Publication

Myoelectric activity imaging and decoding with multichannel surface EMG for enhanced everyday life applicability

Résumé

Surface electromyography (sEMG) allows to evaluate neurophysiological aspects of movements. The traditional muscle-specific sEMG approach requires considerable expertise to correctly position bipolar derivations over each muscle of interest. This reduces the availability of myoelectric imaging tools for non-professional users in everyday life conditions. High-density EMG (HDsEMG) consists of recording the sEMG via a dense array of electrodes that restricts the imaging surface to a narrow area, thus limiting usability. Here we demonstrate the usability and advantages of a medium-density sEMG (MDsEMG). We recorded the muscle activity of a subject performing repeated arm flexion and extension using both muscle-specific sEMG (4 derivations over the biceps and triceps) and MDsEMG (28 monopolar derivations, positioned around the arm circumference). Grand-average dynamic-time-warped amplitudes showed similar activation patterns for both modalities. However, MDsEMG allowed to extract maps reflecting the spatial activation of muscles at different movement phases (minimum and maximum acceleration). MDsEMG also proved superior in decoding the elbow angle and allowed to map the regions of maximum significance. MDsEMG is a viable alternative to muscle-specific and HD sEMG. It does not require expertise in electrode positioning and is able to cover large surfaces. It thus can pave the way to easier myoelectric imaging in everyday life and more effective rehabilitation treatments.

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Proximité ontologique
Concepts associés (26)
Électromyographie
L'électromyographie (EMG) est une technique médicale qui permet d'étudier la fonction des nerfs et des muscles = le système nerveux périphérique, les muscles et la jonction neuromusculaire, et donc de compléter certains diagnostics neurologiques. L’Electro Neuro Myo Graphie (ENMG) se divise en deux examens paracliniques distincts : la neurographie motrice (EMG) et la neurographie sensitive. Du grec ancien / élektrôn, / muos, « muscle » et / graphein, « écrire ». Pour cela, on étudie les potentiels émis par le muscle lors de sa contraction volontaire.
Myocyte
Les myocytes, ou fibres musculaires, sont des cellules capables de contraction (syncytium, fusion de plusieurs cellules). On distingue principalement les des myocytes lisses. Les propriétés contractiles des cellules musculaires tiennent de la présence d'éléments du cytosquelette capables de se contracter à la suite d'une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire. Ces éléments contractiles élémentaires sont constitués de microfilaments d'actine couplés à des myofilaments de myosine.
Muscle lisse
vignette|Tissu musculaire lisse sous microscope Le muscle lisse est un type de muscle dont, à l'inverse du muscle strié, les protéines contractiles ne sont pas organisées sous forme de sarcomères, ce qui lui ôte l'aspect strié lors de l'observation sous microscope. Le muscle lisse se contracte lentement et avec moins de force que le muscle strié. Il est sous le contrôle du système nerveux autonome et du système endocrinien et fonctionne donc de manière indépendante de la volonté.
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