In some circumstances, a person may be deprived of natural abilities, such as walking
and speaking, perhaps due to limb amputation, spinal cord injuries (SCI), or degenerative
diseases. Assistive technology devices allows motor-impaired people to overcome
their limitations promoting greater independence. Particularly suitable in the case of
people with severe motor impairment, electrical biosignals have been successfully utilised
to operate alternative communication devices. For over half a century, information extracted
from the electromyographic signal for the purpose of operating a given device
has not considered the information provided by the basic unit of the muscle: the motor
unit. The objective of this study is to investigate how accessing information at
motor unit level would improve the operator's performance during a given task. The
hypothesis is that the proposed methodology would allow generating more precise control
commands, when compared to traditional approaches relying on global information
obtained by conventional electromyographic signal acquisition and processing. A system
to detect motor unit action potentials from the electromyographic signal was devised,
including the electrode design, and the performance evaluated by measuring the time
taken to perform several cursor control tasks. The specications of the cursor control
task were extracted from a dierent study, which used the traditional electromyographic
signal-processing approach. Comparing the results from both studies proved that the
novel approach provides better control than the traditional one, being 27% faster in the
most dificult task. / Em determinadas circunstâncias, um indivíduo pode ser privado de suas habilidades
naturais, tais como andar e falar, no caso de amputações, lesões na medula espinhal ou doenças degenerativas. Dispositivos de tecnologia assistiva permitem que indivíduos com restrições motoras a superem suas limitações promovendo maior independência. Particularmente adequados ao quadro de restrição motora severa, sinais bioelétricos tem sido usados com sucesso para operar dispositivos de comunicação alternativa. Por mais de meio século, informações extraídas do sinal eletromiográfico com o propósito de operar um determinado dispositivo não considera a unidade básica do músculo: a unidade motora. O objetivo deste estudo é investigar como a performance do operador é afetada ao utilizar informações do sinal eletromiográfico provenientes diretamente de unidades motoras. A hipótese é que a metodologia proposta seja capaz de gerar sinais de controle mais precisos quando comparados com a abordagem tradicional que usa informações globais obtidas por métodos tradicionais de aquisição e tratamento do sinal eletromiográfico. Um sistema capaz de detectar e tratar os potenciais de ação de unidades motoras em tempo real foi desenvolvido, incluindo o projeto do eletrodo e a performance foi avaliada ao medir o tempo para execução de tarefas de controle de cursor. As especificações da tarefa de controle de cursor foram retiradas de um estudo anterior, que usava métodos tradicionais de processamento do sinal eletromiográfico. A comparação dos resultados
dos dois estudos demonstrou que o novo método oferece melhor controle, sendo até 27% mais rápido na tarefa mais difícil. / Doutor em Ciências
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14336 |
| Date | 12 July 2013 |
| Creators | Pinheiro Júnior, Carlos Galvão |
| Contributors | Bourhis, Guy, Andrade, Adriano de Oliveira, Soares, Alcimar Barbosa, Naves, Eduardo Lázaro Martins, Morère, Yann, Bastos Filho, Teodiano Freire, Cebestaing, François |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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