FI112845B - Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles - Google Patents

Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles Download PDF

Info

Publication number
FI112845B
FI112845B FI20022111A FI20022111A FI112845B FI 112845 B FI112845 B FI 112845B FI 20022111 A FI20022111 A FI 20022111A FI 20022111 A FI20022111 A FI 20022111A FI 112845 B FI112845 B FI 112845B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
information
tissue
measuring
emg signal
emg
Prior art date
Application number
FI20022111A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20022111A0 (en
Inventor
Teuvo Sihvonen
Original Assignee
Teuvo Sihvonen
Inmeser Oy
Kuopion Yliopistollinen Sairaa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teuvo Sihvonen, Inmeser Oy, Kuopion Yliopistollinen Sairaa filed Critical Teuvo Sihvonen
Priority to FI20022111A priority Critical patent/FI112845B/en
Publication of FI20022111A0 publication Critical patent/FI20022111A0/en
Priority to PCT/FI2003/000910 priority patent/WO2004049934A1/en
Priority to AU2003283463A priority patent/AU2003283463A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI112845B publication Critical patent/FI112845B/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389Electromyography [EMG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/30Input circuits therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

112845112845

Menetelmä ja laitteisto lihassähköaktiviteetin mittaamisessaMethod and apparatus for measuring muscle electrical activity

AlaArea

Keksinnön kohteena on menetelmä lihassähköaktiviteetin mittaamisessa.The invention relates to a method for measuring muscle electrical activity.

5 Keksinnön kohteena on myös laitteisto lihassähköaktiviteetin mit taamisessa, joka laitteisto käsittää välineet havainnoida lihaksen synnyttämää EMG-signaalia kehon pinnalta, ja jotka havainnointivälineet ovat toiminnallisessa yhteydessä laitteiston käsittämiin tiedonkäsittelyvälineisiin.The invention also relates to an apparatus for measuring muscle electrical activity which comprises means for detecting an EMG signal produced by a muscle from the surface of the body, and which means are operatively connected to data processing means comprising the apparatus.

Tausta 10 Tunnetun tekniikan mukaiset menetelmät ja laitteistot lihassähköak tiviteetin mittaamiseksi ovat joko neula-EMG tai lanka-EMG tai pinta-EMG. Mittaukset neula-EMG:llä tai lanka-EMG:llä ovat sellaisia, että lihassähköaktivi-teettia mitataan ihon läpi lihakseen pistettävän anturineulan tai anturilangan avulla, kun taas mittauksen kohteelle helpompi versio on ns. pinta-EMG, jossa 15 elektrodeilla ihon pinnalta mitataan lihassähköaktiviteettia. Tunnettu pinta-EMG-mittaus on kuitenkin mittaustulokseltaan epämääräinen, koska se ei huomioi ihmisen kehosta johtuvia mittaustulosta vääristäviä tekijöitä.BACKGROUND 10 Prior art methods and apparatus for measuring muscle electrical activity are either needle EMG or wire EMG or surface EMG. Measurements with needle EMG or wire EMG are such that muscle electroactivity is measured through the skin using a probe needle or probe wire injected intramuscularly, whereas the easier version for the subject is a so-called. surface EMG, where 15 electrodes from the skin surface measure muscle electrical activity. However, the known surface EMG measurement is inconclusive because it does not take into account the distortions of the measurement result due to the human body.

Lyhyt selostus j Keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä ja menetelmän to- , : 20 teuttava laitteisto siten, että saavutetaan aiempiin toteutuksiin nähden ongel- ; mattomampi ja tutkimus- ja hoitokäytäntöön soveltuvampi menetelmä ja lait- . teisto.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a method and apparatus for performing the method so as to achieve a problem with respect to the previous embodiments; a less sophisticated and more appropriate method and device for research and care. tracking equipment.

; Tämä tavoite saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista, : että menetelmässä havainnoidaan lihaksen synnyttämää EMG-signaalia kehon : 25 pinnalta mittauslaitteistolla ja suoritetaan kudosvaikutuksen kompensointi, jos sa korjataan kehon pinnalta havainnoitua EMG-signaaliarvoa korjatun EMG-signaaliarvon selvittämiseksi ja ihonalaisesta kudoksesta johtuvan yksilöllisen vaihtelun eliminoimiseksi mittauslaitteistolle syötetyn ihonalaista kudosta koskevan kudosinformaation perusteella muuttamalla kehon pinnalta havainnoitua 30 EMG-signaaliarvoa kudosinformaation ja EMG-signaalin välisen tunnetun riip-puvuusinformaation perusteella.; This object is achieved by a method characterized by: detecting an EMG signal produced by a muscle from a surface of the body: by measuring equipment and compensating for tissue effect by correcting the measured based on the tissue information provided on the subcutaneous tissue by altering the 30 EMG signal values observed on the surface of the body based on the known dependency information between the tissue information and the EMG signal.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista, että tiedonkä-sittelyvälineet on konfiguroitu suorittamaan kudosvaikutuksen kompensointi, jossa korjataan kehon pinnalta havainnoitua EMG-signaaliarvoa korjatun EMG- 2 112845 signaaliarvon selvittämiseksi ja ihonalaisesta kudoksesta johtuvan yksilöllisen vaihtelun eliminoimiseksi mittauslaitteistolle syötetyn ihonalaista kudosta koskevan kudosinformaation perusteella muuttamalla kehon pinnalta havainnoitua EMG-signaaliarvoa kudosinformaation ja EMG-signaalin välisen tunnetun riip-5 puvuusinformaation, joka on laitteiston käytössä, perusteella.The apparatus of the invention is characterized in that the data processing means are configured to perform tissue effect compensation, which corrects the EMG signal value detected on the body surface to determine the corrected EMG-2 signal value based on known dependency information between the tissue information and the EMG signal that is available to the hardware.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

