Desarrollo de un sistema para la rehabilitación de una articulación superior mediante la combinación de un interfaz cerebro-computador y señales de electromiografía

Abstract

.The development of this project has focused on the use of electrophysiological signals for the assisted control of rehabilitation exercises. It is the development of a Hybrid Brain-Computer Interface as it allows the use of two types of biosignals. On the one hand it has been working in a system of capture, amplification and conditioning of electromyographic signals or EMG to detect parasitic muscular electrical activity in the upper limbs to be rehabilitated. Work has also been done with commercial hardware for the reading of electroencephalographic or EEG signals, as well as specific software for filtering and classification with the ultimate goal of having the ability to detect movement intent in the upper limbs to be rehabilitated. Detected this movement intention signal, a communication has been made from the different signal processing programs to an end application implemented in LabVIEW. This application allows to manage at the same time the information that these signals provide and use them to realize a control of position of a guide with linear movement, the patient uses this guide so that his arm moves accordingly. Thus an assisted rehabilitation system has been developed that is controlled with signals from the patient such as: EMG, EEG or a combination of both.

El desarrollo de este proyecto se ha centrado en el empleo de señales electrofisiológicas para el control asistido de ejercicios de rehabilitación. Se trata del desarrollo de un Interfaz Cerebro-Computador Híbrido ya que permite el empleo de dos tipos de bioseñales. Por una parte se ha trabajado en un sistema de captación, amplificación y acondicionamiento de señales electromiográficas o EMG con el fin de poder detectar actividad eléctrica muscular parásita en las extremidades superiores que se desean rehabilitar. También se ha trabajado con hardware comercial para la lectura de señales electroencefalográficas o EEG, así como software específico para su filtrado y clasificación con el objetivo final de tener la capacidad de detección de intención de movimiento en las extremidades superiores a rehabilitar. Detectada esta señal de intención de movimiento, se ha realizado una comunicación desde los distintos programas de tratamiento de señal hacia una aplicación final implementada en LabVIEW. Esta aplicación permite gestionar al mismo tiempo la información que dichas señales proporcionan y emplearlas para realizar un control de posición de una guía con movimiento lineal, es a esta guía a la que el paciente se sujeta para que su brazo se mueva en consecuencia. De este modo se ha desarrollado un sistema de rehabilitación asistida que se controla con señales del propio paciente como: EMG, EEG o una combinación de ambas.

El desenvolupament d’aquest projecte s’ha centrat en l’ús de senyals electrofi- siològics per al control assistit d’exercicis de rehabilitació. Es tracta del desenvolupament d’un Interfície Cervell-Computador Híbrid que permet l’ús de dos tipus de biosenyals. D’una banda s’ha treballat en un sistema de captació, amplificació i condicionament de senyals electromiogràfiques o EMG a fi de poder detectar activitat elèctrica muscular paràsita en les extremitats superiors que es desitgen rehabilitar. També s’ha treballat amb un equip comercial per a la lectura de senyals electroencefalogràfiques o EEG, així com software específic per al seu filtrat i classificació amb l’objectiu final de tindre la capacitat de detecció d’intenció de moviment en les extremitats superiors a rehabilitar. Detectada esta senyal d’intenció de moviment, s’ha realitzat una comunicació des dels distints programes de tractament de senyal cap a una aplicació final implementada en LabVIEW. Esta aplicació permet gestionar al mateix temps la informació que els dites senyals proporcionen i emprar-les per a realitzar un control de posició d’una guia amb moviment lineal, és a esta guia a la que el pacient se subjecta perquè el seu braç es moga en conseqüència. D’esta manera s’ha desenvolupat un sistema de rehabilitació assistida que es controla amb senyals del propi pacient com: EMG, EEG o una combinació d’ambdós