Elektromiografia (EMG) to dziedzina medycyny, która zajmuje się badaniem elektrycznej aktywności mięśni i nerwów. Historia elektromiografii sięga kilku dziesięcioleci wstecz i obejmuje rozwój technologii, które umożliwiły lekarzom i naukowcom zgłębianie tajemnic funkcjonowania mięśni i układu nerwowego.
Początki elektromiografii
W 1791 roku Luigi Galvani dowiódł, że impuls elektryczny wywołuje skurcz mięśni doprowadzając ładunek elektryczny do wypreparowanych nóg żaby. W latach 30 tych XIX wieku włoski fizyk i neurofizjolog, Carlo Matteucci prowadził podobne eksperymenty rozwijając znacząco wiedzę dotyczącą układu nerwowego.
Graficzny opis eksperymentu Luigi Galvaniego (źródło: Wikipedia)
Pierwsze próby rejestrowania sygnałów elektrycznych generowanych przez mięśnie miały miejsce już w XIX wieku. W 1849 roku niemiecki lekarz i zoolog Emil du Bois-Reymond stworzył pierwszy galwanometr, który pozwalał na rejestrację prądu elektrycznego w ciele ludzkim. To urządzenie otworzyło drogę do badań nad elektryczną aktywnością mięśni.
Warto nadmienić, że powyższe prace stanowiły podwalinę nie tylko dla rozwoju EMG ale również pokrewnych metod diagnostycznych jak EEG czy EKG.
W latach 20. XX wieku, inżynierowie i lekarze zaczęli eksperymentować z różnymi technikami rejestrowania sygnałów elektromiograficznych. Jednakże, pierwszy elektromiograf do celów klinicznych został opracowany przez Carla Gustava Hasselbalcha w 1928 roku. Urządzenie to było stosunkowo proste i składało się z igły, która była wprowadzana do mięśnia, oraz galwanometru, który rejestrował zmiany w natężeniu prądu.
Rozwój technologii elektromiograficznych
W latach 50. XX wieku nastąpił znaczny postęp w dziedzinie elektromiografii. Zastosowanie tranzystorów i lamp elektronowych pozwoliło na opracowanie bardziej zaawansowanych urządzeń, które były bardziej precyzyjne i nie wymagały wprowadzania igły bezpośrednio do mięśnia. W 1952 roku Andrew H. Wyman i Edward W. Stoney opracowali elektrodę powierzchniową, która mogła być umieszczona na skórze, eliminując konieczność nakłuwania mięśnia. Dało to możliwość prowadzenia bezbolesnych i bezpiecznych dla pacjenta badań, ponieważ ciągłość skóry nie musiała być już przerywana.
W kolejnych dziesięcioleciach następował dalszy rozwój technologii elektromiograficznych. Wprowadzenie tranzystorów bipolarnych, wzmacniaczy operacyjnych i mikroprocesorów umożliwiło stworzenie bardziej zaawansowanych systemów, które mogły precyzyjniej rejestrować i analizować sygnały elektryczne generowane przez mięśnie.
Bardzo istotną postacią w dziedzinie elektromiografii był John V. Basmajian, kanadyjski lekarz i badacz. Jego prace z lat 60. i 70. XX wieku przyczyniły się do rozwoju teorii elektromiografii oraz stworzenia nowoczesnych technik rejestrowania i analizy sygnałów.
Zastosowania elektromiografii
Elektromiografia znalazła szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny, nauk biologicznych, a także inżynierii. W medycynie sportowej, elektromiografia jest wykorzystywana do oceny wydolności mięśniowej i identyfikacji obszarów wymagających treningu. W neurologii, badania elektromiograficzne są niezwykle ważne w diagnostyce chorób nerwowych i mięśniowych. W inżynierii biomechanicznej elektromiografia jest jednym z kluczowych narzędzi do analizy ruchu ludzkiego.
Od wielu lat rozwijane są bioniczne protezy, które bardzo często bazują na sterowaniu opartym o odczyt sygnałów EMG. Również elektro protezy i cała gałąź fizykoterapii oparta o elektrostymulację czerpie właśnie z badań elektromiograficznych.
Coraz popularniejsze jest też zastosowanie elektromiografii w rehabilitacji. Tutaj łączy się ją z treningiem opartym na sprzężeniu zwrotnym i stymulacją (EMG BFB i ETS).
EMG biofeedback to metoda pozwalająca pacjentowi obserwować generowane przez niego sygnały w celach treningowych, np. wzrostu siły skurczu lub lepszej relaksacji danych grup mięśniowych. Takie działanie ma zastosowanie przy wszelkiego typu uszkodzeniach mięśni i nerwów (uraz, udar, uciski na nerwy). Również problemy związane z nietrzymaniem moczu czy stolca daje się bardzo skutecznie rehabilitować przy zastosowaniu tych metod.
Przyszłość elektromiografii
Współczesne technologie elektromiograficzne umożliwiają rejestrowanie sygnałów z dużą precyzją i szybkością. Rozwój technologii bezprzewodowych i miniaturyzacja sensorów elektromiograficznych otwierają nowe perspektywy w zakresie monitorowania aktywności mięśniowej w czasie rzeczywistym. Przykładowy odczyt wielokanałowy (źródło: CTRL-Labs)
Warto tu zwrócić uwagę na cel jaki ma spełniać dana aparatura. Wielokanałowe elektromiografy służące do prowadzenia złożonych badań wymagają dużego zaangażowania zarówno w procesie przygotowania, prowadzenia badania jak i interpretacji wyników. Jednak elektromiografia w medycynie nie musi być skomplikowana i wymagająca złożonych analiz.
Dzięki kooperacji terapeutów z producentami urządzeń, zastosowanie EMG w rehabilitacji pozwoliło rozwinąć rozwiązania szybkie i łatwe w zastosowaniu. Ponieważ w czasie treningu biofeedback ćwiczący aktywnie obserwuje odczyty, zadbaliśmy o to by były one zrozumiałe nawet dla najmłodszych pacjentów. Naszym zdaniem przyszłość elektromiografii to nie tylko ultranowoczesne urządzenia dla ośrodków badawczych. To przede wszystkim dalszy rozwój skutecznych, przystępnych i atrakcyjnych rozwiązań dla pacjentów, a wszystko to aby coraz więcej z nich mogło przywracać utracone funkcje podczas codziennych treningów w domu.
