Torque estimation based on surface electromyography: potential tool for knee rehabilitation / Estimación de par basada en electromiografía de superficie: potencial herramienta para la rehabilitación de rodilla

Abstract Introduction: Multiple signal processing studies have reported the application of surface electromyography (sEMG) signals in robotics and motor rehabilitation processes. Objective: To conduct a literature review on the use of sEMG signals as an alternative method for knee torque estimation in order to objectively measure the progress of patients at different stages of knee injury rehabilitation. Materials and methods: A literature review of studies published between 1986 and 2018, without geographical limits, was carried out in the Engineering Village, IEEE Xplore, Science-Direct, Web of Science, Scopus, and PubMed databases by combining 8 search terms. Results: After completing the initial search, 355 records were retrieved. Duplicated publications were eliminated, and 308 articles were analyzed to determine if they met the inclusion criteria. Finally, 18 studies describing, in a comparative way, how to estimate torque based on sEMG signals were included. Conclusion: The use of sEMG signals to calculate joint torque is an alternative method that allows therapists to obtain quantitative parameters and assess the progress of patients undergoing knee rehabilitation processes.

Resumen Introducción. Múltiples estudios de procesamiento de señales han reportado la aplicación de las señales de electromiografía de superficie (sEMG) en robótica y en procesos de rehabilitación motora. Objetivo. Realizar una revisión de la literatura sobre el uso de señales de sEMG como alternativa para la estimación del par de rodilla con el fin de medir objetivamente el progreso de los pacientes en las diferentes etapas de rehabilitación de lesiones de rodilla. Materiales y métodos. Se realizó una revisión de la literatura publicada entre 1986 y 2018, sin límites geográficos, en las bases de datos Engineering Village, IEEE Xplore, ScienceDirect, Web of Science, Scopus y PubMed mediante la combinación de 8 términos de búsqueda. Resultados. Al finalizar la búsqueda inicial se obtuvieron 355 registros. Luego de realizar la remoción de duplicados esta cifra descendió a 308, los cuales fueron analizados para determinar si cumplían con los criterios de inclusión. Finalmente se incluyeron 18 estudios que describen de forma comparativa cómo estimar el par a partir de señales de sEMG. Conclusión. El uso de señales de sEMG para calcular el par en una articulación es una herramienta alternativa que permite al terapeuta acceder a parámetros cuantitativos y, de esta forma, valorar el progreso de los pacientes durante el proceso de rehabilitación de rodilla.

Entrenamiento motor en el continuo de la realidad a la virtualidad / Motor Training from reality to virtuality

Resumen Introducción. La trasformación de la capacidad de movimiento de las personas es un reto que el fisioterapeuta asume como estrategia de aprendizaje motor. Objetivo. Plantear los referentes teóricos y prácticos más relevantes en el uso de ambientes terapéuticos en el continuo de la realidad a la virtualidad en el entrenamiento motor de pacientes con accidente cerebrovascular y enfermedad de Parkinson. Materiales y métodos. Revisión de la literatura que analiza y aporta de manera conceptual, en el área de la rehabilitación y la fisioterapia, información sobre entrenamiento y aprendizaje motor. Resultados. Se evidencia potencial en el uso de la realidad virtual para la rehabilitación de alteraciones del movimiento debidas a disfunciones neurológicas. Las herramientas tecnológicas propias de la realidad virtual permiten un mayor conocimiento de los resultados con respecto a las características del movimiento, lo cual ayuda a mejorar el aprendizaje motor, en comparación con el entrenamiento tradicional. Conclusiones. Se debe objetivar el proceso de rehabilitación para medir con precisión los cambios de las estrategias de aprendizaje en las capacidades de movimiento de personas con deficiencias del sistema neuromuscular y generar evidencia del impacto que tienen los programas de entrenamiento motor en el continuo de la realidad a la virtualidad.

Abstract Introduction: The transformation of people's movement capacity is a challenge that physiotherapists address as a motor learning strategy. Objective: To gather the most relevant theoretical and practical references on the use of therapeutic environments in the reality-virtuality continuum regarding motor training in stroke and Parkinson's patients. Materials and methods: Literature review that analyzes and contributes conceptual information on training and motor learning in the field of rehabilitation and physiotherapy. Results: The potential of the use of virtual reality in movement disorder rehabilitation processes due to neurological dysfunctions is observed. The technological tools for virtual reality allow a better understanding of the results with respect to the characteristics of the movement, which helps to improve motor learning in comparison with traditional training. Conclusions: It is necessary to objectify the rehabilitation process to accurately measure the changes generated by learning strategies in the movement abilities of patients with neuromuscular system disorders in order to obtain evidence of the impact that motor training programs have on the reality-virtuality continuum.