การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Electromyography) - Update

โดย พรชัย สุรทานนท์ และ ศ.นพ.สมศักดิ์ เทียมเก่า
3 กรกฎาคม 2569
Tweet

สารบัญ

เกริ่นนำ (Introduction)
การประยุกต์ใช้ทางคลินิก (Clinical uses)
เทคนิค (Technique)
- การเตรียมผิวหนังและความเสี่ยง (Skin preparation and risks)
- เข็มและแผ่นอิเล็กโทรดสำหรับตรวจวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ [ชนิดพื้นผิวและชนิดปักในกล้ามเนื้อ] (Surface and intramuscular EMG recording electrodes)
- การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อใยเดี่ยว (Single fiber electromyography)
- การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG)
- การเกร็งกล้ามเนื้อในระดับสูงสุดด้วยตัวเอง (Maximal voluntary contraction)
- การวัดค่าอื่นๆ (Other measurements)
- การแยกย่อยสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG signal decomposition)
- การประมวลผลสัญญาณ EMG (EMG signal processing)
- ข้อจำกัด (Limitations)
- คุณลักษณะทางไฟฟ้า (Electrical characteristics)
ผลการตรวจ (Procedure outcomes)
- ผลการตรวจปกติ (Normal results)
- ผลการตรวจที่ผิดปกติ (Abnormal results)
ความเป็นมา (History)
งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง (Research)

เกริ่นนำ (Introduction)

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Electromyography -EMG) คือ เทคนิคในการประเมินและบันทึกสัญญาณไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นโดยกล้ามเนื้อลาย การตรวจ EMG จะใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า เครื่องบันทึกคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Electromyograph) ในการบันทึกภาพคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Electromyogram) เครื่องบันทึกคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อจะตรวจจับศักย์ไฟฟ้าที่เซลล์กล้ามเนื้อสร้างขึ้นมา เมื่อเซลล์เหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยทางไฟฟ้าหรือทางระบบประสาท สัญญาณไฟฟ้าดังกล่าวสามารถนำมาวิเคราะห์เพื่อตรวจหาความผิดปกติ ระดับการเปิดทำงานหรือลำดับการสั่งการของกล้ามเนื้อหรือเพื่อวิเคราะห์ชีวกลศาสตร์ (Biomechanics) ในการเคลื่อนไหวของมนุษย์หรือสัตว์

การประยุกต์ใช้ทางคลินิก (Clinical uses)

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) มีการนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลายรูปแบบทั้งทางคลินิกและทางชีวการแพทย์ โดยการใช้เข็มวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Needle EMG) เป็นเครื่องมือในการวินิจฉัยเพื่อระบุโรคระบบประสาทและกล้ามเนื้อหรือใช้เป็นเครื่องมือวิจัยสำหรับการศึกษาด้านกายศาสตร์ (kinesiology) และความผิดปกติของการควบคุมการสั่งการของกล้ามเนื้อ และในบางครั้งก็มีการใช้สัญญาณ EMG เพื่อช่วยนำทางในการฉีดโบทูลินัมท็อกซิน (โบท็อกซ์) หรือสารฟีนอลเข้าสู่กล้ามเนื้อ ส่วนการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG) ถูกนำมาใช้สำหรับการวินิจฉัยเพื่อประเมินการทำงานของร่างกาย และใช้ในระหว่างการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวด้วยเครื่องมือวัด นอกจากนี้ สัญญาณ EMG ยังถูกนำไปใช้เป็นสัญญาณควบคุมอุปกรณ์อวัยวะเทียม เช่น มือเทียม แขนเทียมและขาเทียมอีกด้วย

ยกเว้นในกรณีของโรคกล้ามเนื้อบางชนิดที่เป็นรอยโรคปฐมภูมิอย่างแท้จริง โดยทั่วไปแล้วการตรวจ EMG มักจะทำควบคู่ไปกับการทดสอบทางการแพทย์เพื่อการวินิจฉัยโรคด้วยไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่วัดประสิทธิภาพการนำกระแสไฟฟ้าของเส้นประสาท เรียกว่า การศึกษาการนำกระแสประสาท (Nerve Conduction Study หรือ NCS) โดยทั่วไปแล้วจะแนะนำให้ใช้การตรวจ EMG และ NCS ด้วยเข็มเมื่อมีอาการปวดร้าวที่รยางค์ (แขนหรือขา) มีอาการอ่อนแรงจากการกดทับของเส้นประสาทไขสันหลังหรือเมื่อมีความกังวลเกี่ยวกับอาการบาดเจ็บหรือความผิดปกติทางระบบประสาทอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การบาดเจ็บของเส้นประสาทไขสันหลังไม่ได้เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดอาการปวดคอ ปวดหลังส่วนกลางหรือปวดหลังส่วนล่าง ด้วยเหตุผลนี้ หลักฐานทางการแพทย์จึงยังไม่แสดงให้เห็นว่าการตรวจ EMG หรือ NCS จะมีประโยชน์ในการวินิจฉัยหาสาเหตุของอาการปวดตามแนวแกนกลาง ไม่ว่าจะเป็นปวดหลังส่วนเอว ปวดอก หรือปวดกระดูกสันหลังส่วนคอ

เทคนิค (Technique)

การเตรียมผิวหนังและความเสี่ยง (Skin preparation and risks)

ขั้นตอนแรกก่อนที่จะแทงเข็มอิเล็กโทรด (Needle electrode) เข้าไปในผิวหนังก็คือ การเตรียมผิวหนัง ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้วิธีง่ายๆ คือ เช็ดทำความสะอาดผิวหนังด้วยแผ่นชุบแอลกอฮอล์สำเร็จรูป

การแทงเข็มอิเล็กโทรดให้ได้ตำแหน่งที่ถูกต้องอาจทำได้ยากและขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น การเลือกกล้ามเนื้อเฉพาะส่วนและขนาดของกล้ามเนื้อนั้นๆ การแทงเข็มวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมนั้นมีความสำคัญมาก เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สะท้อนถึงกล้ามเนื้อที่เป็นเป้าหมายตามที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม วิธี EMG จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าเมื่อใช้กับกล้ามเนื้อตื้น (superficial muscles) เนื่องจากไม่สามารถข้ามผ่านสัญญาณกระตุ้นของกล้ามเนื้อชั้นตื้นเพื่อไปตรวจจับกล้ามเนื้อชั้นที่อยู่ลึกกว่าได้ นอกจากนี้ ยิ่งบุคคลนั้นมีไขมันในร่างกายมากเท่าใด สัญญาณ EMG ก็จะยิ่งอ่อนลงเท่านั้น เมื่อทำการติดเซนเซอร์ EMG ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดคือบริเวณกึ่งกลางมัดกล้ามเนื้อ (belly of the muscle) ตามแนวเส้นกลางแนวยาว (longitudinal midline) ซึ่งบริเวณกึ่งกลางมัดกล้ามเนื้อนี้ อาจมองได้ว่าเป็นจุดที่อยู่ระหว่างจุดสั่งการของกล้ามเนื้อ (motor point ซึ่งอยู่ตรงกลาง) กับจุดเกาะปลายของเอ็นกล้ามเนื้อ (tendons insertion point)

มีการนำเครื่องกระตุ้นหัวใจ (Cardiac pacemakers) และเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจอัตโนมัติชนิดฝังในร่างกาย (ICDs) มาใช้ในเวชปฏิบัติทางคลินิกเพิ่มมากขึ้น และยังไม่มีหลักฐานใดๆ บ่งชี้ว่าการตรวจวินิจฉัยทางไฟฟ้าตามปกติในผู้ป่วยที่ติดอุปกรณ์เหล่านี้จะก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม มีความกังวลในทางทฤษฎีว่า สัญญาณไฟฟ้าจากการศึกษาการนำกระแสประสาท (NCS) อาจถูกอุปกรณ์ดังกล่าวตรวจจับผิดพลาด ซึ่งส่งผลให้เกิดการยับยั้งหรือการกระตุ้นการทำงานโดยไม่ตั้งใจ หรือทำให้เกิดการเปลี่ยนโปรแกรมการตั้งค่าของตัวอุปกรณ์ได้ โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งตำแหน่งที่ทำการกระตุ้นอยู่ใกล้กับเครื่องกระตุ้นหัวใจและสายสวนหัวใจมากเท่าใด โอกาสที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดกว้างมากพอที่จะยับยั้งการทำงานของเครื่องกระตุ้นหัวใจก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น แม้จะมีความกังวลดังกล่าว แต่ก็ยังไม่มีรายงานพบผลข้างเคียงทั้งแบบเฉียบพลันหรือแบบล่าช้าจากการตรวจ NCS ตามปกติแต่อย่างใด

