Diseño de un sistema de electroestimulación funcional con adquisición de señales EMG para la asistencia del movimiento

Abstract

[ES] En este trabajo de fin de grado se propone el diseño y desarrollo de un sistema de electroestimulación funcional que sea capaz de asistir un determinado movimiento detectando el comienzo del movimiento mediante la adquisición de señales electromiogràfiques (EMG). Para conseguir este objetivo, este proyecto se desarrolla en dos fases. La primera, consistirá en el diseño mediante el microcontrolador Arduino de un electroestimulador funcional con la capacidad de actuar tanto de electroestimulador convencional (para uso personal, deportivo, estético...), como de un electroestimulador destinado a asistir un movimiento de una extremidad superior con movilidad reducida con la adquisición de señales EMG. Primeramente, se realizará un estudio de las señales utilizadas dentro del campo del electroestimulación. A través de documentación publicada sobre el tema e intermediando de la observación a través de un osciloscopio de la señal producida por un electroestimulador comercial. Una vez obtenida la documentación necesaria se diseñará y desarrollará un circuito electroestimulador, donde los parámetros tales como la forma de la onda serán controlados por Arduino. La última parte consistirá en la adquisición de señales EMG por medio de un sensor comercial de la extremidad en cuestión y de varias zonas en esta para detectar la intención de movimiento.

[CA] En aquest treball de fi de grau es proposa el disseny i desenvolupament d'un sistema d'electroestimulació funcional que siga capaç d'assistir un determinat moviment detectant el començament del moviment mitjançant l'adquisició de senyals electromiogràfiques (EMG). Per aconseguir aquest objectiu, aquest projecte es desenvolupa en dues fases. La primera, consistirà en el disseny mitjançant el microcontrolador Arduino d'un electroestimulador funcional amb la capacitat d'actuar tant d'electroestimulador convencional (per a ús personal, esportiu, estètic, etc.), com d'un electroestimulador destinat a assistir un moviment d'una extremitat superior amb mobilitat reduïda amb l'adquisició de senyals EMG. Primerament, es realitzarà un estudi de les senyals utilitzades dins del camp de l'electroestimulació. A través de documentació publicada sobre el tema i mitjançant de l'observació a través d'un oscil·loscopi de la senyal produïda per un electroestimulador comercial. Una vegada obtinguda la documentació necessària es dissenyarà y desenvoluparà un circuit electroestimulador, on els paràmetres tals com la forma de l'ona seran controlats per l'Arduino. L'última part consistirà en l'adquisició de senyals EMG mitjançant un sensor comercial de l'extremitat en qüestió i de diverses zones en aquesta per tal de detectar la intenció de moviment.

[EN] In this final degree project, the design and development of a functional electrostimulation system is proposed that is capable of assisting a certain movement by detecting the start of movement through the acquisition of electromyographic signals (EMG). To achieve this objective, this project is developed in two phases. The first will consist of the design by means of the Arduino microcontroller of a functional electrostimulator with the ability to act both as a conventional electrostimulator (for personal, sports, aesthetic, etc.), and as an electrostimulator designed to assist an upper limb movement. with reduced mobility with the acquisition of EMG signals. First, a study of the signals used within the field of electrostimulation will be carried out. Through published documentation on the subject and mediating the observation through an oscilloscope of the signal produced by a commercial electrostimulator. Once the necessary documentation has been obtained, an electrostimulator circuit will be designed and developed, where parameters such as the shape of the wave will be controlled by the Arduino. The last part will consist of the acquisition of EMG signals by intermediating a commercial sensor of the limb in question and of several areas in it to detect the intention of movement.