Umbral de detección de la intención de movimiento de los músculos involucrados en la flexo-extensión de la rodilla durante la marcha
Esta investigación estudia tres detectores de intención de movimiento de los músculos involucrados en la flexo-extensión de la rodilla durante la marcha, basado en electromiografía superficial (sEMG). El propósito de este estudio consiste en estimar el umbral de detección de la intención de movimien...
| Main Authors: | , |
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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2018
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| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/30315 |
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| author | Farfán Bernal, Angel Bolívar Rojas Bustos, Andrés Bolívar |
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| description | Esta investigación estudia tres detectores de intención de movimiento de los músculos involucrados en la flexo-extensión de la rodilla durante la marcha, basado en electromiografía superficial (sEMG). El propósito de este estudio consiste en estimar el umbral de detección de la intención de movimiento de nueve músculos específicos.
El sistema de adquisición de datos usado está formado por una tarjeta shield EKG/EMG basada en Arduino Mega. Participaron 21 sujetos (14 hombres), edad (21.52±2.4 años) sin patologías a nivel de la rodilla. Se registraron sEMG de 9 músculos a 1 KHz y 58±3 segundos de duración. Posteriormente, se realizó un estudio de tres detectores: Umbral Simple (D1), Doble Umbral (D2) y Doble Umbral Estadístico (D3). La comparación fue realizada en base a la distancia al punto de detección perfecta (DDP) y tiempo de retardo (T_d), usando una técnica de validación cruzada. D3 presentó un mejor desempeño (SEN: 85,88±2,18 %; ESP: 86,1±3,55 % Td: 6,24±2,42 ms).
Adicionalmente, se determinó el valor mínimo/deseable de la SNR para una medición confiable de la Frecuencia Media (MNF) de la señal sEMG. Las señales se contaminaron con diferentes niveles de ruido. Los umbrales fueron determinados usando el algoritmo K-medias (Mínimo: 5,51 dB; Deseable 12,28 dB).
El inicio de la contracción muscular está a cargo de activar un dispositivo ortopédico, por lo tanto, una detección precisa de este episodio de contracción muscular es de crucial importancia para asegurar la operación adecuada del dispositivo. El detector D3 cumple estas características y este hallazgo constituye una contribución para el desarrollo del prototipo de exoesqueleto propuesto por el DEET. |
| format | bachelorThesis |
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| institution | Universidad de Cuenca |
| language | spa |
| publishDate | 2018 |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-303152018-08-09T20:11:27Z Umbral de detección de la intención de movimiento de los músculos involucrados en la flexo-extensión de la rodilla durante la marcha Farfán Bernal, Angel Bolívar Rojas Bustos, Andrés Bolívar Wong de Balzan, Sara Minchala Avila, Luis Ismael Electronica Umbral Detectores De Movimiento Movimiento En Marcha Exoesqueleto Miembros Inferiores Electromiografia Esta investigación estudia tres detectores de intención de movimiento de los músculos involucrados en la flexo-extensión de la rodilla durante la marcha, basado en electromiografía superficial (sEMG). El propósito de este estudio consiste en estimar el umbral de detección de la intención de movimiento de nueve músculos específicos. El sistema de adquisición de datos usado está formado por una tarjeta shield EKG/EMG basada en Arduino Mega. Participaron 21 sujetos (14 hombres), edad (21.52±2.4 años) sin patologías a nivel de la rodilla. Se registraron sEMG de 9 músculos a 1 KHz y 58±3 segundos de duración. Posteriormente, se realizó un estudio de tres detectores: Umbral Simple (D1), Doble Umbral (D2) y Doble Umbral Estadístico (D3). La comparación fue realizada en base a la distancia al punto de detección perfecta (DDP) y tiempo de retardo (T_d), usando una técnica de validación cruzada. D3 presentó un mejor desempeño (SEN: 85,88±2,18 %; ESP: 86,1±3,55 % Td: 6,24±2,42 ms). Adicionalmente, se determinó el valor mínimo/deseable de la SNR para una medición confiable de la Frecuencia Media (MNF) de la señal sEMG. Las señales se contaminaron con diferentes niveles de ruido. Los umbrales fueron determinados usando el algoritmo K-medias (Mínimo: 5,51 dB; Deseable 12,28 dB). El inicio de la contracción muscular está a cargo de activar un dispositivo ortopédico, por lo tanto, una detección precisa de este episodio de contracción muscular es de crucial importancia para asegurar la operación adecuada del dispositivo. El detector D3 cumple estas características y este hallazgo constituye una contribución para el desarrollo del prototipo de exoesqueleto propuesto por el DEET. Three motion intention detectors of the muscles involved in flexion-extension of the knee during gait were studied, based on surface electromyography (sEMG). The purpose of this study is to estimate the detection threshold of the movement intention of nine specific muscles. We used a sEMG acquisition system formed by an EKG / EMG shield based on Arduino Mega. Participants were 21 subjects (14 men), age (21.52 ± 2.4 years) without pathologies at the level of the knee. sEMG of 9 muscles were recorded at 1 KHz and 58 ± 3 seconds in duration. Subsequently, a study of three detectors was carried out: Single Threshold (D1), Double Threshold (D2) and Double Statistical Threshold (D3). The comparison was made based on the distance to the perfect detection point (DDP) and time delay (Td), using a cross-validation technique. D3 presented a better performance (SEN: 85.88 ± 2.18%, ESP: 86.11 ± 3.55% Td: 6.24 ± 2.42 ms). Additionally, the minimum / desirable value of the SNR was determined for a reliable measurement of the Medium Frequency (MNF) of the sEMG. The signals were contaminated with different noise levels. The thresholds were determined using the K-means algorithm (Minimum: 5.51 dB, Desirable 12.28 dB). The beginning of muscle contraction oversees activating an orthopedic device, therefore, an accurate detection of this episode of muscular contraction is of crucial importance to ensure the proper operation of the device. The D3 detector fulfills these characteristics and this finding constitutes a contribution to the development of the exoskeleton prototype proposed by the DEET. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2018-05-07T19:51:35Z 2018-05-07T19:51:35Z 2018-05-07 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/30315 spa TET;65 application/pdf application/pdf |
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