Eletromiografia

A Eletromiografia (EMG) é uma técnica que permite realizar o processamento dos sinais elétricos gerados pela despolarização das células musculares, possibilitando a análise muscular durante o movimento.

Para entender o funcionamento dessa técnica, a coleta e análise dos dados eletromiográficos, é preciso destacar a seleção dos eletrodos e a impedância da pele, a amplificação diferencial e rejeição do modo comum, o processamento do sinal eletromiográfico e, a quantificação do sinal e normalização.

COLETA DOS DADOS ELETROMIOGRÁFICOS

- Seleção dos eletrodos e impedância da pele

A energia gerada é detectada pelos eletrodos que, dependendo do músculo a ser avaliado, podem ser classificados como eletrodos de superfície ou eletrodos intramusculares. Para a análise de músculos superficiais, os eletrodos de superfície são os mais recomendados uma vez que não causam desconforto na coleta de dados. Já para análise de músculos mais profundos, os eletrodos intramusculares são os mais utilizados para evitar interferências dos músculos que se encontram mais superficialmente.

Os eletrodos de superfície podem ser classificados em eletrodos passivos e eletrodos ativos. No caso dos eletrodos passivos, a pele constitui-se uma barreira entre o potencial de ação das células musculares e os eletrodos. Dessa forma, a impedância da pela (ou resistência imposta a passagem de corrente para o eletrodo), deve ser considerada. A medida eletromiográfica adequada, está entre os valores de 5.000ohms e 10.000ohms devem ser obtidos. Para se atingir tais valores, a preparação da pele deve ser feita com a retirada dos pêlos, lavagem com água e sabão e leve abrasão com álcool.

Os eletrodos ativos possuem um pré-amplificador que amplifica os sinais eletromiográficos, diminuindo a impedância da pele possibilitando a preparação através de uma simples limpeza com álcool.

- Amplificação diferencial e rejeição do modo comum

Para se realizar a ampliação diferencial, três eletrodos são utilizados sendo dois de detecção do sinal e um de referência. Os eletrodos de detecção do sinal são colocados no músculo de interesse, enquanto os de referência em qualquer proeminência óssea do corpo. A energia detectada pelo eletrodo de detecção (sinais eletromiográficos externos mais potencial de ação das células musculares) é comparada com a do eletrodo de referência (sinais eletromiográficos externos). Apenas o sinal do potencial de ação gerado pelas células musculares é amplificado e registrado (ampliação diferencial). Já o sinal comum aos dois eletrodos (o modo comum) é descartado do processo. O modo comum, geralmente vem de sinais eletromiográficos externos, como a corrente de 60Hz captada por lâmpadas ou outros equipamentos externos.

- Processamento do sinal eletromiográfico

Antes de serem analisados, os dados eletromiográficos passam por uma série de processamentos. O primeiro nível de processamento é a filtragem do sinal.

A maioria dos instrumentos de EMG possuem em sua base um filtro de sinal denominado notch filter, que possui a função de registrar qualquer sinal entre 50Hz e 61Hz. É eliminado do processo qualquer sinal oriundo dessa frequência, uma vez que a maioria dos sinais do ambiente encontra-se em valores próximos de 60Hz.

Outro filtro bastante utilizado é o band pass filter. Esse filtro elimina do processo qualquer sinal abaixo de 20Hz e acima de 300Hz, com o intuito de captar valores entre essas frequências, uma vez que 80% do sinal muscular encontra nessa amplitude.

Ainda nessa fase, a retificação constitui outro ponto. Como a energia captada pelo eletromiógrafo é de corrente alternada, onde todo sinal positivo é acompanhando de um sinal negativo, todo o sinal negativo é transformado em sinal positivo, não importando a polaridade, mas sim a magnitude do sinal eletromiográfico.

ANÁLISE DOS DADOS ELETROMIOGRÁFICOS

- Quantificação do sinal

A quantificação do sinal é o primeiro processo de análise dos dados eletromiográficos. Existem dois meios principais de derivação dos dados: a eletromiografia integrada (IEMG) e a Root Mean Square (RMS). A IEMG é a medida tomada pela soma dos produtos da intensidade eletromiográfica pela frequência de coleta. Enquanto RMS é a elevação ao quadrado dos dados obtidos, sendo assim se obtêm a média dos valores resultantes e extrai-se a raiz quadrada do valor médio obtido.

