Conocida como EMG (por sus siglas en inglés), es un procedimiento de diagnóstico que evalúa el estado de salud de los músculos y las células nerviosas que los controlan.
Estas neuronas se conocen como neuronas motoras. Transmiten señales eléctricas que hacen que los músculos se contraigan y relajen. Una electromiografía traduce estas señales en gráficos o números, ayudando a los médicos a hacer un diagnóstico.
Un médico generalmente pedirá una electromiografía cuando alguien muestre síntomas de un trastorno muscular o nervioso. Estos síntomas pueden incluir hormigueo, entumecimiento o debilidad inexplicable en las extremidades.
Los resultados de la electromiografía pueden ayudar al médico a diagnosticar trastornos musculares, trastornos nerviosos y trastornos que afectan la conexión entre los nervios y los músculos. Algunos médicos pueden referirse a la electromiografía como un examen electrodiagnóstico.
Usos médicos
La prueba de electromiografía tiene una variedad de aplicaciones clínicas y biomédicas.
La electromiografía se utiliza como una herramienta de diagnóstico para identificar enfermedades neuromusculares, o como una herramienta de investigación para el estudio de la kinesiología y los trastornos del control motor.
Las señales de electromiografía a veces se usan para guiar la toxina botulínica o las inyecciones de fenol en los músculos.
La electromiografía y luego una aceleromiografía se pueden utilizar para la monitorización neuromuscular en anestesia general con fármacos bloqueadores neuromusculares, para evitar la curarización residual posoperatoria (PORC, por sus siglas en inglés).
Excepto en el caso de algunas afecciones miopáticas puramente primarias, la electromiografía generalmente se realiza con otra prueba de medicina electrodiagnóstica que mide la función conductora de los nervios.
La electromiografía con aguja y los estudios de conducción nerviosa generalmente están indicados cuando hay dolor en las extremidades, debilidad de la compresión del nervio espinal o preocupación por alguna otra lesión o trastorno neurológico.
La lesión del nervio espinal no causa dolor cervical, lumbar o lumbar, y por esta razón, la evidencia no ha demostrado que la electromiografía o los estudios de conducción nerviosa sean útiles para diagnosticar causas de dolor lumbar axial, dolor torácico o dolor en la columna cervical.
La electromiografía con aguja puede ayudar con el diagnóstico de compresión o lesión nerviosa (como el síndrome del túnel carpiano), lesión de la raíz nerviosa (como la ciática) y con otros problemas de los músculos o los nervios.
Las afecciones médicas menos comunes incluyen la esclerosis lateral amiotrófica, la miastenia grave y la distrofia muscular.
Técnica
Preparación de la piel y riesgos
El primer paso antes de la inserción del electrodo de aguja es la preparación de la piel. Esto generalmente implica simplemente limpiar la piel con una almohadilla de alcohol.
La colocación real del electrodo de aguja puede ser difícil y depende de varios factores, como la selección muscular específica y el tamaño de ese músculo.
La colocación adecuada de la electromiografía con aguja es muy importante para la representación precisa del músculo de interés, aunque la electromiografía es más efectiva en los músculos superficiales ya que es incapaz de eludir los potenciales de acción de los músculos superficiales y detectar músculos más profundos.
Además, cuanto más grasa corporal tiene un individuo, más débil es la señal de electromiografía.
Al colocar el sensor de electromiografía, la ubicación ideal es en el vientre del músculo: la línea media longitudinal. El vientre del músculo también se puede considerar como entre el punto motor (centro) del músculo y el punto de inserción del tendón.
Los marcapasos cardíacos y los desfibriladores cardíacos implantados (DCI) se utilizan cada vez más en la práctica clínica, y no existen evidencias que indiquen que la realización de estudios de electrodiagnóstico de rutina en pacientes con estos dispositivos represente un riesgo para la seguridad.
Sin embargo, existen preocupaciones teóricas de que los impulsos eléctricos de los estudios de conducción nerviosa (NCS, por sus siglas en inglés) puedan detectarse erróneamente por los dispositivos y dar como resultado una inhibición involuntaria o el desencadenamiento de la salida o la reprogramación del dispositivo.
En general, cuanto más cerca esté el sitio de estimulación del marcapasos y los cables de estimulación, mayor será la posibilidad de inducir un voltaje de amplitud suficiente para inhibir el marcapasos.
