Aula 3 - Eletromiografia

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1 Dinâmica da disciplina Aula 3 - Eletromiografia 04/06/20 THIAGO MATTA Aulas teóricas: 30/04 Aula (Introdução/bases da instrumentação) 2 28/05 Aula 2 (Bases da instrumentação/aplicação na pesquisa em biomecânica) 04/06 Aula 3 (Aplicação na pesquisa em biomecânica/emg ) 8/06 Aula 4 (EMG 2 e MMG) 6/07 Aula 5 (Prática de estatística???) Aulas práticas: Semana intensiva Agradecimentos 3 Liliam Oliveira, DSc. - Doutorando (COPPE-UFRJ) Marco Antônio Garcia - Paulo Sergio Gomes, PhD. Objetivos Rever (resumidamente) os passos da instrumentação; Demonstrar as técnicas empregadas em biomecânica; Histórico e atualidades da EMG; Bases fisiológicas; Demonstração da técnica Aquisição ; Eletrodos Variáveis do sinal EMG 4 Medição 5 Instrumentação 6 Fonte geradora Comunicação Transdutor Sinal Condicionamento do sinal Carrega a informação de interesse Converte a grandeza física original no sinal elétrico Sistema de aquisição Manipulação do sinal de entrada para gerar a informação de interesse Processamento do sinal Faz a operação necessária para adequar a saída de um transdutor à entrada do Sistema de Aquisição Transformação matemática do sinal Sinal processado

2 Métodos em biomecânica 7 Cinemetria 8 Cinemetria; Goniometria; Estabilometria; Ultrassonografia; Dinamometria isocinética; Modelagem matemática; Eletromiografia; Mecanomiografia Duarte, 2004 Cinemetria 9 Goniometria 0 Objetivo: Fazer a análise cinemática dos cinco exercícios abdominais Eletrogoniômetro (Biometrics) Goniômetro manual (di Carangeot) Resultados: O Abdominal tradicional teve maior amplitude em todos os ângulos, inclusive na soma de todos, porém as mulheres atingiram maiores amplitudes que os homens. Goniômetro manual (Universal) Goniometria Estabilometria 2 Técnica que registra e quantifica o deslocamento do CP 2

3 Estabilometria 3 Ultrassonografia 4 Ultrassonografia 5 Dinamometria isocinética 6 Dinamômetro eletromecânico Velocidade constante Dinamometria isocinética 7 Modelagem 8 3

4 Modelagem 9 Técnicas eletrodiagnóstocas 20 Eletrocardiografia (ECG) Eletroencefalografia (EEG) Eletromiografia (EMG) Músculo cardíaco Córtex cerebral Músculo esquelético Eletromiografia 2 Vantagens e desvantagens 22 Estudo da função muscular através do sinal elétrico muscular Fisiologia Eletromiografia Técnica que trata da detecção e análise do sinal muscular Engenharia (De Luca citado por Webster, 988) Vantagens: -Seguro; -Fácildeusar; - Método não-invasivo; - Custo reduzido. Desvantagens: -Sinal sem morfologia clara e grande variabilidade entre sujeitos; -Modulado pelo comprimento do músculo, força produzida, fadiga, etc; - Depende de protocolos -A análise, simplesmente visual, não é adequada. Histórico 24 EMG is too easy to use and consequently too easy to abuse. (De Luca, 997) Discussão na eurology (200, 56, 42-2) 23 Puraquê(Electrophorus electricus) super.abril.uol.com.br 4

5 3/6/20 Histórico Atualidade Basmajian, considerado o Pai da EMG, desenvolveu a técnica de biofeedback como forma de treinamento através de eletrodos de arame. Roger Enoka Universidade do Colorado, EUA Publicou, em 962, a primeira edição de Muscle Alive. Roberto Merletti Instituto Politécnico de Torino, Itália Carlo de Luca Universidade de Boston, EUA Pesquisas com EMG Instrumentação para EMG Pesquisa médica Ortopedia Cirurgias eurologia funcional Postura e equilíbrio Reabilitação Pós-cirúrgico euro-reabilitação Terapia manual Terapia ativa Ergonomia Risco-prevenção Desenho ergonômico Certificação de produtos Análise ergonômica Educação Física Análise do movimento Treinamento de força Reabilitação no esporte Biomecânica Monitor de Computador Amplificador de EMG (2 canais) Filtro Passa-Banda de Hz Ganho = 000 Conversor A/D 2 Bits e faixadinâmica de 5V Dinamômetro (SEIAM, 999) Instrumentação para EMG Unidade motora Estrutura Básica - Tamanho do motonourônio; - Quantidade de fibras musculares Inervadas; - Tipo de fibra invervada. - Menor parte descrita do controle motor Condicionamento do Sinal Excita a fibra muscular 5

6 Conceitos básicos 3 Potencial de ação 32 Entrada de a + Saída de K - Qual é a tendência? Potencial de ação 33 Potencial de ação 34 A velocidade do potencial deação na fibra muscular varia entre3e 5m/s,oque parece depender do tipo de fibra. Entretanto, essa relação ainda não foi totalmente elucidada (Merletti e Parker, 2004). Zona de despolarização 35 TPUMs 36 De Luca in Basmajian, 985 6

