Lihasaktivaation mittaaminen

Abstract

Lihasaktivaation mittaaminen on tärkeä työkalu, jolla saadaan lisätietoa lihasten pinnallisesta tai syvällisestä toiminnasta. Näiden tietojen avulla voidaan tutkia mahdollisia hermostopohjaisia lihassairauksia tai luoda sovelluskäytön kautta esimerkiksi proteeseihin luonnollisempaa ohjausta. Mittaustyökaluna usein toimii EMG eli elektromyografia. EMG on erittäin kehittynyt työkalu, jota on kehitetty useita vuosikymmeniä tehokkaammaksi ja tarkemmaksi. Mittaamisessa on kuitenkin haasteita edelleen, jotka vaikuttavat mittaustuloksen luotettavuuteen ja sen kautta tutkimus- ja sovelluskäyttöön. Tässä työssä tarkastellaan EMG:n kahta erilaista mittaustapaa iEMG (Intramuscular Electromyography) ja sEMG (Surface Electromyography). Ensin käydään yleisellä tasolla molemmat mittausmenetelmät läpi, jotta saadaan pohjatietoa niiden toiminnasta. Sitten käsitellään molempiin mittausmenetelmiin haasteita, jonka jälkeen siirrytään vertailemaan näitä mittausmenetelmiä. Vertailun jälkeen tutkitaan vielä, mitä tulevaisuudella on tarjota EMG-mittaamisen kehittämiselle ja tarkentamiselle. Lisäksi käsitellään mahdollisia uusia sovelluskäyttötarkoituksia EMG-mittaamiselle tulevaisuudessa. sEMG-mittaaminen on pinnallinen mittaustapa, jolla saadaan laajaa kuvaa lihaksen toiminnasta. Pinnallisessa mittauksessa elektrodi sijoitetaan ihmisen ihon päälle. Pinnallinen mittaustapa tarjoaa helpon ja nopean mittaustavan. Pinnallisuus kuitenkin altistaa mittaamisen helposti ulkopuoliselle häiriölle. Myös elektrodin oikein sijoittaminen voi olla haastavaa, koska jokainen ihminen on erilainen rakenteeltaan. Kuitenkin sEMG-mittaaminen kehittyy jatkuvasti, jolloin uusia innovaatioita ja käyttötarkoituksia tulee esille. sEMG-mittaaminen on tarkoitettu pinnallisen mittaustavan vuoksi laajempaan lihasaktivaation mittaamiseen. Tämä mahdollistaa urheilusuoritusten seuraamista ja mahdollisten vammojen ehkäisemistä ja hoitoa. iEMG-mittaaminen on syvällinen mittaustapa, jolla saadaan tarkkaa kuvaa yksittäisen motorisen yksikön toimintapotentiaalista. Syvällisessä mittauksessa elektrodi on neula, joka asetetaan suoraan ihmisen lihakseen. Koska mittaustapa on lihaksensisäinen, ollaan enemmän turvassa mahdollisilta ulkopuolisilta häiriöiltä. Kuitenkin elektrodin ollessa neula, on mittaaminen haastavaa ja hidasta. Neulan sijoittaminen oikeaan kohtaan vaatii mittaajalta tarkkaa tietämystä ihmisten lihaksistosta. Lisäksi neula voi olla epämiellyttävä potilaalle ja se sisältää omat riskinsä. iEMG-mittaaminen on tarkoitettu tarkkaan mittaamiseen, jolla voidaan tutkita hermostopohjaisia lihassairauksia. Molempien mittausmenetelmien ollessa erinomaisia omissa alueissaan, on sEMG silti yleisesti paljon parempi tapa. sEMG tarjoaa helpompaa mittaamista ja sen käyttökohteet ovat enemmän käytännöllisempiä verrattuna iEMG:hen. sEMG:n kehitys on myös suurempaa ja sitä käytetään enemmän sovelluksissa. Tulevaisuudessa kuitenkin tarvitsee kehittää lisää EMG-mittaamista, jotta mittaaminen on entistä tarkempaa ja luotettavampaa. Lisäksi tulevaisuudessa tulee olemaan uusia käyttökohteita EMG:lle, johon EMG:n tarvitsee olla valmis tarjoamaan vaadittua tarkkuutta ja luotettavuutta.