Para realizar una contracción o un movimiento muscular voluntario, el cerebro genera un impulso que viaja por el sistema nervioso central hasta el nervio motor, conocido como una estimulación muscular. Se produce una descarga eléctrica en la zona muscular y se logra de forma regulada una contracción o un movimiento. En este proceso se realizan polarizaciones y despolarizaciones hasta que el final se consigue una contracción muscular. La potencia de esta contracción dependerá de la intensidad del estímulo. Por otra parte, es necesario alcanzar y sobrepasar un nivel umbral mínimo el cual debe llegar hasta el músculo para que se produzca una mínima contracción, ya que, de lo contrario, por debajo de este umbral no se producirá movimiento. Conforme el estímulo es mayor también lo será la contracción o la intensidad del movimiento. En el caso de un electroestimulador el estímulo se produce a través de una descarga eléctrica la cual ocasiona e inicia las despolarizaciones que llevan a la contracción muscular. Esta descarga puede realizarse por medio de electrodos ubicados sobre la piel, directamente sobre el músculo, o aplicarse en el nervio motor que origina la despolarización del músculo. En estos casos no es el sistema nervio central, sino el electro estimulador el encargado de generar el impulso eléctrico en este caso, que conducido por el nervio motor realizará el trabajo que se desea. Tanto la contracción voluntaria como en la obtenida por medio de impulsos eléctricos el resultado final será el mismo: una contracción.[7] En general la electro estimulación se puede clasificar de dos formas:
• Terapéutica
• Funcional
El propósito principal de la estimulación eléctrica terapéutica (TES) es el de mejorar la salud o funcionalidad de un músculo atrofiado, en este caso, el paciente se encuentra en reposo y descansando. Mientras que por el otro lado la estimulación eléctrica funcional (FES), lo que busca es activar músculos intactos o paralizados para lograr una contracción. Como se puede apreciar la tipo FES se puede utilizar para rehabilitación de miembros y disfunción motora.[8]
Por otro lado la aplicación de la estimulación se puede producir tanto sobre el nervio (conocida como estimulación neural) como sobre el músculo (siendo esta la estimulación muscular). A su vez, los efectos que se producirán sobre la persona, dependerán de algunos factores como la amplitud, frecuencia, forma de onda, duración del tren de pulsos aunque también así, dependerá de cada paciente, ya que la resistencia y/o la permeabilidad de cada persona es diferente. Estos parámetros serán aclarados posteriormente.
2.2.1
Características FES
Los sistemas FES se pueden encontrar divididos en dos formas, para músculo desnervado o para músculo inervado. Estos electroestimuladores utilizan señales eléctricas para activar las fibras nerviosas o los músculos deseados, con el fin de contraerlos o relajarlos como se mencionó anteriormente. Estos sistemas que se utilizan para generar movimientos artificiales se los suele conocer con el nombre de neuroprótesis. Pensando en este fin, lo que se busca es que posean un diseño portable.
2.2.2
FES músculo desnervado
Se habla de un músculo desnervado cuando este pierde la conexión con el sistema nervioso central. Cuando un nervio sufre una lesión o traumatismo, se daña de forma local pero también afecta la conducción a nivel distal, porque la mielina se va fagocitando, por lo tanto, toda la musculatura y motricidad distal a la lesión estará comprometida. Ocurre por consiguiente, un aumento de la atrofia muscular y del tejido adiposo, una pérdida de la estructura de la placa motora y un cambio en el potencial de membrana. Las regiones próximas a la lesión también experimentan cambios. Para lograr una recuperación de esta dolencia se busca que los nervios periféricos al afectado crezcan y formen nuevas uniones neuromusculares. El músculo en su estado fisiológico normal puede ser electroestimulado de manera muy fácil, pero cuando está desnervado no, y no es posible obtener una contracción representativa del mismo. Una forma de tratarlo es con la aplicación de corriente farádica, tipo de Onda Cuadrada simétrica o asimétrica.
2.2.3
FES músculo inervado
La FNMES, conocida como estimulación eléctrica funcional neuromuscular, por sus siglas en inglés, utiliza señales pequeñas a diferencia de la anterior mencionada FES de músculo Desnervado que utiliza señales eléctricas de mayor magnitud. Estas señales que permiten la contracción de uno o varios músculos de forma coordinada permite a quien recibe el tratamiento completar tareas funcionales por sí mismo. Esto se produce ya que las corrientes introducidas por un par de electrodos generan un campo eléctrico capaz de despolarizar las membranas neuronales más cercanas, al ser despolarizadas y alcanzar cierto nivel se produce una entrada de iones sodio que genera un potencial de acción artificial que se propaga desde el punto donde se realizó la estimulación. Cuando este potencial crítico llega a las terminales axonales se libera el neurotransmisor, que produce el movimiento. Este tipo de sistema activa neuronas motoras inferiores en vez de hacerlo sobre el músculo directamente, por lo tanto, el nivel de la señal que se requiere para la estimulación de dichas neuronas, es menor que el que se requiere para producir un potencial de acción que genere el movimiento sobre un músculo. Debido a esto es necesario que, para poder aplicar FNMES, las neuronas motoras interiores estén en condiciones o no presenten lesión alguna, dicho de otra forma el daño de las neuronas motoras no permite la aplicación de FNMES.[8]