Metodologias de concepção de eletrodos para eletromiografia de superfície

• Main Author: Tomé, Filipe Barreto
• Other Authors: Andrade, Marcelino Monteiro de
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Eletromiografia de superfície; Eletrodos customizáveis; Prototipagem rápida; Gráfico conceitual
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/19963; http://dx.doi.org/10.26512/2015.12.D.19963

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015. === Submitted by Fernanda Percia França ([e-mail]) on 2016-04-01T17:35:55Z No. of bitstreams: 1 2015_FilipeBarretoTomé.pdf: 2423602 bytes, checksum: 9a21f07bad752459e6888acec2b673e2 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2016-04-18T21:21:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_FilipeBarretoTomé.pdf: 2423602 bytes, checksum: 9a21f07bad752459e6888acec2b673e2 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-04-18T21:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_FilipeBarretoTomé.pdf: 2423602 bytes, checksum: 9a21f07bad752459e6888acec2b673e2 (MD5) === O presente trabalho teve como objetivo propor duas metodologias para a concepção de eletrodos de Eletromiografia de Superfície (EMG-S). Foi confeccionado um eletrodo vetorial e uma matriz de eletrodos. Para o método do eletrodo vetor, foi empregado técnica de prototipagem rápida por meio de impressora 3D. Para a confecção da matriz foi utilizado um circuito impresso flexível e uma impressora a laser, aliados a outras técnicas. Os contatos elétricos de ambos os formatos de eletrodos foram forjados em liga de prata 1000 (Ag). Ambos os formatos de eletrodos foram testados em 10 voluntários do sexo masculino (idade: 31,4 ± 4,9 anos; massa: 86,5 ± 10,6 kg; estatura: 176 ± 9 cm) praticantes de exercício resistido há pelo menos seis meses. O protocolo experimental consistiu em adquirir sinais eletromiográficos do bíceps braquial direito em 90 graus de flexão do cotovelo. Foram realizadas duas contrações isométricas de 5 segundos de duração para cada eletrodo proposto bem como para um eletrodo modelo. Inicialmente foi mensurada uma contração voluntária isométrica máxima (CVIM), depois uma contração submáxima com carga de 60% da CVIM e por último foi adquirido o sinal em repouso para cada eletrodo. Foram desenvolvidas rotinas no software MatLab 2011 para obter os estimadores de Frequência de Potência Mediana (FPM), Relação Sinal Ruído (SNR) e a Raiz do Valor Quadrático Médio (RMS) para os eletrodos propostos e para o eletrodo vetor de referência. Além disso, foi elaborada uma rotina para gerar gráficos de Bland-Altman para fins de comparação do eletrodo vetor modelo e o vetor concebido. Ainda, os estimadores dos eletrodos foram confrontados com os valores já estabelecidos na literatura. Os estimadores (SNR, FPM e RMS) mensurados pelos eletrodos concebidos foram semelhantes aos encontrados na literatura. Os gráficos de Bland-Altman mostraram uma concordância de 95% entre o eletrodo vetor proposto e o eletrodo modelo. Os eletrodos confeccionados apresentaram flexibilidade, resistência física e baixo custo financeiro apontando uma boa opção frente aos modelos comercialmente disponíveis. Além disso, os métodos de confecção de eletrodos propostos abrem possibilidade de customização para os diferentes relevos e formas anatômicas. === In this study are presented two methodologies for the design of surface electromyography electrodes. A vector electrode and an electrode matrix were manufactured. For the vector electrode method was used rapid prototyping technique through 3D printer. For manufacturing the matrix a flexible printed circuit and a laser printer were used, in addition to other techniques. The electrical contacts of both electrodes were manufactured in 1000 silver alloy (Ag). Both electrodes formats were tested in 10 male volunteers (age: 31.4 ± 4.9 years; weight: 86.5 ± 10.6 kg; height: 176 ± 9 cm) practitioners of resistance training at least six months. The experimental protocol consists of acquiring electromyography signals of the right biceps right in 90 degrees of elbow flexion. There were two isometric contractions of 5 seconds duration for each electrode proposed as well as for a model electrode. Initially, a maximum voluntary isometric contraction was measured (VICM), then a sub-maximal contraction with a load of 60% of VICM was performed and finally the signal was acquired on standing for each electrode. Routines were developed in MatLab software in 2011 to get the estimators of Median Power Frequency (MPF), Signal to Noise Ratio (SNR) and the root mean square (RMS) for the proposed electrode and the reference electrode vector. In addition, it was developed a routine to generate Bland-Altman plots for comparison of the model vector electrode and designed vector electrode. Also, the estimators of the electrodes were compared to the values established in the literature. The estimators (SNR, MPF and RMS) measured by designed electrodes are similar to those found in the literature. The Bland-Altman graphs show a concordance of 95% between the proposed vector electrode and the electrode model. The electrodes manufactured present flexibility, physical resistance and low financial cost, indicating a good option compared to the commercially available models. Moreover, the proposed methods for manufacturing of electrodes open the possibility of customization for different anatomical shapes and reliefs.