CÁTEDRA DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA TRABAJO PRÁCTICO: ELECTROMIOGRAFÍA

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1 CÁTEDRA DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA TRABAJO PRÁCTICO: ELECTROMIOGRAFÍA Introducción: La función primaria del músculo es convertir energía química en trabajo mecánico con el objeto de producir el acortamiento o contracción de las fibras musculares. El músculo esquelético está constituido por cientos de células cilíndricas alargadas (llamadas fibras) que se mantiene unidas por tejido conjuntivo. En el organismo, los músculos esqueléticos son estimulados por nervios motores somáticos que llevan los impulsos nerviosos desde el cerebro (nervios craneales) o la médula espinal (nervios espinales). Si bien una neurona motora puede inervar varias fibras musculares, cada fibra muscular es inervada por una sola neurona motora. El conjunto formado por una neurona motora y todas las fibras musculares inervadas por ella se conoce como UNIDAD MOTORA. El grado de contracción del músculo esquelético es controlado fisiológicamente por: 1. Activación de un número adecuado de unidades motoras 2. Control de la frecuencia de descarga de los impulsos de la neurona motora en cada unidad motora. Cuando el organismo necesita una contracción muscular para hacer frente a alguna exigencia, el cerebro incrementa el número de unidades motoras activas dentro del músculo. Este proceso se conoce como RECLUTAMIENTO DE LAS UNIDADES MOTORAS. El músculo esquelético en reposo presenta in vivo un fenómeno conocido como tono, un estado constante de tensión que sirve para mantener el músculo preparado para la contracción. El tono se debe a activación periódica alternada de una pequeña cantidad de unidades motoras dentro del músculo por centros motores localizados en el cerebro y la médula espinal. Los movimientos del cuerpo finamente controlados (tales como caminar, nadar o correr) son producidos por contracciones graduadas del músculo esquelético.. El término graduadas hace referencia al cambio en la fuerza de contracción o estiramiento en proporción a la carga que soporta el músculo. De esta manera el músculo es capaz de reaccionar frente a diferentes cargas de una manera adecuada. Por ejemplo el esfuerzo de los músculos para caminar a ras del suelo no es igual al que hacen los mismos músculos para subir las escaleras. Cuando una unidad motora es activada, las fibras musculares inervadas por ella generan y conducen su propio impulso eléctrico que resulta en la contracción de la fibra. Aunque el impulso eléctrico generado y conducido por cada fibra es muy débil (menos de 100 milivolt), muchas fibras conduciendo simultáneamente inducen diferencias de voltaje en la superficie de la piel suficientemente grandes como para ser detectadas por un par de electrodos de superficie. La detección, amplificación y registro de los cambios de voltaje en la piel producidos por contracción del músculo esquelético subyacente se llama ELECTROMIOGRAFÍA. El registro obtenido se denomina ELECTROMIOGRAMA. Un electrodo es un cuerpo conductor por el cual el flujo eléctrico sale o entra de un sistema. Pueden ser: a- Electrodos cutáneos o de superficie: son pequeños discos metálicos que se colocan sobre la piel que cubre el músculo. Sólo detectan la actividad eléctrica de las células musculares más próximas a la superficie. b- Electrodos de aguja: se insertan en los músculos superficiales y por lo tanto pueden detectar la actividad eléctrica de las fibras musculares con mayor precisión. Su desventaja es que son algo dolorosos o molestos. La información recogida por los electrodos puede visualizarse mediante un osciloscopio o bien mediante un sistema de adquisición de datos con un software adecuado. En el presente trabajo práctico utilizaremos el BIOPAC Student, que consta de un módulo acondicionador y 14

2 amplificador de la señal biológica, un conversor analógico digital y un software para la visualización de la señal (registro). Objetivo General Estudiar algunas propiedades del músculo esquelético Objetivos experimentales: 1) Observar y registrar como el tono del músculo esquelético es afectado por un nivel basal de actividad eléctrica asociado con el músculo en estado de reposo. 2) Registrar la máxima fuerza de contracción para los brazos izquierdo y derecho. 3) Observar, registrar y correlacionar el reclutamiento de las unidades motoras con el incremento en la fuerza de contracción del músculo esquelético. Materiales Cables para electrodos Electrodos de superficie BIOPAC Métodos experimentales 1) Encienda la computadora 2) Asegúrese que la unidad BIOPAC MP30 esté apagada. 3) Conecte los equipos de la siguiente manera: 4) Electrodo guia en el canal 3. 5) Encienda la unidad BIOPAC MP30 6) Coloque los tres electrodos en el antebrazo. Para el primer segmento del registro seleccione el antebrazo dominante del sujeto (derecho en los diestros e izquierdo en los zurdos). El segundo segmento del registro se hará en el otro antebrazo. PC (pantalla) Unidad BIOPAC MP30 15

