UPDATE: Elektro-Myographie (EMG) eine kleine Einführung

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Dieser spezielle Elektronik-Minikurs weiht ein wenig in die physiologischen Geheimnisse der biologischen elektrischen Impulse ein, die es ermöglichen Muskelaktivitäten elektronisch zu messen. Der Inhalt wurde teilweise überarbeitet.

Was ist ein Neuron, ein Rezeptor, ein Axon, eine Synapse und ein Dendrit? Was ist der Zellkörper mit Zellkern und was sind Mitochondrien? Diese Inhalte werden kurz mit dem Zweck gestreift um überzugehen auf das Thema warum eine Nerven- oder eine Muskelfaser ein so genanntes Ruhemembranpotenzial (RMP) hat und dies die eine Grundlage dafür ist Aktionspotenziale (APs) zu erzeugen, die ihrerseits Muskeln kontrahieren lassen und wegen dieser APs eine solche Kontraktion mittels Elektroden elektronisch messbar ist. Einerseits dienen solche EMG-Messungen der medizinischen Forschung und anderseits der Analyse von Muskelerkrankungen und für Biofeedback-Anwendungen.

Das Titelbild zeigt in einer vereinfachten Darstellung zwei unterschiedliche EMG-Signale. Rechts im Bild die Messung mit Oberflächen-Elektroden auf der Haut (EMG) und links die intramuskuläre EMG-Messung (iEMG) mittels feinen Nadeln oder ultrafeinen mit Teflon isolierten Drähtchen, die nur an der Stirnseite des Drahtendes elektrischen Kontakt mit dem Muskelgewebe haben. Eine extrem kleine Kontaktfläche…

Rechts im Bild misst man ein Signal mit stark rauschähnlichem Charakter. Der Grund dafür liest man im Minikurs. Links geht es darum die APs so präzise wie möglich wieder zu geben. Dies setzt voraus, dass man Nadel oder Draht so nahe wie möglich zur Nervenfaser führt und platziert.

Weitere Bilder und Textinhalte zeigen wie man selbst preiswerte Elektroden für oberflächliche EMG-Messungen bauen kann. Ein Blockschema zeigt wie man ein akustisches EMG-Biofeedbackgerät realisiert und ein anderes wie man ein EMG-Messgerät prinzipiell für Forschungszwecke baut.

Zum Schluss gibt es eine Menge Links zu Elektronik-Minikursen im Themenkreis von Operations- und Instrumentationsverstärker, Rauschdämpfung, Überspannungsschutz, VCO, MOSFET, etc. Diese mögen dem Zweck dienen selbst etwas zu realisieren. Ein gutes Grundlagenwissen ist dazu die Voraussetzung. Für den persönlichen Gebrauch ist eine EMG-Biofeedback-Schaltung interessant.

BEEINDRUCKENDES RESULTAT DURCH DEN EINSATZ
MIT INTRA-MUSKULÄRER EMG-MESSUNG:
Eine Sekretärin welche den ganzen Tag konzentriert am Computer arbeitet und in gekonnter Weise schnell und fleissig Texte eintippt, beklagt sich am Abend über Nackenschmerzen. Wiederholt sich dies immer wieder, sind Entzündungen die Folge, die sich lästig dahinziehen können. Der Arzt diagnostiziert Verspannung der Nackenmuskulatur und verordnet Medikamente und vielleicht auch eine physikalische Therapie. Dies hilft vielleicht teilweise oder auch nur vorübergehend. Aus den intramuskulären EMG-Messungen zeigt sich allerdings die Erkenntnis, dass die Ursache nicht etwa eine verkrampfte Haltung bei der Arbeit ist, sondern die ständigen Fingerbewegungen beim Tippen auf die Tastatur erzeugen in den Muskeln im Nackenbereich ein wahres Feuerwerk von EMG-Aktionspotenzialen, die u.U. nicht ohne Folgen bleiben. Neu in diesem Update sind zwei Links: Eine Kurzbeschreibung mit dem Titel ASCHENPUTTEL IM NACKEN und den Link zur Dissertation.

Viel Spass beim Lesen,
Euer ELKO-Thomas


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