ARTÍCULO CIENTÍFICO

 

Evaluación electromiográfica de los músculos masticadores durante la fuerza máxima de mordedura

Electromyography Evaluations of the masticator muscles during the maximum bite force

 

 

M.J.P. Coelho-Ferraz¹, F. Bérzin², C. Amorim³

1 Professor, Department of Orthodontics, Uniararas School, Araras, São Paulo, Brasil.
2 Fausto Bérzin. Professor and Department Chair, Department of Morphology, Piracicaba Dental School, UNICAMP, São Paulo, Brasil.
3 Cesar Amorim. Engineering, São José dos Campos, São Paulo, Brasil.

Dirección para correspondencia

 

 

---

RESUMEN

La actividad de los músculos masetero y de la porción anterior temporal de ambos lados, derecho e izquierdo, respectivamente, durante la fuerza máxima de mordedura fue estudiada en voluntarios sanos. El estudio incluyó a 17 voluntarios adultos de ambos sexos, edad promedia de 25 años, que no evidenciaban ningún indicio de disfunción temporomandibular y eran relacionados con la Facultad de Odontología de Piracicaba. Se registraron los datos electromiográficos en ambos lados de la cara del masetero y de la porción anterior de los músculos temporal y suprahioideo en las posiciones postural e isométrica. Se utilizaron electrodos de superficie pasivos para niños, de Ag/AgCl, con forma circular y descargables de Meditrace^® Kendall-LTP, modelo Chicopee MA01. Éstos se conectaron a un preamplificador con una ganancia de 20x que formaba un circuito de diferenciales. Se captaron los registros de las señales eléctricas utilizando un equipo EMG-8OOC de EMG System of Brazil, Ltd., de ocho canales, a una frecuencia de 2 KHz con 16 bitios de resolución y un filtro digital con un paso de banda de 20 a 500 Hz. Se utilizó también un transductor de presión que consistía en un tubo de goma con un sensor de presión (MPX 5700)* (Motorola SPS, Austin, TX, EE.UU.) para registrar la fuerza máxima de mordedura. El análisis estadístico incluyó la correlación lineal, la prueba t emparejada y el análisis de la varianza. Se consideró estadísticamente significativa una probabilidad de p<0,05. Los resultados pusieron en evidencia cierto grado de asimetría muscular para el masetero y la porción anterior del músculo temporal que variaba en relación con la tarea realizada y la intensidad de la contracción. El índice de asimetría fue menor en la posición postural que en la de fuerza máxima de mordedura.

Palabras clave: Electromiografía; Biomecánica mandibular.

---

ABSTRACT

Healthy individuals were examined in terms of the pattern of activity of the masseter and temporal muscles in their anterior portion of both right and left sides, respectively, with the maximum bite force. The study consisted in seventeen adult volunteers with no sign of apparent temporomandibular dysfunction, of both genders, connected to the School of Dentistry of Piracicaba, with average age of 25 years old. The electromyography data were obtained, bilaterally, of the masseter, anterior portion of temporal and suprahyoid muscles in the postural and isometric positions. Were utilized surface passive electrodes for kids of Ag/AgCl, of circular format and dischargeable of Meditrace^® Kendall-LTP, model Chicopee MA01, attached to a pre-amplifier with gain of 20 times forming a differential circuit. The records of the electrical signs were captured by the equipment EMG-8OOC of EMG System of Brazil Ltd. of eight channels, with frequency of 2 KHz and 16 bits of resolution, digital filter with band pass of 20 to 500Hz. It was utilized also a pressurized transductor which consists of a pressurized rubber tube connected to a sensor element (MPX 5700) to obtain the maximum bite force. The statistic tests used were linear correlation, test t in pair and analysis of variance. Probability of p<0, 05 were significant considered statistically. The results showed a certain degree of muscular asymmetry for the masseter and anterior portion of temporal muscles that depended on the task performed or contraction level. The index of asymmetry was lower in the postural position than in the maximum bite force.

Key words: Electromyography; Mandibular biomechanics.

