أشارة EMG أن أشارة EMG هي أشارة عشوائية في طبيعتها بسبب حقيقة التغير المستمر في تجنيد الوحدات الحركية والتراكم الكيفي لأفعال الوحدات الحركية, مما ينتج عنه حالة عدم أنتاج إشارة EMG خام متشابهة مرة أخرى, وللسيطرة على هذه الظاهرة تستخدم عملية حسابية تسمى الصقل الرقمي ( Digital Smoothing) لتحديد معدل اتجاه تطور الإشارة، إذ تحذف بروزات السعات العالية، وتسمى هذه العملية بالتغليف الخطي (Linear envelope ) وتنفذ عملية التغليف الخطي بطريقتين: 1- معدل الحركة (Movag )Moving Average ، التي تعتمد على الباحث الذي يحدد زمن النافذة ، مع تحدد كميه معينه من البيانات و يستخرج منها الوسط الحسابي باستخدام أسلوب النافذة المنزلقة ، ويستفاد منها في تخمين سلوك السعه (SENIAM) *, ولها علاقة بالمعلومات التي تخص المساحة تحت فترة مختارة من الإشارة. 2- متوسط الجذر ألتربيعي (RMS) Root Mean Square: تعتمد هذه الطريقة على حساب الجذر ألتربيعي, إذ تشير RMS إلى متوسط القوة للإشارة وتفضل هذه الطريقة في صقل الإشارة (1985, Basmajian and Deluca). كلا الطريقتين السابقتين تحدد بفترة زمنية معينة (زمن النافذة), وتحدد في دراسات علم الحركة من 20 جزء في الثانية (للحركات السريعة مثل القفز والأفعال الانعكاسية) إلى 500 جزء في الثانية (للحركات البطيئة والفعاليات الثابتة), والقيمة التي تعمل بشكل جيد في اغلب الحالات بين 50 إلى 100 جزء في الثانية كطول زمن لكل نافذة. هاذين القياسين ملائمان ويوفران معلومات مفيدة عن سعة الإشارة, يفضل عند تسجيل أشارة EMG من تقلصات إرادية استخدام قيم معدل الجذر ألتربيعي (RMS), بسبب أنها تمثل قوة الإشارة, وهذا له معنى فيزيائي واضح.
أما قيم معدل الحركة (Movag), فهي قيم قياس للمساحة تحت الإشارة, لذلك فهي لا تمتلك معنى فيزيائي محدد (Deluca 1997). *(SENIAM) the European Recommendations for Surface Electromyography. Web link: http://www.seniam.org/ مبدأ الحجم تعمل البحوث الحالية على دراسة آلية تجنيد الوحدات الحركية, وما هي الوحدة الحركية التي تحفز أولا؟ هل تحفز أو تجند دائما بنفس الدرجة؟ من المقبول في الوقت الحاضر أنها تحفز أو تجند على وفق مبدأ الحجم, الذي ينص على أن حجم الوحدة الحركية المجندة يزداد مع ارتفاع مستوى التقلص, هذا يعني أن الوحدة الحركية الصغيرة تجند أولا ثم الوحدات الحركية الكبيرة, لذا فأننا نحتاج في الحركات التي تتطلب قوة عالية إلى وحدات حركية كبيرة للوصول إلى التقلص الإرادي القصوى (- Maximum Voluntary Contraction MVC ), إذ تصل فيها الإشارة إلى أقصى ترددها, وعند انخفاض الشد يحدث العكس إذ تنخفض معدلات الإشارة وتهبط تدريجيا من الوحدات الحركية الكبيرة أولا. يتزامن ارتفاع فعل جهد الوحدة الحركية (MUAP) مع حجم الوحدة الحركية ويظهر أن هناك سببين لهذا التزامن, أولا: أن العصب الكبير هو الذي يتصل بالوحدة الحركية الكبيرة, ثانيا: جهد الاستقطاب العالي يحدث في الصفيحة النهائية الحركية (موقع اتصال العصب بليفة العضلة), لذا نلاحظ التغيرات الكبيرة تحدث في الفولتية عندما يكون هناك قدح ((firing في وحدة حركية كبيرة.