Keksintö perustuu siihen, että ihmisen kehon ihonalainen kudosin-formaatio, kuten esimerkiksi kudospaksuus, mitataan ja tämä mittaustieto joko 10 suoraan tai välillisesti siirretään mittauslaitteiston tiedonkäsittelyvälineiden käyttöön ja hyödynnettäväksi, jolloin kyseisen mittaustiedon ja toisaalta ihonalaista kudosta koskevan kudosinformaation ja EMG-mittauksen välisen tunnetun riippuvuustiedon perusteella pystytään suorittamaan kudosvaikutuksen kompensointi, joka poistaa ihmisen ihonalaisen rasvakudoksen aiheuttaman 15 pinta-EMG-mittausta vääristävän tekijän ja mahdollistaa siten mittaustulosten vertailemisen eri henkilöiden välillä. Kyseessä ei ole diagnostinen menetelmä, vaan keino saada ihonalaisen kudoksen ominaisuuksista riippumatonta, eri yksilöiden välillä vertailukelpoista apuinformaatiota ammattihenkilöstön, kuten urheiluvalmentajien, fysioterapeuttien ja lääkäreiden käyttöön. Ihonalaista ku-20 dosta koskeva kudosinformaatio mitataan lihassignaalin mittausalueelta.The invention is based on measuring the subcutaneous tissue information of the human body, such as tissue thickness, and transferring this measurement data either directly or indirectly to the data processing equipment of the measuring apparatus, on the basis of said measurement data and on the basis of sensory information perform tissue effect compensation, which eliminates the distortion factor caused by 15 surface EMG measurements of human subcutaneous adipose tissue, thus allowing comparison of measurement results between individuals. This is not a diagnostic method, but a means of providing assistance to professionals, such as sports coaches, physiotherapists and physicians, which is independent of the characteristics of the subcutaneous tissue and comparable between individuals. Tissue information for subcutaneous tissue is measured within the muscle signal measurement range.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan : useita etuja. Olennaisimpana etuna on pinta-EMG-mittauksen tarkkuuden, luo- : tettavuuden ja yksilöiden välisen vertailukelpoisuuden huomattava parantumi- • nen käyttäen kuitenkin mittauksen kohteelle ja myös laitteistoa käyttävälle * 25 henkilökunnalle miellyttäviä ja helppokäyttöisiä laitteita.The method and system of the invention achieve: several advantages. The most important benefit is a significant improvement in the accuracy, reliability and comparability of surface EMG measurement, while using • comfortable and easy-to-use equipment for the subject and the equipment * 25 personnel.

KuvioluetteloList of figures

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa : kuvio 1 esittää keksinnön mukaista menetelmää toteuttavaa laitteis- 30 toa, , kuvio 2 esittää ihopoimun paksuuden mittausta, , ; kuvio 3 esittää kudospaksuuden ja EMG-mittauksen välistä riippu-The invention will now be described in greater detail in connection with the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 illustrates apparatus for carrying out the method of the invention, Figure 2 shows a measurement of skin fold thickness,; Figure 3 shows the relationship between tissue thickness and EMG measurement.

’ I'I

vuutta kuvaajana, kuvio 4 esittää EMG-signaaleja, täten havainnollistaen ihonalaisen i 35 kudospaksuuden aiheuttamaa voimakkuuseroa neula-EMG-mittauksen ja pinta-EMG-mittauksen välillä.Figure 4 shows EMG signals, thus illustrating the difference in intensity caused by subcutaneous tissue thickness between needle EMG measurement and surface EMG measurement.

