Acquisition et analyse semi-automatisée de l’électromyographie de surface des muscles respiratoires

Nous décrivons ici un protocole permettant d’enregistrer et d’analyser les signaux d’électromyographie respiratoire (EMG). Il comprend les références anatomiques permettant de placer les électrodes EMG sur plusieurs muscles respiratoires, d’éliminer le bruit électrocardiographique des signaux EMG et d’acquérir la racine carrée moyenne (RMS) de l’EMG et le moment du début de l’activité.

L’évaluation de l’entraînement respiratoire présente des défis en raison de l’intrusivité et de l’impraticabilité des méthodes actuelles telles que l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). L’électromyographie (EMG) offre une mesure de substitution de l’entraînement respiratoire aux muscles, permettant de déterminer à la fois l’amplitude et le moment de l’activation musculaire. L’amplitude reflète le niveau d’activation musculaire, tandis que le moment indique le début et le décalage de l’activité musculaire par rapport à des événements spécifiques, tels que le flux inspiratoire et l’activation d’autres muscles. Ces paramètres sont essentiels pour comprendre la coordination et le contrôle respiratoires, en particulier sous des charges variables ou en présence d’une physiopathologie respiratoire. Cette étude décrit un protocole pour l’acquisition et l’analyse des signaux EMG des muscles respiratoires chez les adultes en bonne santé et les patients souffrant de problèmes respiratoires. L’approbation éthique a été obtenue pour les études, qui comprenaient la préparation des participants, le placement des électrodes, l’acquisition du signal, le prétraitement et le post-traitement. Les étapes clés consistent à nettoyer la peau, à localiser les muscles par palpation et échographie et à appliquer des électrodes pour minimiser la contamination par électrocardiographie (ECG). Les données sont acquises à un taux d’échantillonnage et à un gain élevés, avec des enregistrements synchronisés de l’ECG et du débit respiratoire. Le prétraitement comprend le filtrage et la transformation du signal EMG, tandis que le post-traitement consiste à calculer les différences de début et de décalage par rapport au débit inspiratoire. Des données représentatives provenant d’un participant masculin en bonne santé effectuant une charge incrémentielle de seuil inspiratoire (ITL) illustrent l’application du protocole. Les résultats ont montré une activation plus précoce et une durée prolongée des muscles extradiaphragmatiques sous des charges plus élevées, corrélées à une augmentation de l’amplitude de l’EMG. Ce protocole facilite une évaluation détaillée de l’activation des muscles respiratoires, fournissant des informations sur les stratégies de contrôle moteur normales et physiopathologiques.

L’entraînement respiratoire (c’est-à-dire la sortie des centres respiratoires vers les muscles respiratoires) est difficile à évaluer en raison de la nature intrusive et souvent peu pratique des méthodes d’évaluation telles que l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). De plus, la petite taille des centres respiratoires situés dans le tronc cérébral est difficile à localiser et est sensible aux altérations par le bruit^{physiologique1,2}. Les mesures de la pulsion respiratoire sont importantes en raison de leur association avec des résultats cliniques importants tels que la dyspnée, une indication de détresse respiratoire. L’électromyographie (EMG) est un substitut de l’entraînement respiratoire aux muscles respiratoires³. L’EMG des muscles respiratoires permet de déterminer l’activité musculaire et son intensité au moyen de la racine carrée moyenne (RMS) du signal EMG. De plus, le moment de l’activation musculaire peut être évalué en identifiant le début et le décalage de leur activité (EMG, début et EMG, décalage, respectivement)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.

L’amplitude du signal EMG fait référence au potentiel électrique généré par les cellules musculaires lorsqu’elles se contractent, indiquant leur niveau d’activation musculaire¹². L’amplitude du signal EMG peut varier en fonction de facteurs tels que l’intensité de la contraction musculaire, le nombre d’unités motrices recrutées, le placement des électrodes, le mouvement des tissus musculaires et sous-cutanés et les caractéristiques spécifiques du muscle mesuré¹².

