Dispositivo de medicion EEG para la activacion de una protesis de brazo

DISPOSITIVO DE MEDICION EEG PARA LA ACTIVACION DE UNA PROTESIS DE BRAZO

En el país de Colombia el nivel de la población de las personas amputados de miembro del brazo es de aproximadamente 1.342.222 según el registro de Registro de discapacidad RLCPD, Ya sea de nacimiento, enfermedades o accidentes; La Asociación Colombiana de Medicina Física y Rehabilitación estima que la incidencia de amputación en el país se da de 200 a 300 personas por cada cien mil habitantes. Ya teniendo en cuenta la realidad de la población realizamos la siguiente practica de laboratorio de electrofisiología con el fin de darle solución a la problemática de la activación de prótesis de brazos creando un dispositivo el cual detecte, identifique y analice la manipulación que requiera hacer la persona mediante señales electroencefalográficas. En este proyecto se dividirá en diferentes fases las cuales tendrás diferentes etapas la cuales juegan un papel sumamente importante para el funcionamiento de este.

DIAGRAMA DE BLOQUES

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Señales Encefalografías (EEG): Las señales eléctricas producidas por el cerebro son generadas por la diferencia de potencial en la membrana celular de las neuronas y este proceso es la base del funcionamiento de nuestro sistema nervioso. El registro de estos bioseñales es lo que se conoce como Electroencefalograma (EEG) y los ritmos de la actividad neuronal constituyen un lenguaje de comunicación propio de las neuronas. A medida que han avanzado los algoritmos de procesamiento de señales que ayudan a comprender el significado de las señales EEG, se han generado aplicaciones clínicas y tecnológicas que hasta hace algunos años pertenecían al área de la ciencia ficción.

http://www.scielo.org.co/pdf/prosp/v14n2/1692-8261-prosp-14-02-00099.pdf

Etapa de pre-amplificación y amplificación

Para la mayoría de dispositivos para una eficiente pre-amplificación es necesario un amplificador instrumental por ello se escoge el circuito integrado INA en este caso el modelo INA128 por la estabilidad en señales electrofisiológicas, además de que es una de la más utilizadas. La ganancia de este circuito es el siguiente

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Queremos la mayor estabilidad por ello una ganancia de 100 sería lo mejor. Con ello podemos hallar RG

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El valor de   .L etapa de amplificación se necesita mucha más ganancia para este sea lo suficiente  para que el microcontrolador lo pueda leer. Esta etapa se compondrá por varios OPAM en configuración inversor esto por dos razones principales [pic 17]

1. Es las más sencilla tanto para los cálculos como construcción
2. La salida del INA invierte la señal ya que la entrada no inversora estará en tierra pon ende un inversor cambiará la salida

A sabiendas de esto recordemos que la ganancia de un inversor es

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Por ello el primer inversor tendrá ganancia de 100, el segundo de 20 y el ultimo de 2.5 dando una ganancia total de 500.000

El circuito de amplificación quedaría de la siguiente manera

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Etapa de filtrado

Las frecuencias que pueden intervenir en la claridad de la señal en su lectura están entre 0.5 Hz y los 30Hz por ende se hace necesario realizar un filtro pasa banda ancha. Para ello se necesita dos condiciones

1. Realizar dos filtros un pasa alta con frecuencia con frecuencia de corte de 0.5Hz un pasa bajo con frecuencia de corte de 30Hz
2. Cada uno de estos filtros debe ser de ganancia unitaria ya que se requiere solamente el filtro sin que estos pueden aumentar la misma
3. Que los dos filtros sean Sallen Key y de segundo orden. Su uso es muy común en los filtros para señales electrofisiológicas

La topología de los filtros serían las siguientes

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Filtro pasa baja Sallen key de segundo orden de G=1

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Filtro pasa alta Sallen key de segundo orden de G=1

Las ecuaciones de diseño son la siguientes:

Para el filtro pasa alta

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C se establece a criterio del diseñador

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