Liikkeen motorinen kontrolli ja EMGJuha-Pekka Kulmala
J-P 2009    Tavoitteet2       hahmottaa tahdonalaisen liikkeen syntyminen ja        kontrollointi       oppia lihaksen s...
Motorinen kontrolli                      J-P 2009
J-P 2009    Luurankolihasten tehtävät4       Liikkuminen       Asennon ylläpito
J-P 2009    Liikkeen syntyminen5   Liikekäsky syntyy aivojen    motorisella kuorella       AP:n kulku:         aivot   ...
J-P 2009    Liikkeen motorinen säätely6    Tarkat ja monimutkaiset liikkeet                 Motoriset perustoiminnot     ...
J-P 2009    Liikkeen motorinen säätely: CPG7       Keinotekoinen selkäytimen neuronien stimulointi voi        saada aikaa...
J-P 2009    Supraspinaalinen kontrolli vs. CPG8       Supraspinaalisessa kontrollissa käsky        aivoista erikseen joka...
J-P 2009    Supraspinaalinen kontrolli vs. CPG9       CPG:        Yleinen liikekäsky aivoista spinaaliselle         taso...
J-P 2009      Liikkeen motorinen säätely10     CPG-teorian mukaiset valmiit liikemallit tekevät      liikkumisen mahdolli...
J-P 2009         Feedback11        Liikkumisen kannalta tärkeimmät sensoriset järjestelmät:          somatosensorinen   ...
J-P 2009     Refleksit12        Monosynaptinen vs. polysynaptinen refleksi
J-P 2009     Refleksit13        Polysynaptinen refleksi        Kävelyssä resipro-         kaalinen inhibitio
EMG (electromyography)              J-P 2009
J-P 2009     Lihaksen sähköisen aktivaation synty15
J-P 2009     Lihaksen sähköisen aktivaation synty16
J-P 2009     Lihaksen sähköisen aktivaation synty17        Lihassolukalvon depolarisaatio
J-P 2009         EMG:n perusteita18        EMG tarkoittaa lihaksen sähköisen aktivaation         rekisteröintiä        V...
J-P 2009     EMG:n perusteita19
EMG-signaali                 Mitataan elektrodin napojen                 välistä jännitteen vaihtelua                  - S...
EMG-signaali          - Signal = Volts (A-B)α-mn                                                      +2                  ...
EMG-signaali          - Signal = Volts (A-B)α-mn                                                          +2              ...
EMG-signaali          - Signal = Volts (A-B)α-mn                                                      +2                  ...
EMG-signaali          - Signal = Volts (A-B)α-mn                                                          +2              ...
EMG-signaali          - Signal = Volts (A-B)α-mn                                                      +2                  ...
EMG-signaali       Lihassolukalvon johtumisnopeus       määrää signaalin “terävyyden”       = taajuusα-mn                 ...
J-P 2009      EMG:n käsittely 271.                         1. Raaka EMG (raw)2.                         2. Tasasuuntaus ...
J-P 2009     EMG:n normalisointi28        EMG-signaalin voimakkuuteen vaikuttaa neuraalisen         aktivoinnin lisäksi: ...
J-P 2009     EMG-voima -suhde29        Motoristen yksiköiden rekrytointi (size principle)         EMG lisääntyessä voima...
J-P 2009     EMG-voima -suhde30        Suhde lineaarinen
J-P 2009     Motorisen yksikön rekrytointi kynnys31                     SIZE PRINCIPLE                      Hitaat [Tyypp...
J-P 2009       EMG:n ajoitus suhteessa voimantuottoon32    Ramppisuoritus    • Ajoitus: voima nousee EMG:n    kanssa sama...
J-P 2009     EMD (electromechanical delay)33      The EMG signal shown above is from the soleus of a cat during      gait....
J-P 2009     EMG ja lihasväsyminen34        Submaksimaalisessa tilanteessa:          EMG   ↑ , voima pysyy samana      ...
EMG kävelyssäJuha-Pekka Kulmala                     J-P 2009
J-P 2009     Aktivaatiojärjestys36
J-P 2009     Alkukontakti37
J-P 2009     Kuormitusvaste38
J-P 2009     Keskitukivaihe39
J-P 2009     Päätetukivaihe40
J-P 2009     Esiheilahdus41
J-P 2009     Alkuheilahdus42
J-P 2009     Keskiheilahdus43
J-P 2009     Loppuheilahdus44
J-P 2009     Kävelynopeuden vaikutus45
J-P 2009     Raw EMG askelkontaktin aikana46
J-P 2009     Raw EMG askelkontaktin aikana47
J-P 2009     Venymis-lyhenemissyklus ja48     esiaktiivisuus        Luonnolliselle liikkumiselle on ominaista lihas-     ...
