Se presenta un protocolo para la instalación y preparación de electrodos intramusculares, junto con un dispositivo de medición miniaturizado montable en animales para el análisis de electromiografía (EMG) en estudios de locomoción. Este sistema permite la transmisión inalámbrica de datos EMG en tiempo real para investigar la recuperación de la locomoción en ratas modelo de accidente cerebrovascular.
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Artículo de método
Un sistema de medición de electromiografía portátil en tiempo real para animales pequeños
En este artículo
Resumen
Resumen
El método de medición de electromiografía intramuscular (EMG) para animales de experimentación se ha implementado de varias maneras. Entre estos métodos, la conexión de cables a dispositivos de medición externos puede restringir el movimiento de los animales de experimentación, mientras que los dispositivos implantables pueden causar efectos secundarios no deseados debido a la presencia constante de un dispositivo con un tamaño y peso considerables. Para abordar estos problemas, proponemos un sistema de medición de EMG de bajo costo, inalámbrico y desmontable y un procedimiento experimental. Este artículo se centra en la instalación quirúrgica de electrodos de alambre intramuscular con conectores pequeños y el desarrollo del sistema inalámbrico. Cabe destacar que en este sistema, solo los electrodos de alambre se insertan en el cuerpo del animal. Con este sistema, las mediciones de EMG se pueden realizar fácilmente conectando el sistema de circuito a un conector instalado en la espalda del animal, con un monitoreo en tiempo real que se puede lograr en una computadora portátil. El método propuesto se explica de manera detallada, paso a paso, seguido de una demostración que implica la inserción de electrodos intramusculares en las extremidades traseras de una rata. Se realiza un experimento en cinta rodante para un estudio de locomoción, y posteriormente se obtienen y analizan las señales electrofisiológicas resultantes.
Introducción
La electromiografía consiste en registrar los potenciales eléctricos generados por las fibras musculares durante la contracción. Estas propiedades están determinadas por las señales de activación neuronal enviadas desde las neuronas motoras a los músculos individuales. La EMG es ampliamente utilizada en estudios relacionados con la rehabilitación, motores, cerebrales y nerviosos, y los métodos de medición se pueden clasificar ampliamente en EMG de superficie (sEMG) y EMG intramuscular (iEMG)1. Los electrodos de superficie ofrecen varias ventajas, especialmente en aplicaciones portátiles, ya que no son invasivos y requieren un proceso de prepara....
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Protocolo
La aprobación de todos los procedimientos y protocolos éticos y experimentales fue otorgada por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales bajo la Solicitud No. CGU1-2021-IA0041. En este estudio se utilizó una rata Sprague-Dawley macho de 7 semanas de edad. Los detalles de los reactivos y el equipo se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Preparación animal
- Prepare las ratas a la edad de 7 semanas. Por seguridad, aloje ratas de pesos similares juntas, con un máximo de tres ratas por jaula.
- Asegúrese de que las ratas se adapten sin estrés antes de la cirugía. Proporcione agua....
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Resultados
En este estudio, se presenta un método inalámbrico sencillo para la adquisición de EMG. Aunque es necesaria una intervención quirúrgica, solo se realiza una incisión parcial en la zona específica para la inserción del electrodo y la fijación del conector, reduciendo significativamente la carga para el animal. En esta demostración, los electrodos se insertaron en las extremidades inferiores, pero se pueden realizar estudios electrofisiológicos similares en diversas áreas adicionales utiliz.......
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Discusión
Este trabajo presenta un sistema de adquisición de electromiografía (EMG) que es pequeño, fácil de implementar, de bajo costo e inalámbrico. El sistema evita eficazmente la degradación de la señal causada por los cables, ya que no depende de ningún equipo de medición externo cableado. Al montar el conector en la parte posterior en lugar de en la cabeza, el proceso quirúrgico se vuelve significativamente más fácil, lo que reduce el riesgo de complicaciones. Esta configuración también minimiza las posibilidades de que la p.......
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Divulgaciones
Todos los autores no tienen conflicto de intereses.
Agradecimientos
Esta investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF-2020M3A9E4104385) y el Proyecto de Desarrollo de Dispositivos Nanomédicos del National Nano Fab Center (número de subvención: 1711160154).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Placa de níquel de 0,2 mm de espesor | Cualquier vendedor | ||
| Filamento de impresión 3D | cubicon | A-100 | |
| 7 semanas RAT | JABIO | SD (DBL) [7W M] | |
| Adhesivo | Okong | 1028453 | para asegurar el escudo |
| ANT1 | Johanson Technology Inc. | 2450AT07A0100001T | |
| C1, C15, C16, C20 | Vishay | 1n | 0201(0603)métrico |
| C10, C13 | Vishay | 100p | 0201(0603)métrico |
| C11, C12 | Vishay | 4p | 0201(0603)métrico |
| C14, C19 | Vishay | 0.39n | 0201(0603)métrico |
| C2, C17 | Vishay | 22n | 0201(0603)métrico |
| C3, C5, C6 | Vishay | 0.1u | 0201(0603)métrico |
| C4, C18 | Vishay | 2.2u | 0201(0603)métrico |
| C7 | Vishay | 4.7u | 0402(1005)métrico |
| C8, C21 | Vishay | 1u | 0201(0603)métrico |
| C9 | Vishay | 1p | 0201(0603)métrico |
| Jaula | JEUNG DO B& P | JD-C-02 | |
| Paño limpio | kimberly | 41112 | |
| Accesorio conector | Harwin | M20-1060400 | Carcasa de plástico |
| Accesorio conector | Harwin | M20-1180042 | Pieza metálica |
| Cortapelos eléctrico | Buzz | RFC-928 | |
| Pistola de calor | QUICK | 861DW | |
| IC1, IC3 | Dispositivo analógico | AD8232 | para la medición de EMG AFE |
| IC2 | Semiconductor nórdico | nRF52832-CIAA | |
| Isoflurano | Hana Pharm | 657801261 | |
| L1 | Vishay | 3.3n | 0201 (0603) batería |
| Li-po | TheHan | TW402025 13 mm * 10 mm * 4 mm, 30mAh | |
| Cabezal de pin | Harwin | M22-2530505 | |
| R1, R2, R9, R10, R13, R14, R21, R22 | Vishay | 10M | 0201(0603)métrico |
| R11, R23 | Vishay | 100k | 0201(0603)métrico |
| R12, R24 | Vishay | 1M | 0201(0603)métrico |
| R3, R4, R5, R7, R15, R16, R17, R19 | Vishay | 180k | 0201(0603)métrico |
| R6, R18 | Vishay | 160k | 0201(0603)métrico |
| R8, R20 | Vishay | 768k | 0201(0603)métrico |
| Alambre de soldadura | Alfa metal SACX0307 | ||
| Soldador | Hakko | FX-951 | |
| Alambres de acero inoxidable recubiertos con teflón | A-M Systems | 793200 | |
| Aguja de sutura | AILEE | 301289 | |
| Alambre de sutura | Ethicon | 604G | |
| Cinta de correr | Daejong Bio | DJ2-243 | |
| U1 | Torex Semiconductor | XC6204B332DR-G | |
| Y1 | Murata Electronics XRCTD32M000N1P1AR0 |
Referencias
- Farina, D., Enoka, R. M. Evolution of surface electromyography: From muscle electrophysiology towards neural recording and interfacing. J Electromyogr Kinesiol. 71, 102796(2023).
- Kim, C., et al. A wearable EC....
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Reimpresiones y permisos