ยังไม่มีข้อห้ามใช้ที่แน่ชัดสำหรับการตรวจด้วยเข็มวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Needle EMG) หรือการศึกษาการนำกระแสประสาท (NCS) ในผู้ป่วยที่กำลังตั้งครรภ์ นอกจากนี้ ยังไม่มีรายงานในเอกสารทางวิชาการเกี่ยวกับภาวะแทรกซ้อนที่เกิดจากกระบวนการตรวจเหล่านี้ ในทำนองเดียวกัน การตรวจคลื่นสมองและระบบประสาทตอบสนองต่อสิ่งเร้า (Evoked potential testing) ก็ไม่มีรายงานว่าก่อให้เกิดปัญหาใดๆ เมื่อทำการตรวจในระหว่างการตั้งครรภ์

โดยทั่วไปผู้ป่วยที่มีภาวะบวมน้ำเหลือง (Lymphedema) หรือผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะบวมน้ำเหลือง มักจะได้รับคำเตือนให้หลีกเลี่ยงกระบวนการทางการแพทย์ที่ต้องแทงผ่านผิวหนัง (Percutaneous procedures) บริเวณรยางค์หรือแขนขาข้างที่ได้รับผลกระทบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเจาะเลือดจากเส้นเลือดดำ (Venipuncture) ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเกิดภาวะบวมน้ำเหลืองหรือเพื่อไม่ให้อาการแย่ลง รวมถึงป้องกันการเกิดเนื้อเยื่อชั้นใต้ผิวหนังอักเสบ (Cellulitis) แม้จะมีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นได้ แต่หลักฐานที่บ่งชี้ถึงภาวะแทรกซ้อนดังกล่าวตามหลังการเจาะเลือดจากเส้นเลือดดำนั้นยังมีจำกัด ยิ่งไปกว่านั้น ยังไม่มีรายงานที่ตีพิมพ์ใดๆ เกี่ยวกับการเกิดเนื้อเยื่อชั้นใต้ผิวหนังอักเสบ การติดเชื้อ หรือภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ที่ทำในผู้ป่วยที่มีภาวะบวมน้ำเหลืองหรือผู้ที่เคยผ่านการผ่าตัดเลาะต่อมน้ำเหลืองมาก่อน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเสี่ยงของการเกิดเนื้อเยื่อชั้นใต้ผิวหนังอักเสบ (Cellulitis) ในผู้ป่วยที่มีภาวะบวมน้ำเหลืองยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด จึงควรใช้ความระมัดระวังอย่างเหมาะสมในการตรวจด้วยเข็มบริเวณที่มีการบวมน้ำเหลืองเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อน ในผู้ป่วยที่มีอาการบวมมาก (Gross edema) และผิวหนังตึงแน่น การแทงผิวหนังด้วยเข็มอิเล็กโทรดอาจส่งผลให้มีน้ำเหลืองไหลซึมออกมาอย่างเรื้อรัง (Chronic weeping of serous fluid) ซึ่งน้ำเหลืองดังกล่าวนี้อาจกลายเป็นแหล่งเพาะเชื้อแบคทีเรียได้ ประกอบกับการสูญเสียความสมบูรณ์ของชั้นผิวหนัง จึงอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดเนื้อเยื่อชั้นใต้ผิวหนังอักเสบ ดังนั้นก่อนเริ่มดำเนินการ แพทย์ควรชั่งน้ำหนักระหว่างความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการตรวจ กับความจำเป็นในการได้รับข้อมูลจากการตรวจนั้นๆ

เข็มและแผ่นอิเล็กโทรดสำหรับตรวจวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ [ชนิดพื้นผิวและชนิดปักในกล้ามเนื้อ] (Surface and intramuscular EMG recording electrodes)

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG) และการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในชั้นกล้ามเนื้อ (Intramuscular EMG) โดยการตรวจแบบพื้นผิวจะประเมินการทำงานของกล้ามเนื้อผ่านการบันทึกสัญญาณของกล้ามเนื้อจากบริเวณผิวหนังที่อยู่เหนือก้ามเนื้อมัดนั้นๆ ซึ่งการตรวจแบบพื้นผิวนี้สามารถบันทึกสัญญาณได้ด้วยการใช้อิเล็กโทรดคู่เดียว หรือใช้ชุดอิเล็กโทรดหลายตัวที่มีความซับซ้อนมากกว่า โดยจำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรดมากกว่าหนึ่งตัว เนื่องจากผลการบันทึกสัญญาณ EMG จะแสดงค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า (ความต่างของแรงดันไฟฟ้า) ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัวที่แยกจากกัน

ข้อจำกัดของวิธีการนี้คือ ข้อเท็จจริงที่ว่าการบันทึกสัญญาณด้วยอิเล็กโทรดแบบพื้นผิวจะจำกัดอยู่เฉพาะกล้ามเนื้อชั้นตื้นเท่านั้น และยังได้รับผลกระทบจากความหนาของชั้นเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังบริเวณที่ทำการบันทึกสัญญาณ ซึ่งความหนานี้อาจมีความผันผวนอย่างมากตามน้ำหนักตัวของผู้ป่วย นอกจากนี้ วิธีดังกล่าวไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าของกล้ามเนื้อที่อยู่ติดกันได้อย่างน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม ได้มีการพัฒนาตำแหน่งการวางอิเล็กโทรดที่เฉพาะเจาะจง รวมถึงการทดสอบการทำงานของกล้ามเนื้อขึ้นมาเพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ ส่งผลให้การตรวจวิเคราะห์มีความน่าเชื่อถือ

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในชั้นกล้ามเนื้อ (Intramuscular EMG)

EMG สามารถทำได้โดยใช้อิเล็กโทรดสำหรับบันทึกสัญญาณที่หลากหลายรูปแบบ วิธีการที่ง่ายที่สุดคือการใช้เข็มอิเล็กโทรดแบบขั้วเดียว (Monopolar needle electrode) ซึ่งอาจใช้เป็นเส้นลวดขนาดเล็ก (Fine wire) แทงเข้าไปในกล้ามเนื้อโดยมีอิเล็กโทรดแบบพื้นผิวเป็นตัวอ้างอิง หรือใช้เส้นลวดขนาดเล็กสองเส้นแทงเข้าไปในกล้ามเนื้อเพื่อใช้อ้างอิงซึ่งกันและกัน โดยส่วนใหญ่แล้ว การบันทึกสัญญาณด้วยเส้นลวดขนาดไฟเล็ก (Fine wire) มักจะใช้สำหรับงานวิจัยหรือการศึกษาด้านกายศาสตร์ (Kinesiology) ในขณะที่อิเล็กโทรดตรวจวินิจฉัยแบบเข็มขั้วเดียว (Monopolar EMG electrode) โดยทั่วไปจะถูกหุ้มด้วยฉนวนและมีความแข็งแรงมากพอที่จะแทงทะลุผิวหนังได้ โดยจะเหลือเพียงส่วนปลายเข็มเท่านั้นที่เปลือยออกเพื่อรับสัญญาณและใช้อิเล็กโทรดแบบพื้นผิวเป็นตัวอ้างอิง โดยทั่วไป เข็มที่ใช้สำหรับฉีดสารรักษาโรคอย่างโบทูลินัมท็อกซิน (โบท็อกซ์) หรือสารฟีนอล จะเป็นอิเล็กโทรดแบบขั้วเดียว (Monopolar electrodes) ที่ใช้อิเล็กโทรดแบบพื้นผิวเป็นตัวอ้างอิง ทว่าในกรณีนี้ จะใช้ก้านโลหะของเข็มฉีดยาใต้ผิวหนัง (Hypodermic needle) ที่ถูกหุ้มฉนวนไว้จนเหลือเพียงส่วนปลายเข็มเท่านั้นที่โผล่ออกมาออกทำหน้าที่ร่วมกันทั้งการบันทึกสัญญาณไฟฟ้าและการฉีดยาในเล่มเดียวกัน เข็มอิเล็กโทรดแบบร่วมแกน (Concentric needle electrode) จะมีการออกแบบที่ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย โดยภายในตัวเข็มฉีดยาจะมีเส้นลวดขนาดเล็กฝังอยู่ในชั้นฉนวนที่เติมเต็มอยู่ภายในก้านเข็ม ซึ่งตัวก้านเข็มนี้จะมีพื้นผิวโลหะที่เปลือยออก และก้านเข็มนี้เองจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดอ้างอิง (Reference electrode) ส่วนปลายที่เปลือยออกของเส้นลวดขนาดเล็กจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดขั้วทำงาน (Active electrode) จากโครงสร้างในลักษณะนี้ ส่งผลให้สัญญาณที่บันทึกได้จากอิเล็กโทรดแบบร่วมแกน (Concentric electrode) มักจะมีขนาดเล็กกว่าสัญญาณที่บันทึกได้จากอิเล็กโทรดแบบขั้วเดียว (Monopolar electrode) แต่สัญญาณจะมีความทนทานต่อคลื่นแทรกซ้อนทางไฟฟ้า (Electrical artifacts) จากเนื้อเยื่อได้มากกว่า และผลการวัดมักจะมีความน่าเชื่อถือค่อนข้างสูงกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากก้านเข็มมีการเปลือยออกตลอดความยาว สัญญาณของกล้ามเนื้อชั้นตื้นจึงอาจเข้าไปปนเปื้อน (Contaminate) กับการบันทึกสัญญาณของกล้ามเนื้อชั้นที่อยู่ลึกกว่าได้ ส่วนเข็มอิเล็กโทรดสำหรับตรวจวัดกล้ามเนื้อใยเดี่ยว (Single fiber EMG needle electrodes) นั้น ได้ถูกออกแบบมาให้มีพื้นที่ในการบันทึกสัญญาณที่เล็กมาก เพื่อช่วยให้สามารถแยกแยะการปล่อยกระแสไฟฟ้าของเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นได้อย่างชัดเจน

ในการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในชั้นกล้ามเนื้อ (Intramuscular EMG) โดยทั่วไปจะใช้เข็มอิเล็กโทรดแบบขั้วเดียว (Monopolar) หรือแบบร่วมแกน (Concentric) แทงผ่านผิวหนังเข้าไปในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ จากนั้นจะมีการขยับเข็มไปยังจุดต่างๆ หลายจุดภายในกล้ามเนื้อที่อยู่ในสภาวะผ่อนคลาย เพื่อประเมินทั้งสัญญาณไฟฟ้าขณะแทงเข็ม (Insertional activity) และสัญญาณไฟฟ้าขณะกล้ามเนื้อพัก (Resting activity) กล้ามเนื้อที่ปกติจะแสดงการตอบสนองด้วยการสั่นพ้องของเส้นใยกล้ามเนื้อเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ เมื่อถูกกระตุ้นจากการขยับเข็ม ทว่าปรากฏการณ์นี้แทบจะไม่ดำเนินอยู่นานเกิน 100 มิลลิวินาที สัญญาณไฟฟ้าขณะกล้ามเนื้อพักที่ผิดปกติ (Pathologic resting activity) ซึ่งพบได้บ่อยที่สุด 2 ประเภท คือ คลื่นไฟฟ้าฟาสซิคูเลชัน (Fasciculation potentials) และคลื่นไฟฟ้าฟิบริลเลชัน (Fibrillation potentials) โดยคลื่นไฟฟ้าฟาสซิคูเลชัน คือการทำงานนอกเหนืออำนาจจิตใจของหน่วยสั่งการกล้ามเนื้อ (Motor unit) ภายในมัดกล้ามเนื้อ ซึ่งในบางครั้งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในลักษณะของกล้ามเนื้อกระตุก หรือสามารถตรวจจับได้ด้วยอิเล็กโทรดแบบพื้นผิว อย่างไรก็ตาม คลื่นไฟฟ้าฟิบริลเลชัน (Fibrillations) จะตรวจพบได้จากการตรวจด้วยเข็มวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Needle EMG) เท่านั้น และเป็นตัวแทนของการทำงานแบบแยกส่วนของเส้นใยกล้ามเนื้อเดี่ยว ซึ่งมักเป็นผลมาจากโรคของเส้นประสาทหรือโรคกล้ามเนื้อ โดยบ่อยครั้ง คลื่นไฟฟ้าฟิบริลเลชันจะถูกกระตุ้นขึ้นมาจากการขยับเข็ม (สัญญาณไฟฟ้าขณะแทงเข็ม) และยังคงดำเนินอยู่ต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวินาทีหรือนานกว่านั้นหลังจากที่เข็มหยุดขยับแล้ว

หลังจากประเมินสัญญาณไฟฟ้าขณะพักและขณะแทงเข็มเสร็จสิ้นแล้ว แพทย์ผู้ตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อจะทำการประเมินสัญญาณไฟฟ้าของกล้ามเนื้อในระหว่างที่ผู้ป่วยออกแรงเกร็งตามสั่ง (Voluntary contraction) จากนั้น แพทย์จะทำการประเมินจากรูปร่าง ขนาด และความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าที่เกิดขึ้น จากนั้นจะทำการดึงเข็มอิเล็กโทรดถอยหลังออกมาสองสามมิลลิเมตร แล้วจึงทำการวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าอีกครั้งหนึ่ง กระบวนการนี้จะทำซ้ำอีกหลายครั้ง บางครั้งต้องจนกระทั่งสามารถเก็บรวบรวมข้อมูลของหน่วยสั่งการกล้ามเนื้อ (Motor units) ได้ครบ 10–20 หน่วย เพื่อนำมาใช้ในการสรุปผลเกี่ยวกับการทำงานของหน่วยสั่งการกล้ามเนื้อนั้น ทั้งนี้ การแทงเข็มอิเล็กโทรดในแต่ละแนวสามารถแสดงผลการทำงานของกล้ามเนื้อได้เพียงเฉพาะจุดและไม่สามารถเป็นตัวแทนของสัญญาณไฟฟ้าในกล้ามเนื้อทั้งมัดได้ เนื่องจากกล้ามเนื้อโครงร่างแต่ละมัดมีโครงสร้างภายในที่แตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องวางหรือขยับอิเล็กโทรดไปยังตำแหน่งต่างๆ หลายจุด เพื่อให้ได้ผลการตรวจวิเคราะห์ที่แม่นยำ การแปลผลการตรวจ EMG จำเป็นต้องอาศัยการประเมินค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของหน่วยสั่งการกล้ามเนื้อที่ทำการทดสอบ ซึ่งในปัจจุบันกระบวนการดังกล่าวสามารถใช้ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมเข้ามาช่วยวิเคราะห์แบบกึ่งอัตโนมัติได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อใยเดี่ยว (Single fiber electromyography)

การตรวจนี้ จะประเมินความล่าช้าของการหดตัวระหว่างเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นภายในหน่วยสั่งการกล้ามเนื้อเดียวกัน และเป็นการตรวจที่มีความไวสูง (sensitive test) สำหรับการหาความผิดปกติของจุดเชื่อมต่อระหว่างเส้นประสาทและกล้ามเนื้อ (neuromuscular junction) ที่มีสาเหตุมาจากยา สารพิษ หรือโรคต่างๆ เช่น โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้าย (myasthenia gravis) ทั้งนี้ เทคนิคดังกล่าวมีความซับซ้อนสูง และโดยทั่วไปจะทำโดยผู้ที่ผ่านการฝึกอบรมขั้นสูงที่เป็นเชี่ยวชาญเฉพาะทางเท่านั้น

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG)

การตรวจนี้ มีการนำมาใช้ในหลากหลายสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น ในคลินิกกายภาพบำบัด จะมีการใช้วิธีนี้เพื่อตรวจติดตามการทำงานของกล้ามเนื้อ โดยผู้ป่วยจะได้รับสิ่งเร้าทางเสียงหรือภาพเพื่อช่วยให้รับรู้ว่าพวกเขากำลังสั่งการให้กล้ามเนื้อทำงานเมื่อใด ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า การป้อนกลับทางชีวภาพ (Biofeedback) การทบทวนวรรณกรรมวิชาการเกี่ยวกับการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG) ที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2008 ได้ข้อสรุปว่า การตรวจด้วยวิธีนี้อาจมีประโยชน์ในการตรวจหาการมีอยู่ของโรคระบบประสาทและกล้ามเนื้อ (โดยอยู่ในเกณฑ์คำแนะนำระดับ C และเป็นข้อมูลหลักฐานทางคลินิกชั้น III) แต่ยังมีข้อมูลหลักฐานไม่เพียงพอที่จะสนับสนุนประสิทธิภาพของวิธีนี้ในการแยกแยะระหว่างภาวะผิดปกติของเส้นประสาท (neuropathic) กับภาวะผิดปกติของกล้ามเนื้อ (myopathic) หรือใช้สำหรับการวินิจฉัยโรคระบบประสาทและกล้ามเนื้อที่เฉพาะเจาะจง การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) อาจมีประโยชน์สำหรับการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาวะกล้ามเนื้อล้าที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการหลังเป็นโปลิโอ (post-poliomyelitis syndrome) และการทำงานของระบบเชิงกลไฟฟ้าในโรคกล้ามเนื้อตึงตัวสลายช้า (myotonic dystrophy) ซึ่งจัดอยู่ในเกณฑ์คำแนะนำระดับ C และเป็นข้อมูลหลักฐานทางคลินิกชั้น 3 และเมื่อไม่นานมานี้ ด้วยการเติบโตของเทคโนโลยีในแวดวงกีฬา การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (sEMG) ได้กลายเป็นจุดสนใจที่ผู้ฝึกสอนนำมาใช้เพื่อลดอัตราการบาดเจ็บของเนื้อเยื่ออ่อนและช่วยเพิ่มสมรรถภาพของนักกีฬา

