Analyse et modélisation de l'EMG et de la fatigue musculaire lors de mouvements dynamiques cycliques

Analysis and modeling of the surface EMG and muscular fatigue during cyclic dynamic movements

• Auteur / Autrice : Imad El Hajj Dib
• Direction : Catherine Marque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie biomédical
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muscles -- Fatigue

Physiologie

Muscles

Modèles mathématiques

Électromyographie

Mots clés libres

EMG de surface

Temps-fréquence

Cyclostationnarité

Cohérence spectrale

Mnf

Imnf

Fatigue

Dynamique

Résumé

L'EMG de surface est une méthode non invasive qui permet le diagnostic de la fonction musculaire. Notre étude porte sur la fatigue en contraction dynamique. Nous avons alors accompli deux tâches parallèles : réalisation d'expérimentations pour recueillir des EMG réels, et modélisation pour simuler des EMG synthétiques. Les outils de traitement classiquement utilisés pour quantifier la fatigue sont la transformée de Fourier, adaptée aux signaux isométriques, et le temps-fréquence, adapté aux signaux dynamiques. Nous nous sommes ensuite intéressés à la cyclostationnarité. Les résultats montrent que la cohérence spectrale, outil de cyclostationnarité, croît avec la fatigue musculaire alors que la fréquence moyenne, classique ou instantanée, est principalement influencée par la vitesse de conduction des potentiels d'action. La cohérence spectrale permet donc de quantifier la fatigue dans des conditions où les outils classiques ne fournissent pas d'informations significatives.

The surface EMG is a non-invasive method which allows the diagnosis of the muscular function. Our study relates to fatigue in dynamic contraction. We achieved two parallel tasks: realization of experiments to collect real EMG, and model development to simulate synthetic EMG. The signal processing tools classically used to quantify fatigue are the Fourier transform, adapted to the isometric signals, and time-frequency, adapted to the dynamic signals. We were then interested in the cyclostationnarity. The results show that spectral coherence, cyclostationnarity tool, increases with muscular fatigue whereas the average traditional or instantaneous frequency, is mainly influenced by the action potential conduction velocity. Spectral coherence thus makes it possible to quantify fatigue under conditions where the traditional tools do not provide significant information.