1.3 Physiologie musculaire
1.4.4 Acquisition ,amplification et filtrage du signal EMGEMG
1.4.4.1 Description g´en´erale du syst`eme d’acquisition d’EMG
Un syst`eme d’acquisition et d’amplification du EMG a un certain nombre de canaux qui peuvent varier d’un minimum de 1 `a 4 jusqu’`a 64 ou 128 ca-naux pour l’acquisition multicanale avanc´ee.
Chaque canal du EMG est constitu´e d’un ´etage d’entr´e qui effectue un premier conditionnement du signal faiblement d´etect´e par les ´electrodes, un bloc d’amplification et de filtrage (habituellement avec un gain va-riable et parfois avec bande passante r´eglable), un convertisseur analogique-num´erique (A/N), une unit´e d’affichage pour la visualisation en ligne et hors ligne des des signaux acquis et d’un dispositif de m´emoire o`u les donn´ees sont stock´ees pour la visualisation et le traitement.
L’affichage et l’unit´e de stockage peut ˆetre imbriqu´ee dans le p´eriph´erique (p. ex., dans les syst`emes portables autonome), ou ˆetre constitu´e par un PC externe ´equip´e avec des des logiciels de visualisation, enregistrement, et traitement de signal. Dans ce cas, les blocs de conversion A/N peuvent ˆetre soit dans le p´eriph´erique (dans ce cas, il communiquera au PC via le port USB ou l’interface Firewire), ou avec une carte d’acquisition install´ee dans l’ordinateur. Un sch´ema bloc syst`eme d’acquisition de l’EMG g´en´erique est illustr´ee en Fig.(1.11)
Si le syst`eme d’acquisition du EMG est aliment´e par le secteur ou s’il est con¸cu pour ˆetre connect´e `a des p´eriph´eriques externes (tell que PC d’acquisition), le r`eglement international sur de la s´ecurit´e des ´equipements m´edicales exige que le patient doit ˆetre ´electriquement isol´e, ce qui assurera une protection contre d´efauts ´electrique et limite le courant de fuite (qui ne doit pas d´epasser 100 mA).L’isolation du patient est g´en´eralement r´ealis´e par l’utilisation des optocoupleurs le long de la ligne d’acquisition du signal (avant ou apr`es les convertisseurs A/N, si il sont `a l’int´erieur de l’appareil)
Figure 1.11 – Un sch´ema bloc du syst`eme d’acquisition de l’EMG avec canaux additionnels pour d’autres param`etres biom´ecaniques.
et en isolant l’alimentation des circuits li´es au patient galvaniquement , ou en utilisant les batteries.
En g´en´eral, il est utile d’´etablir une corr´elation entre l’activit´e EMG et d’autres param`etres biom´ecaniques qui doivent ˆetre enregistr´es.Pour cette raison, certains syst`emes d’acquisition du EMG sont ´equip´es avec des entr´ees auxiliaires o`u les capteurs externes peuvent ˆetre connect´es. Comme ces cap-teurs ne sont pas ´electriquement en contact avec le patient, l’isolement n’est pas n´ecessaire sur ces canaux Fig.(1.11).
1.4.4.2 Acquisition et conditionnement du signal
L’´etape d’entr´ee du syst`eme d’acquisition de l’EMG (intramusculaire ou surface) compos´e d’un amplificateur d’instrumentation, qui effectue la diff´erence entre le signal d´etect´e et le potentiel d’une zone ´electriquement inactifs (d´etection de mono-polaire) ou entre deux signaux d´etect´es dans le mˆeme volume conducteur (bipolaire ou d´etection diff´erentiel).
1.5 Conclusion
Ce chapitre nous a permis de comprendre l’anatomie du muscle, la phy-siologie musculaire et les diff´erentes ´etapes de la contraction du muscle d’une part ; et d’´etudier le processus de l’enregistrement du signal EMG avec les diff´erentes ´etages du syst`eme d’acquisition de ce dernier d’une autre part, par la suite cette ´etude nous sera utile pour la conception d’une carte compl`ete d’acquisition EMG.
[1] Jacques Quevauvilliers,Alexandre Somogyi,Abe Fingerhut, Diction-naire medical , 6e ´edition Elsevier Masson ISBN : 978-2-294-70513-7 (2009).
[2] Principes d’anatomie et de physiologie, Tortora GJ, and Grabowski SR , De Boeck-Wesmael Ed, Bruxelles (1994).
[3] Bloom W, and Fawcett DW, A textbook of histology , Saunders Ed, Philadelphie (1968).
[4] KRID Othman Salim,BOUHADJI Mohammed Fatima, realisation un appareil portable et autonome pour la mesure et la transmission a distance de signaux electromyographiques (EMG) (2013).
[5] Engel WK. The essentiality of histochemical and crypotochemical studies of skeletal muscle, in the investigation of neuro-muscular di-sease .
[6] Liddell EGT, and Sherrington CS. Recruitment and some other fac-tors of reflex inhibition . Proc Roy Soc London ,(1925).
[7] Coers C, and Wolf AL, The Innervation of Muscle : A Biopsy Study, Blackwell , Scientific Publications Ed Oxford (1959).
[8] de Dominique Chesnoy-Marchais, Dani`ele Tritsch, Anne Feltz Phy-siologie du neurone Doin Editions (1 d´ecembre 1998).
[9] Huxley AF. Muscle structure and theories of contraction . Prog Biophys Biophys Chem (1957).
[10] Dumitru D. Electrodiagnostic medicine , Hanley and Belfus Ed, Philadelphia, (1995).
[11] Joseph D. Bronzino The Biomedical Engineering HandBook ,Se-cond Edition(2000).
[12] B. Hageman, G. Luhede, and H. Luczak, Improved “active” elec-trodes for recording bioelectric signals in work physiology . Eur. J. Appl. Physiol. (1985).
[13] C. J. De Luca and W. J. Forrest, An electrode for recording single motor unit activity during strong muscle contractions . IEEE Trans. Biomed. Eng. (1972).
[14] C. J. De Luca and W. J. Forrest, An electrode for recording single motor unit activity during strong muscle contractions . IEEE Trans. Biomed. Eng. (1972).
[17] E. Stalberg and P. R. W. Eawcett, Macro EMG in healthy subjects of different ages. J. Neurol. Neurosurg . Psychiatry (1982).
[18] B. Calancie and P. Bawa, Limitations of the spike-triggered averaging technique. Muscle & Nerve (1986).
[19] W. H. Ko and J. Hynecek, Dry electrodes and electrode ampli-fiers, Biomedical Electrode Technology . New York : Academic Press, (1974).
[20] A. Potter and L. Menke, Capacitive type of biomedical electrode . IEEE Trans. BME (1970).
[21] WILEY ENCYCLOPEDIA OF BIOMEDICAL ENGINEERING VOLUME 1 Metin Akay,by John Wiley & Sons, Inc(2006 ).
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Etude et r´ealisation du
dispositif
2.1 Introduction
Dans ce chapitre on va entam´e la r´ealisation du dispositif constitu´e de deux partie au premier lieux on s’int´eressera `a l’´etude et la conception d’une plateforme compl`ete d’acquisition du signal EMG, ensuite `a la r´ealisation d’un circuits d’´el´ectro-stimulation.