La synchronisation du signal EMG fait référence au moment où l’activité électrique se produit par rapport à un événement ou une action spécifique (par exemple, par rapport au flux inspiratoire pour la respiration⁾¹³. Le moment du début indique quand l’activation musculaire commence, tandis que le moment du décalage indique quand l’activité musculaire diminue, cesse ou est dans la phase de relaxation¹³. Le timing parmi l’activation de plusieurs muscles respiratoires facilitera la compréhension des mécanismes de coordination et de contrôle pendant la respiration. L’évaluation de la cohérence ou de la variabilité des modèles temporels au fil du temps ou chez les individus peut aider à identifier les stratégies de contrôle moteur physiologiques et physiopathologiques associées à l’insuffisance ventilatoire aiguë ou chronique.

L’ampleur et le moment de l’EMG du muscle respiratoire ont été associés à des résultats cliniques importants 12,13,14. Le diaphragme génère la majorité de la ventilation au repos¹⁵. Lorsque la demande respiratoire augmente, par exemple pendant l’exercice ou l’augmentation de la charge inspiratoire associée à des maladies pulmonaires (par exemple, la bronchopneumopathie chronique obstructive, la maladie pulmonaire interstitielle ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë), les muscles respiratoires extradiaphragmatiques stimulent la ventilation, ce qui peut augmenter ou compenser les besoins contractiles du diaphragme¹⁵. Ainsi, en plus de l’amplitude croissante de l’EMG du diaphragme, l’amplitude de l’EMG du muscle extradiaphragmatique augmentera également.

L’activation des muscles respiratoires extradiaphragmatiques peut protéger le diaphragme contre le développement de la fatigue¹⁶. Cependant, une activation précoce (début) et une activation prolongée ont été associées à une insuffisance ventilatoire aiguë et chronique 14,17,18. L’objectif ici est de décrire un protocole permettant d’acquérir et d’analyser à la fois le moment et l’amplitude des signaux EMG des muscles respiratoires chez les adultes en bonne santé et les patients présentant une pathophysiologie respiratoire suspectée ou confirmée. Ce protocole comprend des étapes précédemment validées de l’acquisition des données pour quantifier le moment et l’ampleur de l’activité EMG^13,19.

Les études utilisant cette technique ont reçu l’approbation éthique de l’Université de Toronto et de l’hôpital St. Michael’s situé à Toronto, au Canada, ainsi que de l’hôpital universitaire Gasthuisberg, à Louvain, en Belgique. Un protocole spécifique est décrit ici. Des discussions générales sur plusieurs approches EMG de surface alternatives (sEMG) ont été proposées pour les muscles respiratoires et sont rapportées ailleurs¹².

