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Diseño de una plataforma electrónica interactiva para la detección de señales biomédicas

La captación y procesado de señales biomédicas es un tema crucial en el desarrollo de cualquier actividad relacionada con el ámbito médico, estas señales siendo de carácter débil y muy susceptibles al ruido exterior requieren de un acondicionamiento específico para cada aplicación. Este procesado se puede realizar de manera analógica mediante diseño electrónico de filtros activos y etapas de amplificación. Centrándose en los movimientos tanto verticales como horizontales de la mirada de una persona, se busca desarrollar un dispositivo interactivo capaz de captar diferentes señales del cuerpo humano con sencillas modificaciones del sistema para su uso en el ámbito académico. El sistema es el primer prototipo de un sistema de control y/o diagnóstico del Electrooculograma con interesantes líneas futuras. A lo largo del proyecto se incorporan los conocimientos adquiridos en el grado de Ingeniería Eléctrica y Electronica para el diseño e implementación de este primer prototipo, un proceso que requiere de mucha prueba y error para obtener la mejor combinación de calidad y funcionalidad a un coste bajo. El prototipo se centra en una primera fase de diseño teórico de circuitos para determinar la mejor tecnología aplicable a este caso en los filtros y amplificaciones necesarias; filtros paso alto, rechaza banda y paso bajo al igual que etapas de amplificación automática y de aislamiento para la seguridad. Estos diseños se validan mediante simulaciones en software y se llevan a la práctica, donde se ajustan mediante prueba y error hasta obtener los resultados deseados. Durante la fase de pruebas se ha demostrado la capacidad de este dispositivo de captar señales tan complejas como las del Electrocardiograma y aquellas con las que se pueden incorporar en sistemas de control como el Electrooculograma y el Electromiograma. El control mediante movimientos oculares permite mayor libertad a aquellos pacientes con casos de parálisis más complejos, mientras que el control mediante los movimientos musculares permiten a aquellos con dificultades de movimiento de partes específicas del cuerpo el control mediante contracciones musculares. Las aplicaciones de un sistema así son infinitas pero con un objetivo común, mejorar la vida de las personas.

The acquisition and processing of biomedical signals is a crucial topic in the development of any activity related to the medical field. These signals, being weak and highly susceptible to external noise, require specific conditioning for each application. This processing can be performed analogically through the electronic design of active filters and amplification stages. Focusing on both vertical and horizontal eye movements, the aim is to develop an interactive device capable of capturing various human body signals with simple system modifications for academic use. The system represents the first prototype of a control and/or diagnostic Electrooculogram system with interesting future directions. Throughout the project, knowledge acquired in the Electrical and Electronic Engineering degree is incorporated for the design and implementation of this first prototype, a process that requires extensive trial and error to achieve the best combination of quality and functionality at a low cost. The prototype centers on an initial phase of theoretical circuit design to determine the best applicable technology for this case in the necessary filters and amplifications; high-pass, notch, and low-pass filters, as well as automatic and isolation amplification stages for safety. These designs are validated through software simulations and put into practice, where they are adjusted through trial and error until the desired results are obtained. During the testing phase, the device has demonstrated its capability to capture complex signals such as those from the Electrocardiogram and those that can be incorporated into control systems like the Electrooculogram and Electromyogram. Control through eye movements allows greater freedom for patients with more complex paralysis cases, while control through muscle movements enables those with difficulties moving specific body parts to control through muscle contractions. The applications of such a system are infinite but share a common goal: to improve people's lives.