---

 

Introducción

La dinámica maxilar ha sido el tema de numerosas investigaciones científicas y hay muchos aspectos de la biomecánica que aún no se entienden completamente. El patrón de actividad de los músculos masticadores durante la apertura máxima de la boca depende de ciertos factores oclusales (Helkimo y cols., 1977), el contactos prematuro (Bakke y Moller, 1980), la morfología facial, la fuerza muscular general y diferencias entre los sexos (Killiaridis y cols., 1995), además de la fase de la dentadura, localización de la fuerza de mordedura, aspectos emocionales del paciente, actitudes del investigador y del paciente, las señales y los síntomas de disfunción temporomandibular (Fields y cols., 1986; Bakke y cols., 1990).

La medición de la fuerza máxima de mordedura es un intento de cuantificar la fuerza total de los músculos que intervienen en el cierre mandibular (Wang y cols., 1990). Castro Folio y cols. (2005) han concluido que las variables de la electromiografía de superficie medidas durante la contracción isométrica de los músculos mandibulares elevadores y el registro de la fuerza de mordedura tienen una buena reproducibilidad en el uso clínico. Han resaltado la importancia de conocer que, durante la recepción de la carga a la izquierda y la derecha durante la abertura y cierre de la mandíbula en el curso de la mordedura isométrica, la cabeza de la mandíbula del lado de balanceo recibe una mayor carga promedia que la cabeza de la mandíbula del lado de trabajo. Esta diferencia depende del patrón de reclutamiento muscular (si el punto de mordedura permanece constante) y de las características mecánicas del alimento (Hylander, 1975, 1977, 1985).

El objetivo de este estudio fue examinar, en individuos considerados sanos, el patrón de actividad del masetero y de la porción anterior del temporal de ambos lados, izquierdo y derecho, respectivamente, durante la aplicación de la fuerza máxima de mordedura.

 

Material y Método

Para el estudio fueron seleccionados 17 voluntarios de los dos sexos relacionados con la Facultad de Odontología de Piracicaba, cuya edad media era de 25 años. El trabajo actual comenzó tras obtener la autorización del Comité Ético de Investigación con Seres Humanos (CEP) de FOP-UNICAMP, según las disposiciones de la resolución 196/96 de la Comisión Nacional de Ética en la Investigación (CONEP) del Consejo Nacional de Salud. Para seleccionar la muestra del estudio actual, los criterios fueron: relación dental Clase I de Angle y dentadura permanente, ausencia de tratamiento funcional ortodóntico y/o ortopédico sobre el maxilar en los 10 años previos, ausencia de caries importantes y ausencia de indicios o síntomas de trastornos de la masticación.

Se grabaron los registros electromiográficos del músculo masetero y de la porción anterior del músculo temporal. Se utilizó un electromiografo EMG-800C de EMG System of Brazil, Ltd., de ocho canales, con cinco bandas de ganancia de amplificación, rechazo del modo común > 120 dB, convertidor analógico-digital (A/D) de 16 bitios de resolución de la banda dinámica, que estaba conectado a un ordenador PC mediante un convertidor de red Ethernet 10 Mb con un conector RJ45 (10BASE T) y utilizaba el protocolo TCP/IP. El filtro era de tipo Butterworth, con un paso de banda inferior de 500Hz y paso de banda superior de 20Hz. El programa informático de adquisición y análisis de las señales electromiográficas era para un sistema operativo Windows XP/98/NT. Presentaba simultáneamente las señales de varios canales y los resultados del procesamiento de la señal (valores RMS medio, mínimo, máximo y desviación estándar, FFT en línea), con una frecuencia de adquisición (muestreo) de hasta 4800 muestras/segundo por canal programable. Se utilizaron electrodos de superficie bipolares pasivos para niños, de Ag/AgCl, de forma circular y descargables de Meditrace^® Kendall-LTP, Chicopee modelo MA01. Estos captan la actividad eléctrica de varias unidades motoras y a la vez están conectados a un pre-amplificador con una ganancia de 20x, que detecta el funcionamiento general de la dinámica muscular. Se colocó el electrodo de referencia (tierra) en la muñeca derecha, untada con gel electroconductivo, para reducir el ruido eléctrico indeseado de la señal electromiográfica. Los electrodos de superficie se fijaron bilateralmente a la porción anterior del músculo temporal y a la parte superficial del músculo masetero, según puntos de referencia anatómicos y utilizando los procedimientos descritos por Vitti y Basmajian (1997). Tras esta selección, las señales fueron procesadas con el programa informático EMG Analysis V1.01 de EMG System of Brazil, Ltd., que determinaba el valor de RMS durante la mordedura isométrica y la mordedura de fuerza máxima en kilogramos de fuerza (Kgf).

