Electromiografía

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Electromiografía (EMG) es una técnica para la evaluación y registro de la actividad eléctrica producida por los músculos esqueléticos.[1] El EMG se desarrolla utilizando un instrumento médico llamado electromiógrafo, para producir un registro llamado electromiograma. Un electromiógrafo detecta la diferencia de potencial eléctrico que activa las células musculares,[2] cuando éstas son activadas neuralmente o eléctricamente, las señales pueden ser analizadas para detectar anormalidades y el nivel de activación o analizar la biomecánica del movimiento de un humano o un animal.

Características eléctricas[editar]

La fuente eléctrica es el potencial de la membrana muscular de alrededor de -90 mV,[3] midiendo los rangos potenciales de EMG de menores a mayores rangos entre 50 μV hasta 20 o 30 mV, dependiendo del músculo en observación.

El rango típico de repetición de una unidad motora muscular es de alrededor 7–20 Hz dependiendo del tamaño del músculo. El daño a las unidades esperadas puede ser entre rangos de 450 y 780 mV.

Historia[editar]

El primer material en el que aparece el EMG fue en el de trabajo de Francesco Redi en 1666. Redi descubrió un músculo altamente especializado en la Raya Eléctrica (pez) (Electric Eel) que generaba electricidad. En 1773, Walsh pudo demostrar que el tejido muscular de la Raya Eléctrica tenía la capacidad de generar una chispa de electricidad. En 1792, en una publicación titulada De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius escrita por Luigi Galvani, aparecía que el autor demostraba que la electricidad podía iniciar contracciones musculares. Seis décadas después, en 1849, Dubois-Raymond descubrió que era también posible llevar un registro de la actividad eléctrica durante la actividad de la contracción muscular. El primer registro real fue hecho por Marey en 1890, quien además introdujo el término de electromiografía. En 1922, Gasser y Erlanger usaron un osciloscopio para mostrar las señales eléctricas de los músculos. Entre 1930 y 1950 los científicos comenzaron a utilizar electrodos mejorados y más sofisticados para los estudios musculares. El uso clínico del EMG para el tratamiento de desórdenes más específicos comenzó en la década de los 60’. Hardyck y sus colaboradores fueron los primeros (1966) practicante en usar el EMG. En los comienzos de los 80’s, Cram y Steger introdujeron un método clínico para escanear una variedad de músculos utilizando dispositivo EMG sensible.

No fue hasta mediados de los 80’s, cuando se integraron las técnicas de los electrodos, las cuales tenían un nivel tecnológico suficiente para la producción de instrumentación pequeña y de bajo peso y así mismo amplificadores que permitían avances en campos como los de la medicina o la biomecánica. En el presente, hay un número grande de amplificadores que se comercializan. La electromiografía se ha venido utilizando ampliamente para el registro de músculos superficiales en protocolos clínicos o kinesiólogos donde los electrodos intramusculares son utilizados para investigar músculos profundos o localizar la actividad muscular.

Hay muchas aplicaciones para el uso de la EMG, es utilizada clínicamente para el diagnóstico de problemas neuronales o neuromusculares. Es utilizada así mismo en muchos tipos de laboratorio investigativos, incluyendo los que están en el campo de la biomecánica para el análisis del control motor, fisiología neuromuscular, desordenes de movimiento, control postural, terapia física.

Procedimiento[editar]

Hay dos métodos para utilizar el EMG, uno es la superficial, y el otro método es el intramuscular. Para llevar a cabo un EMG intramuscular, se usa una aguja electrodo, se inserta a través de la Piel hasta que entre al tejido muscular. Un profesional entrenado (como un neurólogo, fisiatra, o terapista físico) va observando la actividad eléctrica mientras inserta el electrodo. Mientras se va insertando el electrodo provee una información valiosa en cuanto a la actividad muscular como al nervio que inerva ese músculo. Los músculos cuando están en reposo muestran señales normales eléctricas, cuando el electrodo es insertado, por ende la actividad eléctrica se estudia cuando el músculo está en reposo. La actividad anormal espontánea indica un daño en el nervio o en el músculo. Después se le pide al paciente que contraiga el músculo suavemente para poder realizar un análisis con más profundidad. El tamaño, la frecuencia y la forma resultante de la unidad potencial motora son analizados. Posteriormente el electrodo es retirado unos pocos milímetros e insertado nuevamente para analizar la actividad, la cual debe tener unidades por lo menos entre 10–20. Cada trazo del electrodo da una imagen muy local de la actividad del músculo completo. Debido a que el músculo esquelético difiere en su estructura interna, el electrodo debe ser puesto en varias localizaciones para obtener resultados confiables de estudio.

El método Intramuscular EMG puede ser considerado demasiado invasivo o innecesario en algunos casos. En su lugar, el método superficial emplea una superficie en la cual el electrodo se puede utilizar para controlar la imagen general de la activación muscular, a diferencia de la actividad de sólo unas pocas fibras como se observa utilizando un EMG intramuscular. Esta técnica se utiliza en una serie de ajustes, por ejemplo, en la fisioterapia, la activación muscular se controlará mediante EMG superficial y los pacientes tienen un estímulo auditivo o visual para ayudarles a saber cuándo se está activando el músculo (retroalimentación).

Una unidad motora se define como un motor neurona y todas las fibras musculares que inerva. Cuando una unidad motora se activa, el impulso llamado potencial de acción se desplaza de la neurona motora hacia el músculo. El área donde el nervio hace contacto con el músculo se llama unión neuromuscular. Después de que el potencial de acción se transmite a través de la unión neuromuscular, se obtiene un potencial en todas las fibras musculares inervadas por la unidad motora particular. La suma de todo esta actividad eléctrica se conoce como un potencial motor de la acción de la unidad (MUAP). La actividad electrofisiológica de las múltiples unidades motoras es la señal que normalmente se evalúa durante un EMG. La composición de la unidad motora, el número de fibras musculares por unidad motora, el tipo metabólico de las fibras musculares y muchos otros factores afectan la forma de los potenciales de unidad motora en el miograma.