A pesar de estas preocupaciones, no se han informado efectos adversos inmediatos o tardíos con los estudios de conducción nerviosa de rutina.
No existen contraindicaciones conocidas para realizar electromiografía con aguja o estudios de conducción nerviosa en pacientes embarazadas. Además, no se informaron complicaciones de estos procedimientos en la literatura.
Tampoco se ha informado que la prueba del potencial evocado cause problemas cuando se realiza durante el embarazo.
Se advierte a los pacientes con linfedema o pacientes con riesgo de linfedema que eviten los procedimientos percutáneos en la extremidad afectada, como la venopunción, para prevenir el desarrollo o el empeoramiento del linfedema o la celulitis.
A pesar del riesgo potencial, la evidencia de tales complicaciones posteriores a la punción venosa es limitada. No existen informes publicados de celulitis, infección u otras complicaciones relacionadas con la electromiografía realizada en el contexto de linfedema o disección previa de ganglios linfáticos.
Sin embargo, dado el riesgo desconocido de celulitis en pacientes con linfedema, se debe tener precaución razonable al realizar exploraciones con aguja en regiones linfedematosas para evitar complicaciones.
En pacientes con edema macroscópico y piel tensa, la punción de la piel con electrodos de aguja puede provocar un llanto crónico de líquido seroso.
Los medios bacterianos potenciales de dicho fluido seroso y la violación de la integridad de la piel pueden aumentar el riesgo de celulitis. Antes de continuar, el médico debe sopesar los riesgos potenciales de realizar el estudio con la necesidad de obtener la información obtenida.
Electrodos de electromiografía de superficie e intramuscular
Hay dos tipos de electromiografía: la electromiografía de superficie y electromiografía intramuscular. La electromiografía de superficie evalúa la función muscular registrando la actividad muscular desde la superficie sobre el músculo de la piel.
Los electrodos de superficie son capaces de proporcionar solo una evaluación limitada de la actividad muscular. La electromiografía superficial se puede registrar mediante un par de electrodos o mediante una matriz más compleja de múltiples electrodos.
Se necesita más de un electrodo porque las grabaciones electromiográficas muestran la diferencia de potencial (diferencia de voltaje) entre dos electrodos separados.
Las limitaciones de este enfoque son el hecho de que los registros de electrodos superficiales están restringidos a músculos superficiales, están influenciados por la profundidad del tejido subcutáneo en el sitio del registro que puede ser muy variable dependiendo del peso del paciente y no puede discriminar confiablemente las descargas de los músculos adyacentes.
La electromiografía intramuscular se puede realizar usando una variedad de diferentes tipos de electrodos de registro. El enfoque más simple es un electrodo de aguja monopolar.
Esto puede ser un alambre fino insertado en un músculo con un electrodo de superficie como referencia; o dos finos hilos insertados en el músculo referenciados entre sí. La mayoría de las grabaciones de alambre fino son para estudios de investigación o kinesiología.
Los electrodos de electromiografía monopolar de diagnóstico están típicamente aislados y son lo suficientemente rígidos para penetrar en la piel, con solo la punta expuesta usando un electrodo de superficie como referencia.
Las agujas para inyectar toxina botulínica o fenol son típicamente electrodos monopolares que utilizan una referencia de superficie, en este caso, sin embargo, el eje metálico de una aguja hipodérmica, aislado de manera que solo la punta está expuesta, se usa tanto para registrar señales como para inyectar.
Un diseño un poco más complejo es el electrodo de aguja concéntrico. Estas agujas tienen un alambre fino, incrustado en una capa de aislamiento que llena el cañón de una aguja hipodérmica, que tiene un eje expuesto, y el eje sirve como el electrodo de referencia. La punta expuesta del alambre fino sirve como el electrodo activo.
Como resultado de esta configuración, las señales tienden a ser más pequeñas cuando se registran desde un electrodo concéntrico que cuando se registran desde un electrodo monopolar y son más resistentes a los artefactos eléctricos del tejido y las mediciones tienden a ser algo más confiables.
Sin embargo, debido a que el eje está expuesto en toda su longitud, la actividad muscular superficial puede contaminar el registro de los músculos más profundos.
Los electrodos de aguja de electromiografía de fibra única están diseñados para tener áreas de grabación muy pequeñas, y permiten discriminar las descargas de fibras musculares individuales.
Para realizar una electromiografía intramuscular, típicamente se inserta un electrodo de aguja concéntrico o monopolar a través de la piel en el tejido muscular.