3 1128453, 112845

Suoritusmuotojen kuvausDescription of Embodiments

Viitaten oheisiin kuvioihin, keksinnön aihealue on lihasten, erityisesti niveliin liittyvien lihasten lihassähköaktiviteetin mittaaminen. Kohdealue on edullisessa toteutusmuodossa selkä, mutta muutkin kohdealueet ovat mahdol-5 lisiä. Mittauksen kohdetta esittää viitenumero 1 ja mittauslaitteistoa esittää viitenumero 2. Mittauksen kohteena olevan ihmisen 1 kohdealueella, kuten esimerkiksi selässä, oleva lihas on esitetty viitenumerolla 1a. Mittauslaitteisto jakautuu kahteen pääosaan, mittausvälineisiin 20 ja mittausvälineiden tietoa käsitteleviin tiedonkäsittelyvälineisiin 40, joka kuvion 1 esimerkissä on tietokone, 10 kuten tavanomainen mikrotietokone. Mittausvälineet 20 käsittää ihon pinnalta EMG-signaalia mittaavan anturirakenteen 21-22 ja anturirakenteeseen kytketyn signaalinkäsittelylohkon 23, joka käsittää esimerkiksi vahvistimen 23a ja A/D-muuntimen 23b. Signaalikäsittelylohko 23, käytännössä signaalinkäsittely-lohkon lähtö eli A/D-muuntimen 23b lähtö on yhteydessä tiedonkäsittely-15 yksikköön 40 esimerkiksi kaapelin 25 välityksellä. Anturirakenne eli elektrodit 21-22 ovat kaapelilla 200, 200a, 200b yhteydessä signaalinkäsittelylohkoon 23. Lisäksi mittausvälineet 20 käsittää mittalaitteen 50 ihopoimun eli ihonalaisen kudospaksuuden mittaamiseen. Ihopoimun mittauslaite 50 on myöskin yhteydessä, joko langallisessa yhteydessä 27 tai langattomassa yhteydessä, 20 tiedonkäsittely-yksikköön 40. Myös sellainen toteutus on mahdollista, että käytetään kuvion 2 esittämää erillistä mittalaitetta 60, josta käyttöhenkilökunta ha-' vainnoi mittalaitteen 60 antaman kudospaksuuden arvon ja kyseinen arvo syö- : tetään tiedonkäsittely-yksikköön käyttöliittymän 70, kuten näppäimistön avulla.Referring to the accompanying drawings, the subject matter of the invention is the measurement of muscle electrical activity of muscles, in particular joints. In a preferred embodiment, the target area is dorsal, but other target areas are also possible. The object of measurement is indicated by reference numeral 1 and the measuring apparatus is represented by reference numeral 2. The muscle of the subject of measurement 1, such as, for example, in the back, is represented by reference numeral 1a. The measuring apparatus is divided into two main parts, the measuring means 20 and the data processing means 40 processing the data of the measuring means, which in the example of Figure 1 is a computer 10, such as a conventional microcomputer. The measuring means 20 comprises a sensor structure 21-22 for measuring an EMG signal from the skin surface and a signal processing section 23 connected to the sensor structure, comprising, for example, an amplifier 23a and an A / D converter 23b. The signal processing block 23, in practice the output of the signal processing block, i.e. the output of the A / D converter 23b, is connected to the data processing unit 15, for example via cable 25. The sensor structure or electrodes 21-22 are connected by cable 200, 200a, 200b to the signal processing block 23. In addition, the measuring means 20 comprise a measuring device 50 for measuring the skin fold or subcutaneous tissue thickness. The skin measurement device 50 is also connected, either in a wired connection 27 or wirelessly, to a data processing unit 40. It is also possible to use the separate measuring device 60 shown in Fig. 2, from which the value of the tissue thickness provided by the measuring device 60 is input to the data processing unit by means of a user interface 70, such as a keyboard.

: Laitteisto käsittää myös näytön 300.: The hardware also includes a display 300.

! 25 Eräässä edullisessa toteutusmuodossa mittausvälineet käsittävät : kohteen liikettä mittaavan liikeanturin 80, joka myöskin on yhteydessä tiedon- ; ; käsittely-yksikköön 40 eli tiedonkäsittelyvälineisiin. Liikeanturi 80 on yhteydes sä tiedonkäsittelyvälineisiin esimerkiksi kaapelilla 28. Liikeanturin tehtävänä on • , mitata tukirangan tai nivelien liikettä ja siten saada näkyviin lihastoiminnan ai- 30 heuttama liikkuvuus.! In a preferred embodiment, the measuring means comprises: a motion sensor 80 for measuring the movement of the object, which is also in communication with the information; ; the processing unit 40, i.e. the data processing means. The motion sensor 80 communicates with the data processing means, for example, via cable 28. The function of the motion sensor is to • measure the movement of the support arm or joints and thereby to detect the mobility caused by the muscle activity.

