Um Novo Sistema Vestível de Detecção de Atividade Muscular por Ultrassom para Controle Prostético Hábil

Neste artigo, introduzimos um novo Sistema de Detecção de Atividade Muscular Radial por Ultrassom Vestível (WURMADS) e uma demonstração de sua capacidade de reconhecer atividades musculares do antebraço de sujeitos amputados para controlar uma mão prostética habilidosa. O sistema consiste em eletrônica de controle para capturar e registrar os sinais de eco de ultrassom em tempo real e duas faixas vestíveis embutidas com oito transdutores de ultrassom. Com base nos princípios da Sonomografia, reconhecemos os gestos isotônicos pretendidos dos dedos (amputados trans-radiculares) ao analisar os padrões de eco capturados por oito transdutores de elemento único. A estratégia convencional de detecção mioelétrica não invasiva, Eletromiografia de Superfície (sEMG), não consegue identificar de forma confiável as ativações musculares mais profundas no antebraço devido ao crosstalk e à atenuação do sinal. Também sofre de degradação do sinal devido à fadiga muscular e não-linearidade. Para este estudo, projetamos transdutores submersíveis de elemento único em 1D, que foram montados em uma estrutura radial. Um sistema eletrônico de captura em tempo real também foi projetado, que é portátil e usável. O sistema opera a 5MHz, a frequência que demonstrou melhor desempenho para aplicações no antebraço. Dez sujeitos amputados trans-radiculares foram empregados neste estudo para capturar dados ao executar cinco gestos supervisionados. Os resultados obtidos na análise offline mostram que boas taxas de reconhecimento de gestos podem ser alcançadas, mantendo uma margem de coeficiente de correlação decente para distinguir gestos.