ในบางรัฐของประเทศสหรัฐอเมริกามีการจำกัดไม่ให้บุคคลที่ไม่ใช่แพทย์ทำการตรวจด้วยเข็มวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Needle EMG) โดยรัฐนิวเจอร์ซีย์ได้ประกาศว่า ห้ามมอบหมายหัตถการนี้ให้แก่ผู้ช่วยแพทย์ (Physician Assistant: PA) ส่วนรัฐมิชิแกนได้มีการผ่านกฎหมายที่ระบุชัดเจนว่า การทำ Needle EMG ถือเป็นแนวปฏิบัติทางการแพทย์ (ที่ต้องทำโดยแพทย์เท่านั้น) การฝึกอบรมเฉพาะทางด้านการวินิจฉัยโรคทางการแพทย์ด้วย EMG จะมีอยู่เฉพาะในหลักสูตรแพทย์ประจำบ้าน (Residency) และแพทย์ประจำบ้านต่อยอด (Fellowship) ในสาขาประสาทวิทยา (Neurology), สรีรวิทยาไฟฟ้าทางคลินิก (Clinical Neurophysiology), เวชศาสตร์ระบบประสาทและกล้ามเนื้อ (Neuromuscular Medicine) รวมถึงเวชศาสตร์ฟื้นฟู (Physical Medicine and Rehabilitation) เท่านั้น นอกจากนี้ ยังมีแพทย์เฉพาะทางต่อยอดบางกลุ่มในสาขาโสต ศอ นาสิกวิทยา (หู คอ จมูก) ที่ผ่านการฝึกอบรมเฉพาะเลือกสรรในการตรวจ EMG ของกล้ามเนื้อกล่องเสียง รวมถึงแพทย์เฉพาะทางต่อยอดในสาขาศัลยศาสตร์ยูโรวิทยา (ระบบทางเดินปัสสาวะ) และสาขาสูตินรีเวชวิทยา ที่ผ่านการฝึกอบรมเฉพาะเลือกสรรในการตรวจ EMG ของกล้ามเนื้อที่ควบคุมการทำงานของลำไส้และกระเพาะปัสสาวะ

การเกร็งกล้ามเนื้อในระดับสูงสุดด้วยตัวเอง (Maximal voluntary contraction)

วัตถุประสงค์ประการหนึ่งของการตรวจ EMG คือ การตรวจสอบว่ากล้ามเนื้อสามารถถูกกระตุ้นให้ทำงานได้ดีเพียงใด ซึ่งวิธีที่นิยมใช้มากที่สุดในการประเมินเรื่องนี้คือ การให้ผู้รับการทดสอบทำการเกร็งกล้ามเนื้อนั้นๆ ให้ได้ในระดับสูงสุดด้วยตัวเอง (Maximal Voluntary Contraction: MVC) ทั้งนี้ กล้ามเนื้อแต่ละกลุ่มจะมีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างกันและท่าทางที่ใช้ในการทำ MVC ก็จะแตกต่างกันไปตามกลุ่มกล้ามเนื้อนั้นๆ ด้วย ดังนั้น ผู้วิจัยจึงควรระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งในการเลือกรูปแบบท่าทางสำหรับทำ MVC เพื่อกระตุ้นให้กล้ามเนื้อของผู้เข้ารับการทดสอบการทำงานในระดับสูงสุด

ประเภทของท่าทางในการทดสอบ MVC จะแตกต่างกันไปตามชนิดและกลุ่มของกล้ามเนื้อที่ต้องการทอสอบ เช่น กล้ามเนื้อลำตัว กล้ามเนื้อรยางค์ล่าง (ขา) และกลุ่มอื่นๆ

แรงของกล้ามเนื้อซึ่งวัดด้วยวิธีทางกลศาสตร์โดยทั่วไปจะมีความสัมพันธ์กับค่าการทำงานของกล้ามเนื้อที่วัดได้จากคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ในระดับสูงมากซึ่งส่วนใหญ่แล้วมักจะประเมินด้วยแผ่นขั้วไฟฟ้าที่แปะไว้บนผิวหนัง แต่ก็ต้องตระหนักไว้ด้วยว่าแผ่นขั้วไฟฟ้าเหล่านี้มักจะบันทึกสัญญาณได้เฉพาะสัญญาณจากเส้นใยกล้ามเนื้อที่อยู่ใกล้กับผิวหนังเท่านั้น

วิธีการวิเคราะห์เพื่อหาค่าการทำงานของกล้ามเนื้อมีอยู่หลายวิธี ซึ่งโดยทั่วไปจะเลือกใช้ตามวัตถุประสงค์ในการประยุกต์ใช้งาน การจะเลือกใช้ค่าเฉลี่ยการทำงานของกล้ามเนื้อ (Mean EMG) หรือค่าการหดตัวสูงสุด (Peak Contraction) ยังคงเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอยู่ ทั้งนี้ งานวิจัยส่วนใหญ่มักจะใช้ค่าการหดตัวสูงสุดของกล้ามเนื้อที่ผู้เข้ารับการทดสอบเป็นผู้กระทำด้วยตนเอง (Maximal Voluntary Contraction หรือ MVC) เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์แรงสูงสุดและแรงที่สร้างขึ้นโดยกล้ามเนื้อที่เป็นเป้าหมายในการทดสอบ จากบทความ “การวัดค่าสูงสุดและค่าเฉลี่ยของคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อที่ผ่านการปรับสัญญาณให้เป็นบวก: ควรใช้วิธีลดรูปข้อมูลวิธีใดในการประเมินการฝึกกล้ามเนื้อแกนกลางลำตัว?” สรุปไว้ว่า ข้อมูลคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อแบบค่าเฉลี่ยปรับสัญญาณ (ARV) มีความผันผวนหรือความแปรปรวนน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อใช้ในการวัดค่าการทำงานของกลุ่มกล้ามเนื้อแกนกลางลำตัว เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ตัวแปรค่าสูงสุดของคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Peak EMG) ดังนั้น นักวิจัยเหล่านี้จึงเสนอแนะว่า “ควรบันทึกข้อมูลคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในรูปแบบค่าเฉลี่ยสัมบูรณ์ (ARV EMG) ควบคู่ไปกับการวัดค่าการทำงานสูงสุดของกล้ามเนื้อ (Peak EMG) เมื่อทำการประเมินท่าบริหารกล้ามเนื้อแกนกลางลำตัว” การนำเสนอข้อมูลทั้งสองชุดนี้ให้แก่ผู้อ่านจะช่วยเพิ่มความเที่ยงตรง (Validity) ของงานวิจัย และอาจช่วยขจัดข้อขัดแย้งที่เกิดขึ้นในผลการศึกษาก่อนหน้านี้ลงได้

การวัดค่าอื่นๆ (Other measurements)

คลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) สามารถนำมาใช้เพื่อระบุระดับความล้าของกล้ามเนื้อได้เช่นกัน โดยการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ EMG ที่บ่งบอกถึงความล้าของกล้ามเนื้อได้แก่: ค่าเฉลี่ยสัมบูรณ์ (Mean Absolute Value) ของแอมพลิจูด (Amplitude) และระยะเวลา (Duration) ของศักยะงานกล้ามเนื้อ (Muscle Action Potential) ที่เพิ่มขึ้น การลดลงของความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อโดยรวม การเฝ้าติดตามความเปลี่ยนแปลงของช่วงความถี่ต่างๆ เป็นวิธีที่นิยมใช้มากที่สุดในการตรวจวัดระดับความล้าด้วย EMG ทั้งนี้ ความเร็วในการนำสัญญาณที่ลดลง (Lower Conduction Velocities) จะช่วยให้เซลล์ประสาทสั่งการที่ทำงานช้ากว่า (Slower Motor Neurons) ยังคงสามารถทำงานต่อไปได้

หน่วยประสาทสั่งการ (Motor unit) คือ หน่วยที่ประกอบด้วยเซลล์ประสาทสั่งการ 1 เซลล์และเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมดที่เซลล์ประสาทนั้นไปเลี้ยงและควบคุม เมื่อหน่วยประสาทสั่งการ กระแสประสาท (เรียกว่า ศักย์งาน หรือ Action Potential) จะถูกส่งผ่านเซลล์ประสาทสั่งการตรงไปยังกล้ามเนื้อ บริเวณที่เส้นประสาทสัมผัสกับกล้ามเนื้อ เรียกว่า รอยต่อระหว่างเส้นประสาทกับกล้ามเนื้อ (Neuromuscular Junction) หรือ แผ่นปลายประสาทสั่งการ (Motor End Plate) หลังจากที่ศักย์งานถูกส่งผ่านรอยต่อนี้แล้วก็จะกระตุ้นให้เกิดศักย์งานขึ้นในเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมดที่อยู่ภายใต้การควบคุมของหน่วยประสาทสั่งการมัดนั้นๆ ผลรวมของสัญญาณไฟฟ้าทั้งหมดนี้ เรียกว่า ศักย์งานของหน่วยประสาทสั่งการ (Motor Unit Action Potential หรือ MUAP) สัญญาณทางสรีรวิทยาไฟฟ้าจากหลายประสาทสั่งการรวมกันนี้ คือสัญญาณที่มักจะนำมาประเมินในระหว่างการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ทั้งนี้ องค์ประกอบของหน่วยประสาทสั่งการ จำนวนเส้นใยกล้ามเนื้อต่อหนึ่งหน่วยประสาทสั่งการ ประเภทการเผาผลาญพลังงานของเส้นใยกล้ามเนื้อ และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย ต่างส่งผลต่อรูปร่างของคลื่นศักย์งานของหน่วยประสาทสั่งการที่ปรากฏบนกราฟคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Myogram)