, ’ Menetelmänä tarkastellen kyseessä on menetelmä lihassähköakti- : viteetin mittaamisessa. Menetelmässä on kyse siitä, että menetelmässä ha- i vainnoidaan lihaksen synnyttämää EMG-signaalia kehon pinnalta mittaus laitteistolla. Pinta-EMG-mittaus suoritetaan lihaksen toiminnan aikana. Lisäksi 35 suoritetaan kudosvaikutuksen kompensointi, jossa korjataan kehon pinnalta havainnoitua EMG-signaaliarvoa korjatun EMG-signaaliarvon selvittämiseksi ja 4 112845 ihonalaisesta kudoksesta johtuvan yksilöllisen vaihtelun eliminoimiseksi mittauslaitteistolle syötetyn ihonalaista kudosta koskevan kudosinformaation perusteella muuttamalla kehon pinnalta havainnoitua EMG-signaaliarvoa kudosinformaation ja EMG-signaalin välisen tunnetun riippuvuusinformaation perus-5 teella., 'As a method, it is a method of measuring muscle electrical activity. The method involves detecting a muscle-generated EMG signal from the body surface by measuring equipment. Surface EMG measurement is performed during muscle function. In addition, a tissue effect compensation is performed to correct the EMG signal value observed on the body surface to determine the corrected EMG signal value and to eliminate 4,118,445 individual basic 5 tea.

Korjattu arvo vastaa mahdollisimman tarkkaan sitä arvoa, joka olisi saatu neula-EMG:llä tai lanka-EMG:llä tai muulla lihaksesta mittaavalla (IM, IntraMuscular) menetelmällä, jolloin eri yksilöistä mitatut arvot tulevat vertailukelpoisiksi.The corrected value corresponds as closely as possible to that obtained by needle EMG or wire EMG or other muscle measuring (IM, IntraMuscular) method, whereby the values measured from different individuals become comparable.

10 Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa menetelmä on sellainen, että kudosvaikutuksen kompensoinnissa mittauslaitteistolle syötettävä kudosin-formaatio on ihonalaisen kudoksen paksuus, esimerkiksi millimetreinä, eli mit-tauselektrodin etäisyys tutkittavasta lihaksesta. Ihonalainen kudospaksuus mitataan lihassignaalin mittausalueelta.In a preferred embodiment of the invention, the method is such that in tissue compensation the tissue information supplied to the measuring apparatus is the thickness of the subcutaneous tissue, for example in millimeters, i.e. the distance of the measuring electrode from the muscle to be examined. Subcutaneous tissue thickness is measured within the muscle signal measurement range.

15 Kudosinformaatio voi olla paksuuden mittayksiköllä (esim. mm) il maistu informaatio tai muu ihonalaiskudosta kuvaava informaatio, jonka arvo suoraan tai välillisesti liittyy ihopoimun ominaisuuksiin.Tissue information may be information expressed in units of thickness (e.g., mm) or other information describing subcutaneous tissue, the value of which is directly or indirectly related to the properties of the skin fold.

Kuvioon 2 viitaten, keksinnön edullisessa toteutusmuodossa menetelmä on sellainen, että kudosinformaatio mitataan erillisellä mittarilla 60, ja 20 mittarin näyttämä mittaustulos syötetään mittauslaitteistolle käyttöliittymän 70 kautta. Kyseinen toteutus on tekniseltä toteutukseltaan yksinkertaisempi.Referring to Figure 2, in a preferred embodiment of the invention, the method is such that tissue information is measured by a separate meter 60, and the measurement result displayed by the meter 20 is fed to the measuring apparatus via the user interface 70. This implementation is simpler in technical terms.

Kuvioon 1 viitaten, keksinnön edullisessa toteutusmuodossa mene-: telmä on sellainen, että kudosinformaatio mitataan mittauslaitteistoon kytketyllä : mittausanturilla 50 mittaustuloksen saamiseksi suoraan mittauslaitteiston käyt- | 25 töön. Kyseinen toteutus on automatisoidumpi ja siten helppokäyttöisempi.Referring to Fig. 1, in a preferred embodiment of the invention, the method is such that tissue information is measured with: a measuring transducer 50 to directly obtain a measurement result using the measuring apparatus. 25 to work. This implementation is more automated and thus easier to use.

: Viitaten kuvioon 3, keksinnön edullisessa toteutusmuodossa mene- telmä on sellainen, että menetelmässä hyödynnettävä kudosinformaation ja EMG-mittauksen välinen tunnettu riippuvuusinformaatio on suurella ihmisjou-.. , kolia suoritetuista riippuvuusmittauksista muodostettu riippuvuusinformaatio, ' 30 joka on tallennettu mittauslaitteiston käytössä olevaksi.Referring to Figure 3, in a preferred embodiment of the invention, the method is such that the known dependency information between tissue information and EMG measurement utilized in the method is dependency information generated from a large human population of dependency measurements stored in a measuring apparatus.

