) от электродов, расположенных на Предплечье 1 и подключите их к электродам на Предплечье 2 (см. рис. 2.9).

ƒ Если электроды не закреплены на предплечье 2, обратитесь к Шагу 5 Установки для верного расположения.

Рис. 2.9 Расположение электродных проводов

14. Нажмите «Возобновить» и запомните ваш заданный прирост силы, указанный в журнале.

15. Нажмите «Продолжить».

16. Пациент выполняет циклы “Сожмите-Расслабьте-Подождите” с увеличением силы сжатия.

17. Нажмите «Приостановить».

18. Проверьте данные на экране.

· При совпадении приступайте к Шагу 19.

· При несовпадении нажмите «Переделать» и повторите Шаги 15-18.

Сегмент 4 19. Нажмите «Возобновить».

20. Нажмите «Продолжить».

21. Сожмите грушу с максимальной силой и постарайтесь удерживать этот уровень силы сжатия.

22. Когда сила сжатия, отображаемая на экране, понизится более, чем на 50%, нажмите «Приостановить».

23. Проверьте данные на экране.

· При совпадении приступайте к Шагу 24.

Регистрация продолжается…

После нажатия на «Возобновить», просмотрите обновленные указания в журнале и используйте указанный прирост силы сжатия при ее увеличении во время регистрации.

При нажатии на «Продолжить» продолжится регистрация и автоматически создастся метка добавления с текстом “Предплечье 2, Увеличение силы сжатия”.

Повторите цикл Сожмите-Расслабьте-Подождите, сжимая кулак в течение 2 секунд и с интервалом в 2 секунды между сжатиями. Начните с указанного в Шаге 2 прироста силы и увеличивайте на заданный прирост для каждого цикла до тех пор, пока не достигните максимальной силы сжатия.

Запись должна приостановиться, давая вам время на проверку данных и подготовку к следующему сегменту регистрации. Если Ваши данные похожи на Рис 2.7, продолжайте.

Данные могут отличаться если:

a. Кнопка «Приостановить» была нажата преждевременно. b. Вы не следовали инструкциям.

Нажмите «Переделать» и повторите Шаги 15-18, если необходимо. Помните, что при нажатии «Переделать», ранее зарегистрированные данные стираются.

После нажатия на «Возобновить», просмотрите обновленные указания в журнале. В качестве шкалы делений сетки используется заданный прирост силы, чтобы Вы смогли визуально отслеживать уровень силы.

При нажатии на «Продолжить» продолжится регистрация и автоматически создастся метка добавления с текстом “Предплечье 2, Продолжительное сжатие с максимальной силой”.

Запомните максимальную силу сжатия, чтобы Вы могли определить момент, когда сила понизится на 50% (максимальная сила может выйти из поля зрения на экране). Постарайтесь сохранять максимальную силу сжатия (предплечье устанет и сила будет уменьшаться).

Время, за которое утомление достигает 50% от максимальной силы сжатия, обычно сильно различается у разных людей.

При нажатии на «Приостановить», запись должна приостановиться, давая вам время для просмотра (изучения) данных последнего записанного сегмента. Если Ваши данные похожи на Рис 2.8, продолжайте.

Страница 10 Biopac Student Lab 3.7.6

· При несовпадении нажмите «Переделать» и повторите Шаги 20-23.

Данные могут отличаться если:

a) Вы провели регистрацию не до момента в 50% от максимальной силы сжатия.

b) Кнопка «Приостановить» была нажата преждевременно. c) Вы не следовали инструкциям.

Нажмите «Переделать» и попросите Пациента расслабиться, чтобы дать мышцам рук отдохнуть, только в этом случае данные будут иметь смысл. Когда будете готовы, повторите Шаги 21-24. Помните, что при нажатии «Переделать», ранее зарегистрированные данные стираются.

24. Нажмите «Стоп» и затем нажмите «Да».

25. Если вы хотите прослушать сигнал ЭМГ, приступайте к Шагу 26.

или

Чтобы пропустить прослушивание сигнала ЭМГ и завершить регистрацию, переходите к Шагу 30.

26. Пациент надевает наушники.

27. Нажмите «Слушать».

· При использовании MP30 под управлением ОС Windows, подключите набор проводов SS2L к каналу 3 (CH3) вместо канала 1 (CH1) для сегмента с прослушиванием сигнала, и нажмите ОК в окне с соответствующим сообщением.

28. При прослушивании попробуйте варьировать циклы Сжатия-Расслабления-Ожидания и наблюдайте изменение данных на экране.

29. Нажмите «Стоп».

При нажатии на «Стоп» появится окно диалога с вопросом подтверждения окончания регистрации данных с обоих предплечий. Это просто последняя возможность подтвердить, что вам не нужно провести ещё раз регистрацию сегмента. Нажмите «Да» для завершения регистрации и автоматического сохранения данных. Нажмите «Нет» для возвращения к режиму регистрации с опцией «Переделать».

Прослушивание ЭМГ необязательно.

Прослушивание ЭМГ является ценным инструментом для обнаружения мышечных отклонений и представлено здесь для общего интереса.

Вы услышите в наушниках сигнал ЭМГ, который будет изображаться на экране. На экране вы увидите 2 канала:

CH 1 ЭМГ и CH 41 Сила сжатия или

для MP30 под управлением Windows: CH 3 ЭМГ и CH 41 Сила сжатия

Данные на экране не будут сохраняться.

Замечание Звук в наушниках может быть слишком громким. Отнимите немного наушники от ушей, чтобы снизить громкость, или, при использовании MP45, регулируйте звук с помощью кнопок “Громкость +” и “Громкость –”.

Сигнал будет идти, пока вы не нажмёте на «Стоп». Если кто-то ещё из вашей лабораторной группы захочет услышать ЭМГ сигнал, передайте наушники до нажатия кнопки «Стоп» или нажмите «Переделать» и затем, когда завершите, «Стоп».

· Для повторного прослушивания нажмите «Переделать», «Слушать», и затем нажмите «Стоп».

30. Нажмите «Выполнено».

31. Выберите опцию и нажмите «OK».

Появится диалоговое окно с опциями. Сделайте свой выбор и следуйте дальнейшим указаниям.

При выборе опции “Запись другого пациента”:

a) Присоедините электроды, следуя Шагу 5 Установки, и пройдите все шаги урока, начиная с 8 Шага Установки.

b) Для каждого человека необходимо использовать индивидуальное имя файла.

32. Снимите электроды с предплечья.

РЕГИСТРАЦИЯ ЗАВЕРШЕНА

Отсоедините зажимные контакты электродных проводов. Выбросите электроды (электроды BIOPAC не допускают многократного использования). Смойте с кожи остатки электродного геля с помощью воды и мыла. После использования электродов на коже в течение нескольких часов могут оставаться слабые следы, что совершенно нормально.

Урок 2: ЭМГ II www.biopac.com Страница 11