การตรวจการนำกระแสประสาท (Nerve Conduction Test) มักจะทำควบคู่ไปพร้อมกับการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) เพื่อวินิจฉัยโรคทางระบบประสาท

ผู้ป่วยบางรายอาจรู้สึกเจ็บในระหว่างการตรวจ ในขณะที่บางรายอาจรู้สึกเพียงแค่ไม่สบายตัวเล็กน้อยเมื่อมีการสอดเข็มเข้าไป นอกจากนี้ กล้ามเนื้อมัดที่ได้รับการตรวจอาจมีอาการระบมหรือระคายเคืองเล็กน้อยเป็นเวลา 1 ถึง 2 วันหลังจากเสร็จสิ้นการตรวจ

การแยกย่อยสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG signal decomposition)

โดยพื้นฐานแล้ว สัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) เกิดจากศักย์งานของหน่วยประสาทสั่งการ (MUAPs) จากหลายๆ หน่วยประสาทสั่งการที่เกิดการซ้อนทับกัน (Superimposed) ซึ่งเพื่อการวิเคราะห์อย่างละเอียดถี่ถ้วน สัญญาณ EMG ที่วัดได้สามารถนำมาแยกย่อยออกเป็นสัญญาณ MUAPs ที่เป็นส่วนประกอบย่อยเหล่านั้นได้ โดยทั่วไปแล้ว MUAPs จากหน่วยประสาทสั่งการที่ต่างกันมักจะมีลักษณะรูปร่างที่แตกต่างกันจำเพาะตัว ในขณะที่ MUAPs จากหน่วยประสาทสั่งการเดียวกันที่บันทึกโดยขั้วตรวจ (Electrode) ตัวเดียวกัน มักจะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน ที่สำคัญคือ ขนาดและรูปร่างของ MUAP จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ขั้วตรวจวางอยู่เมื่อเทียบกับตำแหน่งของเส้นใยกล้ามเนื้อ ดังนั้น รูปร่างของสัญญาณจึงอาจดูเปลี่ยนไปได้หากขั้วตรวจมีการขยับเขยื้อนเปลี่ยนตำแหน่ง ทั้งนี้ การแยกย่อยสัญญาณ EMG ถือเป็นเรื่องที่ซับซ้อนและทำได้ยาก (Non-trivial) แม้ว่าจะมีผู้นำเสนอระเบียบวิธีต่างๆ ไว้มากมายก่อนหน้านี้ก็ตาม

การประมวลผลสัญญาณ EMG (EMG signal processing)

การเรียงกระแส (Rectification) สัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ คือ การเปลี่ยนสัญญาณ EMG ที่ยังไม่ผ่านการประมวลผล (Raw EMG) ให้กลายเป็นสัญญาณที่มีขั้วไฟฟ้าเพียงขั้วเดียวซึ่งมักจะเรียงกระแสให้เป็นขั้วบวก วัตถุประสงค์ของการเรียงกระแสนี้คือ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าเฉลี่ยของสัญญาณจะไม่หักล้างกันจนเป็นศูนย์ เนื่องจากสัญญาณ EMG ที่ยังไม่ผ่านการประมวลผลนั้นมีทั้งส่วนประกอบที่เป็นขั้วบวกและขั้วลบปนกันอยู่ การเรียงประแสที่นิยมใช้มี 2 รูปแบบด้วยกัน ได้แก่ แบบเต็มคลื่น (Full-wave) และแบบครึ่งคลื่น (Half-wave) การแปลงสัญญาณแบบเต็มคลื่น (Full-wave rectification) จะนำสัญญาณ EMG ส่วนที่อยู่ใต้เส้นฐาน (Baseline) ไปบวกเพิ่มเข้ากับสัญญาณส่วนที่อยู่เหนือเส้นฐาน เพื่อสร้างสัญญาณที่ผ่านการปรับสภาพแล้วให้กลายเป็นบวกทั้งหมด ซึ่งหากเส้นฐานมีค่าเท่ากับศูนย์ วิธีนี้จะเทียบเท่ากับการหาค่าสัมบูรณ์ (Absolute value) ของสัญญาณนั่นเอง ซึ่งวิธีนี้เป็นวิธีที่นิยมใช้มากกว่าเนื่องจากยังคงรักษาพลังงานทั้งหมดของสัญญาณเอาไว้ได้เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ ส่วนการแปลงสัญญาณแบบครึ่งคลื่น (Half-wave rectification) จะตัดสัญญาณ EMG ส่วนที่อยู่ใต้เส้นฐานทิ้งไป ซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้ค่าเฉลี่ยของข้อมูลไม่เป็นศูนย์อีกต่อไป จึงสามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์ทางสถิติได้เช่นกัน

ข้อจำกัด (Limitations)

การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อด้วยเข็ม (Needle EMG) ที่ใช้ในสถานพยาบาลนั้น มีประโยชน์ในทางปฏิบัติ เช่น ช่วยในการตรวจวินิจฉัยโรค อย่างไรก็ตาม การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อด้วยเข็มนี้ยังมีข้อจำกัด เนื่องจากการตรวจแบบนี้จำเป็นต้องให้ผู้ป่วยเป็นผู้ทำให้กล้ามเนื้อหดด้วยตัวเอง (Voluntary activation) ดังนั้น การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อด้วยเข็มในกลุ่มผู้ป่วยที่ไม่ร่วมมือหรือไม่สามารถให้ความร่วมมือได้ เด็กและทารกรวมถึงในกลุ่มบุคคลที่มีอาการอัมพาตจะทำให้ได้ข้อมูลจากการวัดน้อยลง การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อบนพื้นผิวหนัง (Surface EMG) อาจมีข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้งาน เนื่องจากปัญหาเฉพาะตัวที่มีอยู่ภายในระบบของการตรวจประเภทนี้ คือ เนื้อเยื่อส่วนที่เป็นไขมันอาจมีผลกระทบต่อการบันทึกสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อได้ โดยมีผลการศึกษาที่ แสดงให้เห็นว่า เมื่อเนื้อเยื่อไขมันมีปริมาณเพิ่มมากขึ้น สัญญาณการทำงานของกล้ามเนื้อที่อยู่ใต้ผิวหนังบริเวณนั้นโดยตรงกลับมีค่าลดลง เมื่อเนื้อเยื่อไขมันมีปริมาณเพิ่มมากขึ้น ค่าความแรง (Amplitude) ของสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อบนพื้นผิวหนังบริเวณเหนือกึ่งกลางของกล้ามเนื้อที่กำลังทำงานอยู่นั้นกลับมีค่าลดลง โดยทั่วไปแล้ว การบันทึกสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ในกลุ่มบุคคลที่มีไขมันในร่างกายต่ำและมีผิวหนังที่ยืดหยุ่นรองรับได้ดีกว่า อย่างเช่นในกลุ่มคนหนุ่มสาวจะมีค่าที่แม่นยำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับผู้สูงอายุ สัญญาณแทรกข้ามมัดกล้ามเนื้อ (Muscle Cross-talk) จะเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อจากกล้ามเนื้อมัดหนึ่งเข้าไปรบกวนสัญญาณของกล้ามเนื้ออีกมัดหนึ่งซึ่งจะส่งผลให้ความเชื่อถือได้ของสัญญาณจากที่ได้จากกล้ามเนื้อมัดที่กำลังตรวจนั้นลดลง การวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อบนพื้นผิวหนังมีข้อจำกัดเนื่องจากค่าที่ได้จากการวัดสัญญาณจากกล้ามเนื้อชั้นที่ลึกลงไปนั้นขาดความเชื่อถือได้ การวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในชั้นผิวที่ลึกลงไปจำเป็นต้องใช้ลวดฝังเข้าไปในกล้ามเนื้อเพื่อให้ได้สัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อซึ่งจะทำให้ผู้ป่วยได้รับความเจ็บปวด ส่วนการวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อบนพื้นผิวหนังสามารถวัดได้เฉพาะคลื่นไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อในชั้นตื้นเท่านั้นและถึงแม้จะวัดได้แล้วก็ยังยากที่จะจำกัดสัญญาณที่วัดได้ให้เจาะจงเฉพาะคลื่นไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อเพียงมัดเดียว

คุณลักษณะทางไฟฟ้า (Electrical characteristics)

แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อ คือ ศักย์ไฟฟ้าจากเยื่อหุ้มกล้ามเนื้อซึ่งมีค่าประมาณ –90 มิลลิโวลต์ (mV) ศักย์ไฟฟ้ากล้ามเนื้อที่วัดได้จะมีค่าอยู่ในช่วงตั้งแต่ระดับต่ำกว่า 50 ไมโครโวลต์ (μV) ไปจนถึงสูงสุด 30 มิลลิโวลต์ (mV) โดยขึ้นอยู่กับกล้ามเนื้อที่ทำการตรวจวัด

อัตราการส่งสัญญาณซ้ำ (repetition rate) โดยทั่วไปในการกระตุ้นหน่วยประสาทสั่งการ (muscle motor unit firing) จะอยู่ที่ประมาณ 7–20 เฮิรตซ์ (Hz) โดยขึ้นอยู่กับขนาดของกล้ามเนื้อ (เช่น กล้ามเนื้อตาเทียบกับกล้ามเนื้อสะโพก) การบาดเจ็บของเส้นประสาทสั่งการ (axonal damage) ที่เคยเกิดขึ้นมาก่อนหน้านั้นและปัจจัยอื่นๆ ทั้งนี้ อาจคาดการณ์ได้ว่าจะเกิดความเสียหายต่อประสาทสั่งการของกล้ามเนื้อหากแรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วงระหว่าง 450 ถึง 780 mV

ผลการตรวจ (Procedure outcomes)

ผลการตรวจที่ปกติ (Normal results)

ตามปกติแล้ว เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อขณะพักจะไม่กำเนิดกระแสไฟฟ้า เมื่อสัญญาณทางไฟฟ้าที่เกิดจากการระคายเคืองจากการสอดเข็มลดลงหรือสงบลงแล้ว เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อไม่ควรตรวจพบความผิดปกติใดๆ ที่เกิดขึ้นเอง (กล่าวคือ กล้ามเนื้อขณะพักไม่ควรที่จะวัดระแสไฟฟ้าได้ ยกเว้นบริเวณรอยต่อประสาทและกล้ามเนื้อซึ่งจะตื่นตัวและส่งสัญญาณไฟฟ้าออกมาเองอย่างมากภายใต้ภาวะปกติและเมื่อผู้ป่วยเกร็งกล้ามเนื้อด้วยตนเองจะเริ่มปรากฏศักย์ไฟฟ้า เมื่อกล้ามเนื้อเกร็งมากขึ้น เส้นใยกล้ามเนื้อก็จะผลิตศักย์ไฟฟ้ามากขึ้นตามไปด้วย เมื่อกล้ามเนื้อเกิดการเกร็งอย่างเต็มที่ จะปรากฏกลุ่มศักย์ไฟฟ้าที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งมีอัตราความถี่และ ความสูงของคลื่นแตกต่างกัน (การระดมการทำงานอย่างเต็มที่ของกล้ามเนื้อ) ซึ่งอธิบายได้ว่าเป็น รูปแบบการแทรกสอดของสัญญาณไฟฟ้า (Interference pattern)

ผลการตรวจที่ผิดปกติ (Abnormal results)

ผลการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อจะมีความแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภทของความผิดปกติ ระยะเวลาที่เกิดปัญหา อายุของคนไข้ ระดับความร่วมมือของคนไข้ในขณะตรวจ ประเภทของเข็มอิเล็กโทรด (Needle electrode) ที่ใช้ในการตรวจรักษาและความคลาดเคลื่อนจากการสุ่มตรวจ (Sampling error) ในแง่ของจำนวนตำแหน่งที่ทำการตรวจภายในกล้ามเนื้อมัดเดียว รวมถึงจำนวนของกล้ามเนื้อทั้งหมดที่ได้รับการตรวจ การแปลผลการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อโดยปกติแล้วผู้ที่จะแปลผลได้ดีที่สุดคือผู้เชี่ยวชาญที่ได้รับข้อมูลจากการซักประวัติผู้ป่วยโดยละเอียดและการตรวจร่างกายของผู้ป่วยและไม่เพียงแต่พิจารณาร่วมกับผลการตรวจวินิจฉัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งที่สำคัญที่สุดคือ การตรวจการนำไฟฟ้าของเส้นประสาท (Nerve conduction studies) แต่ยังรวมไปถึงการตรวจอื่นๆ ตามความเหมาะสม เช่น การตรวจทางรังสีวินิจฉัยอย่าง MRI และการอัลตราซาวนด์, การตัดชิ้นเนื้อกล้ามเนื้อและเส้นประสาทไปตรวจ (Biopsy) การตรวจระดับเอนไซม์กล้ามเนื้อและการตรวจสารบ่งชี้ในเลือด (Serologic studies)

ผลการตรวจที่ผิดปกติอาจมีสาเหตุมาจากภาวะทางการแพทย์ต่อไปนี้ (โปรดทราบว่านี่ไม่ใช่รายชื่อภาวะทั้งหมดที่สามารถทำให้ผลการตรวจคลื่นอไฟฟ้ากล้ามเนื้อผิดปกติได้)

ความผิดปกติของกล้ามเนื้อ:

กลุ่มโรคกล้ามเนื้ออักเสบ (Inflammatory myopathies)
โรคกล้ามเนื้ออักเสบหลายมัด (Polymyositis)
โรคผิวหนังและกล้ามเนื้ออักเสบ (Dermatomyositis)
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบที่มีการสะสมของสารโปรตีนผิดปกติ (Inclusion body myopathy)
โรคกล้ามเนื้อตึงตัวมากผิดปกติตั้งแต่กำเนิด(Myotonia Congenita)
กลุ่มโรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบ(Muscular dystrophies):
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบดูเชน(Duchenne muscular dystrophy)
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบเบกเกอร์
(Becker muscular dystrophy)
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบกลุ่มใบหน้า สะบักและต้นแขน
(Facioscapulohumeral dystrophy)
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบบริเวณสะโพกและหัวไหล่
(Limb girdle muscular dystrophy)
โรคกล้ามเนื้อผิดปกติชนิดนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง
(Centronuclear myopathy)
โรคกล้ามเนื้อเจริญผิดเพี้ยนชนิดไมโอโทนิก
(Myotonic dystrophy)
โรคกล้ามเนื้อผิดปกติจากไมโตคอนเดรีย
(Mitochondrial myopathies)
กลุ่มโรคหรือความผิดปกติของจุดประสานประสาทและกล้ามเนื้อ
(Disorders of the neuromuscular junction):
โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงเอ็มจี
(Myasthenia Gravis)
กลุ่มอาการกล้ามเนื้ออ่อนแรงแลมเบิร์ต–อีตัน
(Lambert–Eaton myasthenic syndrome)
ภาวะอาหารเป็นพิษจากโบทูลินัม
(Botulism poisoning)
ภาวะพิษจากสารกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต
(Organophosphate poisoning)
ภาวะแมกนีเซียมในเลือดสูงเกิน
(Hypermagnesemia)
ภาวะแคลเซียมในเลือดต่ำ
(Hypocalcemia)

กลุ่มโรคหรือความผิดปกติของเส้นประสาท
(Disorders of nerves):
โรคพังผืดกดทับเส้นประสาทที่ข้อมือ
(Carpal tunnel syndrome)
โรคเส้นประสาทอัลนาร์ถูกกดทับที่ข้อศอก
(Ulnar neuropathy at the elbow)
อัมพาตของเส้นประสาทเรเดียล หรือโรคอัมพาตคืนวันเสาร์
(Radial nerve palsy -Saturday night palsy)
อัมพาตของเส้นประสาทเพอโรเนียล
(Peroneal (fibular) nerve palsy)
โรคเส้นประสาทเสื่อมจากเบาหวาน
(Diabetic neuropathy)
โรคเส้นประสาทเสื่อมจากแอลกอฮอล์
(Alcohol related neuropathy)
โรคเส้นประสาทเสื่อมจากการขาดสารอาหาร
(Nutritional neuropathy)
โรคเส้นประสาทแอมิลอยด์
(Amyloid neuropathy)
AIDP
CIDP
โรคอัมพาตใบหน้าครึ่งซีก
(Bell's palsy)
โรคเส้นประสาทกล่องเสียงเสื่อม
(Laryngeal neuropathy)
โรคเส้นประสาทพูเดนดัลเสื่อม
(Pudendal neuropathy)
โรคเส้นประสาทต้นขาเสื่อม
(Femoral neuropathy)
โรคเส้นประสาทไซอาติกเสื่อม
(Sciatic Neuropathy)
โรคเส้นประสาททิเบียลเสื่อม
(Tibial neuropathy)
โรคพังผืดกดทับเส้นประสาทที่ข้อเท้า
(Tarsal tunnel syndrome)
โรคเส้นประสาทเสื่อมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม
(Charcot-Marie-Tooth syndrome)
โรคเส้นประสาทอักเสบจากงูสวัด
(Zoster neuropathy)
กลุ่มโรคเส้นประสาทสมองเสื่อม/อักเสบ ซึ่งประกอบไปด้วย เส้นประสาทออคูโลมอเตอร์, เฟเชียล, เวกัส, ไตรเจมินัล, กลอสโซฟาริงเจียล และสไปนัลแอคเซสซอรี
(Oculomotor, Facial, vagal, trigeminal, glossopharyngeal, spinal accessory neuropathies)
ภาวะกล้ามเนื้อใบหน้ากระตุกครึ่งซีก
(Hemifacial spasm)
โรคเส้นประสาทสั่งการหลายจุด
(Multifocal motor neuropathy)
โรคเส้นประสาทรักแร้เสื่อม
(Axillary neuropathy)
โรคเส้นประสาทลองทอราซิกเสื่อม
(Long thoracic neuropathy)
โรคเส้นประสาทซูปราสแคปูลาร์เสื่อม
(Suprascapular neuropathy)
โรคเส้นประสาทเสื่อมจากสารพิษ
(Toxic neuropathies)
โรคเส้นประสาทเสื่อมจากยา
(Drug-induced neuropathies)
กลุ่มอาการปวดเฉพาะที่แบบซับซ้อน
(Complex Regional Pain Syndrome -CRPS)

