Алгоритм для анализа электромиографических сигналов: электромиографическое исследование жевательной активности при естественных условиях

Автор: Чадова М., Галло Л.М.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 4 (66) т.18, 2014 года.

Бесплатный доступ

Целью данного исследования являлась разработка и валидация алгоритма анализа активности жевательных мышц. В качестве исходных данных для работы алгоритма необходимы электромиографический сигнал от одной мышцы и параметры, введенные пользователем, на основании которых определяется число периодов сокращения жевательных мышц, их амплитуда, наибольшее значение и продолжительность. Данный алгоритм был реализован с помощью программного пакета Matlab™ ( Matlab R2011b, The MathWorks, Natick, MA, USA ) и находится в свободном доступе в центре обмена файлами Matlab. Выходные данные сохраняются в виде текста, разделенного запятыми. Сначала алгоритм был протестирован с помощью искусственных электромиографических сигналов, а затем были использованы реальные электромиографические сигналы, полученные от жевательной мышцы во время жевания пищи средней жесткости и во время сна. В настоящее время данный программный код используется в Стоматологическом центре Университета Цюриха (Швейцария) для анализа ночной и дневной активности жевательных мышц у здоровых людей, а также у людей, страдающих бруксизмом. Данная методика применялась в рамках экспериментального исследования в Стоматологическом центре (Цюрих, Швейцария) с целью исследования влияния ночного ношения окклюзионного аппарата на жевательные мышцы. Измерения проводились в естественных условиях; в исследовании принимали участие шесть здоровых мужчин и шесть здоровых женщин (в возрасте от 18 до 45 лет). Результаты исследования показали, что при ночном ношении Мичиган-шины уменьшается ночной скрежет зубов, а также сокращается количество сжимащих движений во время сна.

Еще

Бруксизм, электромиография, электромиографическая активность, жевательные мышцы, ночная активность

Короткий адрес: https://sciup.org/146216152

IDR: 146216152

Список литературы Алгоритм для анализа электромиографических сигналов: электромиографическое исследование жевательной активности при естественных условиях

