Eletromiografia

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A Eletromiografia é uma técnica de monitoramento da atividade elétrica das membranas excitáveis das celulas musculares, representando os potencias de ação deflagrados por meio da leitura da tensao eletrica (voltagem em função do tempo). O sinal eletromiográfico (EMG) é o somatório algébrico de todos os sinais detectados sob a área de alcance dos eletrodos, podendo ser afetado por propriedades musculares, anatômicas e fisiológicas, assim como pelo controle do sistema nervoso periférico e a instrumentação utilizada para a aquisção dos sinais 1 .

Três principais métodos são utilizados para a detecção do sinal de eletromiografia. O primeiro (profundidade) envolve a inserção de agulhas no ventre muscular, permitindo a captação do sinal advindo de um grupo restrito de unidades motoras 1 . O segundo (superfície) implica na fixação de eletrodos sobre a pele na região correspondente ao ventre muscular. Neste métodos, comumente um par de eletrodos são utilizados com o intuito de reduzir os ruídos de origem comum no sinal adquirido 2 . Um terceiro método compreende a fixação de uma matriz ou malha de eletrodos sobre a pele (multicanais ou alta-densidade). Esta configuração permite a captação de uma maior área do ventre muscular, possibilitando a avaliação de alterações locais quanto a origem e deslocamento dos potenciais de ação 3 . Uma aplicação importante da técnica de eletromiografia de multicanais é a possibilidade de estimativa da velocidade de condução dos potenciais de ação  3 , a qual possui aplicações para o estudo do estado de fadiga do músculo 4 .

A avaliação da função muscular por meio da análise do sinal de eletromiografia possui aplicações diversas. Na área clínica, possível identificar se músculos específicos são ativados em tarefas as quais, estes devem contribuir para o movimento  1 . No esporte, o monitoramento da ativação muscular permite identificar o estado de fadiga muscular 4 , o nível de co-ativação 2 , assim como a determinação de limiares de transição metabólicos em testes de carga incremental 5 .

Assim como observado em outras técnicas de medição de sinais biológicos, a eletromiografia possui limitações. A colocação dos eletrodos determina a qualidade do sinal e sua aderência aos eventos fisiológicos. Para a minimização dos efeitos do posicionamento dos eletrodos sobre o sinal de eletromiografia, a Sociedade Internacional de Eletromiografia e Cinesiologia por meio do projeto Seniam 6 vem apresentando recomendações quanto ao posicionamento dos eletrodos para diferentes músculos. Estas possuem foco na detecção de sinais oriundos do método de eletromiografia de superfície. Uma série de recomendações também são encontradas no manual disponibilizado pela empresa Noraxon, por meio do ABC of EMG 7 . A proximidade dos sensores entre músculos implica ainda na contaminação do sinal de um músculo em particular pela ativação de músculos adjacentes (cross-talk) 8 . Uma vez que o sinal capturado pelos eletrodos é de magnitude reduzida, métodos de amplificação são utilizados com o objetivo de distinguir possíveis ruídos em relação ao sinal advindo dos músculos. No entanto, se recomenda que a fixação dos cabos que conectam os eletrodos ao amplificador sejam observada visto que possíveis movimentos dos cabos impliquem na adição de ruídos ao sinal de eletromiografia 9 .

A análise do sinal de eletromiografia permite a identificação de eventos ocorrendo ao longo do tempo ou em padrões específicos de frequência 10 . No domínio do tempo, medidas como o RMS (root mean square) e a integral do sinal retificado permitem a quantificação da amplitude da ativação. Estas medidas são sensíveis ao aumento na frequência de disparos ou aumento no número de unidades motoras recrutadas 1 . No domínio da frequência, a mudança no espectro de potência do sinal eletromiográfico permite quantificar a mediana ou mesmo a média da frequência do sinal 10 . Estas medidas são sensíveis a mudanças no recrutamento das unidades motoras 1 , assim como na mudanças da posição dos eletrodos em relação as fibras musculares ativas 8 . Um vez que o sinal eletromiográfico possua estacionaridade (homocedasticidade na distribuição das frequências no intervalo de interesse), o que é esperado em contrações isométricas, é possível inferir, por exemplo, que reduções na mediana da frequência do sinal estejam associadas a redução na velocidade de condução dos potenciais de ação 1 . Esta redução ocorreria devido ao recrutamento prioritário de unidades motora de menor calibre 1 . Em contrações dinâmicas, nas quais não há estacionaridade do sinal de eletromiografia, técnicas como a transformada de wavelets permite a resolução das mudanças nos componentes de frequência do sinal em diferentes intervalos de tempo 11 .

Referências

  1. a b c d e f g Basmajian, J. V. e C. J. De Luca. Muscles alive: their functions revealed by electromyography: Williams & Wilkins. 1985
  2. a b Chapman, A. R., B. Vicenzino, et al. Is running less skilled in triathletes than runners matched for running training history? Medicine and Science in Sports and Exercise, v.40, n.3, p.557-565. 2008.
  3. a b Merletti, R., A. Botter, et al. Technology and instrumentation for detection and conditioning of the surface electromyographic signal: state of the art. Clinical Biomechanics, v.24, n.2, Feb, p.122-34. 2009.
  4. a b Macdonald, J. H., D. Farina, et al. Response of electromyographic variables during incremental and fatiguing cycling. Medicine and Science in Sports and Exercise, v.40, n.2, p.335-344. 2008.
  5. Hug, F., D. Laplaud, et al. Occurence of electromyographic and ventilatory thresholds in professional road cyclists. European Journal of Applied Physiology, v.90, n.5-6, p.643-646. 2003.
  6. www.seniam.org
  7. www.noraxon.com/docs/education/abc-of-emg.pdf‎
  8. a b De Luca, C. J. The use of surface electromyography in biomechanics. Journal of Applied Biomechanics, v.13, n.2, p.135-163. 1997.
  9. De Luca, C. J., L. D. Gilmore, et al. Filtering the surface EMG signal: Movement artifact and baseline noise contamination. Journal of Biomechanics, v.43, n.8, May 28, p.1573-9. 2010.
  10. a b Robertson, D. G. E. Research Methods in Biomechanics: Human Kinetics. 2004
  11. Von Tscharner, V. Time-frequency and principal-component methods for the analysis of EMGs recorded during a mildly fatiguing exercise on a cycle ergometer. Journal of Electromyography and Kinesiology, v.12, n.6, p.479-492. 2002.

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