3 7) Conecte el electrodo guía a los electrodos siguiendo el código de colores establecido según la figura. Cada pinza que se encuentra en el extremo de los cables conectores tiene que estar enchufada a un electrodo específico. Los cables conectores tienen distintos colores y usted deberá asegurarse que cada cable esté conectado con el electrodo apropiado. Rojo Blanco Negro (tierra) 8) Apriete Start para comenzar el Biopac Student Lab Program. 9) Elija la lección LO1-EMG-1 y apriete OK. 10) Escriba el nombre del archivo (filename). 11) Apriete OK. Calibración El procedimiento de calibración establece los parámetros internos del hardware (tales como ganancia, salida y escala) y es crítico para la realización óptima de la experiencia, por lo tanto ponga atención en este procedimiento. 1) Apriete Calibrate 2) Lea la caja de diálogo y apriete OK cuando esté listo. 3) Espere dos segundos, apriete el puño tan fuerte como sea posible y luego relaje. 4) Espere a que la calibración finalice. Esto tomará aproximadamente unos ocho segundos y parará automáticamente. 5) Controle los datos de la calibración. Si su registro de calibración no comienza con una linea basal en cero (porque el sujeto contrajo el puño antes de los dos segundos), tendrá que repetir la calibración. - Si el registro está bien, vaya a la sección Data Recording. - Si el registro no está bien, apriete Redo Calibration y calibre nuevamente. - Registro de datos (Data recording) Usted registrará dos segmentos: a) El segmento 1 registra el antebrazo 1 (el dominante) b) El segmento 2 registra el antebrazo 2. Controle (en la última línea de la pantalla) la cantidad total de tiempo disponible para el registro. Pare cada segmento tan pronto como sea posible para no sobrepasar este tiempo. 1) Prepárese para el registro 2) Apriete Record 3) Apriete el puño, mantenga durante dos segundos, relaje. Espere dos segundos y repita nuevamente el ciclo hasta completar los cuatro. Trate de incrementar la fuerza en cada ciclo hasta alcanzar la fuerza máxima en el cuarto ciclo. 4) Apriete Suspend 5) Revise los datos en la pantalla. - Si son similares a la figura 3 y necesita hacer el registro del antebrazo 2, saque los electrodos del antebrazo 1. - Si son diferentes, apriete Redo y repita los pasos ) Para el registro del segmento 2 coloque los electrodos en el antebrazo 2 siguiendo el mismo esquema del antebrazo 1. 16

4 7) Apriete Resume. Un marcador rotulado antebrazo 2 será insertado automáticamente. 8) Repita el paso 3: cuatro ciclos de apretar el puño, relajarlo y esperar, incrementando la fuerza hasta alcanzar la fuerza máxima en el cuarto ciclo. 9) Apriete Suspend. 10) Revise los datos en la pantalla: - Si son similares a la figura 3, apriete Stop. - Si son diferentes apriete Redo y repita los pasos 9 al 12. Cuando usted apriete Stop una caja de diálogo le preguntará si está seguro de que quiere parar el registro. Si aprieta YES terminará el segmento de registro de datos, los cuales se guardarán automáticamente. Si aprieta no volverán las opciones Resume o Stop. Esta es la última chance para confirmar que no necesita repetir la experiencia del último segmento. 11) Apriete Done. Análisis de datos 1) Vaya al modo Review Saved Data (revisión de los datos guardados) y elija el archivo que desea analizar. La pantalla de la pc será similar a la observada en la figura 1. Observe los nombres que tiene los canales: CH3 EMG en crudo CH40 EMG integrado 2) Ajuste la ventana para la visualización óptima de los datos del primer segmento. 3) Ajuste la caja de medición como sigue: CH3 min CH3 max CH3 p-p CH40 mean (media) Min: muestra el valor mínimo en el área seleccionada Max: muestra el valor máximo en el área seleccionada p-p: encuentra el valor máximo en el área seleccionada y resta el valor mínimo encontrado en dicha área. Mean: muestra el valor promedio en el área seleccionada. EMG. 4) Usando el cursor seleccione un área que encierre el primer grupo se señales del 5) Repita para cada grupo de señales 6) Analice el segundo segmento de registro. 7) Guarde o imprima los datos 8) Salga del programa FIN DEL ANÁLISIS DE DATOS. Informe: Con los datos obtenidos realice un informe. El mismo debe incluir un breve detalle de la experiencia realizada y una completa explicación de los hallazgos obtenidos. 17

5 Figura 1 18