La fuerza de mordedura se determinó con un transductor de presión que era un tubo de goma conectado a un sensor de presión (MPX 5700) (Motorola SPS, Austin, TX, EE.UU.). El tubo y el sensor se conectaban a un convertidor analógico/circuito digital electrónico, que se alimentaba por una señal analógica procedente de un elemento presosensible. El sistema se conectaba a una computadora con un programa BASIC para la interpretación de la fuerza de mordedura. Este programa informático genera un archivo de texto que tabula los datos de la fuerza de mordedura que se puede leer en Excel.

Se realizaron tres evaluaciones de la fuerza de mordedura en cada voluntario, que mordió el tubo aplicando la máxima fuerza tres veces sucesivamente, cada vez durante 5 segundos, y separadas por intervalos de 1 minuto. El tubo se colocaba entre los molares superiores e inferiores de ambos lados. Para obtener la intercuspidación máxima, los voluntarios recibieron entrenamiento antes de trabajar con el dispositivo.

Se calcularon los valores numéricos de cada evaluación, obteniendo la diferencia entre las presiones máxima y mínima y el valor promedio de las tres mediciones para cada paciente seleccionado. Las lecturas obtenidas con el tubo de registro de presión se transferían al programa Excel para su conversión a libras por pulgada cuadrada (PSI) y después a Newtons (N) en función de la superficie del tubo (1 PSI = 29.792).

Durante ambas fases del estudio, la grabación electromiográfica y la adquisición de la fuerza de mordedura, los voluntarios permanecían sentados y con la cabeza inmovilizada en un plano de Frankfurt.

 

Análisis estadístico

Para comparar cuantitativamente la contribución de los maseteros y de la porción anterior de los músculos temporales a la fuerza de mordedura, se calculó el promedio del masetero y de los músculos temporales derecho e izquierdo en cada voluntario. El índice de actividad (Naeije y cols., 1989) se utilizó para delimitar la contribución relativa del masetero y del temporal durante la intercuspidación máxima:

El índice de actividad varía entre +100 y - 100

• Actividad aislada de los músculos maseteros +100

• Actividad equivalente de ambos músculos 0

• Actividad aislada de los músculos temporales -100

Para describir cuantitativamente la asimetría de la actividad de los músculos masticadores, se utilizó el índice de asimetría, que es equivalente matemáticamente al índice de actividad:

El índice de asimetría también varía de +100 a –100

• Actividad aislada del músculo derecho +100

• Actividad equivalente de ambos lados 0

• Actividad aislada del músculo izquierdo -100

Los análisis estadísticos realizados eran la correlación lineal, la prueba t aparejada y el análisis de la varianza. La probabilidad de p<0,05 se consideró estadísticamente significativa.

 

Resultados

La tabla 1 resume los valores promedios de la actividad electromiográfica de los cuatro músculos masticadores en la posición postural y en la posición de apertura máxima de la boca entre hombres y mujeres. En reposo, se encontró una diferencia estadísticamente significativa únicamente en el músculo masetero derecho, cuyo potencial eléctrico era mayor en varones. En la tarea de intercuspidación máxima, se encontró también una diferencia estadísticamente significativa para el músculo masetero derecho en varones (tabla 1).

El índice de asimetría se calculó para cuantificar las diferencias entre los lados derecho e izquierdo de cada voluntario. No se encontró dimorfismo sexual al analizar los datos con la prueba t de Student para muestras independientes, siendo calculado por el índice total de asimetría (Tabla 2). Al considerar los músculos masetero y temporal anterior, el masetero presentó un mayor índice de asimetría en las tareas realizadas.

