Diseño y desarrollo de un sistema portable para el diagnóstico del estrés a través de la tensión muscular

El estres es un fenomeno cada vez mas frecuente en la sociedad moderna, actualmente es considerado como un factor de riesgo para la salud que adicionalmente conlleva a perdidas en terminos de absentismo, disminucion de la productividad y gastos de atencion sanitaria. Para el caso de Colombia no se conocen estadisticas que indiquen la magnitud de los problemas y costos asociados al estres, sin embargo, el Ministerio de Proteccion Social en la Resolucion 002646 del 17 de julio de 2008, establece lineamientos para la identificacion, evaluacion e intervencion de los factores de riesgo psicosocial y para la determinacion del origen de las patologias causadas por el estres ocupacional, lo cual deja entrever, que Colombia no es ajena a esta cuestion. Por otra parte, los Ministerios colombianos de Salud y Tecnologias de la Informacion y las Comunicaciones, a traves de la iniciativa de Investigacion, Desarrollo e Innovacion promueven los Nodos de Innovacion. El nodo de salud es un espacio donde se fomenta la creacion de productos,servicios y soluciones para el sector salud, con el fin de minimizar y contribuir al cierre de la brecha de las inequidades en salud, a partir de uso y apropiacion de las TIC. Teniendo en cuenta el panorama presentado previamente, se ha detectado que hay un contexto ideal y una oportunidad de innovacion tecnologica en el campo de los sistemas portables(tipo wearable) conjugados con tecnologias IoT (Internet de las cosas) que aporten soluciones para mejorar la calidad de vida de las personas. El estres puede ser detectado a partir del analisis de las caracteristicas de diferentes senales fisiologicas, tales como: electroencefalograma (EEG), electromiograma (EMG), Electrocardiograma (ECG), temperatura de la piel (SK), Fotopletismografia (PPG). El interes en el estudio de las senales EMG ha aumentado considerablemente en los ultimos anos como consecuencia del avance de las nuevas tecnologias de procesamiento, de la informacion y la comunicacion. Estas tecnologias han posibilitado el uso de sistemas cada vez mas fiables y potentes para captar, representar, almacenar, analizar y clasificar las senales mioelectricas. El desarrollo de tecnicas y herramientas en el procesamiento de senales permite tener acceso a la informacion contenida en la senal EMG y utilizarla en diferentes aplicaciones entre las que se destaca la identificacion de la tension muscular asociada con la carga de trabajo y el estres mental. Una senal electromiografica o senal EMG, es una representacion del potencial electrico producido en los musculos durante su contraccion/relajacion, las cuales son acciones representadas por actividades neuromusculares. La senal puede ser detectada de forma no-invasiva a partir de la tecnica electromiografia superficial (sEMG) garantizando comodidad, bienestar y libertad a las personas al realizar tareas cotidianas. Lo anterior, junto con los beneficios que puede aportar el registro de la senal EMG en la prevencion de trastornos musculo esqueletico, la convierte en una buena opcion para estimar el estres. Los resultados de algunas investigaciones han arrojado un incremento de la actividad electromiografica de los musculos del trapecio en situaciones estresantes. En la mayoria de los estudios, para estimar el estres a partir de sEMG se utiliza un enfoque multi-modal que involucra la combinacion de biomarcadores de estres adicionales a la actividad EMG, mientras que otros tratan de probar que la sEMG puede contribuir de forma independiente, al medir el estres sin utilizar el enfoque multimodal. Esto indica que las investigaciones apuntan a reducir el numero de variables involucradas para medir el estres. El objetivo general del trabajo es “Disenar y construir un sistema portable que permita la identificacion y el diagnostico del estres por medio de la evaluacion y medicion de la tension muscular a traves del metodo de Electromiografia de superficie (sEMG)”. Se propone un protocolo experimental para el registro de la actividad EMG superficial del musculo del trapecio superior asociada al estres inducido y se desarrolla una caracterizacion experimental de la senal sEMG como unico indicador fisiologico para medir el estres. Finalmente, a traves de una validacion estadistica de los datos experimentales se logra establecer que la actividad muscular se encuentra influenciada por el estres. Estos logros abren multiples posibilidades relacionadas con la integracion a sistemas de telemedicina basados en nodos de sensores biomedicos vestibles y tecnologias de computacion en la nube.