L’elettromiografia intramuscolare (iEMG): vantaggi e limitazioni nelle applicazioni della misurazione dell'attività muscolare rispetto all'elettromiografia di superfice

Durante il mio percorso di studi, uno degli aspetti che ha maggiormente suscitato il mio interesse nell'analisi e nell'elaborazione dei segnali è stato il problema del rumore. Questo, infatti, introduce informazioni non rilevanti da eliminare: tuttavia, il processo di filtraggio può comportare la perdita di dati significativi, specialmente quando si analizzano segnali con pattern irregolari, in cui le componenti indesiderate non sono facilmente identificabili. I segnali muscolari ottenuti attraverso l'esame EMG (elettromiografia) oltre ad essere fortemente casuali, sono influenzati non solo dalle interferenze della strumentazione, ma anche da diversi disturbi fisiologici. Tra questi, il cross-talk muscolare rappresenta uno dei principali problemi, poiché può compromettere la corretta registrazione del segnale di interesse, rendendo più complicate operazioni come l'individuazione di patologie o la progettazione di protesi che permettano movimenti più complessi. I segnali EMG possono essere acquisiti in due modi: superficiale e intramuscolare: la modalità superficiale rileva i segnali attraverso la pelle, mentre quella intramuscolare misura direttamente il segnale a contatto con il muscolo. Oltre alle differenze nell'applicazione, queste due modalità mostrano anche differenze nella qualità del segnale acquisito. Durante l'elettromiografia intramuscolare, poiché l'elettrodo è a diretto contatto con la sorgente del segnale, si ritiene che ci sia una minore presenza di artefatti dovuti a cross-talk e le altre interferenze fisiologiche tipicamente presenti. L'obiettivo di questo elaborato è quindi esplorare i vantaggi e i limiti che questa procedura offre nell'acquisizione di questo tipo di segnali. Nei capitoli successivi di questa tesi si presentano: un'introduzione all'anatomia, con particolare attenzione riguardo l’interazione tra neuroni e muscoli durante il processo di contrazione; la strumentazione utilizzata per l'esame EMG e i vari componenti e le diverse tipologie di elettrodi impiegati; un’analisi delle caratteristiche tipiche di un segnale EMG, seguita da una breve descrizione delle principali tecniche di elaborazione del segnale EMG. Infine, vengono presentati due casi di studio: il primo ha l'obiettivo di analizzare le differenze nei segnali acquisiti tramite le due modalità e quindi valutare quando una metodologia è più adatta alla misura rispetto l’altra, mentre il secondo esplora i vantaggi che i segnali ottenuti tramite elettromiografia intramuscolare possono offrire nella progettazione di protesi articolari più avanzate.