: Kuvion 3 esittämä riippuvuusinformaatio on saatu aikaan siten, että on suoritettu noin 50 terveen ihmisen selkälihaksen lanka-EMG-mittaus ja sa-.. : manaikainen pinta-EMG-mittaus ja myös ihonalaisen kudosinformaation kuten • paksuuden mittaus. Mittaustulosten perusteella on tilastomatemaattisin mene- 35 telmin selvitetty riippuvuuskäyrän muoto eli siis sen matemaattinen funktio. : Riippuvuuden eli riippuvuuskuvaajan selvittämisen eräs mahdollisuus on sovit- 5 112845 taa riippuvuuskuvaaja mittaustuloksiin eli kyseeseen tulee käyrän sovittamis-menetelmän käyttö. Kuviossa 3 Y-akselin yksikkö on prosentteja tarkoittaen pinta-EMG-mittauksen amplitudin suhdetta neula-EMG-mittauksen amplitudiin eli suhdetta EMG-S (Surface) / EMG-IM (Intramuscular). X-akselin yksikkönä 5 on ihonalainen kudospaksuus sc (subeutis) millimetreinä. Havaitaan, että esimerkiksi kudospaksuudella 20 mm antaa riippuvuuskuvaaja R arvoksi 30 % eli 0,30. Kuviosta 3 havaitaan, että riippuvuuskuvaaja on eksponentiaalinen reg-ressiokäyrä. Y-akselin antama lukema on hakijan havaintojen mukaan välillä 12%-75 % eli välillä 0,12 - 0,75, kun ihopoimu vaihtelee välillä 5-35 mm.The dependency information shown in Figure 3 is obtained by performing EMG measurement and simultaneous surface EMG measurement of approximately 50 healthy human spinal muscles and also measurement of subcutaneous tissue information such as thickness. Based on the measurement results, the shape of the dependence curve, i.e. its mathematical function, has been determined by statistical mathematical methods. : One way to determine the dependency, or dependency graph, is to fit the dependency graph to the measurement results, that is, using the curve fitting method. In Figure 3, the Y-axis unit is in percent, meaning the ratio of the surface EMG measurement amplitude to the needle EMG measurement amplitude, i.e. the ratio EMG-S (Surface) / EMG-IM (Intramuscular). The X-axis unit 5 is the subcutaneous tissue thickness sc (subeutius) in millimeters. It is found that, for example, at a tissue thickness of 20 mm, the dependence graph R gives a value of 30% or 0.30. It can be seen from Figure 3 that the dependency graph is an exponential regression curve. According to the applicant's observations, the Y-axis reading is between 12% -75%, i.e. 0.12-0.75, when the skin fold varies between 5-35 mm.

10 Kuviosta 3 todetaan vielä, että suhdelukujen EMG-S (Surface) / EMG-IM ja niitä koskevien ihonalaiskudoksen paksuusarvojen mukaisten koordinaatistopisteiden kautta piirrettyä kuvaajaa esittää kuvaaja OB (Observed), kun taas havaintoaineiston pisteisiin sovitettua exponentiaalista kuvaajaa osoittaa merkintä R.10 It is further noted from Figure 3 that the graph drawn through the coordinate points of the EMG-S (Surface) / EMG-IM ratios and their associated subcutaneous tissue thickness values is represented by the OB (Observed) graph, while the exponential graph fitted to the observation points is represented by R.

15 Kuvion 3 esittämän tyyppinen tai vastaavantyyppinen riippuvuus on tallennettu mittauslaitteiston käytössä olevaksi, edullisimmin tallennettu mittauslaitteistoon, esimerkiksi muistiin 150 kuvion 1 esittämän lohkokaavion mukaisessa laitteessa. Käytännössä on kyse siitä, että kuvion 3 esittämä informaatio eli Y-akselin antama informaatio toimii tiedonkäsittely-yksikössä 40 eli 20 laskentayksikössä 40 jakaja-operaattorina pinta-EMG-mittaustulokselle. Eli mikäli kudospaksuudeksi se on mitattu esimerkiksi 20 mm, niin tiedonkäsittely-yksikkö 40 eli laskentayksikkö 40 jakaa mitatun pinta-EMG-amplitudiarvon lu-: vulla 0,30 (eli 30 %), jolloin saadaan lopputulokseksi EMG-arvo, joka mahdolli- j simman tarkasti vastaa arvoa joka olisi saatu neula-EMG-mittauksella tai muul- : 25 la IM (Intramuscular)-tyyppisellä mittauksella. Tiedonkäsittely-yksikkö 40 on ; toteutettu esimerkiksi prosessorilla.The dependency of the type shown in Fig. 3 or the like is stored in use by the measuring apparatus, most preferably stored in the measuring apparatus, for example, memory 150 in the apparatus according to the block diagram of Fig. 1. In practice, the information shown in Figure 3, i.e. the information provided by the Y-axis, functions as a divider operator for the surface EMG measurement result in the data processing unit 40, i.e. the 20 calculating unit 40. That is, if the tissue thickness is measured, for example, by 20 mm, then the data processing unit 40, i.e. the calculation unit 40, divides the measured surface EMG amplitude by 0.30 (or 30%), which results in an EMG value that is as high as possible. exactly corresponds to the value that would have been obtained by needle EMG measurement or other IM (Intramuscular) type measurement. The data processing unit 40 is; implemented with a processor, for example.

