Procesado de señales electromiográficas para la evaluación del esfuerzo muscular en el ámbito deportivo

Olmo Reillo, Malena del (2021). Procesado de señales electromiográficas para la evaluación del esfuerzo muscular en el ámbito deportivo. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Procesado de señales electromiográficas para la evaluación del esfuerzo muscular en el ámbito deportivo
Author/s:
  • Olmo Reillo, Malena del
Contributor/s:
  • Luengo García, David
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación
Date: July 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Bioingeniería; Señales electromiográficas; Medicina deportiva
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Audiovisual y Comunicaciones [hasta 2014]
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

En las últimas décadas, los avances en las telecomunicaciones y las nuevas tecnologías han favorecido el progreso y la modernización de diferentes disciplinas. El diseño de dispositivos electrónicos cada vez más sofisticados y su fabricación en un menor periodo de tiempo han garantizado que áreas como la medicina hayan evolucionado extraordinariamente. Además, el desarrollo de nuevos sistemas y equipos de medida ha permitido una mejora en la calidad y rapidez con la que se realiza el diagnóstico, tratamiento y seguimiento de algunas patologías. Actualmente, la bioingeniería es la disciplina encargada de aplicar las tecnologías en los diferentes retos médicos existentes: la fabricación de nuevos tejidos para la regeneración de órganos, la elaboración de prótesis más sofisticadas que las tradicionales o el diseño de instrumentación médica de diagnóstico gracias a la adquisición y procesado de señales biomédicas. Es en el último reto planteado en el que se enmarca la elaboración del presente proyecto. Se va a desarrollar una aplicación en Matlab para realizar análisis y procesado de las señales electromiográficas en el ámbito de medicina deportiva. Para ello, en primer lugar, es necesario hacer una revisión del estado del arte en electromiografía, analizando el origen eléctrico de estas señales, las técnicas existentes para su adquisición y las áreas de aplicación donde su uso puede ser conveniente. También se debe realizar un breve estudio sobre la biomecánica de la zona donde se adquieren las señales, pues los movimientos realizados se ven directamente reflejados en la morfología de la señal obtenida. Una vez que los parámetros relativos a la preparación de las tomas y a la propia adquisición de las medidas se han determinado, se puede pasar al análisis y procesado de las señales resultantes. Para ello, será necesario determinar la naturaleza matemática de la señal y sus principales características en cuanto a amplitud y frecuencia, de forma que los métodos elegidos para su procesado y filtrado sean los más adecuados. Finalmente, se aplican todos los contenidos teóricos y prácticos expuestos al caso real que se analiza en el proyecto: el análisis de señales electromiográficas de futbolistas profesionales. Para ello, se implementan técnicas de procesado de la señal para la caracterización de la amplitud en el dominio temporal y para el filtrado de datos atípicos. Tras obtener las gráficas y los resultados, se realiza un estudio estadístico de la varianza para determinar cuál de los estimadores de amplitud y de los métodos de filtrado es el más adecuado para el propósito del proyecto. Abstract: Over the past decades, the progress in telecommunications and the development of new technologies, have benefited the advance and modernisation of several disciplines. On the hand, the design of more sophisticated electronic devices and their production in a shorter period, has guaranteed that areas such as medicine have evolved extraordinarily. On the other hand, the development of new systems and measurement equipment has allowed the improvement of the quality and speed of diagnosis, treatment, and monitoring of some pathologies. Nowadays, bioengineering is the area responsible for the application of new technologies in the current challenges of medicine: production of new bio-tissues for the regrowth of organs, devising of improved prosthesis or design of medical diagnosis instrumentation for the acquisition and processing of biomedical signals. The project is related to the last challenge considered. It consists of the development of an application in Matlab to perform the analysis and processing of electromyographic signals in sports medicine. One the one hand, there is a need to perform a bibliographic review over the state of the art in electromyography, evaluating the electric origin of the signals, the techniques available to acquire them and the application area in which their use could be profitable. Additionally, is important to do a brief study of the biomechanics of the muscles measured because the movements performed by the sportsman influence directly the morphology of the acquired signal. Once the parameters related to the pre-acquisition and recording are set, the processing and analysis techniques could be applied. For that purpose, it is necessary to establish the mathematical nature of signal and its main features related to amplitude and frequency. In this way, processing and filtering methods can be more suitably chosen. Finally, all the theoretical and practical contents are applied to the real signals acquired in the project: electromyographic data from professional football players. Firstly, some digital signal processing techniques are implemented to characterize the signal amplitude and to filter the outlier data. Secondly, results and graphics are extracted and studied using the analysis of variance. This statistical analysis is able to determine which amplitude estimator and which filter technique is the most appropriate for the case of study.

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Item ID: 69422
DC Identifier: https://oa.upm.es/69422/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:69422
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 13 Jan 2022 08:42
Last Modified: 13 Jan 2022 08:42
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