Elaborarea electromiografului cu interfață grafică la calculator

Abstract

Domeniul de cercetare îl constituie aspectele teoretice şi practice ale evaluării activității musculare cu scopul diagnozei afecțiunilor neuromusculare, precum şi a elaborării schemelor electrice pentru electromiografie (EMG). Scopul lucrării constă in elaborarea unui dispozitiv pentru înregistrarea activității electrice în mușchi, cea generată spontan sau consecutiv contracției musculare. Astfel se vor elabora două componente de bază, și anume cea hardware și software, reprezentate prin schemele electrice de citire și procesare a semnalelor EMG precum și o interfață grafică ce ar permite vizualizarea în timp real a activității musculare, precum și sctoarea informației pe calculator. Metodologia cercetării științifice se bazează pe teoria conducției nervoase în fibrele musculare pentru a determina disfuncțiile legate de nervi și mușchi. Noutatea şi originalitatea științifică a rezultatelor obținute constă în: elaborarea schemelor cost-eficiente de achziție a semnalelor electrice ca rezultat al activității musculare prin metoda de citire diferențială cu 3 electrozi; aplicarea filtrelor cu 4 poli pentru a miniza maximal posibil influența zgomotelor de rețea și de a filtra smenalul, precum și pentru a exclude utilizarea filtrelor de tip Notch cu rejecția de 50 Hz, care sunt utilizate cel mai des în astfel de aplicații fiind o problemă importantă deoarece majoritatea semnalului util de la activitatea mușchilor este conținută în acestă bandă de frecvență; elaborarea interfeței grafice la calculator care permite stocarea eficientă a datelor cu posibilitatea ulterioară de procesare, precum și pentru aplicarea diferitor algoritmi de tip descriptorii de amplitudă și frecvență. Semnificaţia teoretică a lucrării o constituie analiza spectrului de frecvențe a semnalului electrică cazuat de activitatea musculară, cu scopul elaborării unor filtre cât mai eficiente în banda de frecvență de interes. Valoarea aplicativă a lucrării constă in elaborarea dispozitivului de electromiografie care permite vizualizarea și stocarea activității musculare în timp real cu posibilitatea de dirijare a coeficientului de amplificare pentru a se adapta diferitor masive de mușchi.

Research field It consists of the theoretical and practical aspects of the assessment of muscle activity with the aim of diagnosing neuromuscular disorders, as well as the development of electrical schemes for electromyography (EMG). The purpose of the work consists in the development of a device for recording the electrical activity in the muscles, the one generated spontaneously or following muscle contraction. Thus, two basic components will be developed, namely the hardware and software, represented by the electrical schemes for reading and processing the EMG signals, as well as a graphic interface that would allow the real-time visualization of the muscle activity, as well as the information retrieval on the computer. Scientific research methodology is based on the theory of nerve conduction in muscle fibers to determine dysfunctions related to nerves and muscles. Novelty and originality scientific basis of the obtained results consists in: the development of cost-effective schemes for the acquisition of electrical signals as a result of muscle activity through the differential reading method with 3 electrodes; the application of 4-pole filters to minimize the influence of network noises and filter the signal as much as possible, as well as to exclude the use of notch filters with 50 Hz rejection, which are most often used in such applications, being an important problem because most of the useful signal from muscle activity is contained in this frequency band; the development of the graphic interface to the computer that allows efficient storage of data with the possibility of further processing, as well as for the application of different algorithms such as amplitude and frequency descriptors. The theoretical significance of the paper is the analysis of the frequency spectrum of the electrical signal caused by muscle activity, with the aim of developing the most effective filters in the frequency band of interest. The applicative value of the work consists in the development of the electromyography device that allows visualization and storage of muscle activity in real time with the possibility of directing the amplification coefficient to adapt to different massifs of muscles.