Actividad del masetero y porción anterior del músculo temporal

La tabla 3 resume los registros del índice de actividad de los músculos masetero y temporal para las tareas de reposo e isometría. En la posición en reposo, más del 58% de los voluntarios mantuvo la posición mandibular utilizando la porción anterior del músculo temporal más que el músculo masetero. La acción promedia de la porción anterior del músculo temporal fue mayor que la del músculo masetero (23,59% frente al 6,38%). El músculo masetero presentó una mayor actividad de intercuspidación (más del 77%) que la porción anterior del músculo temporal.

 

La contribución relativa del masetero y de la porción anterior de los músculos temporales dependió del nivel de contracción (p<0,05). Una mayor fuerza de mordedura reflejó una mayor contribución del músculo masetero (Fig. 1).

 

Discusión

El estudio actual ha investigado la variabilidad normal de la actividad de los músculos masticadores, su asimetría y sus contribuciones respectivas a generar la fuerza máxima de mordedura.

El índice de asimetría y la actividad muscular han sido propuestos para evaluar a pacientes con alteraciones musculares craniomandibulares (Naeije y cols., 1985). Las investigaciones han demostrado que la actividad muscular asimétrica depende de la fuerza de mordedura y que, a cada nivel de contracción, la asimetría del músculo masetero es mayor que la porción anterior del músculo temporal (Naeije y cols., 1989; Pruim, 1979; Ferrario y cols., 1993), que coincide con los resultados de este estudio.

Se observó dimorfismo sexual en la actividad eléctrica del masetero derecho en las tareas de reposo y mordedura máxima, que era mayor en varones. Las diferencias craneales entre sexos constan sobre todo de una mayor debilidad de estos músculos en mujeres, que condiciona el menor desarrollo de los huesos (Madeira, 1998; Rizzolo y Madeira, 2004). Throckmorton y Dean (1994) han demostrado que la ventaja mecánica del masetero en varones y la fuerza de mordedura son mayores, una diferencia que podría atribuirse al tamaño de la sección transversal del músculo.

Los voluntarios participantes en este estudio presentaron un índice de asimetría menor en la posición postural (- 11,4%) que en la isométrica (14,6%). El músculo temporal anterior evidenció un índice de asimetría menor que el masetero en la posición postural. Durante la mordedura máxima, el predominio que mostraba el músculo temporal anterior a una intensidad de contracción baja pasa a un aumento de la contribución del masetero a la fuerza máxima de mordedura (Naeije y cols., 1989; McCarroll y cols., 1989a; McCarroll y cols., 1989b). Esta dinámica mandibular también coincide con los hallazgos de Throckmorton y Dean (1994), Latif (1957) y Bérzin (2004).

Hylander (1975, 1977, 1985) ha demostrado la importancia de analizar la biomecánica mandibular en una proyección frontal, comunicando que los músculos de oclusión en el lado de trabajo generan más fuerza muscular que los del lado de balanceo, que reciben una carga mayor. Por otra parte, se cuestiona las diferencias en los registros electromiográficos de los músculos masticadores de ambos lados con relación a la fuerza máxima de mordedura, es decir, a la capacidad del individuo de reclutar a todas las unidades motoras. Los criterios de asimetría para elaborar y comparar el proceso diagnóstico parecen ser útiles. Según los resultados de Ferrario y cols. (1993), el índice de asimetría de 18% puede considerarse normal.

 

Conclusiones

Puede considerarse normal cierto grado de asimetría muscular, que difiere entre el masetero y la porción anterior del músculo temporal y depende de la tarea realizada o de la intensidad de contracción. El índice de asimetría fue menor en la posición postural que en la de abertura oral máxima. El tratamiento interdisciplinar por la deontología, fonoterapia y fisioterapia no se resume únicamente en un "aspecto simétrico" cuando los tejidos del aparato estomatognático son capaces de adaptarse a su entorno regional debido a las reacciones de los tejidos a los estados de salud o de disfunción.

