Fatigue detection in the vastus lateralis muscle based on sEMG signal analysis

Abstract

La electromiografía (EMG) capta las señales eléctricas producidas por la contracción de los músculos esqueléticos. El análisis de la electromiografía de superficie (sEMG) es el principal método para identificar el agotamiento muscular. La identificación de la fatiga permite crear técnicas de apoyo, y ayuda tanto a la rehabilitación clínica como a la prevención de lesiones, ya que el agotamiento muscular aumenta el riesgo de lesiones deportivas. Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo principal el análisis de las señales sEMG en el músculo vasto lateral para la detección de la fatiga muscular después de la realizar actividades físicas que involucre a las extremidades inferiores. Con este fin, se aplicó la Transformada Wavelet a las señales sEMG adquiridas antes y después de ejercicios de gimnasio. El estudio utiliza un amplificador de señales sEMG, una tarjeta NI USB 6212 y la plataforma MATLAB para la adquisición, procesamiento y análisis de señales. La descomposición de las señales mediante la transformada wavelet con la función base biortogonal 3.5 y un 4to nivel de descomposición, permitió analizar las variaciones en la actividad muscular y caracterizarlas a través del cálculo de los parámetros valor medio absoluto (MAV), valor cuadrático medio (RMS), y frecuencia media (MNF) de las señales sEMG, mejorando así la capacidad de identificar patrones asociados con la fatiga muscular. Finalmente, se concluyó que la amplitud de los parámetros de las señales sEMG en dominio del tiempo aumenta y de los parámetros en el dominio de la frecuencia disminuyen en el estado de fatiga.