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.

Oximetría, Frecuencia Cardíaca, Apnea y Actividad de los Músculos Masticatorios en Sujetos con BS / Oximetry, Heart Rate, Apnea and Mastication Muscle Activity in Subjects with Sleep Bruxism

RESUMEN: El objectivo de este estudio fue describir los valores promedio de oximetría, frecuencia cardíaca y eventos de apnea durante la noche y la actividad de los músculos maseteros y temporales en un grupo de adultos jóvenes con BS. Estudio observacional descriptivo de serie de casos que consideró una muestra 20 jóvenes entre 21 y 25 años diagnosticados con BS mediante polisomnografía. Se describieron las condiciones de actividad de los músculos maseteros y temporales mediante electromiografía y los valores e los signos vitales mediante polisomnografía. El análisis estadístico fue de tipo descriptivo, se aplicaron medidas de tendencia central, frecuencias absolutas y relativas. El promedio de la actividad muscular durante la masticación de los maseteros fue (D: 86) (I: 520). El promedio de la actividad muscular durante la masticación de los temporales fue (D: 340) (I: 510). El promedio en los episodios de hipopnea fue de (28,9). El promedio de oximetría fue (NMOR: 93,5) (MOR: 93,8). El promedio de la tasa cardiaca fue (NMOR: 65,4) (MOR: 66,8) latidos/minuto. El promedio de eventos de bruxismo fue (NREM: 135,4) (REM: 120,2).y el índice (eventos BS/hora) (40,60). Las características de las musculares masticatorias y los signos vitales durante el sueño de los sujetos con BS pueden ayudar al entendimiento y a la toma de decisiones en el tratamiento.

ABSTRACT: The objective of the study was to describe the average oximetry, heart rate, and apnea events values during sleep, and the activity of masseter and temporal muscles in a group of young adults with SB (Sleep Bruxism). This serial case and observational descriptive study comprised of a sample of 20 young people between 21 and 25 years of age, who were diagnosed with SB through a polysomnography test. Electromyography recordings served to describe the activity conditions of masseter and temporal muscles, while polysomnography was used to obtain measurement values and vital signs. A descriptive statistical analysis accounting for measures of central tendency, absolute and relative frequencies was performed. During mastication, the average masseter and temporal muscle activity values registered at (D: 86) (I: 520), and (D: 340) (I: 510) respectively. While, the average value for hypopnea episodes was (28.9), and (NREM: 93.5) (REM: 93.8) for oximetry. The average heart rate exhibited a value of (NREM: 65.4) (REM: 66.8) beats / minute, while the values for bruxism events registered at (NREM: 135.4) (REM: 120.2) with an index value of (SB events / hour) (40.60). Muscles of mastication characteristics, and vital signs during sleep for subjects with SB can aid in understanding and decision making in treatment.