กลุ่มโรคหรือความผิดปกติของข่ายประสาท
(Plexus disorders):

โรคข่ายประสาทแขนอักเสบเฉียบพลัน หรือ กลุ่มอาการพาร์โซเนจ-เทอร์เนอร์
(Neuralgic Amyotrophy (idiopathic brachial plexitis)
ภาวะข่ายประสาทแขนบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ
(Traumatic brachial plexopathy)
โรครากประสาทเอวอักเสบ
(Lumbosacral radiculopathy)
โรคฮิรายามะ
(Hirayama disease)

กลุ่มโรคหรือความผิดปกติของรากประสาท
(Root disorders):

กลุ่มโรครากประสาทถูกกดทับแยกตามระดับกระดูกสันหลัง ซึ่งประกอบไปด้วย รากประสาทส่วนคอ, ส่วนอก, ส่วนเอว และส่วนกระเบนเหน็บ)
(Cervical, thoracic, lumbar, sacral radiculopathy)
โรคโพรงกระดูกสันหลังตีบแคบ
(Spinal stenosis)
โรคเยื่อหุ้มสมองและไขสันหลังชั้นกลางอักเสบ
(Arachnoiditis)
กลุ่มโรคหรือความผิดปกติของเยื่อหุ้มสมองและไขสันหลังชั้นใน
(Leptomeningeal disorders)

โรคของเซลล์ประสาทสั่งการ
(Motor neuron disease)

โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงเอแอลเอส
(Amyotrophic lateral sclerosis)
ไวรัสเวสต์ไนล์
(West Nile virus)
โรคโปลิโอ
(Poliomyelitis)
กลุ่มอาการเคนเนดี
(Kennedy's syndrome)
โรคกล้ามเนื้อฝ่อลีบส่วนไขสันหลังและก้านสมอง
(Spinobulbar muscular atrophy).

ความเป็นมา (History)

การทดลองเกี่ยวกับคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อครั้งแรกที่มีการบันทึกไว้ เริ่มต้นขึ้นจากผลงานของ ฟรานเชสโก เรดิ ในปี ค.ศ. 1666 โดยเรดิได้ค้นพบว่ากล้ามเนื้อชนิดพิเศษของปลากระเบนไฟฟ้า (ปลาไหลไฟฟ้า) สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ ต่อมาในปี ค.ศ. 1773 วอลช์ (Walsh) ประสบความสำเร็จในการพิสูจน์ให้เห็นว่า เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของปลาไหลไฟฟ้าสามารถปล่อยกระแสไฟฟ้าออกมาได้ ในปี ค.ศ. 1792 ลุยจิ กัลวานี (Luigi Galvani) ได้เผยแพร่สิ่งพิมม์ชื่อ De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius (คำอธิบายเกี่ยวกับผลของไฟฟ้าต่อการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ) โดยที่ผู้เขียนได้พิสูจน์ให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถกระตุ้นให้กล้ามเนื้อเกิดการหดตัวได้ ในอีก 6 ทศวรรษต่อมาในปี ค.ศ. 1849 เอมิล ดู บัวส์-เรย์มอนด์ ค้นพบว่าเราสามารถบันทึกสัญญาไฟฟ้าในระหว่างที่กล้ามเนื้อหดตัวภายใต้อำนาจของจิตใจของผู้ป่วยได้เช่นกัน การบันทึกสัญญาณทางไฟฟ้าอย่างเป็นทางการครั้งแรกดำเนินการโดย มาเรย์ (Marey) ในปี ค.ศ. 1890 และมาเรย์ยังเป็นผู้เริ่มใช้คำว่า electromyography (การตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ) อีกด้วย ในปี ค.ศ. 1922 แกสเซอร์และเออร์แลงเกอร์ได้ใช้ออสซิลโลสโคปแสดงสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้จากล้ามเนื้อ ทว่าด้วยธรรมชาติของสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อที่มีความแปรปรวนจึงทำให้สัญญาณไฟฟ้าที่สังเกตุยังมีความละเอียดไม่เพียงพอ จากนั้นก็มีการพัฒนาความสามารถในการตรวจวัดสัญญาณคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้ออย่างต่อเนื่องตั้งแต่ทศวรรษ 1930 ถึงทศวรรษ 1950 และมีกลุ่มนักวิจัยที่เริ่มใช้ขั้วอิเล็กโทรดที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นสำหรับใช้ในการศึกษาเรื่องกล้ามเนื้อ สมาคมเวชศาสตร์ระบบประสาทและกล้ามเนื้อและไฟฟ้าวินิจฉัยแห่งอเมริกา (AANEM) ได้ก่อตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1953 โดยเป็นหนึ่งในสมาคมทางการแพทย์หลายแห่งที่ยังคงดำเนินงานอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งตัวสมาคมฯ มีความสนใจเป็นพิเศษในด้านการพัฒนาวิทยาศาสตร์และการนำเทคนิคนี้ไปใช้ในทางคลินิก การนำการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อบนพื้นผิวของผิวหนัง (sEMG) มาใช้ในทางคลินิกเพื่อรักษาโรคที่มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นนั้นเริ่มต้นขึ้นในทศวรรษ 1960 โดยฮาร์ดิก (Hardyck) และคณะวิจัยของเขาเป็นกลุ่มผู้ปฏิบัติงานกลุ่มแรก (ปี ค.ศ. 1966) ที่นำ sEMG มาใช้งาน ต่อมาในช่วงต้นทศวรรษ 1980 แครม และสเตเกอร์ (Cram and Steger) ได้นำเสนอวิธีการทางคลินิกสำหรับการสแกนกลุ่มกล้ามเนื้อต่างๆ ด้วยการใช้อุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณ EMG

การศึกษาวิจัยนี้เริ่มต้นขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ที่เมโยคลินิก (Mayo Clinic) เมืองโรเชสเตอร์ รัฐมินนิโซตา ภายใต้การดูแลของ นายแพทย์ ดร. เอ็ดเวิร์ด เอช. แลมเบิร์ต (Edward H. Lambert, MD, PhD) ผู้ได้รับยกย่องเป็น 'บิดาแห่ง EMG' โดยได้รับความช่วยเหลือจาก เออร์วิน แอล. ชมิดต์ (Ervin L. Schmidt) ช่างเทคนิควิจัยและวิศวกรไฟฟ้าเรียนรู้ด้วยตนเองในการร่วมกันพัฒนาเครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อให้สามารถนำออกออกไปใช้งานนอกห้องปฏิบัติการซึ่งช่วยให้สะดวกต่อการใช้งานยิ่งขึ้น ในเวลานั้นออสซิลโลสโคป (เครื่องวัดสัญญาณไฟฟ้าชนิดหนึ่ง) ยังไม่สามารถบันทึกหรือพิมพ์ผลลัพธ์จากการวัดได้ จึงมีการติดตั้งกล้องโพลารอยด์ไว้บนบานพับที่ด้านหน้าของจอของออสซิลโลสโคปและตั้งค่าให้ทำงานในจังหวะเดียวกันกับการวัดค่าสัญญาณไฟฟ้าเพื่อถ่ายภาพผลการการวัดสัญญาณไฟฟ้าไว้ แพทย์ประจำบ้าน ที่ศึกษาอยู่ที่เมโยคลินิกรับรู้เรื่องนี้ในไม่ช้าว่านี่คือเครื่องมือที่พวกเขาต้องการใช้เช่นกัน แต่เนื่องจากเมโยคลินิกไม่มีความสนใจที่จะทำการตลาดให้แก่สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าว ชมิดต์จึงเดินหน้าพัฒนาเครื่องมือเหล่านี้ต่อไปในห้องใต้ดินของเขาเป็นเวลาหลายทศวรรษโดยวางจำหน่ายภายใต้ชื่อบริษัท เออร์เมล (ErMel Inc.)