نوع الوحدة الحركية – تصنيف نوع الانقباض تسمى الوحدات الحركية البطيئة التقلص بوحدات التوتر المستمر, ومن خصائصها نسيجها صغر حجم وحدتها الحركية ( النوع I) وأليافها غنية ببيوت الطاقة وتحتوي على عدد كبير من الشعيرات الدموية, لذا فهي تتملك قابلية عالية على التمثيل الهوائي, ومن وجهة النظر الميكانيكية لها القابلية على أنتاج انقباضات بشدة منخفضة مع وقت طويل للوصول إلى القمة (بين 60-120 جزء من الثانية). تسمى الوحدات الحركية السريعة التقلص بوحدات التقلص المتقطع (النوع II), لامتلاكها عدد قليل من بيوت الطاقة والقليل من الشعيرات الدموية, لذا فهي تعتمد على التمثيل اللاهوائي, ولها القابلية على الانقباضات السريعة وتمتلك قمة تقلص عالية في زمن قصير (بين 10 إلى 50 جزء من الثانية) (winter 1979)
تدرج شكل التقلص يعتمد شكل منحني التقلص الإرادي على مدى معين من شكل الانقباضات لعضلة واحدة, على سبيل المثال إذا حفزنا عضلة وصولا إلى حالة التقلص القصوى (MVC), فان معدل زيادة الشد يعتمد على نوع الوحدات الحركية وعلى طريقة تجندها, حتى لو بدئت الوحدات الحركية العمل في وقت واحد, وتم استشارتها إلى درجاتها القصوى, فان الشد القصوى لا يمكن الوصول إلية بزمن اقل من زمن تقلص تلك العضلة. من ناحية ثانية تجنيد الوحدات الحركية لا يحدث في وقت واحد إثناء التقلص الإرادي, بل تجند وحدات الانقباض البطيء أولا على وفق مبدأ الحجم, إذ لا تبدأ الوحدات الكبيرة في القدح حتى يتعاظم الشد في الوحدات الصغيرة, ومن الممكن إن يستغرق الشد عدة مئات من أجزاء الثانية وصولا إلى التقلص ألقصوى. انخفاض الشد وحدوث الراحة للعضلة يظهر من خلال شكل الحافة الخلفية لمنحني الانقباض (نهاية إشارة EMG), إذ يظهر هبوط إشارة EMG أكثر وضوحا من ارتفاعه عند بداية التقلص, ويتزامن تأثير ظهور الراحة مع هبوط الشد في الوحدات الحركية نفسها وأيضا يعتمد على مبدأ الحجم, مما يعني إن العضلة تأخذ وقت أطول عند إيقاف تقلصها مقارنة مع وقت بداية تقلصها, إن معدل بدء عمل العضلة يستغرق 200 جزء من الثانية (ملي ثانية) وزمن توقف العضلة عند العمل 300 جزء من الثانية (winter 1990)
فترة جهد فعل العضلة إن مساحة اللاقطات لها علاقة بطول فترة جهد الفعل, إذ إن اللاقط السطحي له مساحة اكبر من اللاقط الابري, لهذا تحتوي على فترة جهد فعل العضلة أطول مقارنة مع اللاقط الابري (Basmajian 1967), من ناحية ثانية, إن فترة جهد فعل العضلة لمجموعة من ألاقطات هي دالة سرعة انتشار الموجة على طول العضلة, ولقد وجد إن سرعة انتشار فعل جهد العضلة لدى الأشخاص الطبيعيين يساوي 4م/ثا (Buchthal et al, 1955), وكلما كانت السرعة عالية كانت فترة جهد فعل العضلة اقصر. استخدمت هذه العلاقة في تحديد خصائص متغيرات السرعة, إذ ينخفض في حالة التعب معدل جهد فعل العضلة للوحدات المجندة, لهذا السبب يرتفع زمن جهد فعل العضلة, نتيجة انخفاض توصيل العضلة للكهربائية (Deluca 1997). في المختبر يمكن الكشف خلال التقلص الإرادي عن السعة وفترة جهد فعل العضلة مباشرة من إشارة EMG, وباستخدام الحاسوب في تحليل إشارة الحركات الرياضية يمكن معرفة التغير في اتجاهات طيف التردد (ألصوره المرئية لمعدل الفولتية والتردد) لإشارة EM, أو تحليل الترابط في فترة جهد فعل العضلة. هناك حاجة لتكبير (تضخيم) الإشارة البيولوجية والسبب هو الحصول على إشارة EMG واضحة, التي هي حاصل جمع تراكم جهد فعل العضلة, ويجب إن تكون غير مشوهه وخالية من الضوضاء, أو الإشارات الاصطناعية.
References 1-Basmajian, J. V.(1967);Muscles Alive. Biltmore, Williams and Wilkins. 2- Basmajian, J & De Luca, G. (1985); Muscles Alive. Biltmore, Williams and Wilkins. 3- Buchthal et al, (1955); Propagation Velocity in Electrically Activated Fiber in man. Acta. Physiology., 34,p.75-89. 4- De Luca, G. (1997)p The use of Surface Electromyography in Biomechanics. Journal of Applied Biomechanics,13,(2) p.135-163. 5- Winter, D. (1979);Biomechanics of Human Movement. John Wiley and Sons. 6- Winter, D. (1990); Biomechanics and Motor Control of Human Movement. John Wiley and Sons.