Kuvio 4 esittää EMG-signaaleja täten havainnollistaen kudospak-suuden aiheuttamaa eroa neula-EMG-mittauksen ja pinta-EMG-mittauksen amplitudiarvon välillä. Kuvion 4 ylempi kuviopari esittää kahden henkilön P1 ja 30 P2, joilla on eri vahvuiset ihonalaiset kudospaksuudet, neula-EMG-mittauksen (IM) antamia EMG-signaaleja. Kuvion 4 alempi kuviopari puolestaan esittää : kyseisten kahden henkilön P1 ja P2, joilla siis on erivahvuiset ihonalaiset ku dospaksuudet, pinta-EMG-mittauksen antamia EMG-signaaleja. Vertaamalla ylempiä kuvioita alempiin kuviin havaitaan kudospaksuuden vaimentava vaiku-35 tus. Ja vertaamalla alempia kuvioita toisiinsa havaitaan, että vahvemman kudospaksuuden omaavalla henkilöllä P2 on kudospaksuuden vaikutus pinta- 6 112845 EMG-signaalin arvoon huomattavasti radikaalimpi kuin ohuemman kudospak-suuden omaavalla henkilöllä P1.Figure 4 illustrates the EMG signals thus illustrating the difference in tissue thickness caused by the needle EMG measurement and the surface EMG measurement amplitude value. The upper pattern pair of Figure 4 shows EMG signals from two persons P1 and 30 P2 of different thickness subcutaneous tissue thicknesses, as measured by needle EMG measurement (IM). The lower pattern pair in Figure 4, in turn, shows: EMG signals from the surface EMG measurement of the two persons P1 and P2, thus having different thicknesses of subcutaneous tissue thickness. Comparing the upper patterns with the lower ones, a tissue thickness attenuating effect is observed. And comparing the lower patterns with one another, it is found that the person P2 having a stronger tissue thickness has a much more radical effect on the value of the surface EMG signal than the person P1 having a thinner tissue thickness.

Kun mittauksen kohdetta kehotetaan suorittamaan kohdealueen li-hasaktivaatio, kuten esimerkiksi selän taivutus tai ojennus kuvion 2 nuolen BE 5 mukaisesti, niin seurauksena on selän lihasten synnyttämä EMG-signaali, joka siis mitataan pinta-EMG-mittauksena ja mittaustulos on kuvion 4 alemman ku-vionparin tyyppinen signaali. Kun keksinnönmukaisella tavalla suoritetaan ku-dospaksuuskompensointi, saadaan pinta-EMG-mittauksesta lähtien laskettua esiin korjattu EMG-signaali, joka on tyypiltään samantyyppinen kuin kuvion 4 10 ylemmän kuvioparin signaalit. Mittauslaitteiston näytöllä 300 voidaan näyttää kudospaksuuskompensoidun pinta-EMG-mittauksen tulos, joka siis olennaisesti vastaa tasoltaan eli amplitudiltaan sitä mitä neula-EMG-mittaus tai muu IM(lntramuscular)-tyyppinen mittaus olisi antanut tulokseksi. Halutessa myös itse pinta-EMG-mittaukset voidaan näyttää näytöllä 300.When the subject of measurement is invited to make a target area yl-hasaktivaatio, such as, for example, the back bending or straightening of the arrow in Figure 2 of BE to 5, results in the back muscles generated by the EMG signal, which is thus measured surface EMG measurement, and the measurement result is lower in Figure 4 ku vionparin type of signal. When the tissue thickness compensation is performed in the manner of the invention, a corrected EMG signal of the same type as the signals of the upper 10-pair pattern of FIG. 4 is obtained starting from the surface EMG measurement. The measuring apparatus display 300 can display the result of tissue thickness compensated surface EMG measurement, which is substantially equivalent in level, i.e. amplitude, to that which would have been obtained by a needle EMG measurement or other IM (lntramuscular) measurement. If desired, the surface EMG measurements themselves can also be displayed on screen 300.

15 Keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi hakijan patentin US- 5,755,675 mukaisessa yhteydessä, eli käyttösovellus on edullisessa toteutus-muodossa sellainen, että EMG-mittauksen kanssa samanaikaisesti suoritetaan kohdealueessa liikemittauksia ihoon kiinnitettyjen liikeanturien, kuten 80 avulla, joiden liikeanturien tuloksia yhdistetään alueen sisällä tapahtuvien liikkeiden sel-20 vittämiseksi ja verrataan mittaustuloksia ennalta kerättyihin referenssiarvoihin. Lisäksi kyseisessä käyttösovelluksessa suoritetaan arviointi ko. alueen liikkuvuuden ja lihasten toiminnan häiriintymisestä erityisesti kivun seurauksena. Lisäksi : kyseinen käyttösovellus sisältää menetelmävaiheen toimivan lihaksen väsy- • vyyden määrittämiseksi lihassähkösignaalin taajuussisällön muutoksien perus- 25 teella. Myös muutkin käyttösovellukset ovat mahdollisia.The invention can be applied, for example, in the context of the Applicant's US 5,755,675, that is, in a preferred embodiment, the EMG measurement provides simultaneous motion measurements in the target area by means of skin-mounted motion sensors such as 80 and comparing the measurement results with the pre-collected reference values. In addition, the application in question performs an evaluation of that application. impaired mobility and muscle function, particularly as a result of pain. Additionally: said application includes a method step for determining working muscle fatigue based on changes in frequency content of a muscle electrical signal. Other applications are also possible.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the example of the accompanying drawings, it is clear that the invention is not limited thereto, but that it can be modified in many ways within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.