จวบจนถึงช่วงกลางทศวรรษ 1980 เทคโนโลยีวงจรรวมในอิเล็กโทรดมีความก้าวหน้ามากพอที่จนทำให้เราสามารถผลิตเครื่องมือและเครื่องขยายสัญญาณที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบาตามที่ต้องการได้ในปริมาณมาก ปัจจุบันจึงมีเครื่องขยายสัญญาณที่เหมาะสมต่อการใช้งานจำนวนมากวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 เริ่มมีการผลิตสายเคเบิลที่สามารถนำสัญญาณในย่านไมโครโวลต์ตามที่ต้องการออกวางจำหน่ายส่งผลให้การศึกษาวิจัยเมื่อไม่นานมานี้ทำให้ให้เรามีความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของการบันทึกสัญญาณจากการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อผ่านทางผิวหนัง (Surfaces EMG – sEMG) มากยิ่งขึ้น มีการนำการตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อผ่านทางผิวหนัง (sEMG) มาใช้เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อบันทึกสัญญาณจากกล้ามเนื้อชั้นตื้นในแนวทางปฏิบัติทางคลินิกหรือทางกายศาสตร์ ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าแบบปักเข้าไปในกล้ามเนื้อ (เข็ม) จะถูกใช้สำหรับการตรวจวินิจฉัยกล้ามเนื้อชั้นลึกหรือสัญญาณไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อเฉพาะจุด

มีการนำ EMG ไปประยุกต์ใช้งานในหลายๆด้าน โดยในทางการแพทย์จะใช้ EMG เพื่อวินิจฉัยปัญหาเกี่ยวกับระบบประสาทและระบบประสาทส่วนปลายกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ยังใช้ในการวินิจฉัยโดยห้องปฏิบัติการวิเคราะห์การเดิน และโดยบุคลากรทางการแพทย์ที่เชี่ยวชาญด้านการใช้สัญญาณชีวป้อนกลับ (Biofeedback) หรือการประเมินการยศาสตร์ (Ergonomic assessment) นอกจากนี้ยังมีการนำ EMG มาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยหลากหลายประเภท รวมถึงห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับชีวกลศาสตร์ การควบคุมการเคลื่อนไหว สรีรวิทยาของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ ความผิดปกติของการเคลื่อนไหว การควบคุมท่าทางและกายภาพบำบัด

งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง (Research)

EMG สามารถนำมาใช้เพื่อตรวจจับสัญญาณของกล้ามเนื้อแบบไอโซเมตริก (Isometric) ซึ่งเป็นสภาวะที่กล้ามเนื้อออกแรงแต่ไม่มีการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดรูปแบบการสั่งการด้วยท่าทางที่เงียบเชียบและไร้ความเคลื่อนไหว เพื่อใช้ในการควบคุมส่วนต่อประสาน (Interface) ได้โดยไม่มีใครสังเกตเห็น และไม่รบกวนสภาพแวดล้อมโดยรอบ สัญญาณเหล่านี้สามารถนำมาใช้ในการควบคุมกายอุปกรณ์ (อวัยวะเทียม) หรือใช้เป็นสัญญาณควบคุมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือ หรือเครื่องพีดีเอ (PDA)

สัญญาณ EMG ได้กลายเป็นเป้าหมายในการนำมาใช้ควบคุมระบบการบิน โดยกลุ่มวิจัยประสาทสัมผัสของมนุษย์ (Human Senses Group) ประจำศูนย์วิจัยนาซาเอมส์ (NASA Ames Research Center) ณ เมืองมอฟเฟตต์ฟิลด์ รัฐแคลิฟอร์เนียกำลังมุ่งพัฒนาการเชื่อมประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (Man-Machine Interfaces) ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้นโดยการเชื่อมต่อมนุษย์เข้ากับคอมพิวเตอร์โดยตรง ในโครงการนี้จะนำสัญญาณ EMG มาใช้แทนที่คีย์บอร์ดและคันบังคับเชิงกล (Mechanical Joysticks) นอกจากนี้ EMG ยังถูกนำไปใช้ในงานวิจัยเพื่อพัฒนา "ห้องนักบินแบบสวมใส่" (Wearable Cockpit) ซึ่งใช้ท่าทางการเคลื่อนไหวที่ตรวจจับด้วยสัญญาณ EMG ในการสั่งงานสวิตช์และคันบังคับที่จำเป็นสำหรับการบิน โดยทำงานร่วมกับหน้าจอแสดงผลแบบแว่นตา (Goggle-based Display)

ระบบจดจำเสียงพูดแบบไม่เปล่งเสียงหรือเสียงพูดในใจ (Unvoiced or silent speech recognition) ทำหน้าที่ตรวจจับคำพูดโดยการสังเกตสัญญาณไฟฟ้า (EMG) ของกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการพูด เทคโนโลยีนี้มีเป้าหมายเพื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนดังและอาจเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับผู้ที่ไม่มีเส้นเสียง ผู้ที่มีภาวะสูญเสียการสื่อความ (Aphasia) ผู้ที่มีความผิดปกติของเสียงพูด (Dysphonia) และผู้ป่วยกลุ่มอื่นๆ

EMG ยังถูกนำมาใช้เป็นสัญญาณควบคุมสำหรับคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ โดยอุปกรณ์เชื่อมประสานที่ทำงานด้วยระบบสวิตช์ EMG สามารถใช้ควบคุมวัตถุที่เคลื่อนที่ได้ เช่น หุ่นยนต์เคลื่อนที่หรือรถเข็นวีลแชร์ไฟฟ้า การใช้ EMG ควบคุมในลักษณธนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับบุคคลที่ไม่สามารถใช้งานรถเข็นวีลแชร์แบบควบคุมด้วยคันบังคับ (Joystick) ได้ นอกจากนี้ การบันทึกสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อพื้นผิว (Surface EMG) ยังอาจเป็นสัญญาณควบคุมที่เหมาะสมสำหรับวิดีโอเกมเชิงโต้ตอบ (Interactive Video Games) บางประเภทอีกด้วย

โครงการวิจัยร่วมระหว่างบริษัทไมโครซอฟท์ (Microsoft) มหาวิทยาลัยวอชิงตัน (University of Washington) ณ เมืองซีแอตเทิล และมหาวิทยาลัยโทรอนโต (University of Toronto) ในประเทศแคนาดาได้ทำการศึกษาทดลองเกี่ยวกับการใช้สัญญาณกล้ามเนื้อจากท่าทางของมือ (Hand Gestures) เพื่อเป็นอุปกรณ์เชื่อมประสาน ซึ่งสิทธิบัตรที่อิงตามงานวิจัยชิ้นนี้ได้มีการยื่นจดทะเบียนไปเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน 2008

ในปี 2016 บริษัทสตาร์ตอัปชื่อ เอ็มเทก แล็บส์ (Emteq Labs) ได้เปิดตัวชุดแว่นตาสภาพแวดล้อมเสมือนจริง (Virtual Reality Headset) ที่ติดตั้งเซนเซอร์ EMG ไว้ภายในเพื่อใช้สำหรับวัดการแสดงออกทางสีหน้า ต่อมาในเดือนกันยายน 2019 บริษัทเฟซบุ๊ก (Facebook) ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น เมตา แพลตฟอร์มส์ (Meta Platforms) ได้เข้าซื้อกิจการสตาร์ตอัปชื่อ ซีทีอาร์แอล-แล็บส์ (CTRL-labs) ที่กำลังพัฒนาเทคโนโลยี EMG อยู่ และในปี 2024เมตาได้เผยโฉมแว่นตาเทคโนโลยีโลกเสมือนผสานโลกจริง (Augmented Reality Glasses) ที่ทำงานร่วมกับสายรัดข้อมือซึ่งสามารถอ่านท่าทางการเคลื่อนไหวของมือผู้ใช้โดยใช้ระบบตรวจคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (Electromyography) โดยเมตาได้ผลิตอุปกรณ์ต้นแบบขึ้นในปี 2025 พร้อมทั้งสร้างชุดข้อมูลแมชชีนเลิร์นนิง (ML Datasets) ชื่อ emg2qwerty และ emg2pose ซึ่งช่วยให้สามารถแปลงสัญญาณ EMG ออกมาเป็นตัวอักษรบนคีย์บอร์ดเสมือนจริง รวมถึงคาดคะเนท่าทางของมือได้ โดยชุดข้อมูลเหล่านี้เปิดให้ใช้งานแบบโอเพนซอร์ส (Open Source) และประกอบไปด้วยบันทึกสัญญาณความยาวรวมกว่า 716 ชั่วโมง

แปลและเรียบเรียงจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Electromyography [2026, July 3] โดย พรชัย สุรทานนท์

อ่านตรวจทานโดย ศ. นพ. สมศักดิ์ เทียมเก่า