DISPOSITIVO DE ELETROMIOGRAFIA DE SUPERFÍCIE SEM FIO COM MODULO EMISSOR E RECEPTORWIRELESS SURFACE ELECTROMYOGRAPHY DEVICE WITH EMITTER AND RECEIVER MODULE
Campo da invençãofield of invention
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo portátil alimentado com baterias para aquisição de sinais eletromiográficos. A eletromiografia (EMG) consiste no estudo, registro e interpretação dos sinais elétricos emitidos pelas fibras musculares ativas durante o processo de contração. A técnica da EMG abrange aplicações clínicas e em pesquisas científicas é empregada nos estudos cinesiológicos e neurofisiológicos dos músculos superficiais. Além disso, é empregado por diversos profissionais da área da saúde para diferentes objetivos, como, por exemplo, análise da fadiga muscular, parâmetros de força e resistência dos músculos e identificação de doenças neuromusculares.[001] The present invention relates to a portable device powered by batteries for acquiring electromyographic signals. Electromyography (EMG) consists of the study, recording and interpretation of electrical signals emitted by active muscle fibers during the contraction process. The EMG technique encompasses clinical applications and in scientific research it is used in kinesiological and neurophysiological studies of superficial muscles. In addition, it is used by several health professionals for different purposes, such as, for example, analysis of muscle fatigue, muscle strength and endurance parameters and identification of neuromuscular diseases.
Fundamentos da invençãoFundamentals of the invention
[002] As soluções existentes no mercado para aquisição de sinais de eletromiografia são equipamentos que muitas vezes necessitam de cabos que vai desde o ponto de fixação da pele até o aparelho. Durante a análise de um determinado exercício a movimentação desses cabos tendem a gerar alguns ruídos, deixando o sinal mais poluído. Outra desvantagem é que, na aquisição de alguns tipos desse equipamento, é necessário adquirir, separadamente e com custo, periféricos específicos para realizar uma determinada análise que são vendidos somente pelas empresas fabricantes, além de que seus softwares de acesso fechado não permitem o uso de outros dispositivos semelhantes, restringindo, dessa forma, o uso desse tipo de equipamento a centros de pesquisa e grandes clínicas médicas pelo seu elevado custo comercial e alta complexidade para aquisição de sinais biológicos.[002] The existing solutions on the market for the acquisition of electromyography signals are equipment that often require cables that go from the point of attachment of the skin to the device. During the analysis of a certain exercise, the movement of these cables tend to generate some noise, leaving the signal more polluted. Another disadvantage is that, when purchasing some types of this equipment, it is necessary to purchase, separately and at a cost, specific peripherals to carry out a certain analysis that are only sold by the manufacturing companies, in addition to the fact that their closed-access software does not allow the use of other similar devices, thus restricting the use of this type of equipment to research centers and large medical clinics due to its high commercial cost and high complexity for the acquisition of biological signals.
[003] Com o objetivo de solucionar tais problemas, a presente invenção tem como propósito elaborar um equipamento sem fio com pequenas dimensões e comunicação por telemetria, viabilizando, nessa perspectiva, o uso em ambientes intra e extra laboratorial com uma proposta de baixo custo em relação aos equipamentos oferecidos no mercado, em conjunto com a utilização de sistemas de monitoramento e gerenciamento dos dados de forma aberta, ou seja, plataformas open-source, através de dashboards, dando a possibilidade do usuário modificar e incrementar o sistema de acordo com as suas necessidades.
Breve descrição dos desenhos
A FIGURA 1 representa uma vista superior do módulo emissor do dispositivo com o gabinete aberto, sendo: gabinete (1), sensor de captação da ativação muscular (2), microcontrolador (3), bateria recarregável (4), circuito de filtragem de sinal (5), botão (6) e LED (7).