Claims (10)

1. Förfarande för mätning av muskelrelaterad elektrisk aktivitet, kännetecknat avatti förfarandet: - observeras en av muskeln alstrad EMG-signal frän kroppens yta 5 med en mätapparatur, och - utförs kompensering av vävnadseffekten, där det frän kroppens yta observerade EMG-signalvärdet korrigeras för att klarlägga det korrigerade EMG-signalvärdet och för att eliminera en individuell variation som beror pä underhudsvävnaden pä basis av tili mätapparaturen matad vävnadsinformation 10 som avser underhudsvävnaden genom att ändra det frän kroppens yta observerade EMG-signalvärdet pä basis av känd beroendeinformation mellan väv-nadsinformationen och EMG-signalen.1. A method for measuring muscle-related electrical activity, characterized by the method: - an EMG signal generated by the muscle is observed from the surface of the body with a measuring device, and - compensation of the tissue effect is performed, where the EMG signal value observed from the body surface is corrected. clarifying the corrected EMG signal value and to eliminate individual variation due to the subcutaneous tissue based on the measurement apparatus fed tissue information pertaining to the subcutaneous tissue by changing the observed EMG signal value from the body surface on the basis of known dependency information between the tissue information signal. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att väv-nadsinformationen som vid kompensering av vävnadseffekten mätäs tili mät- 15 apparaturen är information angiven i en mätenhet (mm) för tjocklek eller övrig information som beskriver underhudsvävnaden.2. A method according to claim 1, characterized in that the tissue information which, when compensating the tissue effect, is measured in the measuring apparatus, information is given in a measuring unit (mm) for thickness or other information describing the subcutaneous tissue. 3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att väv-nadsinformationen mäts med en separat mätare, och mätresultatet som mäta-ren visar mätäs tili mätapparaturen via ett användargränssnitt. 20Method according to claim 1, characterized in that the tissue information is measured with a separate meter, and the measurement result which the meter shows is measured to the measuring apparatus via a user interface. 20 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att väv- j nadsinformationen mäts med en mätsensor som hör tili mätapparaturen för att göra mätresultatet direkt tillgängligt för mätapparaturen.4. A method according to claim 1, characterized in that the weaving information is measured with a measurement sensor belonging to the measuring apparatus to make the measurement result directly available to the measuring apparatus. 5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den kända beroendeinformationen mellan vävnadsinformation och EMG-signalen, 25 vilken beroendeinformation skall utnyttjas i förfarandet, är beroendeinformation * som är bildats med beroendemätningar som har utförts pä ett tillräckligt antal friska personer, vilken beroendeinformation är lagrad tillgängligt för mätapparaturen.Method according to claim 1, characterized in that the known dependency information between tissue information and the EMG signal, which dependency information is to be used in the method, is dependency information * formed by dependency measurements carried out on a sufficient number of healthy persons, which dependency information is stored. available for the measuring device. , · 6. Apparatur för mätning av muskelrelaterad elektrisk aktivitet, vilken : 30 apparatur omfattar medel (20) för att observera en av muskeln alstrad EMG- signal frän kroppens yta, och vilka observationsmedel stär i funktionell förbin-delse med databehandlingsmedel (40) som ingär i apparaturen, k ä n n e -tecknadavatt databehandlingsmedlen (40) är konfigurerade att utföra en kompensering av vävnadseffekten, där det frän kroppens yta observeradeApparatus for measuring muscle-related electrical activity which comprises apparatus (20) for observing an EMG signal generated by the muscle from the body surface, and which observational means interfere with functional communication with data processing means (40) which is included in the apparatus, known as the data processing means (40) are configured to compensate for the tissue effect, where it is observed from the surface of the body. 35 EMG-signalvärdet korrigeras för att klarlägga det korrigerade EMG-signalvärdet och för att eliminera en individuell variation som beror pä underhudsvävna- 112845 den pa basis av till mätapparaturen matad vävnadsinformation som avser un-derhudsvävnaden genom att ändra det fran kroppens yta observerade EMG-signalvärdet pä basis av känd beroendeinformation, som används av appara-turen, mellan vävnadsinformationen och EMG-signalen.The EMG signal value is corrected to clarify the corrected EMG signal value and to eliminate an individual variation due to subcutaneous tissue based on tissue information fed to the subcutaneous tissue by changing the observed EMG signal value from the body surface. on the basis of known dependency information used by the apparatus, between the tissue information and the EMG signal. 7. Apparatur enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att appa- raturen omfattar ett användargränssnitt (70) för matning av med en separat mätare (60) uppmätt vävnadsinformation till mätapparaturen.Apparatus according to claim 6, characterized in that the apparatus comprises a user interface (70) for feeding tissue information measured to a measuring apparatus with a separate meter (60). 8. Apparatur enligt patentkrav 7, kännetecknad av att använ-dargränssnittet (70) är en tastatur.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the user interface (70) is a keyboard. 9. Apparatur enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att appa- raturen omfattar en mätsensor (50), som mäter underhudsvävnadens vävnadsinformation, för att göra vävnadsinformationens mätresultat direkt tillgäng-ligt för apparaturen.Apparatus according to claim 7, characterized in that the apparatus comprises a measurement sensor (50) which measures the tissue information of the subcutaneous tissue, in order to make the measurement information of the tissue information directly available to the apparatus. 10. Apparatur enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att appa-15 raturen omfattar ett minne (150), i vilket känd beroendeinformation mellan vävnadsinformationen, som avser underhudsvävnaden, och EMG-signalen är lag-rad.Apparatus according to claim 6, characterized in that the apparatus comprises a memory (150) in which known dependency information between the tissue information relating to the subcutaneous tissue and the EMG signal is stored.
FI20022111A 2002-11-29 2002-11-29 Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles FI112845B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20022111A FI112845B (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles
PCT/FI2003/000910 WO2004049934A1 (en) 2002-11-29 2003-11-27 Method and arrangement for measuring electromuscular activity
AU2003283463A AU2003283463A1 (en) 2002-11-29 2003-11-27 Method and arrangement for measuring electromuscular activity