1. Préparation et placement des électrodes sEMG par le participant

1. Pour assurer une visualisation adéquate, demandez aux hommes de ne pas porter de chemise et aux femmes de porter un soutien-gorge ou un maillot de sport. Utilisez une chemise d’hôpital avec une ouverture sur le devant pour permettre un accès adéquat et maintenir la modestie.
2. Si le participant a les cheveux longs, faites-les attacher et épingler à l’endroit afin que le scalène et le sternocléidomastoïdien puissent être évalués.
3. Positionnez le participant en position assise ou semi-allongée.
4. Si vous constatez un excès de poils sur la poitrine ou le cou, rasez la zone pour le placement des électrodes pour le sEMG.
5. Pour réduire l’impédance de la peau, nettoyez la peau de l’huile et des peaux mortes.
   1. Pour ce faire, frottez avec une lingette imbibée d’alcool et laissez l’alcool s’évaporer (c’est-à-dire sécher à l’air) avant d’appliquer l’électrode.
   2. Si la peau est plus claire, elle peut apparaître légèrement rouge, mais plus important encore, assurez-vous qu’aucune saleté, huile ou peau sèche évidente n’est apparente à l’endroit où les électrodes seront placées. Cependant, évitez de frotter excessivement pour éviter d’endommager la peau. Évitez d’appliquer des électrodes sur des zones de peau éraflée ou d’autres lésions cutanées.
6. Localiser les muscles d’intérêt par repère, palpation et/ou échographie.
   REMARQUE : L’échographie peut être utile pour marquer le diaphragme costal²⁰. La figure 1 montre des exemples d’endroits où des électrodes peuvent être placées pour le sEMG des muscles respiratoires.
7. Placez les électrodes sEMG sur le côté droit du thorax, plus loin du cœur, pour diminuer l’amplitude du signal ECG et minimiser sa contamination.
8. Appliquez des électrodes EMG appariées avec une distance de 2 cm entre les électrodes au centre du ventre musculaire le long de l’alignement longitudinal des fibres musculaires.
   1. Pour le diaphragme costal/intercostal, marquez la ligne axillaire antérieure et la ligne médio-claviculaire et placez les électrodes appariées verticalement entre ces deux lignes au niveau du septième ou huitième espace intercostal.
   2. Pour le scalène, marquez le triangle postérieur du cou et placez les électrodes appariées le long de l’axe longitudinal du muscle au niveau de l’apophyse cricoïde.
   3. Pour les intercostaux parasternaux, marquez le deuxième espace intercostal de 1 à 2 cm sur le côté droit du sternum et placez les électrodes appariées le long de l’axe longitudinal du muscle.
   4. Pour le sterno-cléidomastoïdien, repère l’encoche suprasternale et l’apophyse mastoïdienne. Accentuez le ventre du muscle sterno-cléido-mastoïdien droit en plaçant la main de l’opérateur sur le côté gauche du menton du participant et en demandant au participant d’effectuer doucement une rotation isométrique gauche contre la main. Placez les électrodes appariées au milieu du ventre musculaire le long de son axe longitudinal.
9. Certains systèmes EMG peuvent nécessiter un capteur au sol. Si nécessaire, placez le capteur de sol sur une structure osseuse proche des muscles respiratoires (par exemple, clavicule, apophyse épineuse cervicale C7).
10. Fixez les clips du capteur EMG aux électrodes EMG. Assurez-vous que les fils des capteurs EMG de deux muscles différents (même s’ils sont sans fil) ne se chevauchent pas et ne contaminent pas ou ne fournissent pas de diaphonie entre les deux muscles.
    REMARQUE : Les fils du même capteur peuvent se chevaucher, mais pas les fils de deux capteurs différents.
11. Appliquez une fixation supplémentaire des électrodes et des capteurs EMG à l’aide de rubans adhésifs double face qui fixent le dessous du capteur à la peau.
12. Appliquez du ruban adhésif hypoallergénique de qualité médicale sur le dessus des capteurs pour fixer davantage chaque capteur à la peau. Évitez d’appliquer une pression excessive et, comme mentionné ci-dessus, assurez-vous que les fils des différents capteurs ne se chevauchent pas.

2. Acquisition du signal

1. Sélectionnez le modèle prédéfini sur le logiciel d’acquisition de données et appuyez sur Ouvrir. Le modèle aura les paramètres prédéfinis suivants : Un filtre passe-haut (0,5-20 Hz) dans le signal EMG pour réduire les artefacts à basse fréquence afin de faciliter la visualisation en temps réel.
2. Réglez la fréquence d’échantillonnage du signal EMG d’au moins 1 kHz.
3. Réglez le gain du signal EMG sur 1000.
4. Réglez le modèle pour obtenir un enregistrement synchronisé de l’ECG et du débit respiratoire.
5. Acquérir des données sEMG et ECG selon le protocole, par exemple lors d’un essai de respiration spontanée chez un patient sous ventilation mécanique.
6. Une fois le protocole terminé, arrêtez l’enregistrement et sauvegardez le fichier de données.
   REMARQUE : la figure 2 montre des captures d’écran du logiciel montrant le filtrage appliqué.

