Electromiografía (EMG): Fundamentos y Aplicaciones

La electromiografía (EMG) no solo implica el registro de potenciales bioeléctricos de la actividad muscular, sino que también involucra la detección, análisis y uso de dicha señal eléctrica. Se refiere tanto al músculo estriado como a la musculatura lisa, representando la corriente generada por el flujo iónico a través de las membranas de las fibras musculares.

Unidad Funcional

La unidad funcional, llamada unidad motora, consiste en una motoneurona alfa y todas las fibras musculares inervadas por sus ramificaciones. Cuando esta se activa, se genera una señal eléctrica que emana de estas y se registra con un electrodo como un potencial de acción de esa unidad motora. Esta es la unidad fundamental de la señal EMG.

Características de la Señal EMG

Se sabe que la amplitud de la señal EMG es de naturaleza aleatoria, con valores entre 0-6 mVpp o 0-1.5 mVrms. La frecuencia se encuentra entre 0-500 Hz, con energía dominante en 50-150 Hz. Esta señal puede ser maximizada con equipos de registro que procesen la señal de forma lineal, con buena respuesta en frecuencia y que no filtren componentes de interés.

Tipos de Electrodos para Registro EMG

La fidelidad del registro EMG depende de los electrodos. Cuando se colocan en la piel, la superficie de detección hace contacto con los electrolitos y presenta una reacción química. Por ello, el registro depende mucho de su diseño, la sudoración y los cambios en la humedad. Los criterios a considerar son:

• Distancia entre las superficies de detección: Afecta el ancho de banda y la amplitud de la señal EMG. Una distancia pequeña desplaza el ancho de banda a frecuencias altas y disminuye la amplitud de la señal.
• Tamaño y forma: Cuando el tamaño de la superficie de detección es grande, la amplitud de la EMG detectada es mayor y el ruido eléctrico que puede generarse en la interfase es menor.

Registro EMG

Para detectar fibras musculares individuales, se utilizan electrodos de aguja. Para registrar un grupo de fibras musculares, es mejor utilizar electrodos de superficie.

Colocación de Electrodos

Configuración Monopolar

Consiste en colocar un electrodo con una sola superficie de detección en un lugar específico para detectar los potenciales eléctricos desde ese punto con respecto a un electrodo de referencia. Detecta toda señal eléctrica de la vecindad, incluyendo las no deseadas.

Configuración Bipolar

Esta configuración utiliza dos superficies de detección para registrar dos potenciales en el tejido muscular de interés con respecto a un electrodo de referencia. Ambos se conectan a un amplificador diferencial que elimina cualquier señal común o ruido ambiental.

Configuraciones Utilizadas para el Registro de EMG

Los electrodos de detección de la señal EMG deben colocarse entre un punto motor y la inserción del tendón, o entre dos puntos motores y a lo largo de la línea media longitudinal del músculo. El eje del electrodo debe alinearse de manera paralela con la longitud de las fibras musculares. Nunca se deben colocar electrodos cerca del tendón del músculo, ya que esto reduce la amplitud de la señal EMG. Tampoco deben colocarse en puntos motores, ya que se produce una variación de frecuencia de la señal. Los ejes de los electrodos deben alinearse de forma paralela con la longitud de las fibras musculares para que ambas superficies de detección intercepten las mismas fibras musculares, reflejando las propiedades de un conjunto fijo de fibras musculares y asegurando que el espectro de frecuencia de la EMG sea independiente de otros factores. Se requiere un electrodo de referencia o electrodo a tierra (GND) para proporcionar una referencia común para la entrada diferencial del preamplificador en el equipo.

Precauciones Durante el Registro de EMG

• El paciente, los electrodos y el equipo deben estar en un campo electromagnético estable.
• Minimizar cualquier movimiento relativo entre la superficie de detección del electrodo y las fibras musculares.
• Utilizar electrodos que detecten solo señales de fibras musculares cercanas.
• Siempre que se tenga contacto galvánico directo o indirecto con la piel con cualquier instrumento eléctrico, existe riesgo de que fluya corriente. Esto disminuye cuando el dispositivo está polarizado con voltajes bajos (3-15V).
• El sujeto debe estar aislado de cualquier conexión eléctrica, utilizando aisladores ópticos o transformadores de aislamiento.

Ruidos en EMG

Los ruidos en EMG incluyen el ruido ambiental por radiación electromagnética, el ruido de línea y el artefacto de movimiento, que se encuentran entre 0-20 Hz. La amplitud del EMG es de naturaleza aleatoria. Es importante maximizar la señal utilizando dispositivos que procesen la señal de manera lineal para evitar la distorsión de los picos y filtrar de manera innecesaria.

Características de los Amplificadores para EMG

Los amplificadores para EMG deben minimizar la distorsión de la señal de los electrodos. Por ello, se utiliza una primera etapa de amplificación a 10 cm del electrodo de detección. Esta debe poseer una ganancia que permita tener una amplitud aproximada de 1V, una impedancia de entrada (Zin) mayor a 10 Tohm con una capacitancia (C) de 5 pF, una relación de rechazo de modo común (RRMC) mayor a 80 dB, y una corriente de polarización de entrada baja (< 50 pA) con un ruido menor a 50 pA.

Procesamiento de la Señal EMG

El procesamiento de la señal EMG es dependiente del tiempo. La fuerza, como magnitud variante aleatoria, se somete a una rectificación de la señal para invertir los valores negativos y conservar toda la energía de la señal. Luego, se realiza un promediado de dicha señal. Otro procedimiento es la integración, que consiste en obtener el área bajo la señal en unidades de V-seg. También se puede realizar el conteo del número de veces por unidad de tiempo que la señal contiene un pico o cruza el nivel cero, o analizarla como señales en el dominio de la frecuencia.