Aquisição e Análise Semiautomatizada de Eletromiografia de Superfície Muscular Respiratória

Estou interessado no controle motor dos músculos respiratórios, e essa metodologia nos ajudará a entender sua coordenação, examinando o tempo e a magnitude de sua ativação. As descobertas recentes mais significativas são como as demandas cognitivas de até mesmo um baixo nível de respiração carregada com dispneia associada podem resultar em mais erros de uma tarefa cognitiva e diminuir a velocidade da tarefa física. Além disso, o padrão de respiração também se torna mais variável.

Nosso protocolo atende à necessidade de um método que remova artefatos de ECG dos sinais EMG sem comprometer a amplitude ou o tempo, preservando assim os detalhes da ativação muscular que são essenciais para analisar com precisão a coordenação muscular respiratória durante a respiração. Nosso protocolo basicamente remove apenas o conteúdo da frequência de ECG do sinal combinado de ECG e EMG. Isso é apenas os artefatos de ECG.

Ele retém todos os outros detalhes essenciais dos sinais EMG e a precisão temporal, ao mesmo tempo em que acomoda larguras cardíacas variáveis com precisão. Considere as demandas cognitivas de um paciente com DPOC atravessando uma rua movimentada. Isso requer pensar no trânsito, na coordenação para caminhar, no processamento da falta de ar e no processamento do aumento do recrutamento dos músculos ventilatórios.

Minha pesquisa se concentra em como a carga cognitiva e o controle motor dos músculos ventilatórios e dos membros podem interferir nas atividades físicas. Para começar, posicione o participante em uma posição sentada. Esfregue a pele com um lenço umedecido com álcool e deixe secar completamente para reduzir a impedância da pele.

Identifique os músculos de interesse por meio de marcação e palpação e coloque o eletrodo de superfície no lado direito do tórax. Para o diafragma costal e os músculos intercostais, identifique a linha axilar anterior e a linha hemiclavicular. Colocar os eléctrodos de electromiografia emparelhados verticalmente entre estas duas linhas ao nível do sétimo ou oitavo espaço intercostal.

Em seguida, identifique o triângulo posterior do pescoço para localizar o músculo escaleno. Este músculo pode ser visualizado mais claramente fazendo com que o participante respire fundo ou pela flexão lateral isométrica resistida do lado direito. Agora coloque os eletrodos emparelhados ao longo do eixo longitudinal do músculo ao nível do processo cricóide para os músculos intercostais paraesternais, localize o segundo espaço intercostal um a dois centímetros lateral ao lado direito do esterno.

A localização dessa costela é facilitada pela palpação da clavícula, do manúbrio e do ângulo esternal de Louis na junção entre o manúbrio e o esterno. O segundo músculo intercostal paraesternal está logo à direita e inferior ao ângulo esternal de Louis. Posicione os eletrodos emparelhados ao longo do eixo longitudinal do músculo.

Em seguida, marque o músculo esternocleidomastóideo após localizar a incisura supraesternal e o processo mastóideo. Coloque a mão no lado esquerdo do queixo do participante, pedindo ao participante que execute suavemente a rotação isométrica à esquerda contra a mão para acentuar o ventre do músculo esternocleidomastóideo direito. Em seguida, posicione os eletrodos emparelhados no ponto médio do ventre muscular ao longo de seu eixo longitudinal.

Se necessário, conecte o sensor de aterramento ao processo espinhoso C7 ou T1 e coloque o eletrodo de ECG negativo sobre o manúbrio. Em seguida, coloque o eletrodo de ECG positivo sobre o quinto interespaço intercostal na linha axilar anterior esquerda. Agora conecte os clipes do sensor de eletromiografia aos eletrodos de eletromiografia.