3. Prétraitement après l’acquisition des données

1. Ouvrez le logiciel et confirmez les paramètres à utiliser pour l’analyse du signal EMG (un filtre passe-haut bidirectionnel de 5 Hz, le filtre adaptatif LMS (Least Mean Square) pour éliminer la contamination de l’ECG, la transformation quadratique moyenne avec une fenêtre mobile pendant 0,02 s) et appuyez sur Continuer.
2. Sélectionnez le fichier à analyser et appuyez sur OK.
3. Définissez l’intervalle de temps à analyser (si la durée totale du fichier est à analyser, elle sera de 0 s à temps maximum), appuyez sur Sélectionner la plage et Continuer, puis appuyez sur Conditionnement.
4. Appuyez sur le bouton Analyser pour appliquer les paramètres présélectionnés (voir étape 3.1). Visualisez le signal EMG analysé. Appuyez sur le bouton Rescaled sur 1 pour afficher le signal EMG normalisé par sa valeur maximale pendant la période enregistrée.
5. Appuyez sur le bouton Continuer à calculer sur Arrêt . Sur la base de la fonction dérivée du signal EMG, il détectera le moment du début de l’activité EMG. Appuyez sur les boutons On et Off .
6. Sélectionnez le signal EMG du muscle qui doit être visualisé. La visualisation peut être alternée entre les muscles pour permettre l’inspection visuelle de tous les signaux EMG enregistrés. Appuyez sur le bouton STOP Looking and Go To Saving (Arrêter de regarder et aller à l’enregistrement ). Appuyez sur Enregistrer.
7. Sélectionnez les données à sauvegarder. Il est possible de réduire les signaux avant de les enregistrer (par exemple, de 1000 Hz à 100 Hz). Appuyez sur Enregistrer les données traitées, sélectionnez le dossier de l’ordinateur dans lequel le fichier doit être enregistré et donnez-lui un nom. Appuyez à nouveau sur Enregistrer pour confirmer.

4. Post-traitement

1. Ouvrez le fichier enregistré à l’aide d’un logiciel qui offre la possibilité de calculer des calculs (par exemple, Excel, R, Phyton, Matlab). Déterminez chaque respiration soit par le temps d’activation et d’arrêt du signal de débit et calculez le pic RMS EMG et la RMS moyenne EMG pour chaque respiration.
2. Pour l’apparition de l’EMG, calculez la différence absolue (en millisecondes) entre l’apparition de l’EMG et l’apparition du flux inspiratoire (INSP, début) :
   
3. Pour le décalage EMG, calculez la différence absolue (en millisecondes) entre le décalage EMG et la fin du débit inspiratoire (INSP, offset)
   
4. Pour l’apparition de l’EMG par rapport à la durée du temps inspiratoire, calculer la différence relative (par rapport à la durée de Ti) entre l’apparition de l’EMG et l’apparition de l’INSP, procédez comme suit :
   
5. Pour le décalage EMG par rapport à la durée du temps inspiratoire, calculez la différence relative (à la durée de Ti) entre le décalage EMG et INSP,offset :
   
   où dP est la différence de temps entre l’EMG, début et l’apparition du flux inspiratoire (INSP, début) ou entre l’EMG, décalage et décalage du flux inspiratoire (INSP, décalage).)

Les données sont fournies pour un participant masculin (22 ans ; poids : 100 kg ; taille : 185 cm ; IMC : 29 kg/m²) avec spirométrie et force musculaire inspiratoire normales (VEMS₁ : 4,89 L/s [97 % de la prévision] ; pression inspiratoire maximale : 151 cmH₂O [136 % de la prévision]). Il a effectué une charge incrémentielle de seuil inspiratoire (ITL) jusqu’à l’échec de la tâche en utilisant un protocole précédemment décrit 21,22,23. La figure 1 donne un aperçu du système d’acquisition de données. Le participant était assis confortablement sur une chaise avec des pinces nasales, les avant-bras reposant sur un bureau réglable et la tête soutenue de manière neutre sur un repose-tête-menton. Le participant respirait à travers un embout buccal relié à une valve bidirectionnelle sans réinspiration, qui était reliée à un pneumotachymètre chauffé et à un dispositif ITL. Ce dispositif ITL imposait une charge lors de l’inspiration, mais aucune lors de l’expiration. L’essai ITL a commencé par une charge de préchauffage (-12 cmH₂O), suivie d’une charge progressive du piston de 50 g toutes les 2 minutes jusqu’à l’échec de la tâche. L’échec de la tâche a été défini comme le moment où le participant a retiré sa bouche de l’embout buccal ou lorsqu’il ne pouvait plus générer une pression inspiratoire suffisante pour soulever le piston lors de trois respirations consécutives. Pour ce participant, l’échec de la tâche a été atteint à -120 cmH₂O.

