Der Effekt von subkutanem Fett auf die Amplitude myoelektrischer Signale und crosstalk

Der Effekt von subkutanem Fett auf die Amplitude myoelektrischer Signale und crosstalk wurde mithilfe von Finite-Elemente-(FE)-Modellen der Ausbreitung von Elektromyogramm-(EMG)-Signalen untersucht. Ein FE-Modell des Oberarms bestand aus Haut-, Fett-, Muskel- und Knochengewebe in konzentrischen Schichten. Einzelne Aktionspotentiale von Muskelfasern wurden für Muskelfasern in verschiedenen Tiefen simuliert und kombiniert, um Oberflächen-EMG-Interferenzmuster zu simulieren. Als Fettschichten von 3, 9 und 18 mm zum Modell hinzugefügt wurden, verringerte sich die RMS (Root Mean Square)-Amplitude des Oberflächen-EMG-Signals direkt über dem Zentrum des aktiven Muskels um 31,3 %, 80,2 % und 90,0 %. Ebenso nahm das Oberflächen-EMG-Crosstalk über dem Bereich des inaktiven Muskels zu, als die Dicke der Fettschicht zunahm. Die RMS-Amplitude des Oberflächen-EMG fiel auf unter 5 % ihres Wertes über dem Zentrum des Muskels bei 14 Grad, 17 Grad, 34 Grad und 47 Grad vom Rand des aktiven Muskels mit Fettschichten von 0, 3, 9 und 18 mm. Ein zusätzliches Modell wurde entwickelt, bei dem die subkutane Fettschicht in einer kleinen, fokalen Region unter einem Paar Aufzeichnungs-Elektroden von 9 mm auf 3 mm verdünnt wurde. Die Reduzierung der Fettschicht auf diese Weise führte dazu, dass die Oberflächen-EMG-Amplitude an den Elektroden um 241 % anstieg und das EMG-Crosstalk um 68 % abnahm; dies war nahe den Werten für die 3 mm dicke einheitliche Fettschicht. Dies zeigt, dass eine Fettreduktionsoperation die Amplitude des Oberflächen-EMG-Signals und die Signalfreiheit zur Verbesserung der Prothesenkontrolle erhöhen kann.