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Valoración de la electromiografía de superficie multicanal para el análisis de la mialgia de esfuerzo en músculos del antebrazo
García Prieto, Michelle
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica; Fernández Canti, Rosa M.
Projecte final de carrera fet en col.laboració amb l'Institut de Fisiologia i Medicina de l’Art y el Centre de Recerca de Enginyeria Biomèdica (CREB)
El movimiento y la posición del cuerpo son controladas por señales eléctricas que permiten la comunicación bidireccional entre los músculos y el sistema nervioso central y periférico. A propósitos de estudio del sistema muscular, el cuerpo humano se puede pensar como un sistema eléctrico donde el sistema nervioso (central y periférico) actúa como un generador de señales que se propagan a través de los nervios y llegan a los actuadores. Los actuadores de movimiento son los músculos, cuyas contracciones generan fuerzas sobre los huesos (a través de los tendones), logrando finalmente el movimiento deseado. Las propiedades funcionales de los músculos no pueden ser investigadas de forma directa por la dificultad que conlleva insertar sensores de fuerza en serie con los tendones. Además de las propiedades mecánicas de los músculos, se ha asociado la actividad muscular con la propagación de señales eléctricas en las fibras musculares (señales electromiográficas o EMG) que pueden ser grabadas por medio de electrodos insertados en el músculo (EMG intramuscular) o colocados sobre la piel (EMG superficial). Existe un campo clínico especializado en el análisis de señales EMG basándose en la apariencia visual de dichas señales (análisis subjetivo), aunque un enfoque cuantitativo permite analizar las señales objetivamente y extraer características específicas como duración de los potenciales de acción, amplitud pico-pico, amplitud promedio y cambios de fase, entre otras, que permiten contrastar los parámetros obtenidos de las señales EMG de un paciente con una base de datos de individuos sanos de todas las edades. Cuando surgen condiciones patológicas en el sistema motor, bien sea en la medula espinal, en las neuronas motoras, en los músculos o en la unión neuromuscular, varían las características de las señales de EMG. Registrar y analizar detalladamente dichas señales puede ser útil para diagnosticar anormalidades en cualquiera de los elementos involucrados en el proceso de su generación y conducción. Conocer los mecanismos fisiológicos involucrados en el desarrollo de los desórdenes musculoesqueléticos es de gran importancia para su prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación. Estos desordenes generalmente se denominan “mialgias” dado que suelen manifestarse como casos de dolor muscular agudo. Particularmente, los desordenes de las extremidades superiores comprenden diferentes elementos como músculos, ligamentos, articulaciones , nervios periféricos y desordenes del flujo sanguíneo e incluyen un conjunto de síntomas específicos, como la epycondilitis lateral, el síndrome de túnel carpiano, y otros no específicos sobre los que recientemente se ha intentado definir criterios de diagnóstico y estandarización. Debido al amplio rango de elementos que intervienen en la activación de los mecanismos musculo-esqueléticos, es difícil identificar un sólo mecanismo fisiológico responsable del problema. Algunas hipótesis actuales plantean una relación de causalidad entre los requerimientos de desempeño impuestos por las tareas realizadas en el ámbito ocupacional y los síntomas de la patología. El esfuerzo se concentra en identificar síntomas patológicos en las señales mioeléctricas a fin de generar pruebas clínicas a través de las cuales se pueda identificar si el paciente sufre de mialgia de esfuerzo e, inclusive, el grado de su padecimiento. El presente proyecto se enfoca en el estudio de señales de Electromiografía de superficie multicanal con el propósito de desarrollar un método preliminar de diagnóstico a partir de ejercicios con contracciones voluntarias (y no por medio de estimulación eléctrica) como fuente de información acerca del avance o retroceso de enfermedades relacionadas con la mialgia de esfuerzo. Dichas enfermedades iv suelen ser ocasionadas por la realización prolongada de actividades repetitivas, por sostener posturas incómodas o por estar sometido a vibración durante un tiempo prolongado. Los electrodos empleados son superficiales y consisten en un medio conductor de dimensiones y forma definida que se conecta eléctricamente a la piel del paciente fijándolo con medios adhesivos permitiendo la conducción a través de gel electrolítico para asegurar y estabilizar el contacto del electrodo con la piel. El material de los electrodos empleados es plata - cloruro de plata y se encuentran configurados en una matriz lineal de 8 electrodos, proporcionando información multicanal a través de un registro diferencial (la señal de cada canal será la diferencia de las señales obtenidas por dos electrodos consecutivos). Se realiza el registro y procesamiento de señales de EMG superficial multicanal de cuatro músculos del antebrazo (Extensor Carpi Ulnaris, Flexor Palmaris Longus, Extensor Digitorum Comunis y Extensor Carpi Radialis) y la extracción de características que permitan medir su activación, proporcionando información sobre el estado de los músculos en cuanto a patrones de activación, fatigabilidad, velocidad de conducción de los potenciales, entre otros, con el fin de establecer un protocolo para el registro de una base de datos de pacientes sanos y otra de pacientes con mialgia de esfuerzo en diferentes grados con el interés de profundizar el conocimiento de la enfermedad. Este proyecto responde al análisis preliminar de un estudio a ser realizado en colaboración con el Institut de Fisiologia i Medicina de l’Art y el Centre de Recerca de Enginyeria Biomèdica (CREB) de la Universidad Politécnica de Catalunya.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Electrònica biomèdica
Electromyography
Electromiografía
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