EMG of elektromyografie meet de spieractiviteit. Ergonomie gebruikt EMG om de fysieke belasting van het werk objectief te kunnen beoordelen. Door oppervlakte-elektrodes op een spiergroep te plaatsen, kan men bepalen welke spieren vooral belast worden. Met EMG of elektromyografie meet men de lokale spierbelasting, vermoeidheid en de vereiste krachten.
Hoe werkt EMG?
Om de spieren te laten bewegen, is er een elektrisch signaal nodig. De hersenen sturen deze signalen naar de spiervezel. Wanneer deze elektrische prikkels onder de oppervlakte-elektrode passeren, kunnen ze geregistreerd worden. Zo kan men de totale activiteit van de spiervezels tussen twee elektrodes meten.
Door vooraf een maximale vrijwillige contractie (MVC) van de spier te meten, kan men elke activiteit uitdrukken als een percentage van deze maximale kracht (%MVC). Deze drukt dan het activiteitsniveau uit waarop de spier werkzaam is. Het normaliseren van een EMG signaal is nodig om proefpersonen met elkaar te kunnen vergelijken. De absolute waarde van elektrische activiteit is vooral hoe goed het signaal doorkomt, maar zegt niets over de grootte van spierinspanning.
Waarvoor kan je EMG gebruiken?
EMG of elektromyografie laat toe om het effect van een ergonomische interventie te kwantificeren. Het vergelijken van twee situaties lukt vandaag goed. Een exoskelet voor de rug vermindert zo bijvoorbeeld de inspanning van de rugspieren met 10%. Het klaarzetten van dozen op de grond in een supermarkt vraagt gemiddeld 30% meer rugspieractiviteit dan werken op een tafelkarretje.
Het interpreteren of de fysieke belasting is echter iets minder evident. EMG of elektromyografie om de kans op overbelasting in te schatten door een bepaalde taak of functie is moeilijk. Bij een statische activiteit van meer dan 15% MVC, zal de doorbloeding verminderen en neemt de kans op overbelasting toe. Voor dynamische activiteiten zou men dan 30% MVC kunnen nemen. De onderbouwing per spier en type taak blijft echter beperkt.
Voorbeeld
De figuur toont de spieractiviteit tijdens het wandelen van de buikspieren (geel, groen) en de rugspieren (blauw, roze). Bij de interpretatie van het signaal zijn twee parameters belangrijk. Enerzijds de statische component, het EMG niveau dat steeds gelijkt blijft en anderzijds de dynamische activiteit of de pieken vanaf het “statische” plateau.
De rugspieren werken bijvoorbeeld basis rond 400 µV en vlak voor elke voetcontact vertonen ze een piek van gemiddeld 900 µV om de voetlanding op te vangen. De buikspieren laten een laag constant signaal zien, met een kleine toppen. Deze treden op tijdens het steunen van de twee voeten samen om de afzet voor te bereiden. De linker- en rechterhelft werken mooi symmetrisch bij beide spiergroepen…
Wanneer kinderen echter een boekentas dragen in één hand, dan zal deze asymmetrie ook zichtbaar zijn in de spieractiviteit. Op het moment van het voetcontact zullen de rugspieren aan de kant zonder boekentas veel harder gaan werken om het gewicht te compenseren. Men beweegt de rug ook weg van de boekentas om een nieuw evenwicht te zoeken.
Sterke punten
Objectiviteit
Het voordeel van EMG is dat men heel rechtstreeks kan meten welke spieren meer of minder moeten werken. De hoeveelheid kracht die nodig is om een taak uit voeren, is moeilijk om subjectief in te schatten. De interpretatie van een zeer lage en lage kracht is voor iedereen anders. Met elektromyografie kan men objectief uitspraak doen over de zwaarte van een taak of werkhouding.
Werksituaties vergelijken
Het vergelijken voor en na een ergonomische interventie kan men goed doen met behulp van EMG. Dit zorgt voor een onderbouwde beslissing wanneer er financiële investeringen dienen te gebeuren. Elektromyografie meet ook de globale belasting op het lichaam over de ergonomische risico’s heen en combineert dus kracht, herhaling, duur en houding.
Expertniveau
EMG metingen veronderstellen kennis van de spieren en het meettoestel. Dat maakt dat metingen uitgevoerd dienen te worden door iemand met kennis en ervaring ter zake. Deze kan dan een juiste interpretatie aan de gemeten data geven. De methode situeert zich daarom ook op het expertniveau.
Zwakke punten
Tijdrovend
Het aanbrengen van de oppervlakte elektrodes en het meten van de maximale krachten vraagt toch heel wat voorbereidingstijd. Daarom zijn EMG metingen vooral zinvol als men meerdere situaties kan meten. Het bepalen van de maximale kracht is noodzakelijk om de gemeten signalen te normaliseren en te kunnen interpreteren.
Dieper gelegen spieren
De oppervlakte-elektroden zijn niet geschikt voor het meten van activiteit in kleine of dieper gelegen spieren. Daarvoor zijn naald- en draadelektroden nodig die in de spier ingebracht worden. Voor ergonomie zijn echter vooral de grote spieren of bewegingen belangrijk. Deze liggen vooral oppervlakkig. Kleinere spieren in de voorarm zijn wel niet altijd nauwkeurig te meten.
Maximale vrijwillige contractie
Het bepalen van de maximale vrijwillige contractie gebeurt met een gestandaardiseerde en statische test. Met een gebogen arm probeert men deze bijvoorbeeld gedurende vijf seconden tegen weerstand te plooien. Dit herhaalt men drie keer met telkens volledige rust tussen de test. Dat zou de maximale spieractiviteit moeten opleveren (100%) voor de armbuiger. Toch zal men tijdens het uitvoeren van het werk vaak hogere waarden opmeten.
Rugspieren
Voor rugspieren niet evident om een maximale test af te nemen. Men gebruikt dan beter een submaximale test zoals het opheffen van een vast gewicht in een taakspecifieke houding. dit bemoeilijkt wel de interpretatie naar aanvaardbaarheid van de fysieke belasting toe. Daarom kan men dit vast gewicht laten overeenstemmen met de grenswaarde uit een analysetool.
* Meten
hartslag – spieractiviteit – trekkrachten – kracht