J-P 2009     Venymis-lyhenemissyklus49
J-P 2009     Esiaktiivisuus50    Voimantuottovaatimusten     lisääntyessä esiaktiivisuus     nousee
J-P 2009     Esiaktiivisuuden merkitys51     reaktiovoimaan kävelyssä
J-P 2009     Mitä EMG:llä tutkitaan?52           Liikkuminen           Kuormittuminen           Harjoittelun vaikutukset  ...
J-P 2009     Liikkuminen53        Aktivointijärjestys/ajoitus/määrä
J-P 2009     Liikkuminen54        Agonisti-antagonisti -aktiivisuus (co-         contraction / co-activation)
J-P 2009     Lihasaktiivisuuden määrä55
J-P 2009     Kuormittuminen56 Esim.     Lihasjännitys toimistotyössä   EMG nostosuorituksessa                             ...
J-P 2009     Harjoittelu, immobilisaatio, väsyminen57        Harjoittelu  EMG↑        Immobilisaatio  EMG ↓        Li...
J-P 2009     Iän myötä..58        EMG laskee
J-P 2009     Selän dynaaminen testi59
J-P 2009         Muita sovelluksia60        Aktiopotentiaalin         johtumisnopeuden mittaus          neurologiset dig...
J-P 200961
J-P 200962
J-P 200963
J-P 200964
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

3.emg

1,078 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,078
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

3.emg

  1. 1. Liikkeen motorinen kontrolli ja EMGJuha-Pekka Kulmala
  2. 2. J-P 2009 Tavoitteet2  hahmottaa tahdonalaisen liikkeen syntyminen ja kontrollointi  oppia lihaksen sähköisen aktiivisuuden (EMG) perusteet ja sen mittaaminen  kävelyn aikainen EMG
  3. 3. Motorinen kontrolli J-P 2009
  4. 4. J-P 2009 Luurankolihasten tehtävät4  Liikkuminen  Asennon ylläpito
  5. 5. J-P 2009 Liikkeen syntyminen5 Liikekäsky syntyy aivojen motorisella kuorella  AP:n kulku:  aivot  selkäytimenmotorinen neuroni  α-motoneuroni  lihas
  6. 6. J-P 2009 Liikkeen motorinen säätely6 Tarkat ja monimutkaiset liikkeet Motoriset perustoiminnot  Vaativat suurta supraspinaalista  Hengittäminen, nieleminen, kontrollia tasapainon ylläpito, kävely jne.  Mitä oudompi tai monimutkaisempi  Motorinen toiminta automatisoitunut liike, sitä enemmän prisessointia se  ei tarvitse ajatella liikkeen vaatii suorittamista  Toiminta edellyttää kuitenkin monimutkaisten neuraalisten mekanismien toimintaa, jotka saavat aikaan lihasten koordinatiivisen supistumisen ilman supraspinaalista kontrollia.
  7. 7. J-P 2009 Liikkeen motorinen säätely: CPG7  Keinotekoinen selkäytimen neuronien stimulointi voi saada aikaan esim. kävelyä muistuttavia liikesarjoja.  Ilmiön perusteella on syntynyt käsite central pattern generators (CPG).  CPG  Spinaalinen hermoverkosto, jolla tuotetaan rytmisiä perustoimintoja, kuten esim. hengitys, nieleminen ja käveleminen.  Liikesarjojen ajatellaan syntyvän siten, että aktiopotentiaalit kiertävät hermoverkoissa tiettyjä johtoratoja pitkin saaden aikaan agonisti- ja antagonistilihasten rytmisen supistumisen.
  8. 8. J-P 2009 Supraspinaalinen kontrolli vs. CPG8  Supraspinaalisessa kontrollissa käsky aivoista erikseen jokaiseen lihakseen
  9. 9. J-P 2009 Supraspinaalinen kontrolli vs. CPG9  CPG: Yleinen liikekäsky aivoista spinaaliselle tasolle AP:t järjestyksessä eri lihaksiin rytminen liike CPG
  10. 10. J-P 2009 Liikkeen motorinen säätely10 CPG-teorian mukaiset valmiit liikemallit tekevät liikkumisen mahdolliseksi ilman sensorista järjestelmää  tällöin liikkeet ovat nykiviä ja kömpelöitä  Liikkeen säätely tapahtuu sensorisen palautteen (feedback) avulla keskushermoston (CNS) ja selkäydintason refleksitoimintojen yhteistyönä.
