Venous thromboembolism (VTE) is one of the most common cardiovascular diseases. KTH and its academic and industrial partners intend to develop a system to combat VTE by forcing movements of inactive muscles. An important part of this system is a unit that can sense muscular activity over time. Electromyography (EMG) is used to measure the activation potential of muscles. The goal of this thesis is to develop an EMG device that can measure bioelectric signals and convey this data to other devices. This thesis is mainly an exploration to identify the potential solution and more work is needed to develop the required system. The EMG device must be small, modular, battery powered and be able to communicate wirelessly with other devices. A functioning EMG system requires an appropriate amplification for the result to be legible and requires extensive filtering as well as detailed circuit board design to eliminate noise or interference that can affect the result.This project utilized a top down approach. An architecture of the EMG system was made and broken down into functional blocks. Each block was implemented separately and the whole solution was tested experimentally to ensure that all the specifications were fulfilled. To validate the EMG device, a series of reference images were used together with directly observing the correlation between muscle activation and its signal with an oscilloscope.The result was a fully functional EMG device that consisted of two PCB: a PCB with EMG circuitry (analog circuit) and a PCB with digital processing for communication (digital circuit). The EMG results were consistent between test subjects and could easily be correlated to muscle movement and force. The reference images indicated that it was functioning as intended. There was still 50 Hz common mode noise present in the EMG device which could have been due to its wide bandwidth and poor low frequency properties.The goals and requirements were fulfilled: a fully functional wireless, modular, small and battery driven EMG device was developed. The noise level of the EMG could have been lower and would need some further improvements. An integrated battery could be implemented to eliminate the need for users to provide a battery. An app could be developed in tandem with the EMG device, with friendly user interface, for healthcare personnel.The thesis workers strived to minimize the number of used components and power consumption. All components were RoHS certified and discarded components were collected for proper waste management. Energy consumption could have been further minimized in the digital PCB by implementing sleep mode and a watchdog timer. This thesis strived to implement as much of the 17 global sustainability goals set by the United Nations (UN). In conclusion, the main sustainability goal of this thesis was “3 – Good Health and well-being”. Other sustainability goals were “12 – Responsible consumption and production”, “13 – Climate action”, “15 – Life on land” were deemed to have been considered in this thesis. / Venös tromboemboli (VTE) är en av de vanligaste kardiovaskulära sjukdomarna. KTH och dess akademiska och industriella partner avser att utveckla ett system med uppdrag att bekämpa VTE genom att stimulera inaktiva muskler. Elektromyografi (EMG) används för att mäta musklernas aktiveringspotential. Syftet med denna avhandling är att utveckla en EMG-enhet som kan mäta bioelektriska signaler och överföra denna data till andra enheter. Ett fungerande EMG system kräver en lämplig förstärkning för att resultatet ska vara läsbart och kräver filtrering samt utförlig kretskortdesign för att eliminera brus/störningar som kan påverka resultatet negativt.Projektet använde en Top-Down strategi. En arkitektur av EMG-systemet genomfördes och sedan delades upp i funktionella block. Varje block implementerades separat och hela lösningen testades experimentellt för att säkerställa att alla specifikationer uppfylldes. För att validera EMG- enheten användes referensbilder tillsammans med att direkt observera sambandet mellan muskelaktivering och dess signal via ett oscilloskop.Resultatet var en helt funktionell EMG-enhet som bestod av två PCB: en PCB med EMG funktionalitet (analog krets) och en PCB med digital processering för kommunikation (digital krets). EMG mätningarna var konsistenta mellan testpersoner och kunde lätt korreleras med muskelrörelse och spänningskraft. Referensbilderna indikerade att den fungerade som avsedd. Det fanns fortfarande 50 Hz common mode brus i EMG-enheten, vilket kan ha orsakas av dess breda bandbredd och dåliga lågfrekvensegenskaper.Målen och kraven uppfylldes: en fullt funktionell trådlös, modulär, liten och batteridriven EMG- enhet. Brusnivån för EMG kunde ha varit lägre och skulle behöva ytterligare förbättringar. Ett integrerat batteri kunde implementeras för att eliminera användarnas behov av att tillhandahålla ett batteri. En applikation kunde ha utvecklats för EMG-enheten, med ett användarvänligt användargränssnitt, för vårdpersonal.Examensarbetarna strävade efter att minimera användning av komponenter och strömförbrukning under arbetsprocessen. Alla komponenter var RoHS-certifierade och kasserade komponenter insamlades för korrekt avfallshantering. Energiförbrukning kunde ha minimerats ytterligare i det digitala kretskortet genom att implementera sleep mode och en watchdog timer. I detta examensarbete var det önskvärt att implemnetera de 17 globala hållbarhetsmålen uppsatta av FN (Förenta Nationerna). Sammanfattningsvis uppfylldes huvudsakligen “3 – Good Health and well-being”. Hållbarhetsmålen ”12 - Ansvarig konsumtion och produktion”, ”13 – Klimatåtgärder”, ”15 - Liv på land” anses även att ha beaktas i denna avhandling.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-281817 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Dunca, Andreas, Nguyen, Hoang Anh Quoc |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2020:641 |
Page generated in 0.0038 seconds