Aplique fita dupla-face sob cada sensor de eletromiografia para fixá-lo à pele com segurança. Certifique-se de que os fios de diferentes sensores de eletromiografia não se sobreponham ou criem diafonia entre os músculos. Coloque fita hipoalergênica de grau médico sobre os eletrodos e o sensor para prendê-los ainda mais na pele sem aplicar pressão excessiva.

Para aquisição de sinal, selecione o modelo predefinido no software de aquisição de dados e pressione Abrir. Os parâmetros predefinidos terão um filtro passa-alta de 0,5-20 hertz no sinal EMG para reduzir artefatos de baixa frequência e facilitar a visualização em tempo real. Certifique-se de que a taxa de amostragem esteja definida para 1 kilohertz e o ganho do sinal EMG seja 1.000.

Depois de selecionar o modelo, adquira um registro sincronizado do ECG e do fluxo respiratório. Adquira dados de EMG e ECG de superfície de acordo com o protocolo, como durante uma carga de limiar inspiratório em um participante voluntário saudável. Para pré-processamento, abra o software e confirme os parâmetros de um filtro passa-alta bidirecional de 5 hertz, o filtro adaptativo de mínimo quadrado médio para remover a contaminação por ECG e uma transformação quadrada média de raiz com uma janela móvel de 0,02 segundos e pressione Continuar.

Em seguida, selecione o arquivo a ser analisado e pressione OK. Se estiver analisando toda a duração, defina o intervalo de 0 segundos até o tempo máximo. Pressione Selecione o intervalo, Continuar e, em seguida, Condicionamento. Pressione o botão de análise para aplicar parâmetros predefinidos e visualizar o sinal EMG analisado.

Pressione o botão redimensionado em 1 para normalizar o sinal EMG em seu valor máximo durante a gravação. Pressione continuar para calcular on off. O software detectará o tempo de início da atividade EMG com base na função derivada do sinal EMG.

Agora pressione o botão liga e desliga. Selecione o sinal EMG do músculo desejado para visualização. Alterne entre os músculos para inspecionar todos os sinais registrados.

Pressione parar de olhar e vá para salvar e clique em Salvar. Selecione os dados a serem salvos com uma opção para reduzir a frequência do sinal. Pressione Salvar dados processados.

Selecione a pasta para salvar. Nomeie o arquivo e pressione Salvar. Para pós-processamento, abra o arquivo salvo usando o software de cálculo para pós-processamento.

Identifique cada respiração pelos tempos de ligar e desligar do sinal de fluxo. Calcule o pico RMS EMG e o RMS médio para cada respiração. Para o início da EMG, calcule a diferença absoluta entre o início da EMG e o início do fluxo inspiratório em milissegundos.

E então, para o deslocamento EMG, calcule a diferença absoluta entre o deslocamento EMG e o final do fluxo inspiratório. Para o início da EMG em relação à duração do tempo inspiratório, calcule a diferença relativa entre o início da EMG e o início do fluxo inspiratório. Finalmente, para o deslocamento EMG em relação à duração do tempo inspiratório, calcule a diferença relativa entre o deslocamento EMG e o deslocamento do fluxo inspiratório.

Os artefatos de ECG foram reduzidos na eletromiografia filtrada dos diafragmas em comparação com a eletromiografia bruta. Na baixa carga do limiar inspiratório, a atividade de início dos músculos intercostais escaleno e paraesternal ocorreu antes do início do fluxo inspiratório, enquanto os músculos diafragma e esternocleidomastóideo foram ativados após o início do fluxo inspiratório. Na alta carga do limiar inspiratório, foi observada ativação mais precoce de todos os quatro músculos em relação ao fluxo inspiratório.

A duração da atividade eletromiográfica para os músculos diafragma, intercostal paraesternal e escaleno permaneceu semelhante entre cargas baixas e altas. A duração da atividade do músculo esternocleidomastóideo foi maior em alta carga em comparação com baixa carga. A raiz quadrada média da eletromiografia para todos os músculos foi maior em alta carga do que em baixa carga, indicando aumento da atividade muscular.