La aguja luego se mueve a múltiples puntos dentro de un músculo relajado para evaluar tanto la actividad de inserción como la actividad de descanso en el músculo.
Los músculos normales exhiben una breve explosión de activación de la fibra muscular cuando se estimulan con el movimiento de la aguja, pero esto rara vez dura más de 100 ms.
Los dos tipos patológicos más comunes de actividad de reposo en el músculo son los potenciales de fasciculación y fibrilación.
Un potencial de fasciculación es la activación involuntaria de una unidad motora dentro del músculo, a veces visible a simple vista como una contracción muscular o por electrodos de superficie.
Sin embargo, las fibrilaciones solo se detectan mediante electromiografía con aguja y representan la activación aislada de las fibras musculares individuales, generalmente como resultado de una enfermedad nerviosa o muscular.
A menudo, las fibrilaciones se desencadenan por el movimiento de la aguja (actividad de inserción) y persisten durante varios segundos o más después de que cesa el movimiento.
Después de evaluar la actividad de reposo y de inserción, el electromiógrafo evalúa la actividad del músculo durante la contracción voluntaria. La forma, el tamaño y la frecuencia de las señales eléctricas resultantes se evalúan.
Luego, el electrodo se retrae unos milímetros y nuevamente se analiza la actividad. Esto se repite, algunas veces hasta que se recopilan datos de 10-20 unidades motoras para extraer conclusiones sobre la función de la unidad motora.
La electromiografía de fibra única evalúa el retraso entre las contracciones de las fibras musculares individuales dentro de una unidad motora y es una prueba sensible para la disfunción de la unión neuromuscular causada por drogas, venenos o enfermedades como la miastenia gravis.
La técnica es complicada y generalmente solo la realizan individuos con entrenamiento avanzado especial.
Una revisión de la literatura sobre electromiografía de superficie publicada en 2008 concluyó que la electromiografía de superficie puede ser útil para detectar la presencia de enfermedad neuromuscular (clasificación de nivel C, datos de clase III), pero no hay datos suficientes para apoyar su utilidad para distinguir entre neuropático y neuropático.
Condiciones miopáticas o para el diagnóstico de enfermedades neuromusculares específicas. Las electromiografías pueden ser útiles para el estudio adicional de la fatiga asociada con el síndrome post-poliomielitis y la función electromecánica en la distrofia miotónica (clasificación de nivel C, datos de clase III).
Ciertos estados de los EE. UU. Limitan el rendimiento de la electromiografía con aguja por parte de no médicos. Nueva Jersey declaró que no se puede delegar en un asistente médico. Michigan aprobó una legislación que dice que la electromiografía con aguja es la práctica de la medicina.
Se requiere entrenamiento especial en el diagnóstico de enfermedades médicas con electromiografía solo en programas de residencia y de confraternidad en neurología, neurofisiología clínica, medicina neuromuscular y medicina física y rehabilitación.
Hay ciertos subespecialistas en otorrinolaringología que han recibido entrenamiento selectivo en la realización de electromiografía de los músculos de la laringe y subespecialistas en urología, obstetricia y ginecología que han tenido un entrenamiento selectivo en la realización de electromiografía de los músculos que controlan la función intestinal y de la vejiga.
Contracción voluntaria máxima
Una función básica de la electromiografía es ver qué tan bien se puede activar un músculo. La forma más común que se puede determinar es realizando una contracción voluntaria máxima (CVM) del músculo que se está evaluando.
La fuerza muscular, que se mide mecánicamente, típicamente se correlaciona altamente con las medidas de activación electromiográfica del músculo.
Lo más común es que esto se evalúe con electrodos de superficie, pero debe reconocerse que estos típicamente solo registran las fibras musculares en una aproximación cercana a la superficie.
Varios métodos analíticos para determinar la activación muscular se usan comúnmente dependiendo de la aplicación. El uso de la activación electromiográfica media o el valor máximo de contracción es un tema debatido.
La mayoría de los estudios utilizan comúnmente la contracción voluntaria máxima como un medio para analizar la fuerza pico y la fuerza generada por los músculos objetivo.
Según el artículo, las medidas de electromiografía rectificada pico y promedio: ¿Qué método de reducción de datos se debe utilizar para evaluar los ejercicios centrales de entrenamiento?
