Clasificación del estado de dolor de la articulación rígida de la rodilla utilizando electromiografía para el...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Ciencias de la rehabilitación
• Biomecánica clínica

Sus antecedentes:

• La rigidez de la articulación de la rodilla después de la fractura limita el rango de movimiento (ROM).
• El entrenamiento de movilidad óptimo requiere flexionar la rodilla a una posición de ángulo máximo (maxAP) que induzca niveles de dolor apropiados.
• Los métodos actuales para determinar el maxAP se basan en informes subjetivos de dolor de los pacientes, que pueden ser variables.

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad del uso de actividades de electromiografía (EMG) para detectar la posición de ángulo máximo (maxAP) durante la rehabilitación de la rodilla.
• Para convertir la detección de maxAP en una clasificación binaria de los estados de dolor versus dolor.

Principales métodos:

• Experimento I: Se registraron las señales EMG de los flexores y extensores de rodilla en 12 pacientes post-fractura durante el entrenamiento de movilidad de rutina.
• Extrajo las características del EMG para diferenciar entre dolor y estados sin dolor.
• Experimento II: estimación de maxAP probada utilizando modelos de aprendizaje automático (SVM, Random Forest) en un robot de rehabilitación de rodilla con 7 pacientes.

Principales resultados:

• Las características del EMG mostraron diferencias significativas entre el dolor y los estados sin dolor.
• La máquina vectorial de soporte (SVM) logró una precisión del 87,90% ± 4,55% con un sesgo de 6,5 ° ± 5,1 °.
• El modelo Random Forest logró una precisión del 89,10% ± 4,39% con un sesgo de 4,5 ° ± 3,5 °.

Conclusiones:

• Las señales EMG inducidas por el dolor pueden clasificar con precisión los estados de dolor para la estimación de maxAP en el entrenamiento de movilidad posterior a la fractura.
• Este enfoque puede potencialmente mejorar la aplicación de técnicas robóticas en la rehabilitación de fracturas.
• La detección del dolor basada en EMG ofrece una medida objetiva para guiar la intensidad de la rehabilitación y mejorar la recuperación de la ROM.