Surface electromyography: Why, when and how to use it

Abstract

Surface electromyography: Why, when and how to use it La electromiografia de superficie: ?que es, que se busca con ella y como usarla?     Resumen Through the use of electromyography, insights have been gained into the understanding of intentional and reactive motor behaviors. This technique posits the detection and analysis of the electromyogram (EMG); the electrical potential produced during muscle contractions. EMGs can be detected either directly, by inserting electrodes in the muscle tissue, or indirectly, with surface electrodes positioned on skin regions immediately above the muscle tissue. Because of its non-invasiveness, surface electrodes are more popular among sport scientists. Surface EMGs often convey information regarding muscle activation as, for example, the intensity of muscle contraction, the myoelectric manifestation of muscle fatigue and the recruitment of motor units. Anatomical and further physiological indications might be obtained when multiple electrodes are used to detect high-density surface electromyograms (HD-sEMG) from individual muscles. The recording of HD-sEMG allows for the identification of neuromuscular compartments, for the decomposition of EMGs into the action potentials of single motor units and for the robust estimation of the length of muscle fibers, the position of innervation zones, the conduction velocity of motor unit action potentials, the territory of motor units and the contribution of synergistic muscles to the force exerted over body joints. Besides providing an extensive repertoire of information, the use of high-density systems for the detection of surface EMGs revealed that interpretation of the conventional bipolar EMGs urges care. Thus, the aim of this review is to synthesize chief aspects concerning the detection and application of surface EMG and to predict possible directions for its use.   Resumen La electromiografia permite comprender los comportamientos motores intencionales y automaticos. Esta tecnica se define como la deteccion y analisis del electromiograma (EMG), es decir, del potencial electrico producido durante las contracciones musculares. Los EMG pueden detectarse directamente, mediante la insercion de electrodos en el tejido muscular, o indirectamente, con electrodos de superficie colocados en zonas de la piel localizadas justo encima del tejido muscular. Por el hecho de ser un metodo no invasivo, los electrodos de superficie son muy populares entre los cientificos del deporte. Los EMG de superficie con frecuencia transmiten informacion sobre la activacion muscular como, por ejemplo, la intensidad de la contraccion muscular, la manifestacion mioelectrica de la fatiga muscular y el reclutamiento de unidades motoras. Con el objetivo de detectar electromiogramas de alta densidad de superficie (HDs-EMG) de los musculos individuales, pueden ser utilizados varios electrodos. Esto permite obtener informaciones anatomicas y fisiologicas complementarias. Mediante la descomposicion de los potenciales de accion del registro de HDs-EMG de las unidades motoras individuales, es posible la identificacion de los compartimentos neuromusculares, una estimacion precisa de la longitud de las fibras musculares, la posicion de las zonas de inervacion, la velocidad de conduccion del potencial de accion de la unidad motora, el territorio de las unidades motoras y la contribucion de los musculos sinergistas que actuan sobre las articulaciones del cuerpo. Ademas de proporcionar un amplio repertorio de informacion, el uso del EMG de superficie de alta densidad revelo que la interpretacion de los EMG bipolares convencionales necesita ser realizado con cuidado. De este modo, el objetivo de esta revision es discutir los principales aspectos sobre la deteccion y la aplicacion de EMG de superficie, asi como predecir posibles orientaciones para su uso. Keywords Electromiograma de superficie, Unidad motora, Musculo esqueletico, Electromiograma de superficie de alta densidad (HDs-EMG) Palabras clave Surface electromyogram, Motor unit, Skeletal muscle, High-density surface electromyogram (HD-sEMG)