L’EMG de surface est une approche largement utilisée dans l’évaluation de la fonction musculaire. L’étude de l’activité électrique du muscle s’avère très utile pour fournir de l’information sur le contrôle et l’exécution de mouvements
volontaires ou réflexes tant chez une clientèle saine que pathologique (Kamen, 2004).
2.6.1 Physiologie du signal EMG
Afin de produire une force musculaire, les fibres du muscle squelettique doivent être tout d’abord innervées par un motoneurone. L’unité individuelle de l’action motrice est l’unité motrice constituée d’un motoneurone et de toutes les fibres motrices innervées par ce motoneurone. Lorsqu’un motoneurone est excité via le système nerveux central, une dépolarisation se propage le long de l’axone jusqu’aux terminaisons nerveuses. Cette dépolarisation engendre une relâche d’acétylcholine dans la fente synaptique au niveau de la jonction neuromusculaire et il s’ensuit une cascade d’événements ioniques résultant en la génération d’un potentiel d’action (Kamen, 2004). Le signal EMG consiste donc en la sommation des potentiels d’action des cellules musculaires actives (Basmajian et Deluca, 1985). Les deux principaux mécanismes influençant l’amplitude et la densité du signal EMG observé sont le recrutement des unités motrices et leur fréquence de décharge. Chez le sujet en santé, plus il y aura d’unités motrices de recrutées et plus leur fréquence de décharge sera élevée, plus la force musculaire développée sera élevée et vice-versa (Kamen, 2004).
2.6.2 Techniques d’enregistrement du signal EMG
Une grande variété d’électrodes EMG existe (électrodes implantées, de surface, monopolaires, bipolaires, etc.). Les électrodes de surface bipolaires, dans lesquelles sont soustraits les signaux communs provenant des deux électrodes actives localisées sur le muscle, constitueraient un bon choix pour l’objectivation de la perception d’effort puisqu’elles permettent de diminuer l’interférence externe de signaux électriques provenant de sources autres que le muscle ciblé (Basmajian et Deluca, 1985).
En effet, le signal EMG peut être affecté par différents éléments externes devant être contrôlés autant que possible. Premièrement, afin de réduire
l’impédance de la peau, une bonne préparation de la peau sous les électrodes par le rasage et le nettoyage à l’alcool est souhaitable. La quantité de tissus graisseux est aussi à considérer car elle peut diminuer l’exactitude du signal EMG enregistré en agissant comme un filtre passe-bas atténuant ainsi les hautes fréquences (Kamen, 2004). La normalisation du signal à un signal de référence sous-maximal ou maximal permet de réduire la variabilité associée à ce facteur. Deuxièmement, la localisation et l’orientation des électrodes doivent être déterminées avec précision. Les électrodes doivent être disposées de façon à ce que leur surface de détection soit perpendiculaire aux fibres musculaires, au milieu du muscle, entre la zone d’innervation la plus proche et la jonction musculo-tendineuse afin d’éviter les biais lors de l’évaluation de la vitesse de conduction du potentiel d’action ainsi que l’altération de l’amplitude et de la fréquence du signal (DeLuca, 1997). Troisièmement, il est préférable d’utiliser l’EMG de surface pour analyser l’activité musculaire des muscles superficiels car la distance séparant les muscles profonds des électrodes entraînerait un biais dans l’enregistrement du signal en faveur des muscles plus superficiels qui génèrent des potentiels d’action de plus grande amplitude (DeLuca, 1997). Enfin, il est également important d’essayer de contrôler la contamination possible du signal du muscle ciblé par le bruit provenant de la contraction des muscles environnants (diaphonie (« crosstalk »)). Une façon d’y parvenir est de poser des électrodes sur les muscles adjacents au muscle étudié (DeLuca, 1997).
2.6.3 La transformation et l’analyse du signal EMG
Le signal EMG est habituellement caractérisé selon son amplitude ou sa fréquence. Pour évaluer l’amplitude du signal, la moyenne rectifiée et le « root
mean square » (RMS) sont parmi les méthodes les plus utilisées. Celles-ci
permettent de faire des moyennes du signal sur les valeurs absolues. Autrement, la valeur moyenne du signal avec ses valeurs négatives et positives serait zéro (Kamen, 2004). L’amplitude du signal est un indicateur du niveau d’activation de différents muscles ou groupes musculaires au cours d’un
mouvement (Kamen, 2004) et sera donc utilisé pour l’objectivation de la perception de l’effort lors du PAD dans le cadre du présent projet.
Pour apprécier la quantité d’EMG lors d’un mouvement ou un effort, le signal EMG est souvent exprimé relativement à l’EMG obtenue lors d’une contraction statique maximale volontaire (DeLuca, 1997). Ceci permet d’éliminer l’effet de certaines variables confondantes mentionnées précédemment (exemple, la quantité de tissus graisseux) lorsqu’une comparaison entre des individus est effectuée. Elle permet aussi d’évaluer la demande neuromusculaire en pourcentage de la valeur maximale car à elle seule, la valeur en microvolt est trop influencée par les conditions d’enregistrement et n’a donc peu de signification (DeLuca, 1997). De plus, chez la clientèle neurologique, étant donné la présence possible d’atrophie d’un côté par rapport à l’autre (épaisseur différente de la peau) et d’altérations au niveau du signal obtenu en périphérie par rapport à la commande centrale d’origine dues à des dommages dans les voies cortico-spinales, le signal EMG brut ne serait probablement pas représentatif de la perception d’effort des sujets. Par conséquent, il est indiqué de normaliser le signal EMG à une valeur maximale obtenue dans une position d’évaluation se rapprochant le plus possible de la tâche fonctionnelle.