Concluyeron que el «promedio de datos electromiográficos rectificados (ARV, por sus siglas en inglés) es significativamente menos variable cuando se mide la actividad muscular del núcleo».
En consecuencia, estos investigadores sugerirían que «los datos de electromiografía ARV se deben registrar junto con la medida de electromiografía máxima cuando se evalúan los ejercicios centrales».
Proporcionar al lector con ambos conjuntos de datos daría como resultado una mayor validez del estudio y potencialmente erradicar las contradicciones dentro de la investigación.
Otras medidas
La electromiografía también se puede usar para indicar la cantidad de fatiga en un músculo.
Los siguientes cambios en la señal de electromiografía pueden significar fatiga muscular: un aumento en el valor absoluto medio de la señal, aumento en la amplitud y duración del potencial de acción muscular y un cambio general a frecuencias más bajas.
Monitorear los cambios de diferentes frecuencias cambia la forma más común de usar electromiografía para determinar los niveles de fatiga. Las velocidades de conducción más bajas permiten que las motoneuronas más lentas permanezcan activas.
Una unidad motora se define como una neurona motora y todas las fibras musculares que inerva. Cuando una unidad de motor dispara, el impulso (llamado potencial de acción) es transportado por la neurona motora hasta el músculo.
La prueba de conducción nerviosa también se realiza a menudo al mismo tiempo que una electromiografía para diagnosticar enfermedades neurológicas.
Descomposición de la señal de electromiografía
Las señales de electromiografía se componen esencialmente de potenciales de acción de la unidad motora superpuestos (MUAP, por sus siglas en inglés) de varias unidades motoras.
Para un análisis completo, las señales de electromiografía medidas pueden descomponerse en los potenciales de acción de su unidad motora constituyente.
Los potenciales de acción de la unidad de motor de diferentes unidades motoras tienden a tener diferentes formas características, mientras que los potenciales de acción de la unidad de motor grabados por el mismo electrodo de la misma unidad de motor son típicamente similares.
Notablemente, el potencial y la acción de la acción de la unidad motora dependen de dónde esté ubicado el electrodo con respecto a las fibras y, por lo tanto, pueden parecer diferentes si el electrodo se mueve.
La descomposición electromiográfica no es trivial, aunque se han propuesto muchos métodos.
Procesamiento de señales de electromiografía
La rectificación es la traducción de la señal de electromiografía en bruto a una sola frecuencia de polaridad (generalmente positiva).
El objetivo de rectificar una señal es garantizar que la señal en bruto no promedie cero, debido a que la señal de electromiografía en bruto tiene componentes positivos y negativos.
Los dos tipos de rectificación de señales se refieren a lo que sucede con la onda de electromiografía cuando se procesa. Estos tipos incluyen la frecuencia de longitud completa y la mitad de la longitud.
La frecuencia de longitud completa agrega la señal de electromiografía por debajo de la línea de base (normalmente polaridad negativa) a la señal por encima de la línea de base, haciendo una señal condicionada que es todo positiva.
Este es el método preferido de rectificación porque conserva toda la energía de la señal para el análisis, generalmente en la polaridad positiva. La rectificación de media longitud elimina la señal de electromiografía por debajo de la línea de base.
Al hacerlo, el promedio de los datos ya no es cero, por lo tanto, se puede usar en análisis estadísticos. La única diferencia entre los dos tipos de rectificación es que la rectificación de onda completa toma el valor absoluto de la matriz de señal de puntos de datos
Limitaciones
La electromiografía de aguja utilizada en entornos clínicos tiene aplicaciones prácticas, como ayudar a descubrir enfermedades.
Sin embargo, la electromiografía con aguja tiene limitaciones, ya que involucra la activación voluntaria del músculo y, como tal, es menos informativa en pacientes que no desean cooperar, niños y bebés, y en individuos con parálisis.
La electromiografía de superficie puede tener aplicaciones limitadas debido a problemas inherentes asociados con la electromiografía de superficie. El tejido adiposo (grasa) puede afectar las grabaciones electromiográficas.
Los estudios muestran que a medida que el tejido adiposo aumentaba, el músculo activo directamente debajo de la superficie disminuía.
A medida que aumentaba el tejido adiposo, la amplitud de la señal de electromiografía de superficie directamente sobre el centro del músculo activo disminuía.
Las grabaciones de señales de electromiografía suelen ser más precisas con individuos que tienen menos grasa corporal y una piel más dócil, como los jóvenes en comparación con los ancianos.