La figure 3 montre les signaux EMG à membrane bruts et filtrés en plus des signaux ECG et de flux inspiratoire pendant l’ITL. Notamment, les artefacts ECG représentés dans l’EMG brut du diaphragme (traçage supérieur) ne sont pas présents (ou moins présents) dans l’EMG filtré du diaphragme (traçage le plus bas). De plus, la ligne de base errante que l’on peut noter dans l’EMG brut du diaphragme n’apparaît pas après l’application du filtrage.

La figure 4 montre le moment d’apparition de l’EMG du muscle respiratoire à des charges faibles et élevées. À faible charge, seules l’activité intercostale scalène et parasternale est détectée avant le début du flux inspiratoire, tandis que l’activité du diaphragme et du sterno-cléidomastoïdien a été détectée après le début du flux inspiratoire. Cependant, lors de la respiration pour surmonter des charges plus élevées pendant l’ITL, une activation plus précoce (par rapport au débit) du diaphragme, de l’intercostal parasternal, du scalène et du sterno-cléidomastoïdien est observée.

La figure 5 montre la durée de l’activité EMG du muscle respiratoire à des charges faibles et élevées. La durée de l’activité EMG du diaphragme, de l’intercostal parasternal et du scalène est similaire à des charges faibles et élevées. Cependant, la durée de l’activité sternocléido-mastoïdienne était plus longue à charge élevée par rapport à la charge faible.

La figure 6 montre l’EMG RMS du diaphragme, de l’intercostal parasternal, du scalène et du sterno-cléidomastoïde. À des charges élevées, l’EMG RMS de tous ces muscles était plus élevé par rapport à de faibles charges, représentant la plus grande activité musculaire nécessaire pour surmonter les charges accrues.