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20022111 2002-11-29
FI20022111A FI112845B (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20022111A0 FI20022111A0 (en) 2002-11-29
FI112845B true FI112845B (en) 2004-01-30

Family

ID=8565006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20022111A FI112845B (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003283463A1 (en)
FI (1) FI112845B (en)
WO (1) WO2004049934A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100411583C (en) * 2006-06-22 2008-08-20 秦宏平 Myoelectric diagnostic treater
TWI689859B (en) 2019-03-19 2020-04-01 國立臺灣科技大學 System for recognizing user gestures according to mechanomyogram detected from user's wrist and method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5505208A (en) * 1993-12-10 1996-04-09 Toomin Research Group Method for determining muscle dysfunction
US6280395B1 (en) * 2000-01-19 2001-08-28 Mpr Health Systems, Inc. System and method for determining muscle dysfunction

Also Published As

Publication number Publication date
FI20022111A0 (en) 2002-11-29
WO2004049934A1 (en) 2004-06-17
AU2003283463A8 (en) 2004-06-23
AU2003283463A1 (en) 2004-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9149235B2 (en) Oedema detection
US8918170B2 (en) Electrophysiological analysis system
Lafond et al. Intrasession reliability of center of pressure measures of postural steadiness in healthy elderly people
US6280395B1 (en) System and method for determining muscle dysfunction
JP5643829B2 (en) Method and apparatus for use in impedance measurement analysis
KR100372370B1 (en) Body fat meter and body weight scales equipped with body fat meter
US20080082013A1 (en) Method and apparatus with reduced electrode system specific ecg interpretation
JP2006150065A (en) Autonomic nerve examination apparatus
KR20010007331A (en) Method and apparatus for measuring distribution of body fat
JP2006145540A (en) Scale capable of measuring pulse and heartbeat
US11058318B2 (en) Fluid level determination
CN111887847A (en) Visceral fat measuring method and device based on human body composition meter, computer equipment and storage medium
US20180279917A1 (en) Method and apparatus for estimating the aortic pulse transit time from time intervals measured between fiducial points of the ballistocardiogram
WO2020061619A1 (en) Evaluating impedance measurements
Liu et al. Reliability and validity of measuring respiration movement using a wearable strain sensor in healthy subjects
FI112845B (en) Method and apparatus for measuring electrical activity in muscles
JP2015093133A (en) Biometric device
KR101778845B1 (en) Apparatus for calculating systolic blood pressure using the pulse transit time and method thereof
US20220000395A1 (en) Method and device for measuring anatomical movement of a joint
Lacković et al. Measurement of gait parameters from free moving subjects
JPH07250822A (en) Center of gravity oscillation meter
US20220322967A1 (en) Method, device and apparatus for measuring segmental muscle volume
Chavez-Gaxiola et al. Toward the development of a wearable optical respiratory sensor for real-time use
JP2004350952A (en) Autonomic nerve activity evaluation device, its method, and autonomic nerve activity evaluation program
Medved Application of engineering in the study of human locomotion

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: GRUENFORS

Free format text: GRUENFORS

Owner name: KUOPION YLIOPISTOLLINEN SAIRAALA

Free format text: KUOPION YLIOPISTOLLINEN SAIRAALA

Owner name: SIHVONEN

Free format text: SIHVONEN

MM Patent lapsed