- Normalização

A comparação de valores eletromiográficos intra e interindivíduos é potencialmente problemática. A EMG sofre influência de diversos fatores que determinarão a quantidade de energia que será registrada pelos eletrodos do eletromiógrafo. Alguns dos fatores podem influenciar a detecção do sinal eletromiográfico e, consequentemente, sua comparação, incluem: a espessura do tecido adiposo subcutâneo, velocidade de contração, área de secção transversa do músculo, idade, sexo, mudanças súbitas de postura, distância entre os eletrodos, diferenças antropométricas entre os locais de coleta e impedância da pele.

Normalização é o nome do processo que foi desenvolvido para lidar com os fatores que interferem no sinal eletromiográfico e que dificultam as comparações intra e interindivíduos, em que se referencia o dado eletromiográfico a um valor padrão. Existem diversos valores possíveis de serem utilizados e eles podem ser obtidos durante as contrações dinâmicas e estáticas.

A EMG tem sido uma excelente ferramenta adequada para o registro da atividade elétrica muscular uma vez que diversos fatores de quantificação e normatização sejam considerados, principalmente em estudos que envolvem o movimento humano.

Parte Prática 

Na parte prática, uma aluna foi parte do estudo, onde ela realizava uma flexão de cotovelo com 2 e 5 quilos, se via a diferença de ativação muscular com os diferentes pesos.

Logo após, fizemos também uma contração concêntrica e uma contração isométrica, e observamos as diferenças de ativação neuromuscular.

Experimentação animal

A aula sobre experimentação animal ocorreu no Hospital de Clinicas de Porto Alegre, onde se tem um setor especifico para estudos com animais.
O projeto tem um papel fundamental nas pesquisas(experimentação de drogas realizadas, pois estabelece normas e rotinas de extrema importante para o decorrer de tudo isso.

Nesse post mostraremos algumas fotos do local

Termorregulação

Hipertermia 

Quando a temperatura corporal aumenta o hipotálamo é estimulado e assim sinaliza para o aumento do fluxo sanguíneo para a pele (vasodilatação) e a produção de suor para que o calor corporal seja eliminado (evaporação).

Hipotermia  

Quando a temperatura corporal interna está abaixo do normal o hipotálamo envia às arteríolas da pele sinais para que ocorra uma vasoconstrição limitando assim a perda de calor para o meio. 

EXERCICIO NO CALOR

O exercício no calor aumenta ainda mais as demandas incidentes do sistema cardiovascular, o que pode deixa-lo sobrecarregado. Para manter a temperatura corporal interna o sistema cardiovascular desvia o fluxo sanguíneo da região central para a periferia (vasodilatação dos vasos para levar mais sangue até a superfície do corpo, pele), para que haja liberação desse calor produzido em excesso (evaporação). À medida que a temperatura corporal interna aumenta o suor também aumenta, para tentar manter o corpo na sua temperatura ideal.  No exercício em ambientes quentes então, há uma diminuição da volemia (menos volume plasmático), decréscimo do volume sistólico, aumento ainda maior do débito cardíaco (acima do nível associado a uma intensidade de exercício semelhante em condições de frio) e assim para compensar esses decréscimos à frequência cardíaca é elevada.

Quando o organismo está com níveis adequados de água, ele está euhidratado. A hipohidratação se caracteriza como uma situação na qual o organismo apresenta uma redução do conteúdo de fluidos do corpo.
A desidratação relativamente pequena, como de 1 a 2% do peso corporal, já é suficiente para alterar o desempenho em exercícios de resistência. A hipohidratação está associada com a redução do volume plasmático, que leva a uma diminuição no débito cardíaco. Este fato provoca um aumento da frequência cardíaca, para compensar a diminuição no débito.

MARCADORES DO ESTADO DE HIDRATAÇÃO

Prática da aula 

Um aluno foi voluntário, e realizou o exercício em uma câmara ambiental na temperatura de 45ºC, em uma intensidade de 100watts na cicloergometria

Durante o exercício foi utilizado a escala de Borg para verificar a sensação de esforço, temperatura corporal e frequencia cardiaca.

Antes do exercício em um ambiente de 20°C, o sujeito apresentou urina coloração 3 (levemente hidratado), 96Kg de massa corporal e temperatura corporal de 36°C e Frequência cardíaca de 100 batimentos por minutos.

Urina coloração 4 (princípio de má hidratação), com 95,5Kg e temperatura corporal de 35,9°C.