Figure 1 : Schéma de configuration des participants montrant une vue d’ensemble de l’acquisition des données. Des exemples de placement d’électrodes sont présentés pour l’électromyographie de surface (EMG ; points bleus) des muscles respiratoires et l’électrocardiogramme (ECG ; points jaunes). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Exemple d’écrans de travail du logiciel montrant le filtrage appliqué. (A) Écran initial montrant les signaux enregistrés et les paramètres de filtrage. (B) Écran montrant la valeur efficace de l’EMG après l’application des filtres (traçage vert). Le flux est indiqué en blanc. Les lignes horizontales ont montré le début de l’activité EMG (jaune), le début du flux inspiratoire (ligne verte), le décalage de l’activité EMG (ligne jaune pointillée) et la fin du flux inspiratoire (ligne rouge). Abréviations : SCM : sternocléidomastoïde. RMS : racine carrée moyenne. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : EMG de surface de membrane brute et filtrée. De haut en bas, les panneaux affichent le signal EMG brut du diaphragme, le signal de l’électrocardiogramme (ECG), le signal de débit inspiratoire et le signal EMG filtré du diaphragme. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Temps d’apparition du signal EMG du muscle respiratoire pendant les charges faibles (-12 cmH₂O) par rapport aux charges élevées (-120 cmH₂O) pendant la charge incrémentielle du seuil inspiratoire jusqu’à l’échec de la tâche. Les données proviennent d’un participant masculin. Les axes Y représentent la différence de temps entre le moment d’apparition de l’EMG de surface et le flux inspiratoire en secondes, où zéro est le début du flux inspiratoire. Les valeurs négatives indiquent que l’apparition de l’EMG s’est produite avant l’apparition du flux inspiratoire, tandis que les valeurs positives indiquent que l’apparition de l’EMG s’est produite après l’apparition du flux inspiratoire. Les panneaux montrent le moment d’apparition de l’activité EMG du muscle respiratoire du diaphragme (A), (B) de l’intercostum parasternal, (C) des scalènes et (D) du sterno-cléidomastoïde. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Durée du signal EMG du muscle respiratoire pendant des charges faibles (-12 cmH₂O) par rapport à des charges élevées (-120 cmH₂O) pendant une charge incrémentielle de seuil inspiratoire jusqu’à l’échec de la tâche. Les données proviennent d’un participant masculin. Les axes Y représentent la durée de l’activité EMG (du début à l’ablation de l’EMG) en secondes. Les panneaux montrent la durée de l’activité EMG du muscle respiratoire (A) du diaphragme, (B) de l’intercostum parasternal, (C) des scalènes et (D) du sterno-cléidomastoïde. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : RMS du signal EMG du muscle respiratoire lors de charges faibles (-12 cmH₂O) vs. fortes (-120 cmH₂O) lors d’une charge incrémentielle du seuil inspiratoire jusqu’à l’échec de la tâche. Les données proviennent d’un participant masculin. Les axes Y représentent l’EMG RMS en microvolts. Les panneaux montrent l’EMG RMS du diaphragme (A), (B) de l’intercostal parasternal, (C) des scalènes et (D) du sterno-cléidomastoïde. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

La suppression des artefacts d’activité cardiaque du signal EMG est complexe en raison de leurs spectres de bande passante qui se chevauchent. La majorité du spectre de fréquences EMG se situe entre 20 et 250 Hz, tandis que le spectre de fréquences ECG se situe entre 0 Hz et 100 Hz. Pour certaines analyses (c’est-à-dire le timing), il est essentiel de dériver le signal EMG sans contamination ECG pour obtenir la précision et l’intelligibilité de l’amplitude et du timing EMG. Le filtre adaptatif LMS (Least Mean Square), qui utilise des fréquences, est un algorithme qui reconnaît un modèle. Dans ce cas, l’algorithme supprime le contenu de la fréquence ECG du signal combiné ECG-EMG. Il a été déterminé qu’une longueur de filtre de 70 et une taille de pas de 0,01 sont des coefficients optimaux qui fournissent le moins d’erreur et les meilleurs résultats globaux²⁴. L’ECG enregistré de manière synchrone avec l’EMG est utilisé pour régler en continu les coefficients du filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR). Ainsi, l’ablation est très précise et peut s’adapter à un rythme cardiaque variable, ce qui peut se produire tout au long des tests. L’algorithme de filtrage ECG est prédéfini et le canal ECG est automatiquement reconnu. Le filtrage bidirectionnel minimise le décalage temporel lors de la détection du temps d’apparition du signal EMG. Il est utilisé pour éliminer la distorsion de phase, qui peut être courante avec les méthodes de filtrage standard (unidirectionnelles).

La fonction de la dérivée première de chaque EMG RMS musculaire est calculée. Une dérivée positive ou négative indique une EMG RMS croissante ou décroissante, respectivement. L’application de la fonction dérivée pour déterminer les phases croissantes et décroissantes de l’EMG RMS permet à l’algorithme de fonctionner avec précision malgré les variations de « lignes de base » qui ne reviennent pas à zéro. En raison de la variabilité de la ligne de base entre les rafales d’activation, un algorithme utilisant les valeurs absolues EMG RMS n’a pas pu identifier de manière cohérente les amorces et les décalages EMG.

