Caratterizzazione dei tessuti muscolari tramite misure di Spettroscopia ad Impedenza Elettrica

La Spettroscopia ad Impedenza Elettrica è una tecnica a bassa invasività che permette di analizzare le proprietà fisiologiche dei tessuti umani e che è stata proposta per la diagnosi di vari disturbi neuromuscolari prendendo il nome di Miografia ad Impedenza Elettrica (EIM). Tale metodica presuppone l’effettuazione di misure di impedenza a singola frequenza (il valore più usato è 50 kHz) oppure in uno spettro definito di frequenze. Nel presente lavoro di tesi la seconda tecnica è stata proposta per lo studio dei tessuti muscolari. In particolare sono state valutate diverse condizioni fisiologiche (riposo, contrazione isometrica e successivo rilassamento muscolare) per i muscoli flessori situato nel lato interno dell’avambraccio. In particolare sono state effettuate misure su soggetti sani e date alcune preliminari valutazioni sulla caratterizzazione dei risultati.
Il sistema di misura, già utilizzato con successo in precedenti lavori qui analizzati, è costituito da un PC portatile equipaggiato con una scheda di acquisizione dati della National Instruments PCMCI- NIDAQ 6062E, integrato da un circuito di condizionamento del segnale e da un software di controllo e memorizzazione realizzato in ambiente LabVIEW. Le misure sono state effettuate nel range di frequenze che va da 1 kHz a 60 kHz, acquisendo dati in corrispondenza di 10 valori di frequenza per limitare la durata del tempo di misura, registrando i valori di impedenza mediante il metodo volt-amperometrico, che prevede l’utilizzo di elettrodi di corrente e voltmetrici. Nell’ambito del presente lavoro di tesi si è reso necessario effettuare preliminari misure di calibrazione dello strumento. A valle di uno studio bibliografico sono stati definiti modelli elettrici del tessuto in esame definendo gli errori sistematici di misura nel range del misurando. Successivamente uno studio bibliografico e alcuni test preliminari su quattro differenti layout elettrodici hanno portato alla scelta di un posizionamento ottimale degli elettrodi, per il quale sono stati studiati due protocolli: nel primo si chiede al soggetto in esame una contrazione isometrica pari al 75% della contrazione massima volontaria; il secondo prevede una contrazione pari al 50% dello sforzo massimale. In entrambi i casi è stata proposta l’analisi della fase di riposo immediatamente successiva alla contrazione e a 2,4 e 6 minuti dopo la contrazione. Per ogni soggetto è stata redatta un’apposita scheda, relativa ad ogni misura, contenente: matricola identificativa, sesso, età, peso, altezza, braccio dominante, tipo di corporatura, informazioni relative all’attività fisica ed eventuali criticità rilevate al momento della misura.