  • Al-Saleh M.A., Armijo-Olivo S., Flores-Mir C., Thie N.M. Electromyography in diagnosing temporomandibular disorders//Journal of the American Dental Association (1939). -2012. -Vol. 143, № 4. -P. 351-362.
  • Čadová M. Electromyographic signal analysis tool -EMGAT2014. Matlab Central File Exchange . -URL: http://www.mathworks.ch/matlabcentral/fileexchange/46271-electromyographic-signal-analysis-tool-emgat2014> (дата обращения: 19.4.2014).
  • Castroflorio T., Mesin L., Sforza C. Diagnosis of sleep bruxism in a natural environment with a new portable device. IXX Congresso nazionale dei docent di discipline odontostomatologiche, Torino 12-14. April 2012.
  • Cecilio F.A., Regalo S.C., Palinkas M., Issa J.P., Siessere S., Hallak J.E., Machado-de-Sousa J.P., Semprini M. Ageing and surface EMG Activity patterns of masticatory muscles//Journal of Oral Rehabilitation. -2010. -Vol. 37, № 4. -P. 248-255.
  • De Felicio C.M., Ferreira C.L., Medeiros A.P., Rodrigues Da Silva M.A., Tartaglia G.M., Sforza C. Electromyographic indices, orofacial myofunctional status and temporomandibular disorders severity: a correlation study//Journal of Electromyography and Kinesiology: Official Journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. -2012. -Vol. 22, № 2. -P. 266-272.
  • De Luca C.J. The use of surface electromyography in biomechanics//Journal of Applied Biomechanics. -1997. -Vol. 13. -P. 135-163.
  • Farella M., Palla S., Gallo L.M. Time-frequency analysis of rhythmic masticatory muscle activity//Muscle & Nerve. -2009. -Vol. 39, № 6. -P. 828-836.
  • Ferrario V.F., Sforza C., Colombo A., Ciusa V. An electromyographic investigation of masticatory muscles symmetry in normo-occlusion subjects//Journal of Oral Rehabilitation. -2000. -Vol. 27, № 1. -P. 33-40.
  • Ferrario V.F., Tartaglia G.M., Luraghi F.E., Sforza C. The use of surface electromyography as a tool in differentiating temporomandibular disorders from neck disorders//Manual Therapy. -2007. -Vol. 12, № 4. -P. 372-379.
  • Gallo L.M., Gross S.S., Palla S. Nocturnal masseter EMG activity of healthy subjects in a natural environment//Journal of Dental Research. -1999. -Vol. 78, № 8. -P. 1436-1444.
  • Gallo L.M., Lavigne G., Rompre P., Palla S. Reliability of scoring emg orofacial events: polysomnography compared with ambulatory recordings//Journal of Sleep Research. -1997. -Vol. 6, № 4. -P. 259-263.
  • Gallo L.M., Palla S. Activity recognition in long-term electromyograms//Journal of Oral Rehabilitation. -1995. -Vol. 22, № 6. -P. 455-462.
  • Gallo L.M., Tagliabue G.M., Palla M. Langzeit-elektromyographie mit intelligenten tragbaren recordern zur ambulanten aufzeichnung und echtzeit-auswertung der orale hypermotorik//Biomedizinische Technik. -1993. -Vol. 41, № 1. -P. 370-371.
  • Gonzalez Y., Iwasaki L.R., McCall Jr W.D., Ohrbach R., Lozier E., Nickel J.C. Reliability of electromyographic activity vs. bite-force from human masticatory muscles//European Journal of Oral Sciences. -2011. -Vol. 119, № 3. -P. 219-224.
  • Ikeda T., Nishigawa K., Kondo K., Takeuchi H., Clark G.T. Criteria for the detection of sleep-associated bruxism in humans//Journal of Orofacial Pain. -1996. -Vol. 10, № 3. -P. 270-282.
  • Jadidi F., Castrillon E., Svensson P. Effect of conditioning electrical stimuli on temporalis electromyographic activity during sleep//Journal of Oral Rehabilitation. -2008. -Vol. 35, № 3. -P. 171-183.
  • Kato T., Masuda Y., Yoshida A., Morimoto T. Masseter EMG activity during sleep and sleep bruxism//Archives Italiennes De Biologie. -2011. -Vol. 149, № 4. -P. 478-491.
  • Kawai N., Tanaka E., Langenbach G.E., van Wessel T., Brugman P., Sano R., van Eijden T.M., Tanne K. Daily jaw muscle activity in freely moving rats measured with radio-telemetry//European Journal of Oral Sciences. -2007. -Vol. 115, № 1. -P. 15-20.
  • Lavigne G.J., Goulet J.P., Zuconni M., Morrison F., Lobbezoo F. Sleep disorders and the dental patient: an overview//Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontics. -1999. -Vol. 88, № 3. -P. 257-272.
  • Lavigne G.J., Huynh N., Kato T., Okura K., Adachi K., Yao D., Sessle B. Genesis of sleep bruxism: motor and autonomic-cardiac interactions//Archives of Oral Biology. -2007. -Vol. 52, № 4. -P. 381-384.
  • Lavigne G.J., Rompre P.H., Poirier G., Huard H., Kato T., Montplaisir J.Y. Rhythmic masticatory muscle activity during sleep in humans//Journal of Dental Research. -2001. -Vol. 80, № 2. -P. 443-448.
  • Lodetti G., Mapelli A., Musto F., Rosati R., Sforza C. EMG spectral characteristics of masticatory muscles and upper trapezius during maximum voluntary teeth clenching//Journal of Electromyography and Kinesiology: Official Journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. -2012. -Vol. 22, № 1. -P. 103-109.
  • Minakuchi H., Clark G.T. The sensitivity and specificity of miniature bruxism detection device//Journal of Dental Research. -2004. -Vol. 83, special is. A.
  • Po J.M., Kieser J.A., Gallo L.M., Tesenyi A.J., Herbison P., Farella M. Time-frequency analysis of chewing activity in the natural environment//Journal of Dental Research. -2011. -Vol. 90, № 10. -P. 1206-1210.
  • Shetty S., Pitti V., Satish Babu C.L., Surendra Kumar G.P., Deepthi B.C. Bruxism: a literature review//Journal of Indian Prosthodontic Society. -2010. -Vol. 10, № 3. -P. 141-148.
  • Tartaglia G.M., Barozzi S., Marin F., Cesarani A., Ferrario V.F. Electromyographic activity of sternocleidomastoid and masticatory muscles in patients with vestibular lesions//Journal of Applied Oral Science: Revista FOB. -2008. -Vol. 16, № 6. -P. 391-396.
  • Tartaglia G.M., Moreira Rodrigues da Silva M.A., Bottini S., Sforza C., Ferrario V.F. Masticatory muscle activity during maximum voluntary clench in different research diagnostic criteria for temporomandibular disorders (RDC/TMD) groups//Manual Therapy. -2008. -Vol. 13, № 5. -P. 434-440.
  • Van Wessel T., Langenbach G.E., Brugman P., van Eijden T.M. Long-term registration of daily jaw muscle activity in juvenile rabbits//Experimental Brain Research. Experimentelle Hirnforschung. Experimentation Cerebrale. -2005. -Vol. 162, № 3. -P. 315-323.
Еще
Статья научная