Pour détecter l’apparition de l’EMG, le début de la phase inspiratoire de chaque respiration est déterminé avec une précision de ±1 milliseconde à partir du signal de débit (INSP,onset). Tout d’abord, l’augmentation maximale de l’EMG RMS respiration par respiration est déterminée comme référence pour détecter le moment d’apparition de l’activité EMG (EMG,startet). Afin de tenir compte de la référence variable de l’EMG, l’EMG,onset est défini comme le point de temps où il atteint 5 % de son amplitude maximale (±1 ms). La prise en compte de ce seuil de 5 % évite d’identifier par inadvertance la variabilité EMG RMS de base comme des activations. Le filtrage EMG simultané et la détection EMG, débutant sont appliqués à plusieurs muscles. La figure 2B montre la détection EMG du début du sterno-cléidomastoïdien dans une respiration représentative.

Le logiciel permet de modifier les paramètres prédéfinis. Différents niveaux de filtres passe-haut ou passe-bas peuvent être utilisés, et un lissage peut être appliqué si nécessaire. L’augmentation du signal EMG pour détecter l’apparition de l’EMG est préréglée à 5 %, mais cette valeur seuil peut également être modifiée. Lors de l’évaluation de la charge ventilatoire, la pression buccale peut être mesurée en outre sous forme d’indice de charge. De même, le CO₂ en fin d’expiration peut être surveillé en s’efforçant de le maintenir près de la plage normale en incitant le participant à ajuster son niveau de ventilation ou en modifiant le CO₂ inspiré.

Le protocole décrit suit les recommandations internationales pour l’acquisition et le traitement du signal et l’algorithme développé pour le filtrage a été validé²⁵. Néanmoins, une inspection visuelle minutieuse du signal EMG est nécessaire à chaque étape pour s’assurer que seuls les signaux de bonne qualité sont analysés. D’autres approches ont été utilisées dans la littérature pour filtrer les artefacts ECG des signaux EMG, y compris les filtres passe-haut avec des fréquences de coupure élevées (par exemple, jusqu’à 200 Hz), le déclenchement et le débruitage en ondelettes. Les filtres passe-haut avec des fréquences de coupure élevées supprimeront également une grande partie du signal EMG, modifiant son spectre de fréquences et son amplitude²⁶. Le gate détecte les artefacts ECG puissants et supprime le signal EMG contaminé ainsi que les signaux EMG qui l’entourent, ce qui entraîne une perte d’informations temporelles et affecte la détection du moment de l’EMG (par exemple, le début et le décalage)^27,28. Le débruitage par ondelettes est bien équilibré entre complexité et performance ; cependant, il peut couper les grandes activités EMG^{rafale 29}. Un filtre adaptatif du moins moyen dans le domaine fréquentiel a été utilisé ici, qui ne supprime que les fréquences du signal associé à l’ECG^13,19 du patient. Bien qu’il permette des mesures fiables du temps et de l’amplitude de l’EMG, il nécessite des enregistrements ECG continus et simultanés.

À ce jour, cette approche ne peut être appliquée qu’à l’analyse de données hors ligne. La poursuite du développement du logiciel et l’établissement d’une communication en temps réel des systèmes EMG disponibles avec le logiciel permettraient de visualiser et d’analyser en temps réel l’EMG des muscles respiratoires. Cela offrirait la possibilité d’utiliser l’EMG des muscles respiratoires pour soutenir la prise de décision clinique en temps réel.

L’EMG des muscles respiratoires peut fournir des informations sur l’activité musculaire et la pulsion respiratoire. Il s’agit d’une technique relativement complexe qui englobe plusieurs étapes pour assurer une bonne qualité de signal. Ce protocole décrit les étapes à suivre pour assurer une bonne préparation cutanée, l’acquisition et le traitement du signal et fournit des informations relatives à l’ampleur et au moment de l’activité des muscles respiratoires, qui ont tous deux été associés à des résultats cliniques. Ce protocole a reçu l’autorisation d’éthique de la recherche de plusieurs institutions à l’échelle internationale.

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

La RA est financée par une bourse des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) (#187900) et l’UM a été financée par Mitacs (IT178-9 -FR101644).