El preprocesamiento de la piel es el requisito previo absoluto para garantizar la integridad de los datos durante la recopilación de electromiografía de superficie (sEMG). Implica alterar física y químicamente la superficie de la piel, a través de la depilación, la abrasión y la desinfección con alcohol, para reducir drásticamente la resistencia eléctrica, o impedancia de contacto, entre el músculo y el electrodo.
Sin una preparación rigurosa de la piel, la interfaz entre el cuerpo y el sensor actúa como una resistencia que degrada la señal. El preprocesamiento garantiza que la impedancia de la piel caiga por debajo de 5 kΩ, lo cual es esencial para evitar que la interferencia ambiental ahogue las sutiles señales musculares requeridas para el análisis del calzado.
La física de la fidelidad de la señal
Reducción de la impedancia de contacto
La piel humana es naturalmente resistente a la corriente eléctrica debido a las capas de células muertas, aceites y vello.
El preprocesamiento de la piel elimina estas barreras para reducir la impedancia de contacto a un objetivo de menos de 5 kΩ. Una menor impedancia garantiza que la débil señal eléctrica generada por el músculo no se atenúe (debilitada) antes de llegar al sensor.
Mejora de la relación señal/ruido (SNR)
Una alta impedancia actúa como una antena para el ruido.
Al reducir la resistencia, se minimiza la captura de interferencia electromagnética (EMI) del entorno. Esto resulta en una alta relación señal/ruido, asegurando que los datos en su pantalla representen la actividad muscular real en lugar de estática de fondo.
El protocolo de preprocesamiento
Preparación mecánica
Para establecer una conexión directa, se deben eliminar las barreras físicas.
Esto generalmente implica rasurar el vello y realizar una ligera abrasión en la superficie de la piel. Estos pasos eliminan físicamente el estrato córneo no conductor (la capa externa de piel muerta).
Limpieza química
Una vez que la superficie está abrasada, se requiere limpieza química.
El uso de desinfección con alcohol elimina la materia orgánica aislante como la queratina, los aceites naturales y el sudor. Esto asegura que el electrodo haga contacto con una superficie limpia y conductora.
Por qué esto es importante para las pruebas de calzado
Captura de datos de músculos profundos
La estabilidad del calzado depende en gran medida de músculos profundos y sutiles que son difíciles de monitorear.
El preprocesamiento preciso es vital para capturar señales del abductor hallucis y del tibialis posterior. Debido a que estos músculos se encuentran más profundos dentro del pie y la pierna, sus señales superficiales son débiles y fácilmente oscurecidas sin una conexión prístina.
Análisis de la estabilidad dinámica
Las pruebas de calzado implican movimientos de alta velocidad, como correr o cortar.
Estas acciones dinámicas introducen artefactos de movimiento. Una conexión de baja impedancia asegura que los cambios en la activación muscular causados por diferentes componentes del calzado se detecten con precisión, en lugar de perderse en el ruido del movimiento.
Errores comunes a evitar
El costo de la alta impedancia
Si la impedancia permanece por encima de 5 kΩ, los datos se vuelven poco confiables.
El ruido ambiental de alta frecuencia puede imitar o enmascarar señales fisiológicas. Esto lleva a conclusiones falsas sobre cómo un zapato afecta el rendimiento muscular.
Preparación inconsistente
El preprocesamiento debe ser uniforme en todos los sujetos y sesiones de prueba.
La abrasión o limpieza inconsistente conduce a una calidad de datos variable, lo que hace imposible comparar objetivamente el rendimiento de diferentes prototipos de calzado.
Tomando la decisión correcta para su objetivo
Para asegurar que los datos de rendimiento de su calzado sean procesables, adapte su enfoque a sus objetivos de prueba específicos:
- Si su enfoque principal es evaluar la estabilidad del calzado: Asegure una abrasión rigurosa para capturar señales de baja amplitud de estabilizadores profundos como el tibialis posterior.
- Si su enfoque principal es el análisis de carrera a alta velocidad: Priorice una limpieza exhaustiva con alcohol para eliminar el sudor y los aceites que causan deriva de la señal durante el movimiento rápido.
Los conocimientos confiables sobre el rendimiento del calzado son imposibles sin dominar primero la interfaz entre el atleta y el sensor.
Tabla resumen:
| Paso | Acción | Objetivo principal |
|---|---|---|
| Mecánico | Afeitado y abrasión ligera | Elimina el vello y la piel muerta (estrato córneo) para reducir la resistencia. |
| Químico | Desinfección con alcohol | Elimina aceites, sudor y queratina para un mejor contacto del electrodo. |
| Objetivo de impedancia | < 5 kΩ | Minimiza el ruido de la señal y la interferencia ambiental (EMI). |
| Resultado | Alta SNR | Garantiza datos claros para estabilizadores musculares profundos como el tibialis posterior. |
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Referencias
- Koji Murofushi, Kazuyoshi Yagishita. Differences in trunk and lower extremity muscle activity during squatting exercise with and without hammer swing. DOI: 10.1038/s41598-022-17653-7
Este artículo también se basa en información técnica de 3515 Base de Conocimientos .
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