Análisis tiempo-frecuencia de parámetros de fatiga en la señal de electromiografía superficial (sEMG): estudio ergonómico en cirugía laparoscópica

Abstract

[ES] El objetivo del presente proyecto es extraer parámetros indicadores de fatiga muscular a partir de señales de electromiografía de superficie de cuatro de los músculos que emplea un cirujano en una intervención laparoscópica. Los ensayos realizados corresponden a dos herramientas diferentes, de tal manera que los parámetros indicadores de fatiga, objetivo del proyecto, se comparan bajo esas dos situaciones que son distintas desde un punto de vista ergonómico. Para ello se analizarán, tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, las señales de EMG de superficie capturadas en 12 posiciones estáticas durante 1 minuto cada una, siendo idénticas la primera y la última posición. Para cada señal se determina qué parámetros explican mejor la fatiga muscular con varios objetivos: En primer lugar, discernir cuál de las técnicas estudiadas presenta un mayor índice de fatiga; en segundo lugar, estudiar cada posición de forma independiente para saber qué posiciones son más problemáticas durante la intervención quirúrgica y extraer un parámetro cuantificable que identifique de forma inequívoca el fenómeno de fatiga muscular; y por último, comparar en cada caso la señal correspondiente a la primera y a la última posición para tener una idea de la incidencia de la fatiga acumulada a lo largo de los 12 minutos que dura el ejercicio.

[EN] This paper aims to extract muscle fatigue indicator parameters from surface electromyography signals of four of the muscles used by a surgeon in an intervention using two different laparoscopic techniques. In order to do this, the surface EMG signals captured in 12 static positions for 1 minute each are analysed in both the time and frequency domain, with the first and last positions being identical. For each signal, it is determined which parameters best explain muscle fatigue with several objectives: Firstly, to discern which of the two techniques studied has a higher rate of fatigue; secondly, to study each position independently in order to know which positions are most problematic during the surgical intervention and to extract a quantifiable parameter that unequivocally identifies the phenomenon of muscle fatigue; and finally, to compare in each case the signal corresponding to the first and last position in order to have an idea of the incidence of accumulated fatigue throughout the 12 minutes that each sample lasts.