Electromiografia

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´ ´ ADQUISICION Y PROCESADO DE INFORMACION EMG ´ EN EL MODELADO DE SISTEMAS BIOLOGICOS
A. F. Ruiz, F. J. Brunetti, E. Rocon, A. Forner-Cordero y J. L. Pons Grupo de Bioingenier´ ıa Instituto de Autom´tica Industrial - CSIC a Ctra. Campo Real km. 0,200 Arganda del Rey (MADRID) afruiz@iai.csic.es

Resumen
El estudio de los sistemas de control motor biol´gicos trata de identificar y modelar losproo cesos subyacentes en la generaci´n y control de la o actividad motora. La electromiograf´ proporciona ıa informaci´n valiosa que refleja las fuerzas que son o generadas por los m´sculos y la temporizaci´n de u o ´ los comandos motores. Esta puede ser usada para cuantificar la respuesta del sistema de control motor humano a condiciones din´micas externas y a perturbaciones. Este art´ ıculopresenta el dise˜o n y desarrollo de un sistema para la adquisici´n o de se˜ales EMG, se realizan experimentos para n su validaci´n y se aplican t´cnicas matem´ticas o e a de procesamiento de la informaci´n EMG con los o datos adquiridos. Palabras clave: Electromiograf´ Procesado de ıa, se˜al, Modelado, Bioingenier´ n ıa.

El objetivo de este art´ ıculo es presentar el dise˜o n y desarrollo de unsistema de adquisici´n EMG y o su validaci´n. En la siguiente secci´n se discute o o aspectos generales de la electromiograf´ Los asıa. pectos t´cnicos en el desarrollo del m´dulo EMG e o son presentados en la secci´n 3. En la secci´n 4 o o son introducidos diversas estudios experimentales con el objetivo de obtener un patr´n de activaci´n o o trif´sico asociado a los m´sculos agonistas y ana utagonistas de la articulaci´n del codo. o La secci´n 5 discute la metodolog´ an´lisis y reo ıa, a sultados obtenidos. Espec´ ıficamente se aplican diversas t´cnicas para el procesado de los datos e registrados y se valida la informaci´n obtenida. o Finalmente la ultima secci´n presenta las conclu´ o siones y el trabajo futuro.

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ASPECTOS DE LA ELECTROMIOGRAF´ IA

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´ INTRODUCCION

Laelectromiograf´ (EMG) consiste b´sicamente ıa a en la adquisici´n, registro y an´lisis de la activio a dad el´ctrica generada en nervios y m´sculos a e u trav´s de la utilizaci´n de electrodos (superficiales, e o de aguja, implantados), [4]. Las mediciones extra´ ıdas de EMG proporcionan una informaci´n o valiosa acerca de la fisiolog´ y los patrones de ıa activaci´n muscular. Dicha informaci´n refleja o olas fuerzas que son generadas por los m´sculos u y la temporizaci´n de los comandos motores, [7], o [10]. Adem´s, puede usarse en el diagn´stico a o de patolog´ que afectan al Sistema Nervioso ıas Perif´rico, las alteraciones funcionales de las ra´ e ıces nerviosas, de los plexos y los troncos nerviosos perif´ricos, as´ como de patolog´ del m´sculo y e ı ıas u de la uni´n neuromuscular. o En laelectromiograf´ se registran las diferenıa cias de potencial el´ctrico, siendo se˜ales muy e n peque˜as, del orden de 50 µV hasta 5 mV , que n requieren amplificaci´n. Generalmente la ganano cia de amplificaci´n es mayor a 1000. Para reo ducir la interferencia en la se˜al se intenta que la n impedancia de la piel sea baja.

La contracci´n de fibras musculares genera activio dad el´ctrica que puedeser medida por electroe dos fijados a la superficie de la piel pr´xima al o grupo muscular. La se˜al EMG superficial men dida usando electrodos que monitorizan la actividad de m´ltiples fibras musculares puede ser mou delada como un proceso estoc´stico variante en el a tiempo con media cero, [4]. Ha sido observado que la desviaci´n est´ndar de la se˜al EMG (sin o a n procesar) est´ monot´nicamenterelacionada a el a o n´mero de unidades motoras activadas y a la veu locidad de su activaci´n. Esta desviaci´n est´ndar o o a es usada para aproximar la magnitud de la actividad el´ctrica muscular, referida como la ame plitud EMG. La amplitud EMG tiene una variedad de aplicaciones, tales como la se˜al de conn trol para pr´tesis mioel´ctricas, estimaciones ero e gon´micas, sistemas de realimentaci´n...
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