Diseño e implementación de un dispositivo de visualización, evaluación y entrenamiento de la señal mioeléctrica para el uso de prótesis transradiales

Abstract

RESUMEN : La electromiografía es una técnica que permite la medición no invasiva para obtener patrones de activación muscular, que con el pasar de los años ha permitido su uso en el control de prótesis electrónicas y dispositivos de rehabilitación. En el presente trabajo se desarrolla un dispositivo de visualización, evaluación y entrenamiento de señales mioeléctricas para el uso de prótesis transradiales basado en la primera versión del MyoChad de Prótesis Avanzadas. La metodología empleada involucró la definición de los requisitos funcionales y técnicos del dispositivo, el diseño CAD y los componentes necesarios, además de la construcción de un prototipo haciendo uso de potenciómetros que simularon señales fisiológicas. Este dispositivo fue fabricado haciendo uso de técnicas de impresión 3D, empleando PLA como material de fabricación. Por otra parte, se diseñó un sistema de adquisición de señales por medio de Bluetooth y WiFi, la señal tomada es visualizada por el serial plotter de Arduino y una GUI implementada en RemoteXY en dispositivos móviles, respectivamente, gracias al módulo ESP32 integrado en la pantalla TFT usada en el dispositivo. Finalmente se validó el funcionamiento del dispositivo utilizando datos reales de señales EMG, mediante la implementación de un juego de entrenamiento haciendo uso de los músculos flexor y extensor tras realizar una contracción muscular durante quince segundos; aun así, se identificaron algunas áreas de mejora que podrían abordarse en investigaciones futuras.

ABSTRACT : Electromyography is a technique that allows non-invasive measurement of muscle activation patterns, which over the years has allowed its use in the control of electronic prostheses and rehabilitation devices. This article presents the development of a device for visualization, evaluation, and training of myoelectric signals for the usage of transradial prosthesis based on the MyoChad V1.0, property of Protesis Avanzadas company. The implemented methodology involved the definition of technical and functional requirements for the device, the CAD design and finally the necessary components, in addition, it was performed a prototype using potentiometers to simulate the physiological signals. This device was manufactured using 3D printing techniques with PLA as base material. On the other hand, an acquisition system incorporates Bluetooth and Wi-Fi; the signal taken is visualized by the Arduino's serial plotter and a RemoteXY app GUI for mobile devices thanks to the ESP32 module integrated into the TFT screen used in this device. Finally, the operation of the device was validated using real data from EMG, through the implementation of a training game using the flexor and extensor muscles after performing a muscle contraction for fifteen seconds; even so, some areas for improvement were identified that could be addressed in future research.