Информация, получаемая из необработанного ЭМГ-сигнала, как правило, ограничена частотным анализом. Обработка ЭМГ-сигнала необходима для анализа амплитуды и временных характеристик ЭМГ, Необработанный сигнал корректируется по базовым значениям, например по смещению постоянного тока.
Это делается путем вычитания средней амплитуды ЭМГ из каждого значения данных. Кроме того, сигнал обычно фильтруется, чтобы устранить внешний шум частотой ниже 20 Гц и выше 400 Гц, поскольку основная часть ЭМГ-сигнала обычно находится именно в этом диапазоне. Затем ЭМГ-сигнал пропускается через двухполупериодный выпрямитель для выявления абсолютного значения.
Наконец, путем пропускания сигнала через цифровой фильтр низких частот создается так называемая линейная огибающая, целью которой является достижение сглаженного профиля ЭМГ-сигнала. Информация о временных и амплитудных характеристиках ЭМГ- сигнала извлекается из профиля линейной огибающей. Наступление мышечной активации можно определить путем нахождения времени, в течение которого импульс сигнала ЭМГ приводит к повышению его среднего значения плюс 3 стандартных отклонения от базовых значений.
Временные характеристики могут использоваться для оценки мышечной координации. Среднее, максимальное и интегрированные значения, например площадь под кривой, можно получить из сигнала линейной огибающей, отражающего характеристики амплитуды. Коконтракция оценивается по сочетанию временных и амплитудных параметров.
ЭМГ-сигнал редко имеет значение сам по себе. Напротив, обязательным является соотнесение данных сигнала с выполняемой задачей.
В процессе синхронизации сбора данных ЭМГ (а) электрогониометр позволяет обеспечить данными о суставном угле, (б) анализ движения/видеоизображения поставляет кинематическую информацию о положении тела в пространстве и событиях, таких как бросок мяча в бейсболе, (в) изокине- тический динамометр (или простейший силомер для изометрической активности) может обеспечить информацию как по суставному углу, так и по вращающему моменту сустава, (г) силовая платформа может быть источником данных по силе отрыва от спортивной площадки во время ходьбы или прыжков, (д) оптический шифратор дает данные о положении колена на велотренажере или рук при эргометрии, (е) обеспечивает данные по удару пятки и отрыву носка стопы во время фаз ходьбы в целях оценки мышечной активности.
Отсутствие синхронизации ЭМГ с движением испытуемого приводит к разрыву взаимосвязей между активацией мышц на той или иной стадии упражнения, включая идентификацию концентрического или эксцентрического сокращения.
При сравнении амплитуды двух ЭМГ-сигна- лов необходимо соблюдать осторожность. Изучение активности мышцы в период различных движений или выполнения методик с прикрепленными к телу электродами позволяет провести наиболее точное сравнение. Активация мышцы при одном из условий зачастую выражается в процентах по отношению к другому.
Напротив, есть несколько ситуаций, требующих нормализации амплитуды ЭМГ: при замене или удалении электродов, например при оценке, проводимой через несколько дней, при сравнении билатеральных данных одной и той же мышцы или нескольких мышц испытуемого, а также при сравнении данных мышц нескольких испытуемых.
Обычно данные ЭМГ нормализуются до значения 50 или 100% от МПС или среднего значения, или максимального значения ЭМГ, полученного в ходе исследования. Преимуществом нормализации ЭМГ относительно МПС является возможность определения активности мышцы по отношению к своим максимальным возможностям.
В заключение необходимо сказать, что электромиография может быть эффективным инструментом оценки амплитуды мышечной активации и временных параметров мышечной активности. Однако необходима осторожность при определении мышечной силы по данным ЭМГ.
Несмотря на то, что амплитуда ЭМГ не обязательно отражает мышечную силу, электромиография может быть полезна в исследованиях спортивной медицины. Учитывая необходимость соответствующих процедур сбора и обработки данных, ЭМГ позволяет решить несколько исследовательских задач.
Классическим примером является методика оценки активации мышц брюшного пресса при упражнениях с нагрузками или тренировках. Измерение ЭМГ-ак- тивации абдоминальных мышц показывает, какая методика или тренажер приводит к большей мышечной активации и к предположительно большей нагрузке при силовой тренировке.
Если окажется, что эти методики и тренажеры снижают активацию мышц поясничного и шейного отделов, то некоторые из них могут оказаться предпочтительными для безопасного и комфортного проведения упражнений. В зависимости от того, увеличивают или уменьшают свою активацию исследуемые мышцы, возможно проведение оценки реабилитационных стратегий. Можно оценить эффективность суставной шины для снижения мышечной активации или ограничения коконтракции.
Тодд Д. Ройер (Todd D. Royer) — доцент по биомеханике на факультете здоровья, питания и спортивных наук .Университета шт. Делавэр.