Dispozitiv pentru electromiografie

Abstract

Domeniul de cercetare se concentrează pe aspectele teoretice și practice ale evaluării activității musculare în vederea diagnosticării afecțiunilor neuromusculare, precum și pe dezvoltarea schemelor electrice utilizate în electromiografie (EMG). Scopul lucrării este dezvoltarea unui dispozitiv destinat înregistrării activității electrice a mușchilor, fie generate spontan, fie ca urmare a contracției musculare. În acest sens, vor fi create două componente principale: hardware și software. Componenta hardware va include schemele electrice pentru citirea și procesarea semnalelor EMG, iar componenta software va cuprinde o interfață grafică care să permită vizualizarea în timp real a activității musculare, precum și stocarea datelor pe calculator Metodologia cercetării științifice se bazează pe teoria conducției nervoase în fibrele musculare pentru a determina disfuncțiile legate de nervi și mușchi. Noutatea și originalitatea științifică a rezultatelor obținute constă în: (i) proiectarea unor scheme cost-eficiente pentru achiziția semnalelor electrice generate de activitatea musculară, utilizând metoda citirii diferențiale cu 3 electrozi; (ii) implementarea filtrelor cu mai mulți poli pentru reducerea maximă a influenței zgomotelor de rețea și filtrarea semnalului, eliminând necesitatea utilizării filtrelor Notch cu rejecția de 50 Hz. Aceasta reprezintă o soluție inovatoare, având în vedere că majoritatea semnalelor utile provenite din activitatea musculară se află în această bandă de frecvență; (iii) dezvoltarea unei interfețe grafice pe calculator care permite stocarea eficientă a datelor pentru procesare ulterioară și aplicarea unor algoritmi avansați de analiză, inclusiv descriptori de amplitudine și frecvență. Semnificația teoretică a lucrării constă în analiza spectrului de frecvențe al semnalului electric generat de activitatea musculară, având ca scop proiectarea unor filtre optimizate pentru 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 focuses on the theoretical and practical aspects of the evaluation of muscle activity in order to diagnose neuromuscular disorders, as well as on the development of electrical circuits used in electromyography (EMG). The purpose of the work is to develop a device intended for recording the electrical activity of muscles, either generated spontaneously or as a result of muscle contraction. In this regard, two main components will be created: hardware and software. The hardware component will include the electrical circuits for reading and processing EMG signals, and the software component will include a graphical interface that allows real-time visualization of muscle activity, as well as data storage 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 of the obtained results consists in: (i) the design of cost-effective schemes for the acquisition of electrical signals generated by muscle activity, using the 3-electrode differential reading method; (ii) the implementation of multi-pole filters for maximum reduction of the influence of network noise and signal filtering, eliminating the need to use Notch filters with 50 Hz rejection. This represents an innovative solution, considering that most of the useful signals coming from muscle activity are in this frequency band; (iii) the development of a graphical computer interface that allows efficient data storage for subsequent processing and the application of advanced analysis algorithms, including amplitude and frequency descriptors. The theoretical significance of the work consists in the analysis of the frequency spectrum of the electrical signal generated by muscle activity, with the aim of designing filters optimized for the frequency band of interest. The applicative value of the work consists in the development of an 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 muscle masses.