  11. 11. J-P 2009 Feedback11  Liikkumisen kannalta tärkeimmät sensoriset järjestelmät:  somatosensorinen järjestelmä  koostuu iho-, nivel- ja lihasreseptoreista  vestibulaarinen  sisäkorvan tasapainoelin  visuaalinen
  12. 12. J-P 2009 Refleksit12  Monosynaptinen vs. polysynaptinen refleksi
  13. 13. J-P 2009 Refleksit13  Polysynaptinen refleksi  Kävelyssä resipro- kaalinen inhibitio
  14. 14. EMG (electromyography) J-P 2009
  15. 15. J-P 2009 Lihaksen sähköisen aktivaation synty15
  16. 16. J-P 2009 Lihaksen sähköisen aktivaation synty16
  17. 17. J-P 2009 Lihaksen sähköisen aktivaation synty17  Lihassolukalvon depolarisaatio
  18. 18. J-P 2009 EMG:n perusteita18  EMG tarkoittaa lihaksen sähköisen aktivaation rekisteröintiä  Voidaan mitata pinta-, lanka- ja neulaelektrodeilla Pintaelektrodi
  19. 19. J-P 2009 EMG:n perusteita19
  20. 20. EMG-signaali Mitataan elektrodin napojen välistä jännitteen vaihtelua - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (+1) - (+1) =0 A -2 B + + + + ++ + + + ++ + + ++ + + + + + + + ++ + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -20 Lihassolu made by Jouni Kallio
  21. 21. EMG-signaali - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (+1) - (+1) =0 A -2 B + + + + ++ + + + ++ + + ++ - - + + + + + ++ + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + - - -21 Lihassolu made by Jouni Kallio
  22. 22. EMG-signaali - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (-1) - (+1) = -2 A -2 B - - + + ++ + + + ++ + + ++ + + + + + + + ++ + - - - - + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - -22 Lihassolu made by Jouni Kallio
  23. 23. EMG-signaali - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (+1) - (+1) =0 A -2 B + + - - ++ + + + ++ + + ++ + + + + + + + ++ + - - - - - - + + - - - - - - - - - - - - - - - - -23 Lihassolu made by Jouni Kallio
  24. 24. EMG-signaali - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (+1) - (-1) = +2 A -2 B + + + + + - - + + ++ + + ++ + + + + + + + ++ + - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - - - - - -24 Lihassolu made by Jouni Kallio
  25. 25. EMG-signaali - Signal = Volts (A-B)α-mn +2 A-B = (+1) - (+1) =0 A -2 B + + + + ++ + + + + - - + ++ + + + + + + + ++ + - - - - - - - - - - - - - - + + - - - - - - - - -25 Lihassolu made by Jouni Kallio
  26. 26. EMG-signaali Lihassolukalvon johtumisnopeus määrää signaalin “terävyyden” = taajuusα-mn +2 A-B = (+1) - (+1) =0 A -2 B + + + + ++ + + + ++ + + ++ + + + + + + + ++ + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -26 Lihassolu made by Jouni Kallio
  27. 27. J-P 2009 EMG:n käsittely 271.  1. Raaka EMG (raw)2.  2. Tasasuuntaus (rectify)3.  3. Integrointi (iEMG)  4. keskiarvo (aEMG) 4.
  28. 28. J-P 2009 EMG:n normalisointi28  EMG-signaalin voimakkuuteen vaikuttaa neuraalisen aktivoinnin lisäksi:  lihasmassan määrä  ihonalaisen rasvakudoksen paksuus  elektrodien rakenne  elektrodien sijainti  Seurantatutkimuksissa EMG pitää aina normalisoida signaalin voimakkuuteen vaikuttavien tekijöiden sulkeminen pois
  29. 29. J-P 2009 EMG-voima -suhde29  Motoristen yksiköiden rekrytointi (size principle) EMG lisääntyessä voima nousee tasaisesti EMG Voima
  30. 30. J-P 2009 EMG-voima -suhde30  Suhde lineaarinen
  31. 31. J-P 2009 Motorisen yksikön rekrytointi kynnys31 SIZE PRINCIPLE  Hitaat [Tyyppi I] ensin  Keskisuuret [Tyyppi IIa] yksiköt sitten  Suuret [Tyyppi IIb] viimeisenä  Pystyviiva osoittaa MY:n syttymisen. Ensin lisätään syttymistiheyytta jonka jälkeen rekrytoidaan uusia yksiköitä.  Nopeat otetaan pois käytöstä ensin, kun voimantuottoa vähennetään  huomaa sama voimataso kuin rekrytoinnissa!
