Diseño de un dispositivo de procesamiento y compilación de señales electromiográficas

Abstract

Uno de los componentes más importantes en Interfaces Cerebro Maquina en la parte de prótesis de manos y piernas son los sensores de electromiografía (EMG, de las sus siglas en inglés). La electromiografía (EMG) se utiliza para medir el potencial de activación de los músculos y de esta forma poder interactuar con las prótesis de manera adecuada. El objetivo de este trabajo de grado es desarrollar un dispositivo EMG que pueda medir señales bioeléctricas y transmitir estos datos a otros dispositivos. Este trabajo de grado es principalmente una exploración para identificar la solución potencial y se necesita más trabajo para desarrollar el sistema requerido. El dispositivo EMG debe ser pequeño, modular, alimentado por batería y capaz de comunicarse de forma inalámbrica con otros dispositivos. Un sistema EMG que funcione requiere una amplificación adecuada para que el resultado sea legible y exige un filtrado exhaustivo, así como un diseño detallado de la placa de circuitos para eliminar el ruido o las interferencias que puedan afectar al resultado. En el desarrollo de este proyecto se empleó un enfoque descendente, en el cual se diseñó una arquitectura para el sistema EMG y se descompuso en bloques funcionales. Cada uno de estos bloques se implementó individualmente, y se llevó a cabo una prueba experimental completa para asegurar que se cumplían todas las especificaciones. Con el fin de validar el dispositivo EMG, se utilizaron imágenes de referencia y se examinó directamente la correlación entre la activación muscular y su señal mediante un osciloscopio.

Se logró desarrollar satisfactoriamente un dispositivo EMG completamente operativo, el cual constaba de dos PCB: una con circuitos EMG (circuito analógico) y otra con procesamiento digital para la comunicación (circuito digital). Los resultados obtenidos mediante EMG fueron coherentes entre los distintos sujetos de prueba y pudieron correlacionarse sin dificultad alguna con el movimiento muscular y la fuerza. Las imágenes de referencia demostraron que el dispositivo funcionaba de acuerdo con lo previsto. Sin embargo, aún se presentaba ruido de modo común de 60 Hz en el dispositivo EMG, lo cual podría ser atribuible a su amplio ancho de banda y sus limitadas propiedades de baja frecuencia.