Biofeedback-neuromuscular

Eletromiografia + Hardware Livre

A Eletromiografia é uma técnica de monitoramento da atividade elétrica das membranas excitáveis, representando a medida dos potencias de ação do sarcolema, como efeito de voltagem em função do tempo. O sinal eletromiográfico (EMG) é o somatório algébrico de todos os sinais detectados em certa área, podendo ser afetado por propriedades musculares, anatômicas e fisiológicas, assim como pelo controle do sistema nervoso periférico e a instrumentação utilizada para a aquisção dos sinais (ENOKA, 2000).

Fisiologia

muscle configuration

Durante uma contração muscular vonluntária, o sistema nervoso central, cortex cerebral + medula espinhal, ativa o sistema nervoso periférico, responsável pela região da musculatura a ser contraída. Estes estímulos sinápticos advindos de neurônios, produz a despolarização de placas motoras pelo influxo de Na⁺ em membranas plasmáticas (sarcolema), esta movimentação íonica gera um campo eletromagnético, contraindo simultâneamente várias fibras musculares da região de emparelhamento.

UM's
UM’s

A leitura eletromiográfica é a soma de todo potencial de ação das fibras musculares, inervadas por um mesmo neurônio motor, estes sinais conjuntos são denominados Unidades Motoras (UM’s).

Instrumentação

  • Eletrodos: São os terminais que conectam o sistema eletrônico ao músculo. Neste caso são 3 eletrodos de Ag/AgCl (O ideal é utilizar para a entrada de sinal+ um eletrodo de Ouro, lógico que é super barato e fácil de encontrar… moedas de R$0,25);
  • Amplificador: Para “perceber” o sinal elétrico produzido pelo musculo, é preciso um circuito amplificador diferencial de sinal . O corpo humano tem energia circulando por todo lado, mas queremos fazer leitura de uma musculatura específica. Por isso, o circuito compara a leitura de energia estática do corpo com a leitura de um conjunto de fibras musculares; soma tudo, subtrai a diferença e amplifica essa diferença, daí Amplificador Diferencial ou Amp Dif;
  • Arduino: Placa microcontroladora, de hardware aberto, desenvolvida para projetistas e hobbystas, pesquisadores e desenvolvedores de tecnologias livres (http://arduino.cc). Será utilizado para conversão de sinais analógicos em digitais, comunicação com transdutores e análise em computação gráfica;
  • Processing: Software livre de computação gráfica, será utilizado para visualização de dados em conjunto com o Arduino.

Driver Amplificador

Amplificadores diferenciais são muito utilizados em instrumentação científica, logo são raros para venda no mercado nacional de componentes eletrônicos, a solução geralmente é importar…

O amp dif utilizado neste circuito é uma ina106, a familia ina possui vários amp’s mais precisos do que esse, no entanto mais caros também!

Circuito INA106
Exemplo de circuito EMG utilizando o chip INA128

A placa desenvolvida neste exemplo utilizou o circuito amp dif do INA106 somado a 3 Amplificadores Operacionais TL072.

Atualmente é possível encontrar diversos circuitos amplificadores emg:

http://letsmakerobots.com/node/25919

http://backyardbrains.com/experiments/emgspikerbox

 

O seguinte é um circuito adaptado do projeto muscle sensor da  www.advancertechnologies.com  onde é possível encontrar várias dicas de aplicação do driver com um Arduino… e pode ser construído da seguinte forma na protoboard:

Amplificador EMG + Arduino
Amplificador EMG + Arduino

7 comentários em “Biofeedback-neuromuscular

    Johny disse:
    abril 9, 2014 às 16:05

    Hi! I`m trying to make this project, but i have a lot of errors. Can you help me ?
    What is that point above the second diode ?

    guimasan respondido:
    junho 29, 2014 às 14:18

    Hi Johny, the electrodes go to pins 2 and 3 of CI INA106! try this

    Davi disse:
    agosto 8, 2014 às 18:33

    Ola! aonde você conseguiu o CI INA106 ? Eu irei brincar em casa com este projeto .muito bom e parabens ! otimos tutorias.

      guimasan respondido:
      maio 19, 2015 às 15:00

      Precisei importar o ina106 =/

    Lorenzo Coiado disse:
    novembro 6, 2014 às 15:04

    Hello Guimasan , where is the INA106 ? The first in the left ?

    Mohammad Fawwaz Ghosheh disse:
    março 16, 2015 às 08:36

    hello sir firstly i want to thank you and i have question please ,,,, in the picture above Amplificador EMG + Arduino what is four the integrated circuits please ? and thanks in advance

    guimasan respondido:
    maio 19, 2015 às 15:05

    da esquerda para direita (left to right) > INA106, TL072, TL072, TL072.

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