La comunicación cruzada muscular ocurre cuando la señal electromiográfica de un músculo interfiere con la de otra confiabilidad limitante de la señal del músculo que se está probando. La electromiografía superficial está limitada debido a la falta de fiabilidad de los músculos profundos.
Los músculos profundos requieren cables intramusculares que son intrusivos y dolorosos para lograr una señal de electromiografía. La electromiografía de superficie solo puede medir músculos superficiales e incluso entonces es difícil reducir la señal a un solo músculo.
Características eléctricas
La fuente eléctrica es el potencial de membrana muscular de aproximadamente -90mV. Los potenciales de electromiografía medida varían entre menos de 50μV y hasta 20 a 30mV, dependiendo del músculo en observación.
Resultados del procedimiento
Resultados normales
El tejido muscular en reposo normalmente es eléctricamente inactivo.
Después de que la actividad eléctrica causada por la irritación de la inserción de la aguja disminuye, el electromiógrafo no debe detectar ninguna actividad espontánea anormal (es decir, un músculo en reposo debe ser eléctricamente silencioso, con la excepción del área de la unión neuromuscular, que es, en circunstancias normales, muy espontáneamente activo).
Cuando el músculo se contrae voluntariamente, los potenciales de acción comienzan a aparecer. A medida que aumenta la fuerza de la contracción muscular, cada vez más fibras musculares producen potenciales de acción.
Cuando el músculo está completamente contraído, debería aparecer un grupo desordenado de potenciales de acción de diferentes tasas y amplitudes (un patrón completo de reclutamiento e interferencia).
Resultados anormales
Los hallazgos electromiográficos varían según el tipo de trastorno, la duración del problema, la edad del paciente, el grado de cooperación del paciente, el tipo de electrodo de aguja utilizado para estudiar al paciente y el error de muestreo en términos del número de áreas estudiadas dentro de un solo músculo y la cantidad de músculos estudiados en general.
La interpretación de los hallazgos electromiográficos generalmente es mejor realizada por un individuo informado mediante una historia focalizada y un examen físico del paciente, y junto con los resultados de otros estudios diagnósticos relevantes realizados, incluidos los estudios de conducción nerviosa.
Pero también, según corresponda, los estudios de imagen como resonancia magnética y ultrasonido, biopsia muscular y nerviosa, enzimas musculares y estudios serológicos.
Historia
Los primeros experimentos documentados sobre electromiografía comenzaron con las obras de Francesco Redi en 1666. Redi descubrió un músculo altamente especializado de la electricidad generada por los peces eléctricos de rayos (anguila eléctrica).
En 1773, Walsh había podido demostrar que el tejido muscular del pez de la anguila podía generar una chispa de electricidad.
En 1792, apareció una publicación titulada De Viribus Electricitatis en Motu Musculari Commentarius, escrita por Luigi Galvani, en la cual el autor demostraba que la electricidad podía iniciar la contracción muscular.
Seis décadas más tarde, en 1849, Emil du Bois-Reymond descubrió que también era posible registrar la actividad eléctrica durante una contracción muscular voluntaria.
La primera grabación real de esta actividad fue hecha por Marey en 1890, quien también introdujo el término electromiografía. En 1922, Gasser y Erlanger usaron un osciloscopio para mostrar las señales eléctricas de los músculos.
Debido a la naturaleza estocástica de la señal mioeléctrica, solo se pudo obtener información aproximada de su observación.
La capacidad de detección de señales electromiográficas mejoró constantemente desde la década de 1930 hasta la de 1950, y los investigadores comenzaron a utilizar electrodos mejorados más ampliamente para el estudio de los músculos.
La Asociación Estadounidense de Medicina Neuromuscular y Electrodiagnóstica se formó en 1953 como una de varias sociedades médicas actualmente activas con un interés especial en promover la ciencia y el uso clínico de la técnica.
En la actualidad, varios amplificadores adecuados están disponibles comercialmente. A principios de los años ochenta, aparecieron cables que producían señales en el rango de microvoltios deseado.
Se utiliza de forma diagnóstica por los laboratorios de marcha y por los médicos entrenados en el uso de la retroalimentación biológica o la evaluación ergonómica.
El electromiógrafo también se usa en muchos tipos de laboratorios de investigación, incluidos los relacionados con la biomecánica, el control motor, la fisiología neuromuscular, los trastornos del movimiento, el control postural y la fisioterapia.
