Diseño de sistema para controlar una silla de ruedas mediante señales eléctricas cerebrales / System Design to control a wheelchair using brain electric signals

RESUMEN

RESUMEN Fundamento Las personas con lesiones de la médula espinal pueden presentar parálisis muscular e imposibilidad para realizar movimientos de diferentes partes del cuerpo, en dependencia del nivel de la lesión. En la actualidad, es posible utilizar las corrientes eléctricas generadas en la superficie del cráneo, producto de la actividad cerebral, para mover una silla de ruedas eléctrica, de manera que disminuye la dependencia de esos pacientes. Objetivo: describir el diseño de un sistema para controlar una silla de ruedas, mediante señales eléctricas cerebrales de un paciente con paraplejía. Métodos: estudio de innovación tecnológica, realizado en la Universidad Tecnológica Equinoccial del Ecuador. La aplicación software para detectar las ondas cerebrales se desarrolló en la plataforma LabVIEW, mediante bibliotecas de vínculos dinámicos (edk.dll) de Emotiv y librerías de Arduino. Las señales de electroencefalografía generadas por el usuario (emoción, participación/aburrimiento, frustración y meditación) fueron observadas y medidas usando un waveform. La prueba del sistema se realizó con un paciente de 40 años de edad, con paraplejía espástica causada por una fractura en la columna vertebral. Resultados: se obtuvo un índice de efectividad mayor del 85 %. El índice de carga de trabajo obtenido fue de un 60,33 %, con índices de cargas individuales relevantes demanda mental con 22,67 % y rendimiento con un 30 %. Conclusión: el desempeño del sistema descrito resultó adecuado para la movilidad del prototipo de silla de ruedas.

ABSTRACT

ABSTRACT Foundation People with spinal cord injuries may have muscular paralysis and inability to perform movements of different parts of the body, depending on the injury level. At present, it is possible to use the electric currents generated on the skull surface, resulting from brain activity, to move an electric wheelchair, so that their dependence decreases. Objective: to describe a system for controlling a wheelchair, by means of the brain electric signals of a paraplegic patient. Methods: study of technological innovation, conducted at the Equinoctial Technological University of Ecuador. The software application to detect brain waves was developed on the LabVIEW platform, using Dynamic Link Libraries (edk.dll) from Emotiv and Arduino libraries. The electroencephalography signals generated by the user (emotion, participation / boredom, frustration and meditation) were observed and measured using a waveform. The system test was performed with a 40-year-old patient with spastic paraplegia caused by a fracture in the spine. Results: an effectiveness index greater than 85 % was obtained. The workload index obtained was 60.33 %, with relevant individual load indices mental demand with 22.67 % and yield with 30 %. Conclusion: the described system performance was adequate for the wheelchair prototype mobility.