Algunos pacientes pueden encontrar el procedimiento doloroso, otros experimentan un pequeño nivel de disconfort cuando la aguja es insertada. Los músculos a los cuales se les realiza el procedimiento pueden quedar adoloridos por uno o dos días después del procedimiento.

Resultados normales[editar]

El tejido muscular en reposo es eléctricamente inactivo. Después de la actividad eléctrica causada por la inserción de las agujas, el electromiógrafo no debe detectar ninguna actividad anormal espontánea (es decir, un músculo en reposo debe estar eléctricamente silencioso, con la excepción del área de la unión neuromuscular, que en circunstancias normales, se activa muy espontáneamente). Cuando el músculo se contrae voluntariamente, los potenciales de acción comienzan a aparecer. Como la fuerza de la contracción muscular aumenta, más y más fibras musculares producen potenciales de acción. Cuando el músculo se contrae completamente, deben aparecer un grupo desordenado de potenciales de acción de tasas y amplitudes variables.

Resultados anormales[editar]

El EMG es utilizado para diagnosticar enfermedades que generalmente están clasificadas en una de las siguientes categorías: neuropatías, enfermedades del empalme neuromuscular y miopatías.

Las Neuropatías se definen desde las siguientes del EMG:

  • Un potencial de acción amplitud que es dos veces normal debido a un creciente número de fibras por unidad motora debido a la re inervación de fibras desnervadas.
  • Un incremento en la duración del potencial de acción.
  • Una disminución de las unidades motoras en el músculo (utilizando técnicas de estimación numérica de unidades motoras).

Miopatías definiendo características del EMG:

  • Disminución de la duración del potencial de acción.
  • Una reducción en el área y la amplitud del radio del potencial de acción.
  • Una disminución en el número de unidades motoras en el músculo.

Los resultados anormales son causados por las siguientes condiciones médicas:

Descomposición de la señal de EMG[editar]

Las señales del EMG se componen principalmente de los potenciales de acción de las unidades motoras superpuestas. La medición de la señales del EMG pueden ser descompuestas en los los potenciales de acción de las unidades motoras (PAUMs) constituyentes. Los PAUMs de diferentes unidades motoras pueden tener distintas formas, mientras que los PAUMs registrados por el mismo electrodo de la unidad motora, son típicamente similares. La forma y el tamaño del PAUM dependen notablemente del lugar donde se localice el electrodo con respecto o a las fibras.

Aplicaciones del EMG[editar]

Las señales del EMG son usadas en muchas aplicaciones clínicas y biomédica. El EMG es usado como una herramienta para diagnosticar enfermedades neuromusculares, y desordenes del control motor. Las señales del EMG también son utilizadas para el desarrollo de prótesis de manos, brazos y extremidad inferior.

El EMG también es usado para detectar la actividad muscular en los lugares donde no se produce movimiento. Se puede reconocer el habla de una persona con incapacidad para producir voz mediante la observación de la actividad del EMG, en los músculos asociados con el habla.

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. Kamen, Gary. Electromyographic Kinesiology. In Robertson, DGE et al. Research Methods in Biomechanics. Champaign, IL: Human Kinetics Publ., 2004.
  2. MeSH Electromyography
  3. Nigg B.M., & Herzog W., 1999. Biomechanics of the Musculo-Skeletal system. Wiley. Page:349.

Referencias[editar]

  • M. B. I. Reaz, M. S. Hussain, F. Mohd-Yasin, “Techniques of EMG Signal Analysis: Detection, Processing, Classification and Applications”, Biological Procedures Online, vol. 8, issue 1, pp. 11–35, March 2006
  • Nikias CL, Raghuveer MR. Bispectrum estimation: A digital signal processing framework. IEEE Proceedings on Communications and Radar. 1987;75(7):869–891.
  • Basmajian, JV.; de Luca, CJ. Muscles Alive - The Functions Revealed by Electromyography. The Williams & Wilkins Company; Baltimore, 1985.
  • Graupe D, Cline WK. Functional separation of EMG signals via ARMA identification methods for prosthesis control purposes. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 1975;5(2):252-259.
  • Kleissen RFM, Buurke JH, Harlaar J, Zilvold G. Electromyography in the biomechanical analysis of human movement and its clinical application. Gait Posture. 1998;8(2):143–158. doi: 10.1016/S0966-6362(98)00025-3. [PubMed]
  • Cram, JR.;Kasman, GS.; Holtz, J. Introduction to Surface Electromyography. Aspen Publishers Inc.; Gaithersburg, Maryland, 1998.
  • Ferguson, S.; Dunlop, G. Grasp Recognition From Myoelectric Signals. Procedures Australasian Conference Robotics and Automation 2002; pp. 78–83.
  • Stanford V. Biosignals offer potential for direct interfaces and health monitoring. Pervasive Computing, IEEE. 2004;3(1):99–103.
  • Wheeler KR, Jorgensen CC. Gestures as input: neuroelectric joysticks and keyboards. Pervasive Computing, IEEE. 2003;2(2):56–61.
  • Manabe, H.;Hiraiwa, A.; Sugimura, T. Unvoiced Speech Recognition using EMG-Mime Speech Recognition. Conference on Human Factors in Computing Systems 2003; pp. 794–795.

Enlaces externos[editar]