Elettromiografia: che cos’è e come funziona

Tutti abbiamo sentito parlare di elettromiografia (EMG) e molto spesso leggendo le ricerche scientifiche ci interfacciamo con questo tipo di analisi.

Ma cos’è nello specifico un’analisi elettromiografica?

È un esame che viene utilizzato per testare, analizzare e monitorare il sistema nervoso periferico dell’apparato locomotore.

Elettromiografia: che cos’è e come funziona

Che cos’è e come funziona un elettromiografo

L’elettromiografo ha un’unità hardware con amplificatori, stimolatori, un pannello di controllo e un computer. La funzione primaria di questo sistema elettrodiagnostico è di riprodurre fedelmente e analizzare i vari segnali biologici, ed è importante avere un ottimo “signal to noise ratio”, ovvero la capacità di amplificare la tensione del segnale neurofisiologico attenuando il rumore di fondo.

Il segnale e il rumore vengono registrati attraverso una rilevazione cutanea di superficie o tramite degli aghi. Un amplificatore differenziale amplifica il segnale mentre il rumore indesiderato viene attenuato. Il segnale amplificato viene poi misurato utilizzando un convertitore analogico-digitale e i valori di tensione vengono poi memorizzati come una matrice di numeri. Questo segnale digitalizzato consente un’ulteriore analisi computerizzata.

Alcuni macchinari EMG offrono anche dispositivi di stimolazione per eccitare nervi e muscoli. Questi possono generare stimoli elettrici, visivi o uditivi. Inoltre dispositivi esterni possono fornire anche altre forme di stimolazione, ad esempio un campo magnetico, calore da contatto, ecc.

Dopo che il segnale analogico è stato amplificato, il convertitore analogico-digitale discretezza il segnale sia in tempo che in ampiezza e assegna un valore digitale all’ampiezza in punti temporali definiti. In questo processo di conversione devono essere soddisfatti due importanti criteri: la frequenza di campionamento dovrebbe essere abbastanza alta da rappresentare in modo affidabile il segnale analogico originale e, in secondo luogo, la digitalizzazione dell’ampiezza dovrebbe essere sufficientemente fine da rappresentare accuratamente l’ampiezza del segnale originale.

Gli elettrodi

Le registrazioni elettrofisiologiche standard richiedono l’uso di un minimo di due elettrodi poiché tutte queste misurazioni sono differenziali, il che significa che il primo segnale viene confrontato col secondo. Nelle registrazioni definite “unipolari” un elettrodo viene messo in prossimità delle fibre di interesse mentre il secondo viene posizionato a distanza in una regione che dovrebbe ricevere un contributo minimo dalle fibre attive. Nelle registrazioni “bipolari” i due elettrodi sono vicini alle fibre attive.

La stimolazione

Per gli studi inerenti alla conduzione nervosa, test di stimolazione nervosa e test di eccitabilità nervosa, viene erogato uno stimolo elettrico al nervo. Le tecniche di stimolazione standard utilizzano elettrodi di superficie, mentre gli elettrodi ad ago vengono utilizzati per la stimolazione della radice nervosa o la stimolazione di nervi profondi come il nervo sciatico. Di solito vengono posti due elettrodi di superficie sul nervo con una distanza tra gli elettrodi di 2-4 cm con il catodo (ovvero dove il nervo viene stimolato e si verifica la depolarizzazione di membrana) posizionato più vicino all’elettrodo di registrazione. La durata della stimolazione solitamente è compresa tra 0,1 ms e 1 ms.

Il tempo di attivazione degli assoni varia con la durata dello stimolo, anche quando è sovra massimale, e la latenza misurata include questo tempo. Lo stimolo può essere applicato come impulso singolo o come frequenze di ripetizioni comprese tra 1-2 secondi e 50 secondi per test di stimolazione nervosa ripetitiva. Evitare uno stimolo troppo alto è importante per garantire il maggior numero di informazioni con il minimo disagio o dolore.

Considerazioni finali

Le macchine EMG ora sono talmente sofisticate da essere utili non solo all’esecuzione dei test, ma anche alla generazione di report e all’archiviazione dei dati. Inoltre man mano che i dati si accumulano nelle nuove macchine EMG, esse diventeranno sempre più in grado di suggerire i successivi passaggi appropriati in un esame e nella diagnosi finale.

A cura del Dr. Samuele Cravanzola

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BIBLIOGRAFIA

Tankisi H, Burke D, Cui L, de Carvalho M, Kuwabara S, Nandedkar SD, Rutkove S, Stålberg E, van Putten MJAM, Fuglsang-Frederiksen A. Standards of instrumentation of EMG. Clin Neurophysiol. 2020 Jan;131(1):243-258.