7 Como se detecta o sinal? 37 Sinal EMG 38 m =Sinal m 2 =Sinal2 n= ruído Sinalde EMG = ([m + n] Ref) -([m 2 + n] Ref) Eletrodos 39 Dispositivosquetêma finalidadede, emconjuntocom o instrumentode medida, possibilitara mediçãodos biopotenciais. Logo, estedeveráser capazde transformara correnteiônicaem corrente elétrica(eletrônica) Relação sinal-ruído 40 Relação Sinal-Ruído = Amplitude do Sinal de EMG = Amplitude do Sinal de Ruído Garantir essa relação é de fundamental importância. Importância do eletrodo a medida em que o potencial de meia-célula (potenciais obtidos em corrente nulaemum eletrodo) é alterado (processo de polarização onde há corrente circulando), a diferença entre o novo potencial e a condição inicial é denominada sobre-tensão. O eletrodode Ag/AgClé ditoideal paramedidasde biopotenciais pelo fato de não apresentar sobretensão, exceto pela transferência de carga. 4 Impedância na interface eletrodo-músculo 42 Camada de tecido Adiposo Profundidade das Fibras 7

8 3/6/20 Impedância na interface eletrodo-músculo Preparação da pele Preparação da pele Impedância da Pele Adaptado de Merletti e Parker, 2004 Pasta abrasiva Peeling Éter Acetona Álcool Sem tratamento Preparação da pele 47 Quantidade de Ruído Adaptado de Merletti e Parker, 2004 Pele ão Preparada Pele Suada Pasta Condutora Pele Preparada 48 8

9 3/6/20 Colocação dos eletrodos 50 A distância Inter-eletrodos aumenta o grau de não-linearidade da relação EMGamplitude x Força (Lindströn, 970; M ller, 966). 49 Fixação dos eletrodos Posição dos eletrodos 5 52 ( Colocação dos eletrodos Tamanho dos eletrodos Os eletrodos funcionam como filtros passa-baixas, sendo esta característica modulada pelos seus respectivos diâmetros Logo Quanto menor o diâmetro do eletrodo ( 5 mm), menor será a chance de se perder informação!!! SEIAM Project, 998 9

10 3/6/20 Tamanho do eletrodo Distância entre eletrodos Adaptado de Merletti e Parker, 2004 Recomendação SEIAM Máximo de 2 cm Impedância 3cm Área do Eletrodo Cross-talk Cross-talk Crosstalk é crítico quando O aspecto temporal da ativação fundamenta a análise (ex: cinesiologia da marcha). Exemplo: Estudos que demonstram a atividade elétrica dos músculos da parede abdominal em exercícios dinâmicos. Colocação dos eletrodos 60 Surface EMG for on-invasive Assessment of Muscles (SEIAM) (acesso on-line) RA superior RA inferior Oblíquo interno Oblíquo externo Grande dorsal Paraespinhal Reto femoral 59 0

11 Protocolo SEIAM 6 Exemplo : Protocolo SEIAM 62 Exemplo 2: Bíceps Braquial Glúteo Médio Músculo: Biceps braquii Posição do sujeito: Sentado e com a articulaçãodocotoveloem90 o. Colocação do eletrodo: Os eletrodos deverão ser colocados a /3 a partir da distância entre afossacubitaleoacrômio. Músculo: Gluteus (Medius) Posição do sujeito: Decúbito lateral. Colocação do eletrodo: o ponto médio entreacristailíacaeotrocântermaior. Protocolo SEIAM 63 Exemplo 3: Amplificador 64 Amplitude (µv) Deltóide Músculo: Deltoideus(Anterior) Posição do sujeito: Posição sentada e membros superiores em posição neutra. Colocação do eletrodo: Os eletrodos deverão ser colocados a uma distância de um dedo (anteriormente) a partir do acrômio. Amplitude (µv) Amplitude (mv- V) Tempo Amplificador X Tempo Cuidado com o amplificador 65 Domínio do tempo 66

12 3/6/20 Domínio do tempo Domínio do tempo Sinal EMG Sinal EMG domínio do tempo Sinal Bruto (Raw Signal) Sinal Retificado (Full Wave Retification) Sinal EMG domínio do tempo Valor médio retificado 7 72 ValorMédio Re tificado ( ARV ) = RaizMédiaQ uadrática ( RMS ) = x xi i = 2 i i = ValorMédio Re tificado ( ARV ) = xi i = 2

13 Valor RMS 73 Exercício RaizMédiaQ uadrática ( RMS ) = i= 2 x i 74 ) QUAL É O OBJETIVO DO ESTUDO? 2) QUAIS SÃO OS ISTRUMETOS USADOS O ESTUDO? 3) EXISTE ALGUM OUTRO ISTRUMETO QUE PODERIA TER SIDO USADO O ESTUDO? 4) QUAIS SÃO AS CARACTERÍSTICAS DE CADA TRASDUTOR? 5) QUAIS SÃO AS VARIÁVEIS DO SIAL EMG AALISADAS? 3