Detección de fuerza y posición para los movimientos de flexión-extensión de codo a partir de señales de EMG

Abstract

Objetivo: Evaluar fuerza y posición angular a partir del análisis de señales electromiográficas en bíceps y tríceps durante la realización de movimientos de flexión-extensión de codo, comparando los algoritmos V − Order, WaveLength,  Mean Absolute Value, Wavelength y un factor denominado Valor Q1.  Materiales y métodos: Se realizó un experimento con 15 voluntarios con cargas de 0, 0.5, y 1 kg. Para determinar la fuerza, se extraen características de la señal teniendo en cuenta los algoritmos mencionados en el objetivo, y a partir de estos valores se halla la posición angular mediante el uso de un filtro pasabajos. Para validar los algoritmos, se utilizó un sensor comercial NOTCH para la medición de posición angular y se evaluó el coeficiente de correlación comparando con los resultados del algoritmo que presenta mejor comportamiento. Resultados: Al evaluar las señales adquiridas, la señal del bíceps presenta mayor amplitud respecto al tríceps. Adicionalmente, el algoritmo Q1 presenta menores niveles de ruido por lo que se utiliza para determinar la posición angular. Los resultados muestran que el método Valor Q1 permite la estimación de la señal de posición angular, con un coeficiente de correlación promedio de 72,3% para 1 kg y 60,9% para 0 kg. Conclusiones: La medición de fuerza y posición angular permite el desarrollo de sistemas de control para dispositivos biomecatrónicos destinados al apoyo de procesos de rehabilitación y evaluación de la evolución de un paciente. Los resultados fueron mejores con pesos mayores, debido a que esto implica mayor activación muscular.