Procesado de señales de Scanning-EMG

Abstract

La técnica del scanning-EMG consiste en el registro de la actividad eléctrica de la unidad motora en diferentes posiciones del músculo a lo largo de un corredor lineal utilizando un electrodo de aguja. Las señales de scanning-EMG registradas mediante esta técnica proporcionan información acerca de la estructura anatómica y fisiológica de la unidad motora bajo estudio no disponible en los registros convencionales, lo que tiene importantes implicaciones en el estudio y en el diagnóstico de enfermedades neuromusculares. Sin embargo, durante el proceso de registro, dichas señales son contaminadas con ruido e interferencias de distinta naturaleza, por lo que antes de extraer cualquier tipo de información es necesario realizar un procesado de la señal de scanning que mitigue sus efectos. Actualmente ya existe un algoritmo de procesado de señales de scanning-EMG; sin embargo, este algoritmo presenta varias limitaciones que condicionan la calidad de la señal de scanning procesada mediante esta técnica. Estas limitaciones son, en primer lugar un efecto de recorte de picos de la señal de scanning debida a la utilización en el procesado de un filtro de mediana, y en segundo lugar, la no corrección del desalineamiento presente en la señal de scanning. En este proyecto se ha implementado un nuevo algoritmo de procesado de señales de scanning-EMG con el objetivo de superar las limitaciones expuestas. El algoritmo se ha estructurado en cuatro bloques de procesado que atacan, sucesivamente, el ruido de línea de base, el desalineamiento, los artefactos y el ruido de instrumentación. Para evaluar el funcionamiento del nuevo algoritmo de procesado y comparar el rendimiento del mismo con el del algoritmo de procesado clásico, se han diseñado una serie de experimentos en los que se han procesado diferentes señales de scanning-EMG mediante los dos algoritmos. Con objeto de realizar la evaluación en un entorno controlado, las señales de scanning utilizadas en los experimentos han sido generadas a partir de un modelo de simulación de señales de scanning-EMG también desarrollado durante este proyecto. Los resultados revelan que el nuevo algoritmo de procesado reduce notablemente el desalineamiento y presenta valores de SNR superiores a los obtenidos mediante el algoritmo de procesado clásico (SNR mediana 23.69 dB frente a 19.07 dB del clásico en condiciones de contaminación estándar). Además los errores de amplitud pico-pico dados para el nuevo algoritmo de procesado son menores, lo que significa que el nuevo algoritmo recorta menos los picos de la señal de scanning que el algoritmo de procesado clásico (5 % de recorte frente al 15 % del clásico). Estos mejores resultados dados por el nuevo algoritmo de procesado han sido obtenidos para diferentes condiciones de ruido de la señal de scanning, por lo que se puede concluir que el rendimiento del nuevo algoritmo de procesado superior al rendimiento del algoritmo de procesado clásico.