Metodi per lo studio dell'EMG e applicazioni per la riabilitazione motoria post-ictus

L’obiettivo principale di questo elaborato è quello di presentare una serie di metodi e campi di applicazione per l’elettromiografia (EMG), ovvero un esame che consente la registrazione dell’attività elettrica dei muscoli durante la contrazione. Nel primo capitolo ci si sofferma sui fenomeni fisiologici e sulle tecnologie che permettono l’acquisizione del segnale EMG e si espongono i processi alla base della generazione di tale segnale. In seguito, partendo da un’analisi della struttura anatomica dei muscoli scheletrici, si passa allo studio dei meccanismi di contrazione muscolare (accoppiamento eccitazione-contrazione) dai quali si origina il segnale biomedico. Vengono, poi, riportati i componenti principali della strumentazione per l’EMG, ponendo in rilievo la distinzione tra elettrodi ad ago ed elettrodi di superficie. Il secondo capitolo, invece, si concentra su varie tecniche di elaborazione digitale del segnale EMG acquisito. Dapprima viene affrontato il problema del rumore, descrivendo le principali sorgenti del rumore e alcuni metodi sia per ridurne la formazione alla fonte sia per rimuoverlo dal segnale digitale. Infatti, come si vedrà in seguito, alcune tecniche di pre-elaborazione del segnale consentono di rimuovere il rumore tramite dei filtri specifici per i vari tipi di rumore oppure sfruttando metodi di sottrazione. L’analisi del segnale EMG permette l’estrazione di varie informazioni. A seconda delle caratteristiche che si vogliono studiare, può essere più adatta un’analisi nel dominio del tempo o nel dominio della frequenza. Le principali informazioni che possono essere ricavate dal segnale nel dominio del tempo sono la radice della media quadratica, il valore assoluto medio e la deviazione standard. Per studiare il segnale nel dominio della frequenza, invece, si sfrutta la trasformata di Fourier. Il terzo capitolo, infine, è focalizzato sulle applicazioni dell’EMG per la riabilitazione motoria di pazienti colpiti da ictus. Si tratta l’uso del segnale EMG sia per quantificare i danni motori sia come mezzo per l’attivazione di dispositivi robotici riabilitativi di assistenza motoria. Nel secondo caso, in particolare, si è rivelato efficace per il miglioramento della funzionalità motoria l’allenamento bilaterale, il quale comprende azioni che richiedono l’utilizzo sia del lato paretico del corpo che di quello non paretico.