Analisando os resultados, podemos observar que, para a mesma intensidade, o sujeito tinha uma frequência cardíaca mais elevada e uma sensação de esforço crescente, tal fato, justifica-se pelo aumento gradual da temperatura corporal do sujeito e consequentemente a desidratação do sujeito, ou seja, quanto mais elevada sua temperatura corporal maior será sua produção do suor e consequentemente seu estado de hidratação, tornando assim mais difícil a realização de uma atividade física, sendo necessária uma maior frequência cardíaca.

Podemos observar ainda que, o sujeito teve uma redução de 0,5Kg da sua massa corporal, isto é, o sujeito perdeu 0,5% de sua massa corporal, sendo este valor composto principalmente de água, apresentando já certo nível de desidratação, mesmo realizando um exercício de intensidade baixa e por apenas 20 minutos. Por tanto, para realização de uma atividade no calor, mesmo que seja de baixa intensidade e curta duração, é recomendado manter a hidratação o máximo possível, para isto, deve-se providenciar água para o sujeito durante a atividade e logo após o termino da atividade, visando suprir a perda de água através da sudorese.

Ergometria

O teste ergométrico serve para a avaliação ampla do funcionamento cardiovascular, quando submetido a esforço físico gradualmente crescente, em esteira rolante. São observados os sintomas, os comportamentos da frequência cardíaca, da pressão arterial e do eletrocardiograma antes, durante e após o esforço.
Os principais objetivos do teste são diagnosticar e avaliar a doença arterial coronária. Avalia também a capacidade funcional cárdiorrespiratória; detecção de arritmias, de anormalidades da pressão arterial e de isquemia miocárdica; avaliar surgimento de sopros, sinais de falência ventricular esquerda e dos eventuais sintomas que podem acompanhar essas disfunções; avaliação funcional de doença cardíaca já conhecida; prescrição de exercícios físicos.

Contraindicações

• Portadores de doença arterial coronária que estão instáveis (sintomas progressivos ou que ocorrem em repouso, angina instável, infarto em evolução) ou que apresentam obstrução no tronco da artéria coronária esquerda ou equivalente;
• Arritmias não controladas;
• Miocardites e pericardites agudas;
• Estenose aórtica grave;
• Hipertensão arterial grave;
• Embolia pulmonar;
• Qualquer enfermidade aguda;
• Limitação física ou emocional;
• Intoxicação medicamentosa;
• Gestação.

Preparo

• No dia do exame, após o banho, não utilizar cremes, pomadas ou gel;
• Vir ou trazer roupa confortável (agasalho/tênis).
• Não fumar 2 horas antes e 1 hora após o exame;
• Dieta normal 2 horas antes ou dieta leve 1 h antes do exame; o paciente não deve fazer o exame em jejum;
• A suspensão de medicação em uso fica a critério do seu médico e na dependência dos objetivos do exame. Quando o objetivo é diagnosticar doença arterial coronária, caso seja possível, recomenda-se suspender medicamentos que possam mascarar as manifestações da doença, como betabloqueadores (atenolol, propranolol, metoprolol etc), inibidores dos canais de cálcio (diltiazem, verapamil) e vasodilatadores coronarianos (dinitrato ou mononitrato de isossorbida, nitroglicerina etc).
• Recomenda-se ao paciente não expor o tórax desprotegido ao sol, até 72 horas após o exame, pois pode surgir irritação da pele, no local da colocação dos eletrodos.

Como é feito

O primeiro passo é coletar dados com o paciente e descritos no pedido médico para definirmos a indicação do exame, afastar contraindicações e estabelecer o protocolo ideal de esforço para cada paciente.

A seguir são colocados 10 eletrodos no tórax do paciente para o registro do eletrocardiograma. O paciente é colocado então na esteira rolante iniciando-se o exercício com o protocolo escolhido.

A interrupção do exame ocorrerá caso o paciente apresente grande cansaço ou exaustão, sintomas indicativos de anormalidades cardiovasculares, alterações compatíveis com isquemia ou alterações significativas do ritmo cardíaco.

Traçados eletrocardiográficos e medida da pressão arterial serão registrados antes do esforço, ao final de cada etapa do exercício e regularmente na recuperação.

NA PRÁTICA 

O individuo ficou um minuto em repouso, enquanto o médico colocava os eletrodos.

Logo após, ele foi submetido a um protocolo seguido pela máquina. Onde a cada sinal (3 minutos) aumentava a velocidade e a inclinação. 

Era medida a frequência cardíaca e a pressão arterial.

Foto do sistema

O individuo chegou próximo do seu VO2, por fadiga muscular (devido a inclinação) isso não foi possível.