 

Bibliografía

1. Helkimo E, Carlsson GE, Helkimo M. Bite force and state of dentition. Ata Odontol Scand 1977;35:297-303.        [ Links ]

2. Bakke M, Moller E. Distortion of maximal elevator activity by unilateral premature tooth contact. Scand J Dent Res 1980;88:67-75.        [ Links ]

3. Killiaridis S, Johansson A, Haraldson T, Omar R, Carlsoon GE. Craniofacial morphology, occlusal traits, and bite force in persons with advance occlusal tooth wear. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1995;107:286-92.        [ Links ]

4. Fields HW, Proffit WR, Case JC, Vig KW. Variables affecting measurements of vertical occlusal. Scand J Dent Res 1986;65:135-8.        [ Links ]

5. Bakke M, Holm B, Jensen BL, Michler L, Moller E. Unilateral, isometric bite force en 8-68-yerar-old women and men related to occlusal factors. Scand J Dent Res 1990;98:149-58.        [ Links ]

6. Wang K, Arima T, Arendt-Nielsen L, Svensson P. EMG-force relationships are influenced by experimental jaw-muscle pain. J Oral Rehabil 2000;27:394-402.        [ Links ]

7. Castroflorio T, Icardi K, Becchino B, Merlo E, Debernardi C, Bracco P, Farina D. Reproducibility of surface EMG variables in isometric sub-maximal contractions of jaw elevator muscles. J Electromyogr Kinesiol 2006;16:498-505. Epub 2005 Nov 15.        [ Links ]

8. Hylander WL. The human mandible: lever or link? Am J Phys Anathropol 1975; 43:227-42.        [ Links ]

9. Hylander WL. In vivo bone strain in the mandible of Galago crassicaudatus. Am J Phys Anthrop 1977;46:309-26.        [ Links ]

10. Hylander W. Mandibular function and temporomandibular joint loading. In Carlson DS y cols. Developmental aspects of temporomandibular joint disorders. Ann Harbor: Center of Human growth and development 1985;p.19-35.        [ Links ]

11. Naeije M, McCarroll RS, Weijs WA. Electromyographic activity of the human masticator muscles during sub maximal clenching in the intercuspal position. J Oral Rehab 1989;16:63-70.        [ Links ]

12. Pruim, GJ. Asymmetries of bilateral static bite forces in different locations on the human mandible. J Dental Res 1979;58:1685-7.        [ Links ]

13. Ferrario VF, Sforza C, Miani Jr, D’Addona A, Barbini E. Electromyographic activity of human masticatory muscles in normal young people. Statistical evaluation of reference values for clinical applications. J Oral Rehab 1993;20:271-80.        [ Links ]

14. McCarroll RS, Naeije M, Kim YK, Hansson TL. The immediate effect of splint induced changes in jaw positioning on the asymmetry of submaximal masticatory muscle activity. J Oral Rehabil 1989;16:163-70.        [ Links ]

15. McCarroll RS, Naeije M, Kim YK, Hansson TL. Short term effect of a stabilization splint on the asymmetry of sumaximal masticatory muscle activity. J Oral Rehabil 1989;16:171-6.        [ Links ]

16. Throckmorton GS, Dean JS. The relationship between jaw –muscle mechanical advantage and activity levels during isometric bites in humans. Archs Oral Biol 1994;39:429-437.        [ Links ]

17. Madeira MC. Anatomia da face: bases anátomo-funcionais para a prática odontológica. 2.ed. São Paulo: Sarvier 1998.        [ Links ]

18. Rizzolo RJ, Madeira MC. Anatomia Facial com fundamentos de anatomia sistêmica geral. São Paulo: Sarvier; 2004.        [ Links ]

19. Latif A. An electromyographic study of temporalis muscle in normal person during selected positions and movements of the mandible. Am J Orthod 1957;43: 577-91.        [ Links ]

20. Bérzin F. Surface electromyography in the diagnosis of syndromes of the cranio-cervical pain. Braz J Oral Sci 2004;3:484-91.        [ Links ]

 

 

Dirección para correspondencia:
Maria Julia P. Coelho-Ferraz
Alameda João Senra, 148
Colinas de São João
Limeira – SP, Brasil
13481-299
e-mail: mjcoelhoferraz@hotmail.com

Recibido: 22.9.08
Aceptado: 20.11.08