A FIGURA 2 representa uma vista inferior do módulo emissor do dispositivo, sendo: gabinete (1), conectores onde são fixados os eletrodos de superfície (8) e conector onde é fixado 0 eletrodo de superfície de referência (9).
A FIGURA 3 representa uma vista superior do módulo receptor do dispositivo com o gabinete (3) aberto.[003] In order to solve such problems, the present invention aims to develop a wireless equipment with small dimensions and telemetry communication, enabling, in this perspective, the use in intra and extra laboratory environments with a low cost proposal in in relation to the equipment offered on the market, together with the use of open monitoring and data management systems, that is, open-source platforms, through dashboards, giving the user the possibility to modify and increase the system according to the your needs.
Brief description of the drawings
FIGURE 1 represents a top view of the device's emitter module with the cabinet open, comprising: cabinet (1), muscle activation capture sensor (2), microcontroller (3), rechargeable battery (4), signal filtering circuit (5), button (6) and LED (7).
FIGURE 2 represents a bottom view of the device's emitter module, comprising: cabinet (1), connectors where the surface electrodes (8) are fixed and connector where the reference surface electrode (9) is fixed.
FIGURE 3 represents a top view of the device receiver module with the cabinet (3) open.
Descrição da invençãoDescription of the invention
[004] O dispositivo de eletromiografia de superfície sem fio consiste em um módulo emissor e um módulo receptor. O módulo emissor (figuras 1 e 2) é composto por um gabinete (1) que acomoda um sensor de captação da ativação muscular (2) para realizar a captação, amplificação, retificação e integração do sinal, no qual possui três terminais para fixação de eletrodos de superfície: dois para o ventre muscular e um para referência; um microcontrolador (3) que possui um conversor analógico digital para digitalizar o sinal e bluetooth integrado; uma bateria recarregável (4); um circuito eletrônico para filtragem do sinal (5); um LED (6), um botão (7), conectores onde são fixados os eletrodos de superfície (8) e conector onde é fixado o eletrodo de superfície de referência (9). O módulo receptor (figura 3) é composto por um gabinete onde acomoda um microcontrolador (3) que recebe os dados e transmite para o computador via USB. Após conectado, o equipamento é ligado através do botão e os módulos se conectam automaticamente via bluetooth. Existe também a possibilidade de vários módulos emissores serem emparelhados simultaneamente com um único módulo receptor permitindo uma melhor análise do sujeito em ambientes laboratoriais ou em determinado espaço esportivo.[004] The wireless surface electromyography device consists of an emitter module and a receiver module. The emitter module (figures 1 and 2) consists of a cabinet (1) that accommodates a muscle activation capture sensor (2) to capture, amplify, rectify and integrate the signal, in which it has three terminals for fixing surface electrodes: two for the muscle belly and one for reference; a microcontroller (3) that has an analog to digital converter to digitize the signal and integrated bluetooth; a rechargeable battery (4); an electronic circuit for filtering the signal (5); an LED (6), a button (7), connectors where the surface electrodes are attached (8) and a connector where the reference surface electrode is attached (9). The receiver module (figure 3) is composed of a cabinet where it accommodates a microcontroller (3) that receives data and transmits it to the computer via USB. Once connected, the equipment is turned on through the button and the modules are automatically connected via bluetooth. There is also the possibility of several transmitter modules being paired simultaneously with a single receiver module, allowing a better analysis of the subject in laboratory environments or in a specific sports space.
Exemplos de concretizações da invençãoExamples of embodiments of the invention
[005] Testes em laboratório foram realizados com o dispositivo de eletromiografia de superfície sem fio e foi observado o comportamento da atividade elétrica do músculo vasto lateral através da transição do movimento de sentar e levantar, e no músculo bíceps braquial através de uma contração isométrica.[005] Laboratory tests were performed with the wireless surface electromyography device and the behavior of the electrical activity of the vastus lateralis muscle was observed through the transition from sitting to standing, and in the biceps brachii muscle through an isometric contraction.
