BioSignals

De Garoa Hacker Clube
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Objetivo

O objetivo desse projeto é criar um dispositivo capaz de coletar sinais de EMG (eletromiografia), de EEG (eletroencefalografia) e de ECG (eletrocardiografia) utilizando o Raspberry Pi. Além da coleta de sinais, esse dispositivo também será capaz de realizar a estimulação elétrica de músculos e neurônios.

Encontros

Por enquanto estamos nos reunindo às sextas-feiras no Garoa às 19:30. Todos são muito bem vindos!

Próximo encontro

Nosso próximo encontro será no dia 17/07/2015, tópico a ser abordado: Estimulação elétrica, circuitos e aplicações..

Aplicações

A captação de sinais elétricos fisiológicos pode ser utilizada nas seguintes áreas:

- Na Medicina para o diagnóstico de doenças.
- Na pesquisa para o estudo do sistema nervoso.
- Na educação para a demonstração do funcionamento do sistema nervo.
- No controle de próteses.
- Na quantificação do efeito hipnótico em um paciente durante um procedimento anestésico

Além da captação de sinais elétricos fisiológicos, a estimulação elétrica de músculos e neurônios permite:

- O diagnósticos de doenças do sistema nervoso central (Ex: Velocidade de condução do potencial de ação).
- O estudo de alguns circuitos neurais medulares através da análise de reflexos.
- A demonstração do funcionamento do sistema nervos.
- A elaboração de algumas terapias.
- A quantificação do efeito hipnótico em um paciente durante um procedimento anestésico

Possíveis usos malucos do dispositivo:

- Ativação de instrumentos musicais: EMG Drums.
- Telecomando de seres humanos: Greg Cage.
- Telecomando de baratas:Robô Barata.
- Produção de música: EMG Music.
- Ativação de músculos sincronizada por música.
- Utilização do EMG para HMI (Ex. Mouse , Teclado , etc...)

Dispositivos análogos

- Proprietários:

- Nihon Koden

- Open-Source:

- OpenEEG
- OpenHardwareExG
- Biopotential Signal Library
- MobilECG (fora do ar) - Página no Facebook

Planejamento

- Fase 1: Estudos iniciais

- Sinais elétricos fisiológicos (biopotenciais) - Realizado em 29/05/2015
- Eletrodos de captação de sinais elétricos fisiológicos - Realizado em 19/06/2015
- Circuitos Amplificadores de Biopotenciais - Realizado em 26/06/2015
- Circuitos de coleta de sinais elétricos fisiológicos - Ainda não realizado.
- Estimulação elétrica neuromuscular e circuitos de estimulação - Ainda não realizado.
- Normas ABNT de equipamentos biomédicos - Ainda não realizado.
- Introdução ao Raspberry PI - Ainda não realizado.
- Programação do Raspberry PI - Ainda não realizado.

- Fase 2: Projeto

- Definição do circuito eletrônico e do software - Ainda não realizado.
- Projeto do circuito eletrônico - Ainda não realizado.
- Elaboração do circuito eletrônico - Ainda não realizado.
- Projeto do software - Ainda não realizado.

- Fase 3: Validação e Documentação

- Validação do software - Ainda não realizado.
- Documentação do projeto - Ainda não realizado.

- Fase 4: Finalização

- Demonstração do funcionamento do dispositivo - Ainda não realizado.

Histórico do projeto

- 27/05/2015 - Início do projeto

- O início da discussão do projeto ocorreu com o envio de uma mensagem com o assunto "Convite para projeto com Raspberry PI + sinais elétricos fisiológicos+ estimulador muscular" na lista de discussões do Garoa.

- 29/05/2015 - Fase 1 - Discussão sobre Biopotenciais

- Nesse dia ocorreu a discussão dos slides (pdf e vídeo disponíveis no tópico Arquivos) sobre a origem dos biopotenciais e foi montado um simples estimulador muscular (pdf do circuito disponível no tópico Arquivos) com a utilização de uma lima , uma pilha e um relé.

- 05/06/2015 - Não houve encontro

- Nesse dia, por causa do feriado de corpus christi não houve encontro.

- 12/06/2015 - Não houve encontro

- Nesse dia, por causa do dia dos namorados, nenhum associado apareceu para abrir o Garoa. Fomos ao bar da esquina e tomamos cerveja e discutimos outros assuntos...

- 19/06/2015 - Fase 1 - Discussão sobre Eletrodos de Captação

- Nesse dia ocorreu a discussão dos slides (pdf em Arquivos) sobre Eletrodos de Captação utilizados. Nesse dia também tivemos a oportunidade de conversar com alguns integrantes do BioHacking.

- 26/06/2015 - Fase 1 - Circuitos Amplificadores de Biopotenciais

- Nesse dia ocorreu a discussão dos slides (pdf em Arquivos) sobre Circuitos Amplificadores de Biopotenciais. Também foi falado sobre CIs amplificadores específicos utilizados e uma demonstração de signal sampling usando Matlab.


Arquivos

- Origem dos biopotenciais:

- Slides em pdf "Origem dos biopotenciais".
- Vídeo no youtube dos slides com narração: "Origem dos biopotenciais".
- Esquema do estimulador elétrico muscular rudimentar: Esquema.

- Eletrodos de Captação:

- Slides em pdf "Eletrodos de Captação".

- Circuitos Amplificadores de Biopotenciais

- Slides em pdf a serem enviados.

Referências

- Neurociências:

1 – Neuroscience – Exploring the Brain – Bear, Connors, Paradiso
2 – Principles of Neural Science - Kandel

- Engenharia Biomédica:

1 - Medical instrumentation Application and Desing, Jhon G. Webster
2 - The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition - 3 Volume Set: Tissue Engineering and Artificial Organs - Joseph D. Bronzino (Author, Editor), Donald R. Peterson (Author)

- EMG:

1 - Muscles Alive: Their Functions Revealed by Electromyography by John V. Basmajian (Author), Carlo J. De Luca (Author)
2 - Electromyography – Merletti, Parker
3 - Slides de Dimitar Stefanov: Slides

- Cálculo e DSP:

1 - Cálculo - Vol. 1 - 7ª Ed. - James Stewart
2 - Discrete-Time Signal Processing - Alan V. Oppenheim

Participantes atuais em ordem alfabética