  32. 32. J-P 2009 EMG:n ajoitus suhteessa voimantuottoon32 Ramppisuoritus • Ajoitus: voima nousee EMG:n kanssa samaan tahtiin Pallistinen liike/ luonnollinen liike• EMG alkaa ennenvoimantuottoa eli lihastaesiaktivoidaan• Liittyy venymis-lyhenemissyklukseen
  33. 33. J-P 2009 EMD (electromechanical delay)33 The EMG signal shown above is from the soleus of a cat during gait. The force was measured directly from the achilles tendon. Notice that the EMG starts about 70 ms prior to force and that the EMG ends about 70 before the force ends.
  34. 34. J-P 2009 EMG ja lihasväsyminen34  Submaksimaalisessa tilanteessa:  EMG ↑ , voima pysyy samana  Maksimaalisessa tilanteessa:  EMG↓, voima ↓
  35. 35. EMG kävelyssäJuha-Pekka Kulmala J-P 2009
  36. 36. J-P 2009 Aktivaatiojärjestys36
  37. 37. J-P 2009 Alkukontakti37
  38. 38. J-P 2009 Kuormitusvaste38
  39. 39. J-P 2009 Keskitukivaihe39
  40. 40. J-P 2009 Päätetukivaihe40
  41. 41. J-P 2009 Esiheilahdus41
  42. 42. J-P 2009 Alkuheilahdus42
  43. 43. J-P 2009 Keskiheilahdus43
  44. 44. J-P 2009 Loppuheilahdus44
  45. 45. J-P 2009 Kävelynopeuden vaikutus45
  46. 46. J-P 2009 Raw EMG askelkontaktin aikana46
  47. 47. J-P 2009 Raw EMG askelkontaktin aikana47
  48. 48. J-P 2009 Venymis-lyhenemissyklus ja48 esiaktiivisuus  Luonnolliselle liikkumiselle on ominaista lihas- jännekompleksin nopea venytys ennen konsentrista supistusvaihetta (venymis-lyhenemissyklus = SSC, stretch-shortening cycle)  Elastisen energian hyödyntäminen  Vaatii lihaksen esiaktiivisuutta, jonka avulla elastinen energia varastoituu mm. jänteeseen ja vapautuu konsentrisessa vaiheessa  lihaksen voimantuotto, liikkumisen tehokkuus sekä hyötysuhde lisääntyy
  49. 49. J-P 2009 Venymis-lyhenemissyklus49
  50. 50. J-P 2009 Esiaktiivisuus50  Voimantuottovaatimusten lisääntyessä esiaktiivisuus nousee
  51. 51. J-P 2009 Esiaktiivisuuden merkitys51 reaktiovoimaan kävelyssä
  52. 52. J-P 2009 Mitä EMG:llä tutkitaan?52 Liikkuminen Kuormittuminen Harjoittelun vaikutukset Immobilisaation vaikutukset Lihasväsyminen Ikääntymisen vaikutukset
  53. 53. J-P 2009 Liikkuminen53  Aktivointijärjestys/ajoitus/määrä
  54. 54. J-P 2009 Liikkuminen54  Agonisti-antagonisti -aktiivisuus (co- contraction / co-activation)
  55. 55. J-P 2009 Lihasaktiivisuuden määrä55
  56. 56. J-P 2009 Kuormittuminen56 Esim. Lihasjännitys toimistotyössä EMG nostosuorituksessa Tamminen-Peter 2005.
  57. 57. J-P 2009 Harjoittelu, immobilisaatio, väsyminen57  Harjoittelu  EMG↑  Immobilisaatio  EMG ↓  Lihasväsyminen  EMG ↓  Ikääntyminen  EMG ↓
  58. 58. J-P 2009 Iän myötä..58  EMG laskee
  59. 59. J-P 2009 Selän dynaaminen testi59
  60. 60. J-P 2009 Muita sovelluksia60  Aktiopotentiaalin johtumisnopeuden mittaus  neurologiset dignoosit  ikääntyminen ↓  hermo-lihasjärjestelmän väsyminen ↓  kylmä ↓
  61. 61. J-P 200961
  62. 62. J-P 200962
  63. 63. J-P 200963
  64. 64. J-P 200964

×