Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia

Bibliographic Details
Main Author: Garcia, Felipe
Publication Date: 2021
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Download full: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26050
Summary: Biopotential applications have been broadly used for the development of new technolo- gies, especially those that seek integration of the human body with electronic devices. Based on this context, the use of facial biopotentials like Electrooculogram (EOG) and Electromyogram (EMG), become important for the advancement of tools to assist people with motor disabilities or speech disorders. Therefore, the present research demon- strates the development of an acquisition system for these biopotentials and discuss ways of using it. The system consists of a glass-like device with electrodes allocated in such ways that it can acquire EOG and facial EMG signals. Moreover, it has circuit capable of amplify and filter the signals, with an adequate frequency band for the studied biopotentials. The linear relationship between the EOG signals and gaze angles stand out among various characteristics of these signals. For this reason, a methodology was developed to acknowledge the behavior of this characteristic. The method evaluates maximum and minimum values of EOG signals for angles between 5 and 50 degrees in vertical and horizontal movements. In addition, a computational program was developed to identify when a EOG signal is realized to the left or right, and when an EMG signal is being made by biting. Therefore, at the end of this research is discussed how this system can be employed to assist people with motor disabilities or speech disorders.
id UTFPR-12_925ed9f91eadf2cd01b49701a42e2ee7
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26050
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografiaDevelopmento fa system for acquisition of facial biopotentials and analysis of linearity of electrooculogram signalsEletromiografiaInstrumentos e aparelhos cirúrgicosCapacidade motoraPessoas com deficiênciaElectromyographySurgical instruments and apparatusMotor abilityPeople with disabilitiesCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICABiopotential applications have been broadly used for the development of new technolo- gies, especially those that seek integration of the human body with electronic devices. Based on this context, the use of facial biopotentials like Electrooculogram (EOG) and Electromyogram (EMG), become important for the advancement of tools to assist people with motor disabilities or speech disorders. Therefore, the present research demon- strates the development of an acquisition system for these biopotentials and discuss ways of using it. The system consists of a glass-like device with electrodes allocated in such ways that it can acquire EOG and facial EMG signals. Moreover, it has circuit capable of amplify and filter the signals, with an adequate frequency band for the studied biopotentials. The linear relationship between the EOG signals and gaze angles stand out among various characteristics of these signals. For this reason, a methodology was developed to acknowledge the behavior of this characteristic. The method evaluates maximum and minimum values of EOG signals for angles between 5 and 50 degrees in vertical and horizontal movements. In addition, a computational program was developed to identify when a EOG signal is realized to the left or right, and when an EMG signal is being made by biting. Therefore, at the end of this research is discussed how this system can be employed to assist people with motor disabilities or speech disorders.As aplicações dos biopotenciais vêm sendo amplamente utilizadas para o desenvolvimento de novas tecnologias, especialmente aquelas que buscam a integração do corpo humano com dispositivos eletrônicos. Com base nesse contexto, o uso de biopotenciais da face como o eletro-oculograma (EOG) e o eletromiograma (EMG) tornam-se importantes para o desenvolvimento de dispositivos que auxiliem pessoas com dificuldades motoras e/ou de fala. Sendo assim, este trabalho apresenta um estudo que demonstra a elaboração de um sistema de aquisição destes biopotenciais e discute formas de como estes podem ser utilizados. O sistema desenvolvido consiste em uma estrutura do tipo óculos com eletrodos alocados de tal modo que permitam a aquisição EOG e do EMG facial. Além disso, possui um circuito capaz de amplificar, filtrar e condicionar os sinais, possuindo banda de passagem e ganhos de tensão condizentes com as frequências dos biopotenciais estudados. Dentre diversas características do EOG, há a característica de linearidade dos sinais em relação ao ângulo de movimento dos olhos. Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia para relacionar os sinais obtidos pelo circuito de aquisição com o ângulo de movimentação dos olhos dos observadores do experimento. Este método avalia os picos e vales dos sinais de EOG para dez ângulos entre 5 e 50°, considerando sinais de EOG horizontais e verticais. Além disso, foi desenvolvido um programa computacional capaz de identificar os movimentos oculares realizados para a esquerda, para a direita ou contrações do músculo temporalis através de mordidas. Por fim, através dos resultados obtidos, é feita uma discussão de como os sinais de EOG e EMG podem ser utilizados para o desenvolvimento de tecnologias assistivas, principalmente em aplicações para auxiliar pessoas com deficiências motoras e/ou de fala.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilDepartamento Acadêmico de Engenharia EletrônicaEngenharia ElétricaUTFPRStevan Junior, Sergio LuizMendes Júnior, José Jair AlvesLeme, Murilo OliveiraStevan Junior, Sergio LuizGarcia, Felipe2021-09-22T13:06:31Z2021-09-22T13:06:31Z2021-05-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfGARCIA, Felipe. Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa,2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26050porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-09-23T06:05:38Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26050Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-09-23T06:05:38Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
Developmento fa system for acquisition of facial biopotentials and analysis of linearity of electrooculogram signals
title Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
spellingShingle Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
Garcia, Felipe
Eletromiografia
Instrumentos e aparelhos cirúrgicos
Capacidade motora
Pessoas com deficiência
Electromyography
Surgical instruments and apparatus
Motor ability
People with disabilities
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
title_full Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
title_fullStr Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
title_sort Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia
author Garcia, Felipe
author_facet Garcia, Felipe
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Stevan Junior, Sergio Luiz
Mendes Júnior, José Jair Alves
Leme, Murilo Oliveira
Stevan Junior, Sergio Luiz
dc.contributor.author.fl_str_mv Garcia, Felipe
dc.subject.por.fl_str_mv Eletromiografia
Instrumentos e aparelhos cirúrgicos
Capacidade motora
Pessoas com deficiência
Electromyography
Surgical instruments and apparatus
Motor ability
People with disabilities
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Eletromiografia
Instrumentos e aparelhos cirúrgicos
Capacidade motora
Pessoas com deficiência
Electromyography
Surgical instruments and apparatus
Motor ability
People with disabilities
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description Biopotential applications have been broadly used for the development of new technolo- gies, especially those that seek integration of the human body with electronic devices. Based on this context, the use of facial biopotentials like Electrooculogram (EOG) and Electromyogram (EMG), become important for the advancement of tools to assist people with motor disabilities or speech disorders. Therefore, the present research demon- strates the development of an acquisition system for these biopotentials and discuss ways of using it. The system consists of a glass-like device with electrodes allocated in such ways that it can acquire EOG and facial EMG signals. Moreover, it has circuit capable of amplify and filter the signals, with an adequate frequency band for the studied biopotentials. The linear relationship between the EOG signals and gaze angles stand out among various characteristics of these signals. For this reason, a methodology was developed to acknowledge the behavior of this characteristic. The method evaluates maximum and minimum values of EOG signals for angles between 5 and 50 degrees in vertical and horizontal movements. In addition, a computational program was developed to identify when a EOG signal is realized to the left or right, and when an EMG signal is being made by biting. Therefore, at the end of this research is discussed how this system can be employed to assist people with motor disabilities or speech disorders.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-09-22T13:06:31Z
2021-09-22T13:06:31Z
2021-05-17
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv GARCIA, Felipe. Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa,2021.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26050
identifier_str_mv GARCIA, Felipe. Desenvolvimento de um sistema de aquisição de biopotenciais da face e análise delinearidade dos sinais de eletro-oculografia. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa,2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26050
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Departamento Acadêmico de Engenharia Eletrônica
Engenharia Elétrica
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Departamento Acadêmico de Engenharia Eletrônica
Engenharia Elétrica
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498046450728960